Echipamente modern de alimentare cu combustibil a sistemelor de propulsie Suport curs, I-MASTER ISPA Francisc Popescu francisc.popescu@upt.ro Suport curs: http://franciscpopescu.weebly.com
SOLAR EOLIANA HIDRO Resurse Energetice Regenerabile BIOMASA HIDROGEN / FUEL-CELLS GEOTERMALA
Combustibili alternativi
Puţin despre energia solara Energia solara este energia obţinuta din radiaţia solara care ajunge la suprafaţa pamantului. Sistemele energetice solare pot fi clasificate in: -sisteme energetice mici, utilizate la alimentarea cu energie (electrica si/sau calorica) a locuinţelor individuale, autovehicule, echipamente electronice -sisteme energetice mari, utilizate la alimentarea cu energie (electrica si/sau calorica) a grupurilor de locuinţe sau unitati industriale Pe măsura ce radiaţia solara trece prin atmosfera este absorbita, reflectata si imprastiata de moleculele de aer, vapori de apa, particule, poluanţi, etc. Aceasta se numeşte radiaţie difuza. Partea din radiatia solara care ajunge pe pamant fara sa fie absorbita, reflectata si imprastiata se numeşte radiaţie directa. Suma celor doua se numeşte radiaţie globala. Condiţiile atmosferice pot reduce radiaţia globala cu pana la 10% in zilele cu cer senin si uscat si cu pana la 100% in zilele noroase si cu umiditate mare. Radiatia solara se exprima in kwh/m 2 daca se utilizeaza la producerea de energie electrica si in BTU/ft 2 (J/m 2 ) daca se utilizeaza la producerea de energie calorica
Puţin despre energia solara Celule fotovoltaice Celulele fotovoltaice convertesc radiatia solara in energie electrica. Se mai numesc celule solare. Fenomenul a fost descoperit in 1839 de Edmond Becquerel, insa procesul a fost inteles pe deplin abia dupa un secol. Practic, radiatia solara poate fi reflectata, absorbita sau pur si simplu sa treaca prin materialul celulei, insa doar radiatia absorbita produce curent electric. Energia radiatie absorbite este transferata electronilor din atomii materialului celulei, un material semiconductor. Cu acest aport energetic electronii scapa din atom creand un camp electric (curect) intr-un circuit. Practic, o celula fotovoltaica este formata din doua materiale semiconductoare alaturate, unul cu abundenta de legaturi libere intre atomi (P-type) si celalalt cu abundenta de electroni (N-type).
Puţin despre energia solara In mod uzual, stratul de acoperire antireflexie se realizeaza din SiO. O tehnica moderna de acoperire este cea chimica, prin crearea de forme geometrice (piramide) pe suprafata celulei care au rolul de a capta radiatia (altfel reflectata) si a o trimite in metrialul semiconductor. Pentru realizarea contactelor se utilizeaza (cel mai frecvent) SnO 2
Puţin despre energia solara Celule fotovoltaice multijonctiune
Puţin despre energia solara Concentratoare solare: -lineare -parabolice -turn
300 MW
Puţin despre hidrogen Hidrogenul este un combustibil curat in utilizare deoarece, odata consumat, produsele secundare rezultate sunt apa si oxigenul. Astzi, hydrogenul poate fi produs prin mai multe tehnici, cele mai utilizate/relevante procese fiind cele termice, electrolitice si fotolitice. Procedeul termic, care poate avea trei variante: Reformarea cu abur. Practic se utilizeaza energia termica pentru a produce hidrogen prin separarea acestuia din hidrocarburi gen gaz natural, carbune, metanol Astazi ~ 95% din productia de hidrogen globala se bazeaza pe proceul termic de reformare a aburului! Gazeificarea materialului organic (carbune sau biomasa), gazul rezultat fiind utilizat apoi pentri producerea de hidrogen Reformarea combustibililor lichizi bio-fuel. Este similar cu gazeificarea
Electroliza Electroliza este un procedeu care utilizeaza energia electrica pentru a separa oxigenul si hidrogenul din apa. Hidrogenul rezultat este pur si poate fi utilizat direct in alte aplicatii, spre exemplu producerea de hidrogen prin electroliza la un parc de eoliene avand 0 emisii de gaze cu efect de sera! Se tinde spre producerea de hidrogen prin electroliza utilizand energie electrica produsa prin resurse regenerabile (vint) sau nucleare, pentru ca lantul tehnologic sa aiba 0 emisii de gaze cu efect de sera. In procesul de electroliză, ionii pozitivi sau cationii sunt dirijați înspre catod (pol negativ), iar ionii negativi sau anionii înspre anod (pol pozitiv) unde își pierd sarcina și se depun sau intră în reacție chimică. Specificăm că la anod există un proces de oxidare, în timp ce la catod unul de reducere
Puţin despre energia eoliana Energia eoliană este o sursă de energie regenerabilă generată din puterea vântului. La sfârșitul anului 2006, capacitatea mondială a generatoarelor eoliene era de 73904 MW, acestea producând ceva mai mult de 1% din necesarul mondial de energie electrică. Deși încă o sursă relativ minoră de energie electrică pentru majoritatea țărilor, producția energiei eoliene a crescut practic de cinci ori între 1999 și 2006, ajungându-se ca, în unele țări, ponderea energiei eoliene în consumul total de energie să fie semnificativ: Danemarca (23%), Spania (8%), Germania (6%).
Energia eoliană s-a dovedit deja a fi o soluție foarte bună la problema energetică globală. Utilizarea resurselor regenerabile se adresează nu numai producerii de energie, dar prin modul particular de generare reformulează și modelul de dezvoltare, prin descentralizarea surselor. Energia eoliană în special este printre formele de energie regenerabilă care se pretează aplicațiilor la scară redusă.
Centrale mareomotrice O centrală mareomotrică recuperează energia mareelor. În zonele cu maree, acestea se petrec de două ori pe zi, producând ridicarea, respectiv scăderea nivelului apei. Există două moduri de exploatare a energiei mareelor: Centrale fără baraj, care utilizează numai energia cinetică a apei, similar cum morile de vânt utilizează energia eoliană. Centrale cu baraj, care exploatează energia potențială a apei, obținută prin ridicarea nivelului ca urmare a mareei. Deoarece mareea în Marea Neagră este de doar câțiva centimetri, România nu are potențial pentru astfel de centrale. Centralele mareomotrice produc kwh la un preţ de cost de două ori mai mare decât cel obţinut în hidrocentrale. Astfel de centrale mareomotrice se afla în funcţiune în Franţa (în estuarul Rance, format de râul cu acelaşi nume la vărsarea în Golful Saint Malo; capacitatea sa este de 240 MW şi a fost construită în perioada 1961-1966; proiectul "Chausey" prevede o construcţie asemănătoare în Golful Le Mont St.Michel), în Rusia (în estuarul Kislaya, format de râurile Tuloma şi Kola Ia Marea Barenţ, de 400 MW; un alt proiect vizează ţărmurile Mării Albe); alte proiecte prevăd noi amenajări pe ţărmul S-E al Marii Britanii pe ţărmul Golfului Fundy, unde SUA şi Canada intenţionează o construcţie de mari proporţii
Energia valurilor Energia ce poate fi captata prin exploatarea energiei potentiale rezultate din deplasarea pe verticala a masei de apa la diferite niveluri sau a energiei cinetice datorate curentilor de maree. Energia mareelor rezulta din fortele gravitationale ale Soarelui si Lunii, precum si ca urmare a rotatiei terestre In oprerare din 1966, prima si cea mai mare din lume, in Franta, pe un estuar
Puţin despre energia geotermala Energia geotermică este o formă de energie obținută din căldura aflată în interiorul Pamântului. Apa fierbinte și aburii, captați în zonele cu activitate vulcanică și tectonică, sunt utilizați pentru încălzirea locuințelor și pentru producerea electricității. Este o formă de energie regenerabilă. Exista trei tipuri de centrale geotermale care sunt folosite la aceasta data pe glob pentru transformarea puterea apei geotermala in electricitate: 'uscat'; 'flash' si 'binar', depinzand dupa starea fluidului: vapori sau lichid, sau dupa temperatura acestuia. Centralele 'Uscate' au fost primele tipuri de centrale construite, ele utilizeaza abur din izvorul geotermal. Centralele 'Flash' sunt cele mai raspandite centrale de azi. Ele folosesc apa la temperaturi de 360 F(182 C), injectand-o la presiuni inalte in echipamentul de la suprafata. Centralele cu ciclu binar difera fata de primele doua, prin faptul ca apa sau aburul din izvorul geotermal nu vine in contact cu turbina,respectiv generatorul electric. Apa folosita atinge temperaturi de pana la 400 F(200 C).
Pompe de caldura
Puţin despre energia biomasa Biomasa este partea biodegradabilă a produselor, deșeurilor și reziduurilor din agricultură, inclusiv substanțele vegetale și animale, silvicultură și industriile conexe, precum și partea biodegradabilă a deșeurilor industriale și urbane. (Definiție cuprinsă în Hotărârea nr. 1844 din 2005 privind promovarea utilizării biocarburanților și a altor carburanți regenerabili pentru transport). Biomasa reprezintă resursa regenerabilă cea mai abundentă de pe planetă. Aceasta include absolut toată materia organică produsă prin procesele metabolice ale organismelor vii. Biomasa este prima formă de energie utilizată de om, odată cu descoperirea focului. Forme de valorificare energetică abiomasei(biocarburanți): - Arderea directă cu generare de energie termică. - Arderea prin piroliză, cu generare de singaz (CO + H2). - Fermentarea, cu generare de biogaz (CH4) sau bioetanol (CH3-CH2-OH)- în cazul fermentării produșilor zaharați; biogazul se poate arde direct, iar bioetanolul, în amestec cu benzina, poate fi utilizat în motoarele cu combustie internă. - Transformarea chimică a biomasei de tip ulei vegetal prin tratare cu un alcool și generare de esteri, de exemplu metil esteri (biodiesel) și glicerol. În etapa următoare, biodieselul purificat se poate arde în motoarele diesel. - Degradarea enzimatică a biomasei cu obținere de etanol sau biodiesel. Celuloza poate fi degradată enzimatic la monomerii săi, derivați glucidici, care pot fi ulterior fermentați la etanol.
Combustibilii si formarea poluantilor
Originea si formarea poluantilor C H Surse de poluare antropogenice: -procese industriale; -Trafic auto/naval/aerian; -Sisteme mici/individuale de incalzire a locuintelor Ce au aceste surse in comun? ARDEREA n m O 4 nco m H 2 n m 2 2 2 O Produse ale arderii complete: CO 2 H 2 O Tipul instalaţiei: sobe; centrale individuale; centrale de bloc; focare industriale; CET-uri Produse ale arderii incomplete: CO particule de cocs si funingine HC Combustibil + aer - procese de ardere - Produse secundare ale arderii complete: NOx Combustibili: lemn; cărbune; păcură; GPL; gaz natural Produse datorate impurităţilor din combustibil: SO 2, SO 3 ; NO x ; cenuşă zburătoare Reducere prin: Controlul arderii: constructiv; operaţional Alegerea combustibilului şi epurarea gazelor de ardere Poluanţi emişi
Monoxidul de carbon Monoxidul de carbon (CO) este un produs intermediar al proceselor de ardere, produsul final fiind CO2. Oxidarea CO necesită o aşa-numită temperatură de aprindere de minimum 990 K, iar pentru o ardere completă un timp suficient de staţionare în zone cu temperaturi de minim 990 K. Dacă temperatura de ardere este scăzută şi timpul de staţionare în flacără insuficient sau dacă exista zone în care lipseştesauestepreapuţin aer, o parte din CO nu se oxidează şi este evacuat în atmosferă. Dependenţa concentraţiei de CO, CO2, NO, HC şi particule de coef. exces de aer
Particulele Formarea particulelor la arderea cărbunelui pulverizat
Compusi ai sulfului. SO2/SO3
Compusi ai azotului. NO/NO2/N2O Mecanismul termic de formare a NO, vinovata fiind concentraţia atomilor de oxigen liberi în timpul şi după ardere, in special peste 1300 grd.c. (Zeldovic) O N 2 NO N N O NO O 2 N OH NO H Mecanismul prompt de formare a NO, Apare in zonele cu continut scazut de O2 (Fenimore) C N 2 CN N CH N 2 HCN N CN H 2 HCN H CN H 2O HCN OH HCN, CN O NO R R reziduu organic
Gas name Simbol Durata de viata Potential de încălzire globală (GWP) pentru un interval de timp dat (ani) 20-ani 100-ani 500-ani Dioxid de carbon CO 2 30-90 1 1 1 Metan CH 4 12 72 25 7.6 Protoxid de azot N 2 O 114 289 298 153 CFC-12 CCl 2 F 2 100 11 000 10 900 5 200 HCFC-22 CHClF2 12 5 160 1 810 549 Tetrafluormetan CF 4 50 000 5 210 7 390 11 200 Hexafluormetan C 2 F 6 10 000 8 630 12 200 18 200 Hexaluorid sulfuric SF 6 3 200 16 300 22 800 32 600 Azot trifluorura NF3 740 12 300 17 200 20 700 CFC-12 a fost interzis, insa HCFC-22 a fost programat pentru interzecere abia in 2030.
Ciclul NO in atmosfera
Ciclul CO in atmosfera CO 1 O 2 CO 2 2 OH CO CO2 H
Ciclul SOx in atmosfera
Biocombustibili lichizi.
BIOETANOL din porumb Instalatiile de producere a etanolului din porumb pot fi clasificate in doua tipuri: -Procesare umeda (wet milling) de capacitate mare si produc pe langa etanol mai multe produse secundare valoroase, cum ar fi siropul de glucoza, dextroza, fructoza, etc; -Procesare uscata (dry milling) de capacitate mica si produc exclusiv etanol. Instalatiile de producere a etanolului din porumb sunt mari consumatoare de energie, atat termica cat si electrica, in mare pentru a obtine ~ 1 litri etanol se consuma ~ 2.5 kwt (termic) si ~ 0.5 kwh (electric). S-au efectuat numeroase studii privind eficienta energetica a producerii de etanol din porumb, unele prezentand un randament negativ, altele un randament pozitiv Un studiu recent efectuat de Argonne National Laboratory sugereaza ca etanolul produce cu ~ 35% mai multa energie decat este necesar pentru al produce.
Schema tipica a proceslului de producere a etanolului din porumb Sunggyu Lee, cap.10 - Handbook of Alternative Fuel Technology, 2007, Taylor & Francis Group
Chimia procesului Majoritatea plantelor sunt formate in principal din biomasa linocelulozica. La randul ei, aceasta este formata in principal din celuloza, hemiceluloza (in principal xiloza) si lignin, toate bogate in zaharuri. Practic, procesul de obtinere a etanolului din porumb consta in extragerea zaharurilor din celuloza si hemiceluloza, intr-o forma propice fermentarii intr-un alcool. Privind stoichiometric, 1mol de glucoza produce 2 moli etanol si 2 moli CO2.
Schema unui fermentator Alfa-Laval
BIOMASA. Creşterea gradului de utilizare a resurselor regenerabile la 20 % pana în 2020 hotărârea CE
Biomasa este un produs compus parţial sau în totalitate dintr-o materie vegetală agricolă sau forestieră, ce poate fi utilizat drept combustibil cu scopul recuperării conţinutului energetic. Ponderea resurselor energetice primare pentru EU-27
România are un potenţial energetic de biomasă ridicat, evaluat la circa 7594 mii tep/an ceea ce reprezenta aproape 19 % din consumul total de resurse primare la nivelul anului 2000.
De ce co-incinerare cu carbune? Randament de ardere: 98-99 % pentru ASFC, 95-96 % pentru ASFS; Flexibilitate ridicată în raport cu schimbarea calităţii combustibilului, ceea ce permite menţinerea stabilităţii procesului de ardere; Prepararea mai sumară a combustibilului. Pentru focarele ASFC dimensiunea maximă a particulelor poate ajunge la 15-20 mm, iar pentru focarele ASFS la circa 7 mm; Emisiile poluante mai reduse în comparaţie cu celelalte tehnici de ardere (în strat sau praf în suspensie), care ar folosi acelaşi tip de combustibil.
Reducerea emisiilor de SO2 la co-incinerarea cu carbune
Probleme / dezavantaje a) b) c) d) Depuneri de cenuşă apărute la incinerare / co-incinerare a) 100 % cărbune, b) 100 % rumeguş, c) 100 % paie cu conţinut scăzut de clor, d) amestec de cărbune cu paie de grâu cu conţinut ridicat de clor
Arderea combinată a biomasei cu cărbune Instalaţii energetice din domeniul de 50-700 MWe, 2007
Concepte privind organizarea arderii la co-incinerarea biomasei cu carbune Co-incinerarea directă Co-incinerare indirectă Co-incinerare paralelă
Centrala Gelderland Olanda Prima aplicaţie practică la nivel industrial pentru a demonstra co-incinerarea directă a biomasei într-o instalaţie mare de ardere, cu rezultate experimentale importante. - 10 t/h deşeu lemnos co-incinerat. - 60.000 tone de deşeuri din lemn/an. - 45.000 tone de cărbune/an. - 4.000 tone de cenuşă/an. Puterea electrică generată din co-incinerarea lemnului, de aproximativ 20 MWe, a reprezentat un punct de referinţă pentru viitoarele proiecte privind co-incinerarea (la nivelul anului 1995).
Date referitoare la tehnologiile disponibile pentru producţia de energie electrică Sursa: EU ENERGY POLICY DATA Brussels, 10.01.2007 SEC(2007) 12
Sursa: The energy sector in Romania. Present and future, A. Sandulescu, Director general Departamentul Energiei, Ministerul Economiei, 2011
Previziune instalatii noi. Sursa: The energy sector in Romania. Present and future, A. Sandulescu, Director general Departamentul Energiei, Ministerul Economiei, 2011
Bubbling fluidized bed (BFB) combustion
LUBRIFIANTI SAE = Societatea Inginerilor de Automobile API = Institutul American de Petrol ACEA = Asociatia Constructorilor Europeni de Automobile ILSAC - International Lubricant Standardization and Approval Committee (Comitetul International de Standardizare si Aprobare a Lubrifiantilor) JASO - Japanese Automotive Standards Organisation (Organizatia Japoneza de Standarde a Automobilelor)
Clasificarea uleiurilor minerale pentru motoare după viscozitate Ultima formă în vigoare a clasificării SAE (Society of Automotive Engineers) după viscozitate datează din februarie 1992 (SAE J300) Clasele de viscozitate pentru uleiurile de motor cuprind: - Clase de iarna (0W, 5W, 10W, 15W, 20W) - Clase de vara (-20, -30,- 40,- 50, -60) Daca uleiul satisface cerintele unei singure clase de viscozitate, uleiul se numeste monograd.( ex.sae 30 sau SAE 40 cunoscute in Romania sub denumirea de "M"-uri), sau pentru temperatui scazute 10W, etc. Uleiul multigrad este uleiul care satisface cerintele mai multor clase de viscozitate. De exemplu un ulei 15W-40 va asigura o pornire la rece similara cu un ulei din clasa 15W si se va comporta la temperaturi ridicate ca un ulei din clasa 40.
Clasificarea şi simbolizarea uleiurilor minerale pentru transmisii mecanice şi casete de direcţie Uleiurile pentru transmisii şi casete de direcţie pot fi sistematizate după criterii de viscozitate, de solicitare, şi de rezistenţă la presiuni înalte. Clasificarea SAE are la bază criteriul viscozităţii. Uleiurile sunt împărţite în 7 clase de viscozitate în ordine crescătoare a viscozităţii. Uleiurile SAE 75W se folosesc în punţi motoare la funcţionare la temperaturi scăzute. Uleiurile SAE 80W şi 90 au cea mai mare utilizare în condiţii de climă temperată, atât în cutii de viteze cât şi în punţi. Uleiurile SAE 140 şi 250 se folosesc numai în condiţii de temperatură foarte ridicată. Indicativul W arată că respectivul ulei poate fi utilizat cu succes în anotimpul rece.
API - AMERICAN PETROLEUM INSTITUT clasifica si standardizeaza lubrifiantii dupa tipul de combustibil folosit in procesul In de notatia ardere. nivelului de performanta API, litera "S" indica performanta uleiului utilizat pentru motoare pe benzina ( usor de retinut-"s"de la Scinteie) iar litera "C"( Compresie) indica performanta uleiului utilizat pentru motoare diesel. Cu cat literele care le urmeaza sunt mai avansate in alfabet, cu atat nivelul de performanta este mai ridicat. MOTOARE BENZINA ( OTTO ) CategorieStatut Service Pentru toate motoarele auto actuale,ulei rezistent la SN Actual temperaturi ridicate, cansum redus de ulei si carburanti, poluare redusa.categorie introdusa in 2008. Pentru toate motoarele auto actuale,categorie introdusa din SM Actual 2004. SL Actual Pentru toate motoarele pe benzinna. Categorie introdusa în 01.07.2001. SJ Actual Categorie valabila pîna in anul 2001.
STANDARDUL API - MOTOARE DIESEL Categorie Statut Service CJ 4 Actual Categorie introdusa in 10.2006,pentru motoare de mare viteza in 4 timpi concepute sa raspunda standardelor pentru emisii impuse motoarelor din generatia 2007. Sunt special concepute pentru a sustine durabilitatea sistemului de control al emisiilor in motoarele echipate cu filtre de particule sau alte sisteme avansate de post tratament al emisiilor CI 4 Actual Categorie introdusa în 05.09.2002. Pentru motoare moderne care indeplinesc normele de poluare redusa din 2002. Se poate folosi în locul categoriilor CD, CE, CG 4 si CH 4 CH 4 Actual Categorie introdusa în 1998. Pentru motoare moderne care indeplinesc normele de poluare redusa din 1998. Se poate folosi în locul categoriilor CD, CE, CG 4 si CH 4 CG 4 Actual Categorie introdusa în 1995. Pentru motoare moderne care indeplinesc normele de poluare din 1994. Se poate folosi în locul categoriilor CD,CE, si CF 4 CF 4 Actual Categorie introdusa în 1990. Pentru motoare aspirate si supraalimentate (turbo). Se poate folosi în locul categoriilor CD si CE CF Actual Categorie introdusa în 1994. Pentru autoturisme de teren si motoare Diesel cu injectie indirecta. Se poate folosi în locul categoriei CD.
STANDARDUL API PENTRU ULEIURILE DE TRANSMISIE SI DIFERENTIALE Categorie Aplicatii si recomandari de utilizare GL-1 GL-2 GL-3 GL-4 pentru transmisiile mecanice ale autocamioanelor pentru transmisiile mecanice ale vehiculelor care functioneaza in conditii de sarcina, temperaturi si viteze de alunecare superioare clasei GL-1 pentru transmisiile mecanice ale vehiculelor cu angrenaje conice spirale care functioneaza in conditii moderate de sarcina si viteza pentru transmisiile cu angrenaje hipoide ale vehiculelor care functioneaza cu viteze mari si cupluri mari GL-5 pentru transmisiile angrenajelor hipoide ale mijloacelor de transport care functioneaza in conditii de viteza mare si sarcini cu socuri sau viteze mari si cupluri mici, precum si cu viteze mici si cupluri mari
ACEA (Asociatia Constructorilor Europeni de Atomobile) ACEA au fost create in anul 1991, reprezentand industria automobilului european in materie de carburant si lubrifiant, inlocuind vechile norme europene CCMC( Comitetul Constructorilor din Piata Comuna ), care datau din 1972 si CLCA ( Comitetul de Relatii intre Constructorii de Automobile ). Primele specificatii au fost introduse in anul 1996. ACEA are 5 grupe: A - motoare pe benzina B - motoare Diesel pentru vehicul usor C - motoare pentru vehicul usor cu FAP ( DPF ) sau catalizator D - pentru motoare mari, de camion, industriale si agricole Fiecare grupa comporta mai multe niveluri de performanta indicate prin cifre 1,2,3..., urmate de ultimele doua cifre ale anului de introducere a versiunii celei mai recente ( ex. ACEA C3-10 )
SISTEME DE INJECTIE. Common Rail
Avantaje Common Rail: - Combustibilul este intotdeauna disponibil, la presiunea necesara injectiei; - Presiune mai mare de injectie si implicit atomizare mai buna a dozei injectate - Presiunea de injectie este creata independent de turatia motorului - Sunt posibile injectii multiple pe cilindru - Reducerea emisiilor, in special NOx si particule - Reducerea zgomotului - Scaderea consumului de combustibil - Cresterea performantelor motorului (kw/l)
Secventa injectiei este, in general separate in 3 faze distincte: preinjectie, injectie si post injectie. Pre-injectia are rolul de controla arderea in faza de injectie principal, in special de a asigura o temperature de ardere controlata (nu brusca) in vederea reducerii emisiilor de NOx. O scurta faza de postinjectie are rolul de a reduce emisiile de particule, prin oxidarea complete a acestora.
pinj presiunea de injectie p cil presiunea din cilindru p c densitatea combustibilului C d coeficientul de descarcare (orificiu duza) V volumul dozei injectate D diametrul orificiului duzei θ timpul de injectie (unghi arbore cotit) N turatia (rpm/2 pentru 4 timpi rpm pentru 2 timpi) N i nr. injectii pe minut
Componentele sistemului Common Rail
Pompa de inalta presiune
Accumulatorul (de presiune) COMMON RAIL Presiune motorina: ~ 300 400 bar la ralanti ~ 2000 bar presiune maxima Senzor presiune Supapa control presiune in rampa Controlul presiunii in rampa se poate face cu supapa cu solenoid comandata de ECU (stanga) sau cu supapa mecanica (dreapta)
Injector cu rezervor de combustibil asigura lipsa fluctuatiilor de presiune in sistemul common rail
SISTEME DE INJECTIE. Injecție motorina cu pompă injector Sistemele de injecție cu pompă injector combină pompa de înaltă presiune și injectorul în aceeași unitate. Fiecare cilindru al motorului este prevăzut cu căte un injector pompă montat în chiulasă. Generarea presiunii se face cu ajutorul unui arbore cu came antrenat de arborele cotit al motorului. Sistemele de injecție cu pompă injector utilizate pe automobile sunt cu comandă electrică, controlul injecție fiind efectuat de calculatorul de injecție.
Primele injectoare pompă erau cu acționare mecanică și s-au utilizat pe motoare de autovehicule comerciale. Versiunile cu control electronic utilizează o supapă cu solenoid sau cristal piezoelectric pentru controlul injecției. Grupul VW s-a remarcat cu utilizarea sistemelor de injecție cu pompă injector pentru motorizările diesel. Bosch a demarat producția de sisteme de injecție cu pompă injector pentru motoarele de automobile în 1998. Injectoarele pompă produse de Bosch puteau fi utilizare pe motorizări diesel pentru autovehicule comerciale sau automobile, cu capacități cilindrice de maxim 5 litri și puteri maxime de 312 CP. Prin asociere cu Bosch grupul VW a dezvoltat motorul 1.9 TDI care este echipat cu sistem de injecție cu pompă injector. Primele versiuni utilizau supape cu solenoid pentru controlul injecției. Ulterior grupul VW s-a asociat cu Siemens VDO pentru a dezvolta sisteme de injecție cu pompă injector cu supape piezoelectrice. Acestea puteau efectua injecții divizate, în funcție de regimul de funcționare al motorului, fiind capabile de 2 injecții pilot, 1 injecție principală și 2 post injecții. Automobilele echipate cu acest sistem de injecție au fost produse între Injector pompă Bosch 2004 și 2006 și îndeplineau normele de poluare Euro 5 pentru motorizări diesel.
Injectoarele pompă sunt montare direct in chiulasă. Fiecare pompă este acționată prin intermediul unui culbutor de un arbore cu came. O parte din circuitul de alimentare cu combustibil (tur-retur) al fiecărei pompe este de asemenea prevăzut direct în chiulasă. Secțiune injector pompă Bosch Montarea injectoarelor pompă în chiulasă 1. chiulasă 2. ax culbutori 3. culbutor 4. corp injector 5. conexiune electrică
Montarea și mecanismul de acționare al injectorului pompă VW 1. chiulasă 2. bujie incandescentă 3. injector pompă 4. culbutor 5. ax culbutori 6. rolă 7. arbore came (camă) Injectorul pompă combină sistemul de generare a presiunii înalte (pompa) cu sistemul de dozaj al combustibilului (injectorul) în aceeași unitate. Fiecare cilindru este prevăzut cu un injector pompă. Ansamblul pompă injector trebuie să asigure: - generarea de presiune înaltă pentru fiecare ciclu de combustie - dozarea combustibilului în cilindru la momentul potrivit
Pompa de joasă presiune a sistemului de alimentare cu combustibil este antrenată mecanic de arborele cotit al motorului. Este montată în partea laterală a chiulasei, împreună cu pompa de vacuum. Pompa de joasă presiune absoarbe combustibiul din rezervor, îl precomprimă până la maxim 7.5 bari și-l introduce în chiulasă unde alimentează sistemul de înaltă presiune Filtrul de combustibil (2) protejează sistemul de injecție de impurități sau contaminare cu apă. Supapa de sens (3) previne curgerea combustibilului înapoi în rezervor când motorul este oprit. Se deschide la o presiune de 1.2 bari. Supapa de limitare a presiunii (5) limitează presiunea generată de pompa de joasă presiune la 7.5 bari. Când acesta se deschide combustibilul este recirculat în admisie pompei de joasă presiune. Separatorul (6) are rolul de a colecta bulele de aer din combustibil care sunt trimise pe returul circuitului, către rezervor, prin intermediul restrictorului (15). Supapa de sens (11) menține presiunea în retur la aproximativ 2 bari. Când aceasta este închisă orificiul (12) este utilizat pentru evacuarea bulelor de aer din circuit. Senzorul de temperatură (13) măsoară temperatura combustibilului și trimite informația către calculatorul de injecție. Radiatorul (14) are rolul de a reduce temperatura combustibilului înainte să fie introdus înapoi în rezervor (1). 1. rezervor combustibil 2. filtru motorină 3. supapă de sens 4. rotor pompă de joasă presiune 5. supapă de limitare a presiunii 6. separator 7. tur (alimentare pompă injector) 8. chiulasă 9. retur (către rezervor) 10. corp pompă joasă presiune 11. supapă de sens 12. orificiu (bypass supapă de sens) 13. senzor temperatură combustibil 14. radiator răcire combustibil 15. restrictor
Secțiune componente injector pompă 1. corp pompă înaltă presiune 2. arc revenire ac supapă control 3. cilindru pompă 4. garnitură etanșare 5. supapă control injecție pilot 6. garnitură etanșare 7. chiulasă 8. corp injector 9. garnitură etanșare 10. scaun injector 11. ac injector 12. arc revenire ac injector 13. tur (alimentare pompă înaltă presiune) 14. retur (către rezervor) 15. solenoid 16. ac supapa de control 17. arc revenire piston pompă 18. piston pompă 19. culbutor 20. ax culbutori 21. rolă 22. camă
SISTEME DE INJECTIE. Benzina
Scurt istoric injectia directa Conceptul de injecție directă a combustibilului a aparut în 1925, când a fost inventat de inginerul suedez Jonas Hesselman. În timpul celui de-al doilea război mondial, unele avioane de luptă au fost echipate cu injecție directă de combustibil. După al doilea război mondial, companiile auto au descoperit că introducerea mecanică a combustibilului în cilindru era practic imposibilă cu tehnologia disponibila atunci. Throttle body injection a fost unul dintre primele sisteme de injecție a combustibilului care a inlocuit carburatorul. TBI avea nevoie de un computer simplu capabil să controleze mai multe injectoare prin pulverizarea benzinei in aerul care intra în galeria de admisie. Senzorul de poziție a clapetei de accelerație (TPS), senzorul de temperatură a lichidului de răcire (CTS), senzorul de presiune absolută (MAP) și senzorul de oxigen (O2) au fost senzorii necesari pentru a stabili un control exact al combustibilului injectat in cilindru
Alfa Romeo a testat unul dintre primele sisteme de injecție electronică (Caproni- Fuscaldo) în Alfa Romeo 6C2500 pe caroserie Ala Spessa în 1940, Mille Miglia. Motorul a avut șase injectoare acționate electric și a fost alimentat de un sistem cu pompă de benzina cu circulație semi-înaltă Primul sistem de injecție directă de benzina instalat pe masini de serie a fost dezvoltat de Goliath și Gutbrod în 1952 (cumparat de Bosh) și instalat în 1955 în Mercedes-Benz 300SL. Injectoarele de benzina au fost introduce în orificiile prevăzute pe peretele cilindrului de la bujii, iar bujiile au fost transferate în capul cilindrului. Mai târziu, din cauza costurilor ridicate a început să se utilizeze frecvent injecție indirectă.
La sfarsitul anului 1970, Ford Motor Company a dezvoltat un sistem stratificat de injectie directa, motorul a fost numit "ProCo" si folosea o pompa de inalta presiune si injectoare direct in cilindru. Sistemul a echipat V8 Crown Victoria si a fost construit de Ford în Atlanta și Hapeville. Proiectul a fost suspendat din motive tehnice, deoarece sistemele electronice de control erau încă foarte primitive, iar costul pompelor și injectoarelor este foarte mare. Au existat, de asemenea, probleme cu emisiile de oxizi de azot în exces față limitele impuse de Agenția pentru Protecția Mediului (EPA). Pentru a rezolva problema, Ford a introdus cataliztorul cu 3 cai, insa s-a dovedit a fi o soluție prea costisitoare. În 1996 a apărut primul system deinjecție electronică directă pe benzină, produs pe scara larga. Sistemul dezvoltat de Mitsubishi a fost prima aplicație GDI, pe Mitsubishi Galant / Legnum 4G93 1.8 L, care a fost introdus în Europa în 1997, Mitsubishi Carisma. În 1997, a apărut în primul motor cu șase cilindri GDI 6G74 3.5 L V6. Mitsubishi a produs mai mult de un milion de motoare GDI. În 1998, Toyota a dezvoltat sistemul său de injecție directă D4 și a apărut într-o varietate de vehicule de pe piața japoneză a motoarelor SZ și NZ. Toyota a introdus mai târziu sistemul său D4 pe piața europeană a motorului 1AZ-FSE în modelul Avensis din 2001. În S.U.A. în 2005 a apărut Lexus GS 300 cu motor 3GR-FSE. Motorul 2GR-FSE V6 Toyota utilizează un sistem de injecție directă mai avansat, care combină injecția directă și indirectă cu două injectoare pe cilindru, un injector intermediar tradițional (presiune joasă) și o injecție directă (presiune înaltă) în sistemul D4 cunoscut.
În 1999, Renault a introdus injectia directa pe motorul 2.0 IDE (Injection Direct Essence), pe Megane. În 2000, grupul Volkswagen a prezentat propriul său motor pe benzină cu injecție directă în Volkswagen Lupo 1.4 L (FSI). Sistemul a fost adaptat pornind de la un prototip folosit initial pe Audi R8, in cursa Le Mans. Trei ani mai tarziu sistemul a fost introdus pe motoarele de 2.0 L, pe Audi A4. PSA Peugeot Citroën a introdus primul său motor GDI (HPi) în anul 2000, Citroen C5 și Peugeot 406. Primul motor cu injectie directa PSA a fost un 2/0 L, EW10D 16 supape. În 2002, a apărut în Alfa Romeo 156, un motor cu injecție directă, JTS (Jet Thrust Stechiometry), iar această tehnologie este utilizată în aproape toate motoarele Alfa Romeo. În 2003, Ford dezvolta Duratec SCi de 1,8 litri aspirat, cu injecție directă de benzina. În 2003, BMW a introdus injectia directa de benzina în motorul N73 V12. În 2006, introduce a doua generație de injecție de înaltă precizie (HPI) în noul N54 turbo. Tot in 2006, PSA_BMW_Ford_Mitsubishi_Volvo formeaza un cartel si dezvolta impreuna motoarele de 1.6 si 2 L.
Injectia directa de benzina Injecția directă pe benzină (GDI) (cunoscuta si ca injecție directă cu aprindere prin scânteie (SIDI) și injecție stratificata de combustibil (FSI)) este cea mai moderna metoda de alimentare a m.a.s. Presiune abenzinei este ridicata intr-o linie de alimentare comuna si injectata direct in cilindri, prin injectoare unice. Injectia directa de benzina permite stratificare amestecului carburant in ciclidru, oferind un randament ridicat, o eficiență sporită a consumului de combustibil și reducerea emisiilor la sarcini reduse. GDI a înregistrat o rapidă adoptare de către industria automotive în ultimii ani, de la 2,3% din producția vehiculelor modelului 2008 până la peste 45% din producția globala de m.a.s in 2015. In general un m.a.s cu sistem de injectie directa de benzina funcționează în două moduri: 1) Cu amestec sarac, în timpul sarcinilor reduse și a funcționării cu viteză redusă. 2) Modul stoichiometric omogen la sarcini mai mari și la toate încărcăturile și viteză mai mare. În zona de sarcină medie amestecul este sarac sau stoichiometric.
Formarea amestecului carburant este variata, insa se diferenteaza 3 sisteme larg utilixate: 1. Formarea amestecului prin formarea turbionilor cu ajutorul aeului aspirat; 2. Formarea amestecului prin formarea turbionilor prin geometria peretilor camerei de ardere; 3. Formarea amestecului prin generarea turbionilor cu ajutorul benzinei injectate. Sistemul de management al motorului alege în mod continuu între trei moduri de ardere: ardere cu amestec sarac (LEAN), stoichiometrică și putere totală. Fiecare mod este caracterizat de raportul aer-combustibil. Raportul stoichiometric de aer-combustibil pentru benzină este de 14,7: 1 (masic), dar modul cu amestec sarac poate ajunge si la 65: 1 (sau chiar mai mare în unele motoare, pentru perioade foarte limitate). Vedere piston (3.5 L) Ford EcoBoost cu cavitate in cap piston pentru formarea turbionului.
Parametrii care au cea mai mare influenta asupra unui motor în ceea ce privește randamentul sunt raportul de comprimare și raportul aer/combustibil (lambda). Prin mărirea raportului de comprimare se obține o putere sporită și o reducere a consumului de combustibil. Puterea sporită se datorează creșterii presiunii din cilindru la sfârșitul comprimării ceea ce impune o presiune mai mare pe cursa de destindere deci un cuplu mai mare. Motoarele cu injecție indirectă au un raport de comprimare în jur de 9...10. O valoare mai mare de 10 face ca fenomenele distructive ca detonația să fie prezente în locul arderii normale. În cazul injecției directe, în momentul injecției temperatura din cilindru scade deoarece o parte din căldura este absorbită de carburant pentru vaporizare. Astfel se elimina detonația care apare în principal datorită unei temperaturi foarte ridicate la sfârșitul cursei de comprimare. Motoarele cu injecție directă de benzină funcționează cu rapoarte de comprimare mai ridicate de 12. Cel mai mic consum de combustibil se obține atunci când amestecul aercarburant este un pic mai sărac decât amestecul stoichiometric. Cu alte cuvinte trebuie să introducem în cilindru mai mult aer decât este necesar pentru a avea o ardere completă a benzinei. Unul din inconvenientele sistemelor de injecție indirectă, comparativ cu injecție directă, este modul de funcționare cu amestec stoichiometric, utilizarea amestecurilor sărace nefiind posibilă. În cazul motoarelor cu injecție directă se poate controla raportul aer-carburant din cilindru în sensul stratificării acestuia. http://www.e-automobile.ro
Stratificarea înseamnă un amestec foarte bogat în jurul bujiei (pentru a facilita aprinderea) și foarte sărac în apropierea pistonului și a pereților cilindrului. Funcționarea cu amestec sărac în apropierea pistonului și a cilindrului creează o izolare termică a nucleului de ardere ceea ce reduce semnificativ transferul căldurii către blocul motor și pistoane. Un sistem de injecție indirectă funcționează tot timpul cu amestec omogen, raportul aer-combustibil fiind aproximativ același în interiorul cilindrului. Avantajul sistemelor de injecție directă este controlul jetului de combustibil astfel încât se poate obține un amestec stratificat. Funcționarea în mod stratificat aduce o reducere a consumului de combustibil de la 15 la 20 % comparativ cu un motor cu injecție indirectă. Amestec stratificat Amestec omogen
Funcționarea în mod stratificat se face la turații scăzute și sarcini parțiale când nu sunt necesare accelerații intense ale motorului. Benzina este injectată cu puțin timp înainte ca pistonul să ajungă la sfârșitul cursei de comprimare astfel fiind posibilă reorientarea jetului în jurul bujiei pentru o aprindere facilă. La sarcini mari ale motorului funcționarea în mod stratificat poate conduce la emisii de particule deoarece amestecul aercombustibil poate sa fie foarte bogat în jurul bujiei și sa nu ardă complet. De asemenea la turații mari ale motorului curgerea aerului în cilindrii este turbulentă ceea ce face imposibilă obținerea unui amestec stratificat.
Regimurile de funcționare cu turații ridicate sau sarcini mari (accelerații intense) impun funcționare cu amestec omogen. În acest mod de funcționare combustibilul este injectat în timpul cursei de admisie, turbulentele aerului din cilindru facilitând omogenizarea amestecului. În funcție de sarcina motorului amestecul omogen poate fi sărac (lambda > 1), stoichiometric (lambda = 1) sau bogat (lambda < 1) în cazul în care motorul este la sarcină totală (pedala de accelerație este apăsată 100%). Datorită omogenității amestecului emisiile de oxizi de azot sunt reduse și astfel nu mai este necesară funcționarea EGR-ului.
Amestecul omogen sărac aduce avantajul unui consum redus de combustibil dar impune utilizarea EGR-ului pentru reducerea emisiilor de oxizi de azot. Acest mod face tranziția între amestecul stratificat și cel omogen. Pe măsură ce ne apropiem de modul de funcționare omogen (stoichiometric sau bogat) se utilizează modul de funcționare cu amestec omogen parțial stratificat. În acest mod de funcționare injecția este divizată. Prima injecție (principală), ce conține majoritatea cantității de combustibil, se realizează în timpul cursei de admisie obținându-se astfel un amestec omogen sărac în cilindru. Când pistonul se apropie de sfârșitul cursei de comprimare se face a doua injecție (secundară) care conduce la o stratificare a amestecului în zona bujiei. Acest mod de funcționare, prin divizarea injecției, conduce la reducerea emisiilor de particule și la un consum mai redus de combustibil. Injecția divizată este utilizată și pentru a grăbi încălzirea catalizatorului prin efectuarea injecției secundare pe cursa de evacuare ceea ce conduce la continuarea arderii pe galeria de evacuare. http://www.e-automobile.ro
Obținerea amestecului stratificat se face prin ghidarea jetului de combustibil injectat în cilindru astfel încât amestecul bogat sa fie prezent în dreptul bujiei pentru a facilita aprinderea. Ghidarea jetului spre bujie se face în principal prin trei metode: ghidarea cu peretele, ghidarea directă a jetului și ghidarea cu aerul. Ghidarea cu peretele Ghidarea cu aerul Ghidarea directă Ghidarea jetului cu peretele presupune transportul jetului de combustibil spre bujie utilizând suprafața pistonului. Combustibilul este injectat spre piston iar datorită mișcării acestuia la sfârșitul cursei de comprimare jetul este redirecționat spre bujie. Dezavantajul acestei metode constă în faptul că o parte din combustibilul injectat pe capul pistonului se depune, nu se evaporă total ceea ce are impact asupra creșterii consumului de combustibil și asupra emisiilor de hidrocarburi (HC) și a monoxidului de carbon (CO). http://www.e-automobile.ro
Ghidarea jetului cu aerul (VW) utilizează pentru fiecare cilindru câte o paletă de redirecționare a aerului (montate în galeria de admisie) cu ajutorul căreia se controlează curentul de aer. Astfel jetul de combustibil injectat este purtat de către curenții de aer către bujie. Avantajul acestei metode se datorează izolării jetului de combustibil cu aer ceea ce se traduce în consum de combustibil și emisii mai mici. Injector lateral (ghidare cu aerul a jetului) - Ecotec 2.0L I-4 DI Turbo http://www.e-automobile.ro
Ghidarea directă a jetului se obține prin plasarea injectorului în vecinătatea bujiei. Teoretic aceasta metoda este cea mai eficientă deoarece elimina fenomenul depunerii combustibilului pe piston sau pe pereții cilindrului. De asemenea acest mod de ghidare a jetului este mai puțin sensibil la fluctuațiile curenților de aer din cilindru. Dezavantajul este data de fiabilitatea mai redusă a bujiei datorită depunerilor de carbon, depuneri provenite din arderea incompletă a combustibilului. Injector plasat central (ghidare directă a jetului) BMW
Sistemul de alimentare cu combustibil pentru injecție directă Injecția directă de combustibil în cilindru necesită presiuni relativ ridicate, în jur de 40 130 bari. Comparativ, la un sistem de injecție indirectă presiunile se situează în jurul valorii de 4 bari. Presiunile mari sunt necesare pentru ca jetul de combustibil să aibă penetrația corespunzătoare în cilindru și pentru ca pulverizarea și evaporarea să fie cât mai eficiente. Cu toate acestea nu se poate crește mai mult presiunea de injecție pentru a avea o pulverizare și mai bună deoarece crește probabilitatea ca jetul să aibă o penetrație foarte mare și să atingă pereții cilindrului sau capul pistonului. În principiu un sistem de injecție directă de benzină este compus din: rezervor de combustibil, pompă electrică de joasa presiune, filtru de combustibil, pompă de înaltă presiune, rampă comună, regulator de presiune (electro-supapa), senzor de presiune, injectoare.
Combustibilul stocat în rezervor este scos de către pompa electrică la o presiune de 4 5 bari și trimis către pompa de înaltă presiune. Pompa de joasă presiune este localizată de obicei în rezervor sau în vecinătatea acestuia. Filtrul are rolul de a reține impuritățile din combustibil pentru a evita pătrunderea acestora în pompa de înaltă presiune, injectoare sau regulator. Pompa de înaltă presiune este antrenată de arborele cu came și trimite combustibilul către rampă la o presiune de maxim 130 bari. Valoarea presiunii din rampa depinde de punctul de funcționare al motorului (turație și sarcină) și este controlată între 40 și 130 de bari cu ajutorul regulatorului de presiune. Componentele sistemului de injecție directă de benzină (Bosch) http://www.e-automobile.ro
Injectoare benzina pentru injectia indirecta Sistem de injecție motor benzină V6 (rampe combustibil, injectoare și regulator de presiune) Delphi
Cantitatea de combustibil injectată trebuie să fie controlată foarte precis deoarece se face în funcție de masa de aer care intră în cilindri. Pe baza informației primită de la senzorul de debit de aer calculatorul de injecție controlează momentul și durata deschiderii injectoarelor. Injectoare benzină Delphi
Injectorul de benzina este un dispozitiv electromecanic care debitează, pulverizează și direcționează combustibilul în galeria de admisie, în poarta supapei de admisie. Injectoarele sunt montate pe galeria de admisie. Acestea sunt instalate etanș pe galerie pentru a preveni scăparea de aer admis în motor. Poziția injectorului în galeria de admisie (injecție indirectă de benzină) 1.injector 2.arbore cu came 3.tachet 4.supapă de admisie 5.chiulasă 6.galerie de admisie Injector benzină injecție indirectă Denso
În partea superioară injectoarele sunt alimentate direct din rampa de combustibil. Pentru a fi conectate etanș, atât de rampă cât și de galeria de admisie, acestea sunt prevăzute cu garnituri de cauciuc (O-ring-uri). Carcasa injectorului, metalică sau din plastic, conține o supapă acționată de un solenoid și două conexiuni electrice pentru alimentarea cu energie electrică. Pentru a preveni contaminarea cu impurități, în partea superioară injectorul are prevăzut un filtru. Secțiune longitudinală printr-un injector orificii multiple de injecție - Bosch 1. garnituri (O-ring-uri) 2. filtru 3. carcasă (prevăzută cu conector electric) 4. solenoid 5. arc elicoidal de revenire 6. acul injectorului (armătura mobilă) 7. sediul supapei (cu orificii) 8. contacte electrice
Pentru a injecta combustibilul în galeria de admisie, calculatorul de injecție, prin intermediul contactelor electrice (8), alimentează cu energie electrică solenoidul (4). Acesta se energizează și produce o forță magnetică care ridică acul injectorului (6) de pe sediu (7). Pentru a opri injecția de combustibil, calculatorul de injecție întrerupe alimentarea cu energie electrică iar arcul elicoidal (5) apasă acul injectorului (6) pe sediu (7). Secțiune longitudinală printr-un injector jet în formă de con unitar - Bosch 1. orificiu conic 2. acul injectorului 3. armătură mobilă 4. arc elicoidal de revenire 5. solenoid 6. conectori electrici 7. filtru 8. garnituri din cauciuc
Jetul de combustibil este caracterizat de o serie de parametrii. Acești parametrii depind de forma constructivă a acului injector precum și de sediul supapei. Jetul de combustibil este determinat de o serie de unghiuri cu următoarele specificații:
Calculatorul de injecție, pe baza informațiilor primite de la senzori, controlează ordinea injecțiilor, momentul și durata deschiderii injectoarelor. Deoarece diferența de presiune între galeria de admisie și rampa de combustibil este menținută tot timpul constantă cu ajutorul regulatorului de presiune, cantitatea totală de combustibil injectată se controlează doar prin durata de deschidere a injectoarelor. Informațiile primite de la senzori pe baza cărora calculatorul de injecție controlează procesul de injecție 1.tensiune baterie 2.senzor temperatură motor 3.senzor temperatură aer admisie 4.supapă control aer ralanti 5.senzor presiune aer admisie 6.senzor poziție clapetă accelerație 7.senzor turație motor 8.sondă lambda
Timpul de răspuns al injectorului, diferența de timp între comanda dată de calculatorul de injecție și momentul efectiv de ridicare al acului injector, este în jur de 1.5...18 ms. Înălțimea de ridicare a acului injectorului este de numai 60...100 μm. Frecvența de deschidere a injectoarelor este direct legată de turația motorului și are valori de 3...125 Hz. În funcție de tipul solenoidului și de circuitul de comandă din calculatorul de injecție, injectoarele sunt de două tipuri: cu curent peak & hold (vârf & menține) cu curent saturat Curentul electric consumat de injector Tinj timpul total de injecție (alimentare cu energie electrică) t1 timpul în care acul injectorului este ridicat de pe sediu t2 durata de menținere a acului injectorului în aceeași poziție
Caracteristici tehnice injector Bosch EV6 (0 280 155 868)
În funcție de geometria și arhitectura galeriei de admisie aer, precum și de cerințele impuse injectoarelor acestea pot avea dimensiuni diferite, la aceleași caracteristici tehnice. Un exemplu în acest sens este injectorul Bosch EV14.
Verificarea formei jetului injectoarelor cu con unitar 1.DEFECT - jet corect dar debit insuficient 2.DEFECT jet deviat la dreapta 3.DEFECT jet deviat la stânga 4.DEFECT jet deviat puternic la stânga 5.FĂRĂ DEFECT jet corect 6.DEFECT jet obturat
Regulatorul de presiune benzină -injecție indirectă La un motor termic cu sistem de injecție cantitatea de combustibil injectată trebuie să depindă exclusiv de timpul de deschidere al injectoarelor. Astfel, la un motor cu injecție indirectă, diferența dintre presiunea combustibilului în rampă și presiunea aerului din galeria de admisie trebuie să rămână tot timpul constantă indiferent de regimul de funcționare al motorului. Pentru a asigura acestă diferență de presiune, este necesară utilizarea unui dispozitiv care să ajusteze presiunea combustibilului din rampă în funcție de variația presiunii aerului din galeria de admisie. Regulatorul de presiune controlează cantitatea de combustibil ce se întoarce în rezervor astfel încât căderea de presiune pe injector (diferența între presiunea din rampă și cea din galeria de admisie) să fie tot timpul constantă.
La motoarele cu sistem de injecție multipunct regulatorul de presiune este montat de obicei la capătul rampei de combustibil iar la motoarele cu injecție monopunct în corpul injectorului central. 1.rezervor de combustibil (benzină) 2.pompă de combustibil de joasă presiune (electrică) 3.filtru de combustibil 4.rampă combustibil 5.regulator de presiune 6.injector În funcție de numărul și poziționarea racordurilor de combustibil și aer, există mai multe tipuri constructive de regulatoare de presiune. De asemenea, acestea pot fi cu retur de combustibil în rezervor sau fără retur, cele mai des utilizate fiind cele cu retur 1.canal de intrare combustibil (din rampă) 2.retur combustibil (către rezervor) 3.racord aer admisie
Regulatorul este de fapt o supapă de control a presiunii reglată pneumatic (vezi figura de mai jos). Acesta conține o diafragmă (membrană) elastică (4) care împarte corpul regulatorului în două camere: de combustibil și de aer. În interiorul regulatorului se află o supapă (5) și un arc elicoidal (2). Supapa este ținută pe sediu datorită apăsării arcului. În momentul în care forța datorată presiunii din rampă devine mai mare decât forța de apăsare a arcului, supapa (5) se deschide (se ridică) și combustibilul este refulat către rezervor prin intermediul canalului de retur (7). 1.racord aer admisie 2.arc elicoidal 3.corp supapă 4.diafragmă 5.supapă 6.canal de intrare combustibil (din rampă) 7.retur combustibil (către rezervor)
Camera de aer a regulatorului este conectată prin racordul de aer (1) cu galeria de admisie după clapeta obturatoare. În acest mod se reglează presiunea din rampa de combustibil în funcție de sarcina motorului. Variația presiunii în rampa de combustibil în funcție de presiunea aerului