Sistemul de injectie al motorului Diesel - II

Motoarele cu camera de precombustie pe care le-am prezentat anterior functioneaza la presiuni relativ reduse de injectie (150-200 bar,) insa pentru un randament mai bun, un consum optim, zgomot si emisii de noxe reduse este necesara o presiune sporita.

Procedeul de injectie directa a inceput sa fie utilizat la camioane incepand din anii ’50, insa, din motivele amintite in partea I, abia dupa prima criza a petrolului din 1973 a fost studiata posibilitatea echiparii autoturismelor cu aceasta tehnologie. Primele motoare Diesel cu injectie directa lucrau cu valori ale presiunii mai apropiate de cele folosite la motoarele cu camera de precombustie, insa acestea au crescut treptat ajungand, in prezent, pana la valori de 1800 bar, in unele cazuri.

La aceste motoare, camera de ardere este practic in capatul pistonului iar injectia se face cu mai multe jeturi de combustibil, avand directii diferite. Turbionarea produsa de forma cavitatii din piston contribuie la o ardere rapida, cu emisii de funingine scazute, prin omogenizarea amestecului, iar utilizarea supapelor multiple contribuie la o calitate superioara a arderii prin optimizarea schimbului de gaze.

Sisteme de injectie directa

Sistemul clasic (1) este similar cu cel utilizat la motoarele cu injectie indirecta prezentat in prima parte. Diferentele apar la nivelul pulverizarii combustibilului in mai multe jeturi dupa cum am mentionat.

La sistemul cu rampa comuna (2), pompa livreaza presiune pe toata durata functionarii motorului, aceasta actiune fiind complet separata de momentul injectiei. Inalta presiune este acumulata in interiorul rampei si prezenta in injectoare, acestea deschizandu-se tot la o comanda electrica. Presiunea variaza in functie de turatia motorului, avand valori de cca 600 bar la ralanti si ajungand pana la 1300 sau chiar 1800 bar la turatii ridicate, in cazul generatiei a doua de common rail. Modularea se efectueaza pe circuitul de joasa presiune, dupa pompa de alimentare electrica, pentru a optimiza puterea consumata de pompa de inalta presiune de la motor si a reduce incalzirea combustibilului.

Sistemul cu rampa comuna (common rail)                                                           Functionarea pompei de injectie

Sistemul pompa-injector (3) presupune integrarea elementului ridicator de presiune in ansamblul fiecarui injector. Aceste elemente ridicatoare sunt actionate prin culbutori si came dedicate, prezente pe acelasi arbore care comanda si supapele motorului, renuntandu-se la pompa de injectie. Valoarea presiunii astfel obtinute este superioara celei din sistemele clasice, putand depasi 1000 bar, iar momentul injectiei este comandat electric de catre o centrala electronica prin electrovalvele fiecaruia din injectoare.

Sistemul cu rampa comuna este capabil sa livreze injectii multiple – la un ciclu motor fiecare injector pulverizeaza mai multe incarcaturi de combustibil in camera de ardere (pana la 5 incarcaturi), astfel:

• una sau mai multe injectii-pilot inainte de injectia principala, care au ca efect reducerea substantiala a zgomotului;

• injectia principala, care produce aprinderea;

• una sau mai multe injectii intarziate, pentru arderea funinginii si realizarea unei temperaturi ridicate pentru curatarea filtrului de particule acolo unde acesta este prezent.

In cazul injectiilor suplimentare, este vorba de cantitati foarte mici de motorina si de timpi de ordinul microsecundelor. Sistemele pompa-injector sunt capabile de a livra doar o singura incarcatura, care precede injectia principala.

Componentele echipamentelor de injectie, pentru a putea functiona la astfel de parametri, necesita prelucrari extrem de fine si precise la nivelul suprafetelor si al dimensiunilor, ceea ce le face si foarte sensibile. Ne referim, in primul rand, la calitatea combustibilului, care de altfel este singurul lubrifiant si agent de racire a acestora. Utilizarea in exces a aditivilor in motorina ii reduce capacitatea de ungere si poate deteriora in primul rand injectoarele, dar si pompele de inalta presiune, la fel ca un filtru de proasta calitate sau care nu a fost inlocuit la timp si care permite impuritatilor sa ajunga in circuit.

foto1: aa1car.com

foto3: chipfactory.at