Sisteme de Injectie Uzuale Utilizate Pentru Autoturisme

Cuprins

1. Analiza comparativă între motorul cu benzina si motorul Diesel

1.1. Introducere

1.2. Generalitati

1.2.1. Principiul motorului Diesel

1.2.2. Ciclul mixt

1.3. Comparatie între motorul cu benzina si motorul Diesel

2 Evoluția sistemelor de injectie MAC

2.1 Scurt istoric al injecției de motorină pentru automobile

2.2 Sisteme de injecție uzuale utilizate pentru autoturisme

3 Tipuri de sisteme de injecție (din punct de vedere al injecției combustibilului)

3.1 Injecția indirectă (cu pre-cameră)

3.2 Injecția directă

4 Sisteme de injecție uzuale utilizate pentru autoturisme

4.1 Sistem de injecție cu pompă cu elemente în linie

4.1.1 Parti componente – sistem de injectie pompa in linie

4.1.2 Construcția și funcționarea pompei de injecție

4.1.3 Caracteristicile principale ale pompei cu elemente în linie

4.2 Sisteme de injecție cu pompă cu distribuitor rotativ

4.2.1 Tipuri constructive

4.3 Pompa rotativa mecanica

4.3.1 Partile componente

4.3.2 Pompă de înaltă presiune

4.3.3 Faze de generare a presiunii și de distribuire a combustibilului

4.3.4 Controlul pedalei de acceleratie

4.3.5 Regulatorul centrifug

4.3.6 Supapa electromagnetică de oprire (ELAB)

4.3.7 Avansul injecției

4.4 Pompa Lucas cu element de pompare radial

4.4.1 Constructia injectoarelor

4.4.2 Injectorul cu resort dublu

4.4.3 Injectorul cu resort dublu, cu senzor de ridicare a acului NBF

4.5 Sistem de injecție pompa-injector

4.5.1 Partile componente ale sistemului

4.5.2 Functionare

4.6 Sistem de injecție cu rampă comună (CR – Common Rail)

4.6.1 Functionarea sistemului (Common Rail)

4.6.2 Partile componente ale sistemului

4.6.3 Circuitul de carburant de joasa presiune

4.6.4 Circuitul de carburant de inalta presiune

4.6.5 Generarea inaltei presiuni Pompa de inalte

4.6.6 Gestionarea electronica a injectiei

5 Principalele constructii de sisteme Common Rail

5.1 Bosch Tip 1 pompa CP1

5.2 Bosch Tip 2 pompa CP3

5.3 Bosch Tip 3 pompa CP3

5.4 Sistemul Common Rail Delphi

5.4.1 Pompa Delphi – Prezentare

5.5 Sistemul Common Rail Siemens

6 Studiu de caz

6.1 Studiu de nivel privind stadiul actual și tendințe de dezvoltare a motoarelor

6.2 Calcul termic

6.2.1 Alegerea parametrilor initiali

6.2.2 Parametrii procesului de schimbare a gazelor

6.2.3 Parametrii procesului de comprimare

6.2.4 Parametrii procesului de ardere

6.2.5 Destinderea

6.2.6 Parametrii principali ai motorului

6.2.7 Dimensiuni fundamentale ale motorului

6.2.8 Diagrama indicata

6.3 Calculul cinematic al mecanismului bielă-manivelă

6.4 Calculul Dinamic

6.4.1 Forțele care acționează în mecanismul bielă-manivelă

6.4.2 Forțele de inerție ale maselor în mișcare de translație

6.4.3 Forțele de inerție ale maselor în mișcare de rotație

6.4.4 Masele pieselor în mișcare ale mecanismul bielă-manivelă

6.4.5 Momentul total al motorului policilindric

7 Concluzii

7.1 Diagnosticarea sistemului de injecție

Analiza comparativă între motorul cu benzina si motorul Diesel

Se numeste motor cu combustie interna orice dispozitiv care obtine energie mecanica direct din energie chimica prin arderea unui combustibil intr-o camera de combustie care este parte integranta a motorului (spre deosebire de motoarele cu ardere externa unde arderea are loc in afara motorului.).

Exista de fapt patru tipuri de baza de motoare cu ardere interna dupa cum urmeaza: motorul Otto,motorul Diesel, motorul cu turbina pe gaz si motorul rotativ.

Motorul Otto este denumit astfel dupa numele inventatorului sau Nikolaus August Otto, iar motorul Diesel dupa in aceeasi maniera dupa numele inginerului german de origine franceza Rudolf Diesel.

Componentele unui motor – Partile esentiale ale unui motor Otto si Diesel coincid. Camera de ardere este formata dintr-un cilindru inchis la un capat si un piston care aluneca de sus in jos. Printr-un sistem biela manivela pistonul este legat de un arbore cotit care transmite lucrul mecanic spre exterior (de obicei cu ajutorul unei cutii de viteze). Rolul ansamblului biela-arbore cotit este acela de a transforma miscarea de “du-te vino” a pistonului in miscare de rotatie.

Un motor poate avea de la unu pana la 28 de cilindri (pistoane) care pot fi asezate asa zis in linie sau in V. Sistemul de alimentare cu combustibil consta dintr-un rezervor o pompa si un sistem pentru vaporizarea combustibilului care la motorul Otto poate fi carburator sau la masinile de constructie recenta sisteme de injectie. Aceste sisteme de injectie sunt gestionate electronic iar eficienta lor a facut ca ele sa fie folosite pe majoritatea automobilelor 
Aerul din ametecul carburant precum si gazele evacuate sunt gestionate de supape actionate mecanic de un ax cu came. La toate motoarele este necesar un sistem de aprindere a combustibilului care la motorul Otto este bujia. Conform principiului al doilea al termodinamicii un motor trebuie sa cedeze caldura; in general acest lucru este realizat in doua moduri, prin evacuarea gazelor rezultate din arderea carburantului si prin folosirea unui sistem de racire – radiator.

In timpul deplasarii unui vehicul echipat cu un motor cu ardere interna simpla deplasare genereaza un flux de aer rece suficient pentru a asigura mentinerea temperaturii motorului in limite acceptabile dar pentru ca motorul sa poata functiona si cand vehiculul sta, radiatorul este echipat cu unul sau mai multe ventilatoare. De asemenea se mai folosesc si sisteme de racire cu apa mai ales pentru barci.

Introducere.

Vehiculele echipate cu motoare Diesel ocupa un loc din ce în ce mai important în vânzarile de vehicule noi. Motivele alegerii acestui tip de motorizare, de catre clienti, sunt multiple: 

      Carburantul utilizat este înca mult mai ieftin decât cel pentru motoarele cu benzina,

      Randamentul motoarelor Diesel este superior celui de la motoarele cu benzina, consumul este deci mai scazut,

      Usurinta în conducere si performantele motoarelor Diesel le fac sa fie folosite de catre constructorii de automobile si la echiparea cabrioletelor.

Industria autovehiculelor cunoaște o dezvoltare fără precedent în ultimii ani, având patru coordonate principale:

o creștere continua a producției de autovehicule;

o creșetere a proporției motorizărilor cu motoare Diesel;

introducerea unor norme ani-poluare din ce în ce mai drastice;

Toate astea duc la apariția noilor sisteme de injecție ale motoarelor, care permit obtinerea de performante din ce in ce mai mari, totusi respectand si normele de poluare din ce in ce mai drastice.

Un sistem de injecție este proiectat astfel încât să îndeplinească mai multe funcții:

să dozeze cantitatea de combustibil pe ciclu în funcție de regimul de funcționare al motorului;

să creeze o presiune ridicată a combustibilului pentru a face posibilă pulverizarea;

să asigure pulverizarea si distribuția combustibilul în camera de ardere;

să inițieze injecția de combustibil la un moment bine determinat pe ciclu și să asigure o durată a injecției determinată;

să asigure dozarea egală a combustibilului între mai mulți cilindrii.

Generalitati.

Principiul motorului Diesel.

Diferit de motorul cu benzina unde aprinderea este comandata, motorul Diesel functioneaza datorita aprinderii spontane a carburantului în timp ce este injectat în camera de ardere. Pentru aceasta, mai multe conditii sunt necesare:

      Temperatura aerului în momentul injectiei trebuie sa fie de aproximativ 600° C (400° C minimum). Aceasta temperatura este atinsa prin comprimarea aerului admis în motor.

      Motorina este injectata sub presiune înalta (de la 130 la mai mult de 1000 bars) pentru a obtine o pulverizare care sa permita arderea completa a carburantului.

Exemplu de motor F9Q-Renault.

Fig. 1.1. Functionarea motorului Diesel.

Ciclul mixt.

Pentru motoarele Diesel rapide, se utilizeaza un ciclu care permite arderea în doi timp: o parte se face la volum constant, cealalta se face la presiune constanta (ciclul lui Sabathé).

Temperatura la sfârsitul compresiei.

Compresia aerului admis trebuie sa permita obtinerea temperaturii necesare la finele compresiei odata cu începerea injectarii de carburant.

Mai multi factori influenteaza aceasta temperatura:

      Presiunea la sfârsitul compresiei. Trebuie sa fie de 20 bari minimum cu o diferenta de maximum 4 bari între cilindrii. Rapoartele volumetrice utilizate sunt de aproximativ 15/1 pentru motoarele cu injectie directa la 22/1 pentru motoarele cu injectie indirecta.

      Temperatura aerului admis. În anumite cazuri de functionare este necesara încalzirea aerului admis (pre-postîncalzire).

      Suprafata de schimb de caldura între camera de ardere si exterior (motoarele cu injectie directa au un raport volumetric mai scazut).

Fazele de ardere.

Carburantul patrunde în camera, fiind pulverizat prin injector. Fiecare particula de motorina intra în contact cu aerul supraîncalzit.

Fiecare molecula de carburant gazos începe sa se amestece cu aerul, fazele de ardere fiind urmatoarele:

      Oxidarea motorinei si formarea de peroxizi. Particulele fine de carburant care se formeaza în momentul injectiei se oxideaza prin contact cu oxigenul din aerul comprimat pentru a forma peroxizi.

       Descompunerea peroxizilor. Separarea moleculelor de motorina si oxigenarea provoaca zgomotul caracteristic motorului diesel.

       Cracarea.  Caldura degajata realizeaza o cracare a picaturilor ramase în stare initiala. Continutul în carbon a moleculelor de carburant este puternic diminuat prin aceasta cracare si antreneaza o diminuare a vitezei de ardere.

Comparatie între motorul cu benzina si motorul Diesel.

Tabel 1.1.

Evoluția sistemelor de injectie MAC.

Scurt istoric al injecției de motorină pentru automobile

1897: Rudolf Diesel construiește primul prototip funcțional de motor.

1908: Prosper L'Orange împreună cu Deutz dezvoltă o pompă de injecție cu injector.

1930: Primul automobil echipat cu un motor diesel construit de Cummins.

1933: Citroen Rosalie – primul automobil european prototip cu motor diesel.

1936: Mercedes-Benz 260D primul automobil de serie cu motor diesel
1968: Peugeot introduce primul 204 cu motor diesel montat transversal și tracțiune pe puntea față.

1986: Bosch lansează EDC pe modelul BMW 524D

1994: Bosch produce sistemele de injecție pompă injector

1997: Alfa Romeo 156 – primul automobil cu sistem de injecție cu rampă comună (Common Rail).

2007: BMW lansează pe modelele de serie sisteme de injecție cu rampă comună cu presiunea de injecție maximă de 2000 bari

La nivel mondial există patru mari producători de sisteme de injecție pentru automobile. Piața este împărțită de Bosch, Continental, Delphi, și Denso. De asemenea automobilele din grupul Fiat echipează unele din motoarele sale cu sisteme de injecție produse de Magneti Marelli.

Sisteme de injecție uzuale utilizate pentru autoturisme.

    Motoarele diesel sunt caracterizate în principal de randament ridicat, în comparație cu motoarele pe benzină, ceea ce conduce la un consum mai scăzut de combustibil. Reglementările tot mai stricte în ceea ce privește emisiile poluante, zgomotul și nevoia de reducere a consumului de combustibil au făcut ca sistemele de injecție să evolueze în mod considerabil.

    Sistemele de injecție de motorină, mai ales cele cu injecție directă, necesită presiuni mari ale combustibilului. Din acest motiv toate pompele de injecție trebuie să fie de tipul cu piston, deoarece numai o astfel de pompă asigură presiunea necesară pentru pulverizare.

    În cazul automobilelor cu motoare diesel sunt utilizate mai multe tipuri de sisteme de injecție. Primele tipuri utilizate, începând cu anii 1930, sunt cele cu pompe de injecție cu elemente în linie. Generațiile următoare de sisteme, din anii 1970, sunt cu pompe cu distribuitor rotativ. Din 1997 sistemele de injecție cu rampă comună încep să echipeze motoarele diesel.

    Tabelul urmator prezinta o clasificare a sistemelor de injecție produse de compania Bosch.
e peroxizi. Particulele fine de carburant care se formeaza în momentul injectiei se oxideaza prin contact cu oxigenul din aerul comprimat pentru a forma peroxizi.

       Descompunerea peroxizilor. Separarea moleculelor de motorina si oxigenarea provoaca zgomotul caracteristic motorului diesel.

       Cracarea.  Caldura degajata realizeaza o cracare a picaturilor ramase în stare initiala. Continutul în carbon a moleculelor de carburant este puternic diminuat prin aceasta cracare si antreneaza o diminuare a vitezei de ardere.

Comparatie între motorul cu benzina si motorul Diesel.

Tabel 1.1.

Evoluția sistemelor de injectie MAC.

Scurt istoric al injecției de motorină pentru automobile

1897: Rudolf Diesel construiește primul prototip funcțional de motor.

1908: Prosper L'Orange împreună cu Deutz dezvoltă o pompă de injecție cu injector.

1930: Primul automobil echipat cu un motor diesel construit de Cummins.

1933: Citroen Rosalie – primul automobil european prototip cu motor diesel.

1936: Mercedes-Benz 260D primul automobil de serie cu motor diesel
1968: Peugeot introduce primul 204 cu motor diesel montat transversal și tracțiune pe puntea față.

1986: Bosch lansează EDC pe modelul BMW 524D

1994: Bosch produce sistemele de injecție pompă injector

1997: Alfa Romeo 156 – primul automobil cu sistem de injecție cu rampă comună (Common Rail).

2007: BMW lansează pe modelele de serie sisteme de injecție cu rampă comună cu presiunea de injecție maximă de 2000 bari

La nivel mondial există patru mari producători de sisteme de injecție pentru automobile. Piața este împărțită de Bosch, Continental, Delphi, și Denso. De asemenea automobilele din grupul Fiat echipează unele din motoarele sale cu sisteme de injecție produse de Magneti Marelli.

Sisteme de injecție uzuale utilizate pentru autoturisme.

    Motoarele diesel sunt caracterizate în principal de randament ridicat, în comparație cu motoarele pe benzină, ceea ce conduce la un consum mai scăzut de combustibil. Reglementările tot mai stricte în ceea ce privește emisiile poluante, zgomotul și nevoia de reducere a consumului de combustibil au făcut ca sistemele de injecție să evolueze în mod considerabil.

    Sistemele de injecție de motorină, mai ales cele cu injecție directă, necesită presiuni mari ale combustibilului. Din acest motiv toate pompele de injecție trebuie să fie de tipul cu piston, deoarece numai o astfel de pompă asigură presiunea necesară pentru pulverizare.

    În cazul automobilelor cu motoare diesel sunt utilizate mai multe tipuri de sisteme de injecție. Primele tipuri utilizate, începând cu anii 1930, sunt cele cu pompe de injecție cu elemente în linie. Generațiile următoare de sisteme, din anii 1970, sunt cu pompe cu distribuitor rotativ. Din 1997 sistemele de injecție cu rampă comună încep să echipeze motoarele diesel.

    Tabelul urmator prezinta o clasificare a sistemelor de injecție produse de compania Bosch.

Tabel 2.1. sisteme de injecție produse de Bosch.

Tipuri de sisteme de injecție (din punct de vedere al injecției combustibilului)

Injecția indirectă (cu pre-cameră)

Sistemele de injecție pentru motoare diesel se pot clasifica în funcție de o multitudine de criterii. În prezentul capitol vom discuta despre sisteme de injecție directă și indirectă, evoluția și tipul acestora precum și despre modul de funcționare al fiecărei componente.   

La motoarele diesel cu injecție indirectă combustibilul este injectat într-o precameră supraîncălzită. Aprinderea combustibilului este inițiată în precameră iar apoi este propagată în cilindru unde are loc arderea propriu-zisă a amestecului aer-combustibil. Pre-camera reprezintă aproximativ 40% din volumul total al camerei de ardere.

Elementele componente ale sistemului de injecție indirectă sunt:

injector

bujie incandescentă

pre-cameră

chiulasă

cilindru

Fig. 3.1. Sistem de injecție indirectă diesel (cu pre-cameră) Sursa: Bosch

      Pre-camera este atent concepută pentru a asigura amestecarea corespunzătoare a combustibilului pulverizat cu aerul comprimat supraîncălzit. Astfel se reduce viteza de ardere care are ca efect reducerea zgomotului datorat arderii precum și a solicitărilor mecanice asupra pieselor motorului. Cu toate acestea utilizarea unei pre-camere are dezavantajele unor pierderi adiționale de căldură care se traduce într-un randament mai mic. În plus pre-camera necesită utilizarea unor bujii incandescente pentru a facilita pornirea.

    În cazul injecției indirecte aerul se mișcă cu viteză ridicată îmbunătățind astfel omogenizarea amestecului aer-combustibil. Acest avantaj simplifică construcția injectorului și permite utilizarea de motoare cu capacitate cilindrică mai mică, cu toleranțe de construcție mai permisive deci mai puțin costisitoare și mai fiabile.

    Prin comparație sistemele de injecție directă combină mișcare mai lentă a aerului cu mișcare rapidă a combustibilului injectate la o presiune mare.

    Avantajele utilizării injecției indirecte sunt următoarele:

se poate utiliza la motoarele cu capacitate cilindrică mică

presiunea de injecție necesară este relativ scăzută (100-300 bari) deci costul unui injector este redus

turația maximă a motorului poate atinge valori de 6000 rot/min datorită arderii divizate

    Dezavantajele utilizării unei astfel de soluții se rezumă la:

consum specific ridicat datorită pierderilor prin căldură și a pierderilor de presiune în timpul arderii

tensiuni termice și mecanice concentrate pe anumite porțiuni ale pistonului și a camerei de ardere ce conduc la limitarea puterii maxime ce poate fi obținută din motor

    Soluția de injecție indirectă cu pre-camera a fost utilizată începând cu anii 1920. Tehnologia de injecție directă era cunoscută la aceea vreme dar se utiliza în general doar pe camioane. Motivul era zgomotul și vibrațiile puternice specifice injecției directe, fenomene mai puțin controlabile la aceea vreme. Pe motoarele diesel moderne injecția indirectă nu se mai utilizează în principal datorită consumului specific ridicat și în al doilea rând datorită limitării performanțelor dinamice.

Injecția directă

    De reținut că motoarele diesel moderne sunt în exclusivitate cu injecție directă. Spre deosebire de injecția indirectă, la care combustibilul se injectează într-o pre-cameră, la injecția directă motorina se injectează direct în cilindru. Procesul de injecție este caracterizate de pulverizarea combustibilului, încălzirea, evaporarea și amestecul acestuia cu aerul. Specific motoarelor diesel cu injecție directă sunt presiunile mari ale combustibilului (până la 2000 bari) și rapoartele mari de comprimare (17-19).

Fig. 3.2. Sistem de injecție directă diesel. Sursa: Bosch

    O caracteristică specifică motoarelor diesel cu injecție directă este forma pistonului. Camera de ardere este formată în principal de cavitatea din capul pistonului care de cele mai multe ori are forma secțiunii asemănătoare cu litera grecească omega.

Sisteme de injectie directa

Fig. 3.3. 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.

Constructorii aleg un anumit tip de motor potrivit cu  aplicatia respectiva.

Tabel 3.1.

Sisteme de injecție uzuale utilizate pentru autoturisme

Sistem de injecție cu pompă cu elemente în linie

Funcționarea motorului diesel se bazează pe auto-aprinderea combustibilului injectat și pulverizat în cilindrii motorului în momentul în care aerul respirat anterior atinge, prin comprimarea de către pistonul cilindrului, o temperatura suficienta pentru a se produce auto-aprinderea.

Pompa de injecție în linie cu combustibil este „clasicul” sistemelor de injecție. În prezent este singurul sistem de injecție folosit la vehicule comerciale, autobuze, utilaje fixe și mașini agricole sau în motoarele diesel fixe. Aceste sisteme permit presiuni de injecție de până la 1,300 bari.

Motoarele mari sunt deobicei multicilindrice pentru a reduce pulsațiile individuale ale cursei de aprindere, cu mai mulți pistoni atașați unui arbore cotit. Multe dintre motoarele mici, cum ar fi cele utilizate la motorete sau utilajele agricole, au un singur cilindru care ușurează construcția arborelui cotit.

Fig. 4.1. Schema instalației de alimentare a motorului Diesel

Sistemul de alimentare cu combustibil a motorului este compus, în ordinea în care este parcurs de combustibil, din următoarele: rezervorul de combustibil, pompa de alimentare, conductele de joasă presiune, bateria de filtrare, (I – filtru pentru curățenie prealabilă și filtru final), pompa de injecție cu regulator și, eventual, variator automat de avans, conducte de înaltă presiune, injectoare și pulverizatoare.

Parti componente – sistem de injectie pompa in linie:

Pompa de injecție

Pompele de injecție în linie cu combustibil au câte un element de pompare pentru fiecare cilindru al motorului. Acești cilindri sunt dispuși în linie. Axul cu came al pompei de injecție în linie cu combustibil sunt acționate de roțile dințate sau acționările în lanț ale motorului.

Pompa de injecție în linie atinge jumătate din viteza motorului și întotdeauna sincronizează mișcările pistonului la motor. Combustibilul este alimentat prin duzele de injecție la valori înalte ale presiunilor.

Fig. 4.2. Pompa de injective in linie – detaliu.

Construcția și funcționarea pompei de injecție

Pompa de injecție este antrenată de către arborele cu came propriu, care primește mișcarea de la arborele croit al motorului, prin intermediul unui angrenaj demultiplicator de turație cu raportul de transmisie 1:2, astfel încât turația pompei este de ½ din turația motorului.

Fig. 4.3. Pompa de injecție de mărime P

Antrenarea se face cu un cuplaj montat fie pe capătul conic de antrenare al arborelui cu came, fie pe variatorul de avans, care la rândul său, este montat pe conul arborelui cu came. Fiecare camă a arborelui cu came corespunde câte unui element de pompare, ele fiind astfel decalate încât să asigure ordinea de injecție necesară, iar pentru antrenarea pompei de alimentare este prevăzută cu o camă suplimentară. Arborele cu came se sprijină în corpul pompei 2 pe doi rulmenți cu role conice. La capătul opus al antrenării se montează regulatorul de turație, antrenat la rândul său de arborele cu came.

Fig. 4.4. Reglajul debitului prin rotirea pistonașului în jurul axei.

Pompa are tot atâtea elemente de pompare câți cilindri are motorul. Funcționarea lor este identică. Fiecare element se compune dintr-un pistonaș care glisează într-o bucșă fixă. Jocul dintre bucșă și pistonaș este foarte mic (0,002 …0,004 mm), astfel încât să asigure etanșeitatea la presiuni ridicate.

Acest joc se realizează prin împerechere, astfel încât înlocuirea nu se poate face decât în ansamblu. Pistonașul este ridicat de către cama respectivă de pe arborele cu came prin intermediul unui împingător cu rolă, iar coborârea lui se face datorită resortului.

Pistonașul are o construcție specială, fiind prevăzut cu o rampă înclinată, prin care se recomandă sfârșitul cursei de refulare, ceea ce se poate vedea în figura următoare.

La partea inferioară a elementului se află un manșon monobloc cu sector dințat 8, care are posibilitatea de a antrena pistonașul într-o mișcare de rotație. Această mișcare este imprimată de o tijă de reglare, care angrenează cu sectorul dințat al manșonului. Printr-un sistem de pârghii, tija de reglare este legată de regulator, mișcarea ei fiind comandă de acesta. Tija de reglare este ghidată în corpul pompei și asigurată contra rotirii cu șurubul special sau printr-un știft plasat într-una din bucșele de ghidare.

În bucșa elementului este prevăzut un orificiu de alimentare care comunică cu spațiul de alimentare. La coborârea pistonașului se face admisia combustibilului prin acest orificiu.

Cursa de ridicare a pistonașului este cursa de refulare, dar nu întreaga cursă de refulare este activă. Refularea începe în momentul când pistonașul acoperă orificiul de alimentare din bucșă și durează numai până când muchia înclinată a pistonașului sub acțiunea tijei de reglare, se modifică în momentul când rampa înclinat descoperă orificiul de alimentare, obținându-se astfel o variație a sfârșitului cursei de refulare și prin aceasta o variație a debitului între debit maxim și debit nul.

Bucșa elementului de refulare este etanșă la partea ei superioară de o supapă de refulare 10, ventilul supapei fiind menținut pe un sediu conic al scaunului supapei de către resortul 11. Deasupra supapei se află racordul de refulare 12, care comunică prin intermediul conductei de înaltă presiune cu injectorul. Etanșarea este asigurată de o garnitură 14 din alamă, aflată între scaunul supapei și racordul de refulare. Etanșarea între element și supapă se realizează prin prelucrarea foarte precisă a fețelor frontale de contact dintre acestea.

Supapa este deschisă de forța de presiune a combustibilului refulat, cursa ei fiind limitată de limitatorul 15, care reduce și volumul spațiului de înaltă presiune din racord. În momentul în care rampa elicoidală descoperă orificiul de alimentare, presiune din camera de refulare de deasupra pistonului scade brusc, iar venitul supapei de refulare este readus de resortul supapei pe sediul său. Ca urmare, refularea încetează.

Fig. 4.5. Supapa de amortizare.

Supapa de refulare are o construcție specială, cu centură de descărcare, aceasta fiind o porțiune cilindrică de mică înălțime, situată sub conul de etanșare al supapei. Înainte de așezarea supapei pe con, datorită acestei centuri de descărcare care este etanșă în alezajul corpului supapei, în spațiul de deasupra supapei se produce o detentă rapidă, ceea ce duce la reducerea bruscă a presiunii în conducta de înaltă presiune și deci la oprirea bruscă a injecției.

În racordul de refulare, deasupra supapei de refulare, deasupra supapei de refulare este fixată nedemontabil o supapă de amortizare. Construcția ei se poate vedea în figura următoare.

Corpul supapei este format dintr-o plăcuță 1 în care este practicat un mic orificiu calibrat.

În timpul refulării presiunea de injecție ridică plăcuța de pe sediul său, permițând combustibilului să treacă liber spre injector. La sfârșitul refulării, prin închiderea bruscă a acului pulverizatorului, se produce o undă de presiune în sens contrar, înspre pompă.

Aceasta găsește supapa de amortizare închisă, dar trecerea combustibilului este permisă prin orificiul calibrat, ceea ce atenuează șocul de presiune, amortizând unda, înlăturând astfel pericolul apariției fenomenului de cavitație (care ar putea avea efect distrugător asupra pieselor sistemului de injecție) și a unor eventuale post injecții.

La acest tip de pompă de injecție piesele secțiunii de pompare, adică resortul cu cele două talere, manșonul cu sectorul dințat, elementul de pompare, supapa de refulare cu resortul ei, racordul de refulare cu supapa de amortizare sunt montate într-o singură flanșă 16, ce se prinde pe corpul pompei.

În acest fel, secțiunea de pompare formează un ansamblu distinct, care se introduce cu totul în corpul pompei de injecție, etanșarea realizându-se prin inele de cauciuc 23, plasate deasupra și dedesubtul spațiului de alimentare „a”.

In corpul acestei bucșe sunt practicate orificii pentru pătrunderea combustibilului din canalizația de alimentare a corpului pompei, formând în jurul fiecărui element un spațiu de alimentare, mărginit de peretele bucșei. Acest perete joacă rolul unui inel deflector al undei de presiune ce se descarcă prin orificiile de alimentare a bucșei elementului la sfârșitul injecției. Bucșa elementului este asigurată contra rotirii în interiorul secțiunii de pompare prin știftul 17, presat în corpul flanșei exterioare 16.

Secțiunile de pompare sunt fixate în corpul pompei de injecție prin prezoanele 18 și piulițe. Orificiile de trecere ale prezoanelor practicate în flanșa bucșei sunt ovale, făcând posibilă rotirea bucșei elementului împreună cu întreaga secțiune față de pistonaș și deci reglarea din exterior a debitului, separat pe fiecare secțiune.

Reglarea momentului începutului debitării se face cu șaibele de reglaj cu diverse grosimi 19 montate între corpul pompei și flanșa secțiunii de pompare, acestea dând posibilitatea modificării poziției pe verticală a secțiunii de pompare și odată cu ea a orificiilor de alimentare din bucșa elementului față de spira pistonașului.

Un orificiu practicat în corpul pompei și astupat cu dopul 13 asigură accesul la împingătorul secțiunii nr. 1 (necesar pentru reglarea momentului de început al debitării).

Pe corpul de injecție, în partea dinspre antrenare este montat dispozitivul de corecție pentru supraalimentare (LDA) poz. 20.

   Caracteristicile principale ale pompei cu elemente în linie:

pentru fiecare injector pompa este prevăzută cu un element de pompare (piston)

pistoanele sunt acționate prin intermediul unui arbore cu came conectat la arborele cotit al motorului

cantitate de combustibil injectată este reglată cu ajutorul unei cremaliere comandată de pedala de accelerație

fiecare element de pompare este conectat la injector prin intermediul unor conducte de înaltă presiune

Combustibilul este pompat la o presiune înaltă la duză, care îl injectează în camera de ardere a motorului. Procesul de ardere al motorului diesel este în primul rând dependent de cantitatea și modul în care combustibilul este introdus în camera de ardere.

Cele mai importante probleme sunt legate de:

sincronizarea și durata injecției combustibilului

dispersia combustibilului în camera de ardere

punctul la care începe arderea

volumul combustibilului injectat raportat la rotația arborelui cotit

volumul total de combustibil injectat raportat la puterea de ieșire dorită a motorului

Pompele de injecție în linie sunt folosite în toată lumea la camioane medii și mari și, de asemenea, în marină și instalații fixe de producție. Acestea sunt controlate și de un guvernator mecanic, care se va combina cu dispozitivul de sincronizare, sau cu un mecanism de acționare.

Fig. 4.6. Sistem de injecție diesel cu pompă cu elemente în linie.

În contrast cu celelalte sisteme de injecție cu combustibil, pompa de injecție în linie a combustibilului este uns de sistemul de ungere al motorului. Din acest motiv, este capabilă de a alimenta combustibil de calitate superioară.

Sincronizarea – este adaptată ca răspuns la numărul de rotații pe minut ale motorului.

La un număr mare de rotații pe minut, presiunea combustibilului de la pompa de transfer este mai mare. Presiunea modifică efectele vitezei de încărcare a pistonului, influențând mișcarea camelor pentru avans sau pentru retragere. Există de asemenea un dispozitiv care face reglajul la rece al avansului.

Limitele guvernatorului mecanic la viteza maximă a motorului la 4800 rotații pe minut (5350 rotații pe minut la mașinile mai noi de pasageri).

Oprirea: Un magnet sau o valvă deschide și închide curgerea combustibilului între pompa de alimentare și pompa de măsurare.

Motoarele turbo sunt prevăzute și cu un senzor al măsurării presiunii aerului admis pentru a determina volumul maxim de combustibil emis la poma de injecție.

În figura alăturată este prezentată o pompă de injecție cu elemente în linie împreună cu restul pieselor ce compun sistemul de injecție. Combustibilul este aspirat din rezervor cu ajutorul unei pompe de transfer, numită și pompă de joasă presiune, și transferat către filtru de motorină. După filtrare combustibilul este introdus în pompa de înaltă presiune, cu elemente în linie, comprimat și transferat către injectoare prin intermediul conductelor de legătură.

Fig. 4.7. Pompă de injecție diesel cu elemente în linie pentru un motor de 12 cilindrii
Foto: Wikipedia Cummins.

    Aceste tipuri de pompe de injecție pot ridica presiunea de injecție până la 1200 bari. Motoarele diesel moderne nu mai folosesc pompele de injecție cu elemente în linie datorită controlului rudimentar al presiunii de injecție precum și a cantității de combustibil injectată. De asemenea un inconvenient este dat de faptul că dimensiunile pompei și numărul de elemente de pompare depinde de numărul de cilindrii al motorului. Aplicațiile pe care se utilizează aceste pompe, cu mai mult de 6 pistoane, sunt în general vehiculele de transport, autobuzele, utilajele agricole precum și motoarele staționare.

Avantaje

posibilitatea utilizarii la motoare cu numar oricat de mare de pistoane

Dezavantaje

controlului rudimentar al presiunii de injecție

controlului rudimentar al cantității de combustibil injectată

cost mare de productie

reglaj dificil

Sisteme de injecție cu pompă cu distribuitor rotativ

O altă soluție este pompa de injecție cu element unic de refulare numită pompă de injecție cu distribuitor rotativ și pistoane radiale. Particularitatea pompei cu distribuitor rotativ constă în faptul că sistemul de ridicare a presiunii este independent de numărul de cilindrii. Astfel, cu mici modificări, același tip de pompă se poate utiliza pentru motoare cu patru sau șase cilindrii.

Tipuri constructive

Exista doua tipuri de pompa rotativa.

Mecanica

Electronica

Fig. 4.8. Tipuri de pompa rotativa.

Atât pompa VE mecanică, cât și pompa VE cu reglare electronică funcționează pe același principiu.

Diferența între acestea constă în modul de dozare a combustibilului.

Fig. 4.9. Tipuri de pompa rotativa. Mecanica Electronica

Pompa VE cu control electronic încorporează următoarele componente în locul regulatorului mecanic al pompei VE tradiționale

Electrovalva de reglare a presiunii (regulator presiune carburant).

Senzor de cantitate a combustibilului injectat.

Senzor de temperatură combustibil (KTF).

Electrovalva de control al avansului (MVS).

Fig. 4.10. Pompa rotativa electronica – parti componente.

Fig. 4.11. Pompă de injecție diesel cu distribuitor rotativ și control electronic – Bosch VP44
    Elementele componente ale pompei:

arbore de antrenare

modulul electronic de comandă al pompei

conector pentru calculatorul de injecție

electro-supapă de control a presiunii

racorduri de legătură cu injectoarele

    Pompa VE electronică face parte dintr-un sistem de injecție gestionat de o unitate de comandă EDC (Electronic Diesel Control).

Reglarea pompei electronice VE permite adaptarea mult mai bună a funcționării motorului la solicitări suplimentare, ceea ce nu este posibil din punct de vedere mecanic.

Aceste reglaje sunt:

Reglarea electronică prin intermediul EDC permite în plus transferul de date între diferitele sisteme precum: sistemul de pre/postîncălzire, comenzile de tracțiune, imobilizatoare sau cutii de viteze automate.

Pompa rotativa mecanica

Partile componente :

Fig.4.12. Partile compoente ale pompei rotative VE.

1 – Pompa de alimentare cu palete și supapă regulatoare de presiune.

2- Pompa de înaltă presiune cu distribuitor

Controlul pedalei de accelerație. – Regulator centrifug.

Supapa electromagnetică de oprire (ELAB).

Dispozitiv pentru regalarea Avansului.

Pompa de alimentare cu palete și supapă regulatoare de presiune

Fig. 4.13. Pompa de alimentare 1 – Arbore de acționare. 2 – Valva regulatoare de presiune. 3 – Inel excentric. 4 – Inel de sprijin. 5-Acționarea regulatorului. 6 – Dispozitiv de prindere al arborelui. 7 – Strangulator de retur. 8 – Carcasa pompei.

Pompa de alimentare este antrenata de arborele de acționare al pompei, funcția sa este aceea de a aspira combustibilul din rezervor generând o presiune suficientă în camera internă a pompei de distribuție.

Datorită forței centrifuge generate de rotația arborelui, paletele sunt împinse înspre peretele inelului excentric, ceea ce duce la creșterea volumului camerei și la un efect de aspirare a combustibilului.

In cele din urmă, volumul camerei va fi micșorat acest lucru ducând la creșterea in presiune a combustibilului, Presiune poate fi evacuata doar prin orificiul de ieșire, ceea ce duce la umplerea cu carburant sub presiune a distribuitorului pompei.

Fig. 4.14. Pompa de alimentare – parti componente.

Pentru a obține în interiorul pompei o anumită presiune în funcție de turație este necesară o supapă regulatoare care să permită reglarea unei anumite presiuni la un anumit regim de turație.

Pompă de înaltă presiune:

Funcția sa este aceea de a genera presiunea înaltă necesară pentru injecție și de a distribui combustibilul în mod corespunzător între camerele de combustie ale motorului.

Fig. 4.15. Pompa de inalta presiune – sectiune.

Fig. 4.16. Componente ale sistemului pistonului distribuitor 1 – Disc cu came. 2 – Șaibă de compensație. 3 – Piston distribuitor. 4 – Șaibă de compensație. 5 – Inel de sprijin. 6 – Element de fixare a resorturilor. 7 – Piston sertar (plonjor) regulator 8-Inel de etanșare.9- Corp distribuitor Cilindru de comandă 10 – Inel de etanșare. 11 – Burduf central. 12 – Inel de etanșare. 13 –.Șurub tubular.

Rotația arborelui de acționare se transmite discului cu came printr-o componentă intermediară, deoarece discul se rotește pe inelul cu role care este static, și astfel se generează o mișcare axială de rotație a pistonului de distribuție

Profitând de această mișcare axială de rotație, pistonul distribuitor nu va comprima doar combustibilul, ci îl va și distribui camerelor de combustie ale motorului în ordinea corespunzătoare

Fig. 4.17. Pistonul de distributie – functionare

Faze de generare a presiunii și de distribuire a combustibilului sub presiune înaltă

Controlul pedalei de acceleratie.

Funcția acestui mecanism de pârghii este aceea de a permite șoferului să controleze atât timpul de injecție, cât și volumul de combustibil injectat

Fig. 4.18. Componentele sistemului de pârghii 1 – Pârghie de tensionare. 2 – Pârghie de pornire. 3 – Resort de pornire. 4 – Punct de rotație. 5 – Piston sertar (plonjor) regulator. 6 – Resort de ralanti. 7 – Resort de reglare

In funcție de cum se acționează pedala de accelerație, sistemul de pârghii se deplasează în spate, împingând astfel pistonul sertar (plonjorul) regulator în față.

Aceasta miscare face ca orificiul de descarcare al pistonului de distributie sa ramana mai mult timp inchisprelungind injectia de combustibil.

Odată pornit motorul, după eliberarea pedalei de accelerație, este necesară asigurarea unui debit minim de combustibil pentru ca motorul să continue să funcționeze.

Această funcție este îndeplinită de arcul pentru ralanti, forța acestuia acționând pentru a deplasa ușor pârghia de tensionare către înainte.

Această mișcare face ca pistonul sertar (plonjorul) regulator să se deplaseze suficient pentru a se menține un debit de injecție care să permită menținerea motorului pornit.

Regulatorul centrifug

Are funcția de a controla presiunea internă a pompei (presiune înaltă) în raport cu regimul de turație, evitându-se astfel autodistrugerea

Fig. 4.19. Regulatorul centrifugal

Suportul pentru contragreutăți al unității regulatoare este antrenat de arborele de acționare al pompei, care îi imprimă o mișcare de rotație.

Pe măsură ce crește forța centrifugă, aceasta obligă contragreutățile să se deschidă, iar acestea duc la deplasarea axială a bucșei regulatoare.

Supapa electromagnetică de oprire (ELAB):

Are funcția de a opri trecerea combustibilului care intră în camera de înaltă presiune a pompei.

Fig. 4.20. Componentele supapei electromagnetice ELAB 1 – Electromaqnet. 2 – Resort de închidere. 3 – Piston. 4 – Șaibă de închidere. 5 – Corpul electrovalvei.

Avansul injecției

Acest dispozitiv permite devansarea inițierii alimentării cu combustibil în funcție de poziția arborelui cotit pentru a compensa întârzierea injecției și a aprinderii

Fig. 4.21. Componentele sistemului variator de avans 1- Inel cu role. 2 – Tijă de antrenare. 3 – Piston de avans. 4 – Bucșă glisantă. 5 – Tija rolei. 6 – Rolă. 7 – Șaibă de distantiere. 8 – Resort. 9 – Șaibă de compensație. 10-lneldeetanșare

Fig. 4.22. Sistemul variator de avans – functionare.

Poziție de funcționare: Când turația crește și presiunea combustibilului este suficientă pentru a învinge rezistența opusă de resort, pistonul de avans se deplasează axial, antrenând concomitent și inelul cu role.

Acest lucru face ca dispunerea discului cu came față de inelul cu role să varieze astfel încât rolele inelului să ridice ceva mai devreme discul cu came prin rotație.

Faptul că rola ajunge înainte la partea proeminentă a discului cu came înseamnă un avans al injecției.

Poziție in repaus: Presiunea combustibilului din interiorul pompei acționează asupra pistonului de avans. însă aceasta nu are niciun efect, deoarece resortul cedează doar de la un anumit regim de turație

Acest lucru face ca dispunerea discului cu came față de inelul cu role să varieze astfel încât rolele inelului să ridice ceva mai devreme discul cu came prin rotație.

Faptul că rola ajunge înainte la partea proeminentă a discului cu came înseamnă un avans al injecției

Pompa Lucas cu element de pompare radial

Pistoanele sistemului de pompare sunt montate pe directie radiala. Odata ce orificiile de alimentare ale rotorului comunica cu intrarile de motorina, pistoanele plonjoare se departeaza proportional cu debitul reglat în amonte. În momentul rotirii ansamblului pistoane rotor, alimentarea este întrerupta si orificul de refulare al rotorului este pus în comunicare cu o iesire catre injectorul statorului. Galetii întâlnesc camele inelului cu came. Pistoanele plonjoare se aproprie între ele generând un debit catre injector.

Fig. 4.23. Pompa rotativa Lucas – parti component.

Principiul de pompare radiala în rotatie.

Fig. 4.24. Functionarea pompei rotative Lucas – parti componente.

Fig. 4.25. Functionarea pompei rotative Lucas.

Particularitatea acestui sistem este ca debutul injectiei este variabil în functie de debit. Cu cât debitul la injector este mai mare, cu atât galetii ataca camele.

Reglajul dozajului pentru pompa radiala Lucas

Debitul este controlat prin pozitia supapei de dozaj care se poate asimila cu un robinet. Acest control consta într-un echilibru dat de forta centrifuga a unui regulator de turatie (informatia de turatie) si forta arcului levierului de sarcina, echilibru ce determina pozitia supapei de dozaj.

Fig. 4.26. Reglajul dozajului pentru pompa radiala Lucas.

Corectia avansului pentru functionarea la rece (supracalare)

În timpul functionarii la rece a motorului temperatura din camera de ardere nu atinge intotdeauna valoarea necesara autoaprinderii amestecului carburant, si de aceea perioada arderii creste existând posibilitatea ca debutul arderii sa se produca dupa P.M.S. al motorului.

Pentru a compensa acest efect se apeleaza la cresterea avansului la injectie procedeu numit supracalare.

Doua tipuri de corectii sunt posibile :

– corectia avansului pe cale mecanica

– corectia avansului pe cale hidraulica

Corectia pe cale mecanica consta în actionarea  unui sertaras sau asupra unei piese legata de acesta. Comanda poate fi mecanica sau electrica, iar informatia necesara este temperatura motorului.

Acest tip de corectie prezinta inconvenientul ca actioneaza în timpul fazei de pornire a motorului, când un avans prea mare poate impiedica demararea acestuia. Pentru anumite aplicatii este necesara dezactivarea acestui sistem inainte de controlul calajului initial).

Fig. 4.27. Corectia avansului pentru pompa radiala Lucas.

Corectia hidraulica (sistem numit KSB) consta în cresterea avansului la injectie prin cresterea presiunii de transfer în timpul functionarii la rece. Informatia despre temperatura lichidului de racire a motorului este determinata prin intermediul unei sonde termostatice aflata în circuitul de apa sau a unui termocontact, atunci când comanda este electrica:

Fig. 4.28. Corector avans – parti componente. 1 – ax levier, 2 – buson, 3 – levier de comanda, 4 – pistonas, 5 – arc de intârziere.

Atunci când motorul este rece se comanda elementul ce permite cresterea presiunii de transfer ce actioneaza asupra sertarasului în sensul cresterii avansului la injectie.

Pentru anumite aplicatii elementul de comanda este închis (nu lucreaza) atunci când motorul nu este pornit.

La atingerea temperaturii normale de functionare se comanda iesirea din functiune a acestui element, iar avansul la injectie trece la valoare de referinta. Acest sistem de corectie al avansului în perioada de functionare la rece a motorului poate fi comandat astfel :

direct printr-o sonda dispusa pe circuitul de racire al motorului

printr-o cutie de pre-postincalzire

prin levierul de relanti accelerat

prin calculatorul de injectie

Fig. 4.29. Corector avans – funcionare.

Corectia avansului în functie de sarcina

Principiul pompei radiale prezinta inconvenientul de a avea un avans variabil în functie de sarcina (cu cat debitul aspirat este mai mare cu atat cama ataca mai devreme galetii). Pentru anumite regimuri de functionare ale motorului este necesar a corija avansul pentru a înlatura acest dezavantaj natural. Crestere avansului pentru sarcinile mici ale motorului este realizata prin cresterea, progresiva sau nu, a presiunii de transfer. Informatia de sarcina permite comanda scaderii presiunii de transfer la sarcini mari ale motorului, informatia fiind luata de pe levierul de sarcina al pompei de injectie. Acest sistem se numeste AFC (avans pentru sarcini mici) sau ACP (avans pentru sarcina progresiva).

Atunci când avansul este gestionat electronic aceasta corectie este cartografiata.

Fig. 4.30. Corectia avansului în functie de sarcina

Pentru a avea un motor mai suplu si mai putin zgomotos se impune diminuarea avansului la injectie pentru sacinile mici. Presiunea în timpul arderii scade atunci când debitul de combustibil se reduce. Maximul presiunii în camera de ardere este avansat în raport cu P.M.S. al motorului.

Fig. 4.31. Corectia avansului – diagrama.

Pentru pompele rotative BOSCH sistemul consta în diminuarea presiunii de transfer (si deci a avansului) atunci cand se revine la relanti, si se numeste initiator de refulare L.F.B. El utilizeaza pozitia mansonului regulatorului de turatie în aceasta faza de functionare pentru a reduce presiunea de transfer.

Gestionarea electronica a avansului

Acest tip de gestionare permite optimizarea reglajului de debut al injectiei . Oricare ar fi tipul pompei se actioneaza la nivelul presiunii de transfer care se aplica pe sertarasul de avans.

Fig. 4.32. Gestionarea electronica a avansului – Bosch si Lucas.

În functie de parametrii de functionare ai motorului calculatorul comanda actuatorul de avans dupa o cartograma memorizata. El impune ca avansul comandat sa fie cel real gratie unui traductor de pozitie al acului injectorului. Sistemul functioneaza in bucla inchisa si deci se permite o corectie daca acest lucru se impune. In cazul in care nu mai primeste informatie de la captorul de pozitie al acului injectorului, calculatorul va lucra in bucla deschisa.

Constructia injectoarelor.

Sistemul dispune de două tipuri de injectoare:

Fig. 4.33. Injectoarele sistemului cu pompa rotativa.

Injector cu resort dublu Injector cu resort dublu cu senzor de ridicare a acului NBF

Injectorul cu resort dublu:

Pentru a se reduce zgomotul combustiei, este necesară o creștere ușoară a presiunii din camera de combustie. Injectorul cu resort dublu permite injectarea combustibilului în două faze: o preinjecție și o injecție principală

Fig. 4.34. Injectorul cu resort dublu – diagrama de injectie.

Preinjecția începe atunci când presiunea combustibilului învinge rezistența resortului 1, cursa fiind limitată de manșon, care este supus presiunii resortului 2. în timpul acestei faze de funcționare se injectează o cantitate mică de combustibil pentru a se obține o creștere ușoară a presiunii în camera de combustie.

Injecția principală începe atunci când presiunea combustibilului crește, învingând rezistența primului și a celui de-al doilea resort prin intermediul acțiunii manșonului împingător.

Fig. 4.35. Injectorul cu resort dublu – functionare.

Cursa este limitată în această fază în mod egal de manșonul împingător și de elementul intermediar, limitându-se în acest mod debitul de injecție și, prin urmare, crescând treptat și ușor combustia.

Injectorul cu resort dublu, cu senzor de ridicare a acului NBF:

Funcționarea părții mecanice a injectoruiui este exact identică cu cea a injectoruiui fără senzor de ridicare a acului

Senzorul de ridicare a acului este de tip inductiv și generează semnalul în momentul în care axul acului se mișcă în interiorul bobinajului senzorului

Fig. 4.36. Injectorul cu resort dublu, cu senzor de ridicare a acului.

Rolul acestui senzor este acela de a informa unitatea de control în privința inițierii reale a injecției.

Senzorul de ridicare a acului poate substitui, de asemenea, senzorul de turație în cazul în care acesta se defectează.

Sistem de injecție pompa-injector

In ultimii zece ani, odată cu răspândirea autoturismelor cu motoare pe motorină cu injecție directă, dezvoltarea sistemelor de injecție diesel a fost permanentă.

Prima dezvoltare importantă a fost trecerea de la niște simple pompe-injector mecanice în linie și de distribuție, direct la cele gestionate electronic. Cel de-al doilea și cel mai important val de îmbunătățiri însă a avut loc acum, cu apariția și dezvoltarea a două mari grupuri de viitor:

Sistemele Common-Rail

Sistemele Pompa-Injector

Sistemul Pompă-injector (UIS), este ansamblul care interacționează până la cel mai mic detaliu:

– Un circuit de admisie-evacuare

– Un circuit de alimentare a combustibilului de joasă presiune

– O zonă de înaltă presiune (chiar Pompa-injector)

– O gestiune electronică modernă

Elementul definitoriu al sistemului, Pompa-lnjector: este unificarea într-un ansamblu compact a unei Pompe-injector, un Injector și o Electrovana.

Fig. 4.37. Pompa injector – Prezentare.

Fiecare dintre cilindrii motorului dispune de Pompa-lnjector corespunzătoare. Aceștia sunt situați direct în chiulasă, între supapele cilindrilor corespunzători.

Misiunea acesteia este aceea de a ridica presiunea combustibilului pana la 2050 Bari și de a-l injecta în camera de combustie pulverizându-l în mod corect, în cantitatea adecvată și la momentul potrivit. Favorizând astfel:

– O serie de prestații îmbunătățite.

– Un consum redus.

– O emisie redusă de contaminanți

– O reducere a zgomotelor de combustie

Partile componente ale sistemului.

Sistemul se poate imparti in 2 parti

Circuitul de joasa presiune.

Pompa injector.

Circuitul de joasa presiune.

Fig. 4.38. Sistemul de injective Pompa-Injector. Parti componente.

Electropompa de amorsare

Este vorba de o prepompa electrică scufundată în rezervor. Rolul acesteia este acela de a ajuta Pompa de Transfer să aspire combustibilul din rezervor și să-i asigure debitul suficient de carburant pentru orice situație de deplasare.

Deși în anumite montaje nu este indispensabilă; în acest caz, Pompa de Transfer trebuie să realizeze singură toate acțiunile.

Din punct de vedere structural, formează un ansamblu împreună cu indicatorul de nivel de combustibil.

Este vorba de o pompă electrică cu role. Efectul de pompare se obține plasând în șanțurile unei plăci excentrice, niște role; care sunt expulzate prin forța centrifugă contra peretelui în timpul rotației, formând astfel niște camere care își reduc permanent volumul.

Electropompa dispune de o supapă antiretur și de o supapă de siguranță care limitează presiunea calibrată la 5 bari, pentru a evita o posibilă suprapresiune la conducte.

La punerea în contact, este acționată prin Unitatea de Comandă prin intermediul unui releu și funcționează timp de 2 secunde generând o presiune preliminară. După aceea, se dezactivează. Odată cu punerea în mișcare a vehiculului, funcționează permanent.

Filtru De Combustibil

Din cauza presiunilor extrem de ridicate la care se lucrează în sistem, acesta este foarte sensibil la impurități și la deteriorarea provocată de particulele de impurități și apă.

De aceea, rolul filtrului este acela de a reține la maxim particulele și apa existente în combustibil. în același timp, trebuie să dispună de capacitatea de acumulare necesară până la următoarea schimbare.

Valva De Reținere

Intercalată în conducta de alimentare imediat după filtru, rolul ei este acela de a evita cu motorul oprit, returul combustibilului spre rezervor.

Este calibrată la o presiune de deschidere de 2 bari.

Pompa De Transfer

Are rolul de a aspira combustibilul din rezervor (dacă sistemul de combustibil nu include o Electropompa de Amorsare) și de a-l pompa până la Pompele-injector prin Tubul de Distribuție la o presiune cuprinsă între 3.5 și 7.5 bari. Este amplasată cap la cap, formând un tandem cu Pompa de Vid. Ambele fiind acționate direct de arborele cu came.

Fig. 4.39. Pompa tandem

Este vorba de o pompă volumetrică cu aripi cu palete. Principala sa caracteristică este aceea de a începe pomparea combustibilului plecând de la regimuri foarte scăzute.

Acest lucru este posibil datorită faptului că paletele sunt tot timpul apăsate contra rotorului prin acțiunea arcurilor nefiind nevoie să se aștepte ca acestea să fie împinse prin forța centrifugă.

Valva Limitatoare de Presiune regulează presiunea de pompare la 7,5 bari. Sita reține bulele de vapor și le deviază înspre Admisia cu Strangulare. Valva Regulatoare de Presiune menține presiunea de recirculare la 1 Bar. Favorizând astfel funcționarea indicatorului Electrovanei Pompei-injector. Bypass-ul expulzează aerul din sistem datorită faptului că, în această situație concretă, Valva Regulatoare de Presiune rămâne închisă. Este vorba de exemplu de situația care se produce la golirea rezervorului.

Fig. 4.40. Functionarea pompei de transfer.

Tub Distribuitor

Este vorba de o conductă montată în chiulasă, prin care este propulsat combustibilul de la Pompa de Transfer până la Pompa-injector.

Rolul acesteia, datorită configurației structurale interioare, este acela de a distribui combustibilul în mod uniform înspre Pompele-injector; fără nici o diferență de presiune sau de temperatură pentru oricare dintre ele.

Combustibilul care circulă prin Tubul de Distribuție printr-o serie de găuri de burghiu, iese prin diferitele caneluri inelare existente între peretele chiulasei și Tubul de Distribuție. Și acolo se amestecă cu combustibilul returnat de Pompele-injector către conducta de alimentare.

Fig. 4.41. Amplasarea tubului distribuitor in chiulasa.

Senzor De Temperatura Combustibil

Are rolul de a informa Unitatea de Comandă asupra temperaturii combustibilului. Este vorba de o sondă de tip NTC, situată cap la cap cu conducta de recirculare a combustibilului, între Pompa de Transfer și Valva de Preîncălzire.

Prin acest parametru, Unitatea de Comandă poate să definească cu mai multă exactitate debitul necesar și începutul injecției.

De asemenea, dacă vehiculul incorporează un circuit de refrigerare a combustibilului de tip Combustibil-Apă, atunci servește și la gestionarea funcționării Pompei Electrice a acestui circuit.

Valva De Preincalzire

Este intercalată în conducta de recirculare, situată deasupra filtrului, pentru a putea comunica astfel cu circuitul de recirculare a combustibilului.

Are rolul de a evita returul combustibilului înspre rezervor, până ce acesta atinge temperatura determinată (care variază în funcție de vehicul, între 30 și 60°C). Acest lucru ajută motorul să atingă mai repede temperatura ideală de funcționare, prin concentrarea căldurii în motor.

Racitor De Combustibil

Ca urmare a presiunii ridicate de lucru la Pompele-injector, combustibilul își mărește temperatura în mod considerabil.

Fiind necesară răcirea returului Pompei-injector înainte de a trece din nou prin Rezervor. Și în acest mod, oferind protecție acestuia și ansamblului Pompă-combustibil. Pentru a obține aceasta, se montează un radiator de combustibil dotat cu un grup de conducte paralele. Prin care va circula combustibilul la recirculare, în timp ce se răcește. Adică, va transmite energia sa calorică altui element.

Pompa-Injector

Până acum, toate elementele menționate din Circuitul de Alimentare cu Combustibil, fac parte din circuitul de joasă presiune.

Pompa-injector, constituie ea singură partea de înaltă presiune.

Cele trei elemente din care este formată Pompa-lnjector:

Fig. 4.42. Elemente componente pompa Injector.

Arborele cu came este dotat cu o camă suplimentara la fiecare cilindru al motorului pentru acționarea corespunzătoarei Pompe-injector. Aceste came sunt situate între camele obișnuite care acționează supapele de admisie și evacuare.

Mișcarea fiecărei came de acționare este transmisa către pistonul Pompei-mjector, printr-un culbutor cu rulment central și rolă.

Viteza la care este acționat pistonul Pompei-injector depinde direct de forma camei.

Cama dispune de un profil de atac foarte pronunțat. Astfel meat pistonul este propulsat la mare viteză în jos, provocând astfel o creștere foarte rapidă a presiunii la Pompa-injector.

Dimpotrivă, profilul de ieșire este foarte suav, permițând un retur lent și uniform al pistonului în sus. Astfel se evită formarea bulelor în combustibilul care circulă înspre camera de înaltă presiune.

Fig. 4.43. Pompa injector –Actionare si componente.

Combustibilul ajunge la chiulasa prin Tubul de Distribuție și intra in Pompa-injector printr-o conductă. Recircularea la rândul ei se va realiza printr-o conductă mecanizată în chiulasa.

Interiorul corpului Pompei este constituit in principal dintr-un cilindru, in interiorul căruia se deplasează un piston. Configurându-se astfel o cameră de înaltă presiune.

La rândul sau, corpul pompei face comunicarea dintre trei elemente integrante ale Pompei-injector. Electrovana, Injectorul și Pompa. Punctul de comunicare dintre cele trei camere de înaltă presiune.

Electrovana este legată asemeni unui braț de corpul Pompei. Partea sa cea mai semnificativă este acul. Care la închidere se situează peste corpul supapei, oferindu-i o mare etanșeitate.

Acest lucru este posibil datorita unei mari etanșeități cu un dublu con. Adica cele două suprafețe care se află în contact sunt mecanizate cu scaune conice.

Electrovana are doar două poziții:

Fig. 4.44. Electrovana de comanda. Deschisa Inchisa.

Functionare

Aspiratie – umplere.

Camera de înaltă tensiune a Pompei-injector se umple pe întreaga durată a mișcării ascendente a pistonului.

Acest lucru se întâmpla când flancul de ieșire al camei de acționare este cel care este conectat la culbutor, acționând pistonul Pompei-injector. în această situație, mișcarea ascendentă a acestuia este propulsată de arcul de revenire.

In acest fel se produce o aspirare, care împreună cu presiunea de alimentare cu combustibil (3.5-7.5 Bari) dinspre tubul de distribuție; face posibilă umplerea cu combustibil a camerei de înaltă presiune.

Acest lucru este posibil de asemenea, datorita poziției de repaus al Electrovanei. Deoarece în această situație acul lasă trecerea deschisă permițând combustibilului să circule dinspre zona de alimentare către camera de înaltă presiune.

Preinjecția

Preinjecția este dozata prmtr-o mica cantitate de combustibil la o presiune nu prea mare (180 Bari), înainte de Injecția Principală. Scopul acesteia este acela de a mări presiunea și temperatura în camera de combustie; astfel încât să se producă o combustie mult mai suavă.

Fig. 4.45. Grafic presiune – preinjectie, injectie principala.

Când Unitatea de Comandă consideră necesară începerea premjecției: acționează Electrovana- Astfel încât acul acesteia blochează trecerea, izolând astfel camera de înaltă presiune din zona de alimentare la joasă presiune.

Prin urmare, in camera pompei, presiunea crește rapid pana la 180 Ban. Moment in care forța arcului de compresie a injectorului cedează și acul acestuia se deschide, începând astfel preinjecția.

Preinjectia este finalizată imediat. Acest lucru se datorează faptului ca, odată cu creșterea presiunii în cameră, se produce de asemenea o coborâre a pistonului acumulator. Astfel încât volumul camerei se mărește, având drept consecință: scăderea momentană a presiunii, urmată de închiderea acului injectorului.

Se creează astfel un nou echilibru al forțelor in interiorul Injectorului. Arcul injectorului este comprimat, mărindu-și tensiunea; astfel încât, pentru ca acul să poată să se deschidă din nou pentru Injecția Principală, presiunea combustibilului necesară va fi mult mai ridicată.

Injecția Principală

Daca continua mișcarea de coborâre a pistonului, presiunea va crește din nou in camera de înaltă presiune. Când combustibilul atinge noua presiune de deschidere acum situată la 300 bari, cedează arcul iar acul injectorului se deschide din nou, acționând Injecția Principală.

La rândul ei, datorita faptului ca volumul de combustibil propulsat de piston este superior față de cel care poate să iasă prin orificiile injectorului, presiunea de injecție crește progresiv până la 2050 bari.

Injecția principala este finalizata atunci când Unitatea de Comanda dezactivează Electrovana. In această situație, arcul electrovanei își retrage acul, deschizând din nou trecerea către camera de înaltă presiune și zona de alimentare cu combustibil de joasă tensiune.

Combustibilul pe care mea ii mai eliberează pistonul, se scurge înspre zona de alimentare (circulând mai concret prin zona dinspre rezervor) iar acul injectorului se închide, finalizând injecția.

Astfel se obține un final optim al injecției, datorită căderii rapide a presiunii de injecție și a închiderii instantanee a acului injectorului.

Recircularea combustibilului

Recircularea combustibilului este indispensabilă pentru:

– Devierea înspre rezervor a combustibilului scurs, eliberat de piston.

– Eliminarea bulelor de vapori din zona de alimentare, trecându-le printr-o serie de admisii de ștrangulare.

– Răcirea Pompei-injector, permițând circularea combustibilului printr-o serie de conducte mici aflate între zona de alimentare și cea de recirculare.

Fig. 4.46. Recircularea combustibilului.

Sistem de injecție cu rampă comună (CR – Common Rail)

    Un inconvenient al sistemelor de injecție cu pompă cu elemente în linie sau cu pompă cu distribuitor rotativ este dată de dependența presiunii de turația și sarcina motorului. Din acest motiv este destul de dificil să se optimizeze combustia pentru fiecare punct de funcționare al motorului.

    Sistemele de injecție cu rampă comună înlătură acest inconvenient datorită faptului că pompa de înaltă presiune ridică presiunea și o stochează într-un acumulator numit rampă comună. Injectoarele nu mai sunt conectate direct la pompă ci sunt alimentate la rampă.

    Principalul avantaj al sistemelor de injecție cu rampă comună constă în independența presiunii combustibilului față de punctul de funcționare al motorului (turație și sarcină). Această independență conferă posibilitatea optimizării injecției pentru creșterea performațelor dinamice și de consum ale motorului. De asemenea este posibilă divizarea injecției de combustibil în mai multe faze: pre-injecție, injecție principală și post-injecție.

    Într-un sistem de injecție cu rampă comună ridicare presiunii combustibilului și injecția propriu-zisă sunt complet independente. Cantitatea de combustibil injectată este definită de conducătorul auto, prin poziția pedalei de accelerație, iar începutul injecție și durata injecției este controlată de calculatorul motorului. Toate sistemele de injecție cu rampă comună sunt controlate electronic și conțin următoarele elemente:

calculator de injecție (ECU – Engine Control Unit)

senzor turație motor

senzor poziție arbore cu came

senzor poziție pedală de accelerație

senzor presiune de supraalimentare

senzor presiune rampă

senzor temperatură motor

senzor debit masic de aer (debitmetru)

    Viteza de rotație a motorului este determinată cu ajutorul senzorului de turație iar ordinea injecție (de exemplu 1-3-4-2 pentru un motor cu patru cilindrii) prin intermediul senzorului de poziție al arborelui cu came. Tensiunea electrică generată de potențiometrul senzorului de poziție al pedalei de accelerație informează calculatorul de injecție asupra cererii de cuplu pe care o face conducătorul auto. Masa de aer măsurată este utilizată pentru calculul cantității de combustibil ce trebuie injectată în motor astfel încât arderea să fie cât mai completă și cu emisii minime de substanțe poluante. Temperatura motorului este utilizată pentru a corecta debutul injecției și cantitate de combustibil injectată.

    Astfel, cu ajutorul informațiilor citite de la senzori, calculatorul de injecție controlează momentul deschiderii și închiderii injectoarelor precum și durata injecției.

    În figura de mai jos este prezentat un sistem de injecție cu rampă comună Bosch, utilizat pentru un motor diesel cu patru cilindrii.

Fig. 4.47. Sistem de injecție diesel cu rampă comună Bosch – Componentele sistemului Common Rail Bosch:

debitmetru de aer

calculator injecție

pompă de înaltă presiune

rampă comună (acumulator de înaltă presiune)

injectoare

senzor turație motor

senzor temperatură motor

filtru motorină

senzor poziție pedală de accelerație

Functionarea sistemului (Common Rail).

Sistemul Common Rail este un sistem modern de injecție pentru motoare diesel cu injecție directă unde generarea presiunii și injecția carburantului sunt separate.

Presiunea de injecție este generată de către pompa de înaltă presiune, independent de turația motorului și de cantitatea de combustibil injectat și este înmagazinată în Rail (rampă comună) pentru a fi utilizată la injecție.

Presiunea carburantului din Rail este preluată în calcul de senzorul de presiune din conducta comună Rail și este trimisă ca semnal la Unitatea electronică de comanda a motorului (U.E.C.).

Presiunea în Rail este reglată prin intermediul unității de dozaj. Unitatea de dozaj este comandată de U.E.C. a motorului .

Perioada de injecție începe cu comanda componentei injector prin intermediul U.E.C. a motorului.

Injecția are loc atâta timp cât injectorul este comandat.

Sistemele actuale Common Rail operează chiar și la presiuni de 2000 bar și permit divizarea multiplă a injecției pentru un proces de ardere îmbunătățit.

Principalele avantaje ale sistemului Common Rail:

• emisii poluante reduse;

• consum redus de combustibil;

• performante sporite ale motorului;

• zgomot redus al motorului.

Sistemul common rail are numai avantaje printre care putem enumera o reducere a consumului de combustibil, o dublare a cuplului motor la turații mici și crește cu până la 25% a puterii motorului.

De asemenea acesta reduce și nivelul sonor și vibrațiile specifice MAC-urilor. Emisiile de CO2 sunt reduse cu pânî la 20% iar nivelul monoxidului de carbon este redus cu pânî la 40%. Hidrocarburile nearse s-au diminuat cu până la 50%.

Partile componente ale sistemului.

Circuitul de aer

Fig. 4.48. Circuitul de aer – elemente componente. 1 Conducta de intrare aer. 2 Cutie filtru aer. 3 Debitmetru de aer. 4 Conducta de admisie aer. 5 Turbocompresor. 6 Element de reglare a presiunii de supraalimentare 7 Rezonator de aer. 8 Conducta de admisie intrare schimbator. 9 Schimbator aer/aer. 10 Condcta de admisie iesire schimbator. 11 Clapeta de aer. 12 Repartitor de admisie. 13 Colector de admisie banc 1. 14 Colector de admisie banc 2.

Elementele componente ale circuitului de aer.

Schimbatorul de caldura a aerului admis

Acest element se utilizeaza pe motoarele cu turbocompresor la care cresterea presiunii conduce la o crestere a temperaturii aerului admis, aceasta influentand in mod negativ randamentul termic.

Fig. 4.49. Radiator aer-aer – Intercooler

Clapeta de aer

Acest element este o clapeta care permite obturarea totala a conductei de admisie.

Fig. 4.50. Clapeta de aer.

Este comandata de calculator la oprirea motorului pentru a-l opri ferm. Aceasta permite evitarea vibratiilor datorate miscarilor reziduale ale motorului. Este utilizata deasemenea pentru marirea cantitatii de gaze recirculate si in cazul regenerarii filtrului de particule

Comanda voletului este pneumatica printr-o electrovana comandata de calculator.

Volet de turbulenta Swirl

« Swirl » este o miscare turbionara care favorizeaza arderea, scazand astfel emisiile poluante.

Este montat pe conductele de admisie. Motoarele echipate cu volet de turbulenta au doua tipuri de conducte de admisie care duc fiecare la o supapa de admisie:

conducte elicoidale care permit crearea miscarii turbionare,

conducte rectilinii.

Voletul de turbulenta obtureaza conductele rectilinii pentru a orienta aerul catre conductele elicoidale.

Comanda voletului este pneumatica prin intermediul unei electrovane comandata de catre calculator.

Voletul este comandat la sarcini si turatii scazute ale motorului.

Fig. 4.51. Voletul « Swirl » 1. Electrovana. 2 Membrana.

Debitmetru de aer.

Situat dupa filtrul de aer, debitmetrul de aer masoara masa de aer proaspat aspirata in motor.

Debitul masic admis este determinat masurand energia necesara pentru a mentine la o temperatura constanta un element (film), care este supus fluxului de aer masurat.

Debitmetrul permite stabilirea cantitatii de gaz de evacuare pentru a garanta cea mai buna rata de recirculare.

Debitmetrul participa la gestionarea presiunii de supraalimentare

Fig. 4.52. Debitmetru de aer.

Captorul de temperatura aer

Este vorba de un termistor (CTN). In absenta debitmetrului, calculatorul, asociind temperatura aerului cu alti parametrii precum presiunea de supraalimentare si presiunea atmosferica, defineste masa de aer aspirat.

Fig. 4.53. Senzor temperatura aer.

Captorul de presiune colector

Captorul de presiune aer este de tip piezo-rezistiv.

Fig. 4.54. Captorul de presiune aer.

Acest captor este montat pe conducta de aer dupa turbocompresor si furnizeaza o tensiune proportionala cu presiunea de admisie.

Calculatorul utilizeaza aceasta informatie pentru a stabili presiunea de supraalimentare in bucla inchisa.

Circuitul de carburant de joasa presiune

Rolul circuitului

Circuitul de alimentare de joasa presiune serveste la transferarea carburantului de la rezervor catre pompa de inalta presiune.

Se compune din urmatoarele elemente:

rezervorul,

pompa electrica de alimentare (functie de versiune),

filtrul de carburant,

un dispozitiv de incalzire al motorinei,

pompa de alimentare mecanica sau de transfer (functie de versiune),

pompa de amorsare manuala (functie de versiune) .

Rezervorul si gura de umplere

Rolul rezervorului este de a stoca carburant. Umplerea se efectueaza prin gura de umplere care este prevazuta cu o conducta de evacuare aer si o conducta antirefulare. O supapa de legatura cu atmosfera permite evitarea fenomenelor de depresiune pe masura ce se goleste rezervorul. In caz de rasturnare, o supapa cu bila astupa punerea la atmosfera pentru a evita scurgea de carburant.

Rezervorul de carburant contine sonda de nivel legata la tabloul de bord precum si pompa de carburant electrica daca vehiculul este echipat cu asa ceva.

Fig. 4.55. Rezervor de motorina. 1. Orificiu de umplere. 2. Orificiu antirefulare la umplere . 3. Volum de carburant util. 4. Volum de dilatare. 5. Supapa de legatura cu atmosfera si antiscurgere la rasturnare.

Filtrul de motorina

In primul rand, rolul filtrului este de a retine impuritatile din motorina si rezervor pentru a evita intrarea lor in sistemul de injectie.

De asemenea, permite recuperarea apei din motorina pentru a evita deteriorarea pompei si a injectoarelor. Apa fiind mai grea decat motorina se acumuleaza in partea de jos a filtrului. Un surub de purjare (4) permite golirea apei pentru intretinere.

Fig. 4.56. Filtru de combustibil. 1. Intrare carburant. 2. Iesire catre pompa. 3. Orificiu de purjare aer. 4. Orificiu de purjare apa. 5. Conector pentru incalzire electrica motorina.

Gestionarea temperaturii carburantului

Pentru a evita colmatarea filtrului cu cristale de parafina la temperaturi negative, este necesara incalzirea motorinei. Se poate face:

Electric

Prin recircularea combustibilului.

Incalzirea electrica – Incalzirea carburantului poate fi asigurata cu ajutorul unei rezistente electrice in cutia filtru.

Elemente componente ale sistemului: Partea de sus a filtrului este formata din 2 placute (difuzor de caldura) separtate prin 2 rezistente de incalzire montate in paralel.

O placa este legata la masa si cealalta este alimentata printr-un termocontact integrat in incalzitor.

Principiul de functionare: Incalzitorul este alimentat in permanenta de la punerea contactului printr-un releu. Daca temperatura este inferioara la 0 °C, termocontactul (1) va fi pasant si va permite alimentarea placii (4). Pentru ca placa (3) este intotdeauna la masa, cele doua rezistente (2) incalzesc placile si deci incalzesc motorina care circula prin filtru.

Cand temperatura devine pozitiva termocontactul intrerupe alimentarea si deci motorina nu mai este incalzita.

Incalzire prin recircularea motorinei

Incalzirea carburantului poate fi asigurata printr-un blocaj al circuitului de retur.

Un termostat orienteaza carburantul provenind de la retur (al pompei si al injectoarelor), ori:

catre filtru: faza de incalzire,

catre rezervor

Este benefica recircularea carburantului in timpul fazelor de functionare la temperaturi joase. De fapt, carburantul provenind de la retur sufera o crestere de temperatura datorita frecarilor.

Circuitul de carburant de inalta presiune

Fig. 4.57. Circuitul de carburant de inalta presiune. 1 – Injectoare. 2 – Pompa de inalta presiune. 3 – Rampa de injectie. 4 – Captor de presiune rampa. 5 – Calculator. 6 – Conducte de inalta presiune. 7 – Circuit de retur carburant.

O presiune corecta a motorinei este o conditie esentiala pentru functionarea unui sistem de injectie cu rampa comuna. Inalta presiune este deci inima sistemului.

Presiunea este corecta numai:

daca pompa este in masura sa furnizeze cantitatea de carburant necesara,

daca sistemul de inalta presiune nu prezinta scapari anormale.

Generarea inaltei presiuni Pompa de inalte.

Pompa prezentată este Bosch de primă generație cu trei pistoane dispuse la 120 °C.

Fig. 4.58. Pompa de inalta presiune – Bosch. 1. arbore de antrenare. 2. Electrovalva -supapă de control a presiunii montata pe pompa. 3. Excentric. 4. pompă de transfer (integrată în pompa de înaltă presiune). 5. supapă de refulare. 6. Piston. 7. supapă de admisie

Rolul pompei este de a produce inalta presiune. Ea nu asigura realizarea dozei si a debutului de injectie contrar pompelor motoarelor diesel de mai veche generatie.

Pompa de inalta presiune este compusa din doua sau trei elemente de pompaj antrenate prin rotatia arborelui pompei.

Pompa de inalta presiune dispune de un singur orificiu de iesire catre rampa de injectie.

Fig. 4.59. Pompa de inalta presiune – sectiune.

Verificari posibile:

Scapari externe.

Controlul potentialului de producere a presiunii.

Reglarea inaltei presiuni prin controlul presiunii la iesirea din pompa (prima generatie)

O modalitate de reglare a inaltei presiuni in rampa este de a monta un regulator la iesirea pompei de inalta presiune. Debitul de carburant este proportional cu regimul de rotatie al motorului si un regulator de presiune descarca surplusul catre circuitul de retur pentru a obtine presiunea ceruta in rampa.

Regulatorul de presiune

Fig. 4.60. Regulatorul de presiune – Sectiune.

Regulatorul de presiune poate fi situat pe pompa sau pe rampa. Acesta este o electrovana pilotata de catre calculatorul de injectie. Comanda se efectueaza prin intermediul unui curent pulsatoriu modulat (RCO sau PWM).

1. Inalta presiune. 2. Catre returul rezervorului. 3. Bobina de comanda. 4. Supapa de siguranta.

Verificari posibile:

Control electric.

Cu ajutorul testerului se poate activa.

Vizualizarea semnalului de comanda.

Reglarea prin controlul debitului de intrare (generatia a doua)

La aceste sisteme, limitarea presiunii se efectueaza dozand cantitatea de carburant admisa in cilindrii de pompaj. Doar cantitatea de carburant necesara mentinerii presiunii de consemn rampa este comprimata in rampa.

Rezulta urmatoarele avantaje:

– o reducere a puterii absorbite de pompa permitand un castig de consum,

– o temperatura mai scazuta a carburantului pe retur permitand eliminarea racitorului de carburant.

Regulatorul de debit

Fig. 4.61. Regulator de debit.

Elementul care permite reglarea presiunii se numeste regulator de debit. Este vorba de o electrovana pilotata de catre calculatorul de injectie. Comanda se efectueaza prin intermediul unui curent pulsatoriu modulat (RCO sau PWM). Cand nu este alimentat, actuatorul este in pozitie de debit maxim (2). Aceasta caracteristica impune prezenta unui limitator mecanic de suprapresiune (pe rampa sau in pompa) tarat peste presiunea maxima de functionare. Regulatorul de debit se afla intotdeauna pe pompa.

Verificari posibile:

Controale electrice.

Comanda de activare cu testerul.

Vizualizarea semnalului de comanda.

Rampa comuna

Fig. 4.62. Rampa comuna – Parti componente. 1. Limitator de presiune. 2. Intrare inalta presiune. 3. Captor de presiune carburant. 4. Iesire catre injectoare.

Rolul sau este de a stoca carburantul sub presiune inainte de a fi injectat.

Aceasta capacitate tampon evita variatiile de presiune care apar la inchiderea injectoarelor.

Rampa dispune de cate o iesire pentru fiecare cilindru la care se racordeaza conductele injectoarelor.

Rampa comuna integreaza captorul de presiune pentru a permite calculatorului sa regleze valoarea de presiune.

Rampa comuna poate integra un limitator mecanic. Acesta se deschide in caz de suprapresiune accidentala.

Injectoarele

Fig. 4.63. Injector – Sectiune. 1 – supapa de descarcare.

Rolul injectoarelor este de a pulveriza motorina in cilindrii pentru a provoca arderea.

Deschiderea injectoarelor se face prin comandarea supapei de descarcare situata in partea superioara a acestora. Scaparea creata prin deschiderea acestei supape de descarcare provoaca un dezechilibru de presiune la nivelul acului injectorului.

Supapa elibereaza presiunea « superioara A », iar acul injectorului se ridica sub efectul presiunii « inferioare B ».

Fig. 4.64. Pilotajul injectiei. 1. Pre-injectie. 2. Apel. 3. Mentinere.

Pentru ridicarea supapei de pe scaunul sau, calculatorul are nevoie de aplicarea unui curent mai mare, acesta este curentul de APEL. Apoi, supapa ramane deschisa sub influenta unui curent mai mic numit de MENTINERE.

Pilotajul electronic ofera posibilitatea realizarii mai multor injectii successive pentru a controla cit mai bine arderea.

Calculatorul realizeaza o preinjectie inainte de injectia principala. Aceasta permite o ardere progresiva limitand zgomotele si vibratiile. Aceasta strategie nu este utilizata decit la sarcini mici si medii.

Calibrarea individuala a injectoarelor.

Fig. 4.65. Injector marcat cu codul IMA

Datorita fabricatiei, caracteristicile de debit ale injectoarelor nu sunt perfect identice. Aceasta poate antrena iregularitati in functionarea motorului si cresterea emisiilor poluante.

In uzina, fiecare injector este masurat. Apoi i se atribuie un cod in functie de diferenta fata de valorile de referinta. Acest cod este inscris pe injector si se numeste cod de calibrare (IMA) si trebuie sa fie memorat in calculator cu ajutorul testerului. Astfel calculatorul corecteaza timpii de comanda ai injectorului astfel incat fiecare injector al unui motor sa aiba acelasi debit la injectie.

Verificari posibile:

Rezistenta bobinei.

Controlul debitelor de retur.

Injectoarele piezoelectrice

Datorita rapiditatii in raspuns a elementului piezo, acesta este folosit si pentru comanda injectoarelor. In felul acesta se pot realiza mai multe injectii pe ciclu si cel mai important injectiile pot fi foarte apropiate una fata de cealalta (preinjectiile si injectia principala).

ATENTIE : spre deosebire de injectoarele comandate de o bobina, care atunci cind aceasta nu este alimentata injectorul se inchide datorita reechilibrarii presiunilor, la injectorul piezoelectric pentru inchidere este necesara o alimentare in sens invers. Deci este interzisa deconectarea unui injector piezoelectric atunci cind motorul functioneaza.

Fig. 4.66. Injector piezoelectric – Parti component: 1. Camera control cu servosupapa. 2. Element piezoelectric. 3. Retur. 4. Alimentare combustibil. 5. Modul actuator. 6. Element de cuplaj. 7. Supapa servoactionare. 8. Duza injector.

Gestionarea electronica a injectiei.

Calculatorul

Calculatorul de injectie (unitatea de gestionare control motor) culege informatiile provenind de la diferiti senzori si de la alte calculatoare. Dupa analiza, acesta comanda actuatorii.

Acesti actuatori sunt comandati:

direct de calculator (ex: regulatorul de presiune sau de debit),

prin intermediul releelor (ex: pompa de carburant, compresorul de climatizare),

prin intermediul unitatii de putere (ex: preincalzire).

Fig. 4.67. Calculatorul de motor – Schema intrari – Iesiri.

Sistemul de injectie diesel, folosind informatiile din schema de mai sus, gestioneaza foarte precis urmatoarele :

presiunea in rampa comuna

injectia de motorina

supraalimentarea

recircularea gazelor de evacuare.

In plus, calculatorul detine si gestioneaza functii precum:

regulatorul/limitatorul de viteza

climatizarea

gestionarea racirii motorului.

Releul principal

Releul principal furnizeaza alimentarea calculatorului de injectie si elementelor periferice precum:

pompa de carburant,

debitmetrul,

electrovana de recirculare gaz de esapament,

electrovanele de comanda,

releul compresorului de climatizare,

relee de moto-ventilator de racire.

Este comandat printr-un + dupa contact si/sau o masa data de calculator.

Informatii fundamentale

Pentru stabilirea presiunii de injectie, a momentului de injectie si a cantitatii de injectat, calculatorul utilizeaza urmatoarele informatii fundamentale:

viteza si pozitia arborelui cotit,

cantitatea de aer care intra in motor,

cererea de cuplu (pozitie pedala acceleratie).

Regimul motor/sincronizarea

Comparand semnalele emise de captorul de turatie/pozitie si de captorul de reperare cilindru, calculatorul determina pozitia unghiulara a motorului, regimul de rotatie, numarul injectorului activ si avansul la injectie.

Captorul de turatie si de pozitie (captor volant motor)

Informatiile de turatie si de pozitie a arborelui cotit sunt prelevate printr-un captor inductiv sau cu efect Hall.

In exemplul de mai jos este prezentat un captor de tip inductiv (generator de curent).

Fig. 4.68. Senzor de turatie arbore cotit.

Tinta de pe volantul motor are un dinte lung care serveste la reperarea pozitiei si dinti mici pentru masurarea turatiei.

Fig. 4.69. Senzor de turatie arbore cotit. – semnal osciloscop

Observatie ! Informatia de turatie este indispensabila pentru functionarea sistemului.

Verificari posibile:

Continuitate cablaj.

Rezistenta captor.

Izolare.

Stare dintilor de pe volant.

Captor de reperare cilindru

Acest captor de pozitie informeaza asupra desfasurarii ciclului de injectie, furnizand calculatorului numarul injectorului activ.

Injectia se face cilindru cu cilindru. Cand motorul este recunoscut ca se gaseste la PMS (Punct Mort Superior), unul din cilindrii este la sfarsit de compresie, iar altul la debut de admisie.

Captorul de reperare cilindru permite cunoasterea cilindrului care este in faza de compresie. Calculatorul poate atunci sa comande injectoarele secvential si in faza cu ciclul motor.

Observatie ! Exista mai multe strategii si moduri de avarie in functie de tipurile de injectie si de momentul disparitiei informatiei « pozitie reperaj cilindru».

– Pierderea informatiei motorului pornit:

Sistemul fiind sincronizat (calculatorul cunoaste pozitia arborelui cu came), functioneaza normal pana la intreruperea contactului.

– Absenta informatiei in faza de pornire motor:
Motorul porneste sau nu, in functie de aplicatii.

Verificari posibile:

Continuitate.

Alimentare.

Principalele constructii de sisteme Common Rail

La jumătatea anilor '90 ai secolului trecut, grupul Fiat a început să utilizeze primele sisteme common rail pentru motorul echipat cu sistemul Unijet conceput de Robert Bosch.

Bosch Tip 1 pompa CP1

Reglarea inaltei presiuni prin controlul presiunii la iesirea din pompa (Bosch prima generatie).

O modalitate de reglare a inaltei presiuni in rampa este de a monta un regulator de presiune la iesirea pompei de inalta presiune. Debitul de carburant este proportional cu regimul de rotatie al motorului si un regulator de presiune descarca surplusul catre circuitul de retur pentru a obtine presiunea ceruta in rampa.

Regulatorul de presiune poate fi situat pe pompa sau pe rampa. Acesta este o electrovana pilotata de catre calculatorul de injectie. Comanda se efectueaza prin intermediul unui curent pulsatoriu modulat (RCO sau PWM).

Fig. 5.1. Bosch generatia 1. – Parti component: 1. Pompa de presiune înaltă CP1. 2. Intrarea combustibil. 3. Regulator de presiune. 4. Rampa înaltă presiune. 5. Senzor presiune rail. 6. Racord spre injector. 7. Retur.

Bosch Tip 2 pompa CP3

Reglarea prin controlul debitului de intrare (Bosch generatia a doua)

La aceste sisteme, limitarea presiunii se efectueaza dozand cantitatea de carburant admisa in cilindrii de pompaj. Doar cantitatea de carburant necesara mentinerii presiunii de consemn rampa este comprimata in rampa.

Rezulta urmatoarele avantaje:

– o reducere a puterii absorbite de pompa permitand un castig de consum,

– o temperatura mai scazuta a carburantului pe retur permitand eliminarea racitorului de carburant.

Fig. 5.2. Bosch generatia 2-a. Parti componente: 1. Pompa de presiune înaltă CP3. 2. Intrarea combustibil – Regulator de debit. 3. Supapă de limitare a presiunii. 4. Rampa înaltă presiune. 5. Senzor presiune rail. 6. Racord spre injectoare. 7. Retur.

Bosch Tip 3 pompa CP3

Bosch Generatia a treia. La aceste sisteme, limitarea presiunii se efectueaza dozand cantitatea de carburant admisa in cilindrii de pompaj, dar si prin reglarea presiunii in rampa cu un regulator de presiune.

Fig. 5.3. Bosch generatia 2-a. Parti componente: 1. Pompa de presiune înaltă CP3. 2. Intrarea combustibil – Regulator de debit. 3. Regulatorul presiunii. 4. Rampa înaltă presiune. 5. Senzor presiune rail. 6. Racord spre injectoare. 7. Retur

Fig. 5.4. Debitmetru de aer. MProp – regulator de debit. DRV – regulator de presiune

Deoarece reglarea presiunii din rampa prin controlul debitului de combustibil ce intra in pompa are si niste dezavantaje cum ar fi : dificultatea scaderii rapide a presiunii din rampa si reactia mai lenta a sistemului la cererea de presiune, generatia a treia foloseste ambele metode de control a presiunii (regulator de debit si regulator de presiune).

Cu exceptia pornirilor la rece, a accelerarilor bruste si a decelerarilor brutale, cind controlul presiunii se face cu ajutorul regulatorului de presiune, in toate celelalte moduri de functionare ale motorului controlul presiunii se face cu regulatorul de debit.

Un alt avantaj al acestei generatii este ca in cazul defectarii unui regulator, motorul poate functiona, controlul facindu-se cu celalalt regulator.

Sistemul Common Rail Delphi

Unul dintre cele mai răspândite este sistemul Delphi, utilizat de mai mulți producători de vehicule:

Renault

Ford

Nissan

Peugeot

Mercedes

Hyundai

Experiența în sisteme de injecție de înaltă presiune a contribuit la evoluția tehnologiei, la perfecționarea strategiilor de funcționare și a satisfăcut în același timp necesitățile constructorilor de a menține costuri competitive.

Această experiență s-a acumulat parțial prin cumpărarea de către Delphi a producătorului Lucas CAV care lucrase cu sisteme de alimentare diesel timp de 75 ani.

Evoluția a adus cu sine introducerea electronicii în sistemele de injecție odată cu apariția pompei DPGE și ulterior a pompelor EPIC gestionate de o unitate de comandă electronică. Această pompă injecta combustibilul direct în camera de ardere controlată cu o presiune de aproximativ 950 de bari.

Și sistemele Delphi au înregistrat o continuă evoluție tehnică. La primele sisteme se ajungea la presiuni de 1600 de bari utilizând injectoare electromagnetice și realizând două injecții pe ciclu. Ulterior, s-a ajuns la 1800 bari și s-a trecut de la două la patru injecții.

În prezent, s-a obținut creșterea presiunii de funcționare la peste 2000 de bari și la cinci injecții pe ciclu.

Circuitul de alimentare:

Fig. 5.5. Circuitul de alimentare Delphi

Circuitul de alimentare este format din 2 parti:

Circuit de alimentare de joasa presiune

Circuit de inalta presiune.

Fig. 5.6. Elementele componente ale sistemului de injecție Delphi: 1. rampă comună. 2. filtru de motorină. 3. pompă de înaltă presiune. 4. Injectoare. 5. calculator de injecție

Fig. 5.7. Rampă comună și injectoare de la Delphi

Rampa (1) este prevăzută de asemenea cu un senzor de presiune (3) care informează calculatorul de injecție nivelul presiunii pentru injectoare (6). Controlul presiunii din rampă se face cu ajutorul unui electro-supape care are rol de regulator de presiune (2). Electro-supapa este comandată de către calculatorul de injecție iar când se deschide refulează combustibilul prin intermediul racordului (4). Alimentarea rampei cu combustibil sub presiune se face prin racordul (5) care este conectat la pompa de înaltă presiune.

Există sisteme de injecție la care rampa comună nu este cilindrică ci sferică. Avantajul sistemelor de injecție cu rampă comună sferică constă în gabaritul mai redus și costul scăzut. Dezavantajul însă este dat de faptul că conductele ce leagă injectoarele de rampă sunt mai lungi.

Pompa Delphi – Prezentare

Fig. 5.8. Pompa Delphi – Parti componente:

Este formata din:

Pompa de transfer

Pompa de inalte

Regulator de debit

Pompa de transfer

Sistemul dezvoltat de Delphi nu dispune de un mijloc de extragere a combustibilului din rezervor, prin urmare, în corpul pompei de înaltă presiune se află o pompă de transfer.

Aceasta are rolul de a extrage combustibilul din rezervor și de a alimenta pompa de înaltă presiune cu debitul și presiunea suficiente. Presiunea pe care o produce este gestionata de o supapa de reglaj tarata la 6 bari.

Fig. 5.9. Pompa de transfer.

Este o pompă cu palete, volumetrică, alcătuită din următoarele componente:

Un rotor antrenat de axul pompei de înaltă presiune.

O cămașă excentrică fixată pe corpul pompei.

Patru palete dispuse la 90°, asupra cărora acționează un arc.

Pompa de înalta presiune

Pompa de înaltă presiune utilizează came și pistoane radiale. Presiunea înaltă a combustibilului este generată de către cele două pistoane și de mișcarea arborelui cu came.

Fig. 5.10. Pompa de transfer.

Pompa de presiune are un inel cu came care se roteste si in interiorse afla elementul de pompare. Este prevazuta cu 2 supape una de admisie si una de trecere catre sistemul de inalta presiune..

Supapa de intrare: permite intrarea combustibilului în pompă și împiedică întoarcerea acestuia.

Supapa de alimentare: este supusă presiunii rampei, care acționează asupra feței exterioare, și presiunii de transfer, care acționează asupra feței interioare

Când se rotește arborele cu came, se ajunge la un moment în care rolele cad pe cama de avans a arborelui iar pistoanele sunt împinse unele în altele, ceea ce duce la o creștere rapidă a presiunii combustibilului din interiorul camerei

Circuitul hidraulic este conceput pentru a obține o presiune de 200 bari cu doar o turație și jumătate de motor, 3 compresii.

Regulatorul de debit.

Pe pompa se gaseste montat regulatorul de debit.

Acesta este o electrovalva comandata de calculatorul motor printr-un semnal de tip PWM / RCD. (Pulse Width Modulation / Raport Ciclic de Deschidere).

Fig. 5.11. Regulatorul de debit. – Semnal de comanda.

Misiunea acestei electrovalve este aceea de a regla debitul de carburant primit de pompa de înaltă presiune; prin urmare, aceasta poate furniza un debit și o presiune de injecție mai mari sau mai mici, în funcție de sarcina și de turația motorului.

Numită IMV (Inlet Metering Valve), aceasta se află în capul hidraulic al pompei și reglează, de fapt, cantitatea de combustibil trimisă la elementul de pompare al pompei de înaltă presiune.

Injector cu comandă electrică

Introducerea combustibilului în cilindru se face prin intermediul injectoarelor. Prin durata deschiderii injectoarelor se controlează cantitatea de combustibil injectată. Injectorul este conectat, în cazul sistemelor de injecție common-rail, la rampa de înaltă presiune prin intermediul unui racord și a unei conducte. Acționarea injectorului este electrică și se face la comanda calculatorului de injecție.

Momentan exista două soluții pentru acționarea injectoarelor: cu solenoid (electro-magnet) sau cu cristal piezoelectric. Soluția cu solenoid este mai puțin costisitoare decât cea piezoelectrică dar acționarea este mai puțin rapidă. Continental este producătorul care are toată familia de sisteme de injecție cu acționare piezoelectrică. Bosch, Delphi și Denso oferă soluții cu solenoid cât și piezoelectrice.

Fig. 5.12. Injector Delphi Elementele componente ale injectorului: 1. corpul injectorului. 2. racord de joasă presiune (retur). 3. racord de înaltă presiune. 4. conectori electrici. 5. Solenoid. 6. supapă de comandă. 7. acul injectorului. 8.Pulverizator.

Cum funcționează – Pentru a înțelege mai bine cum funcționează injectorul Delphi acționat cu solenoid am reprezentat doar secțiunea care conține solenoidul (1), supapa de control (5) și acul injectorului (3)

Fig. 5.13. Injector Delphi. Elementele componente ale injectorului: 1. Solenoid. 2. arc elicoidal. 3. acul injectorului. 4. Pulverizator. 5. supapă de comandă. 6. arc elicoidal

Acul injectorului (3) este ținut pe sediu, obturând orificiile pulverizatorului, datorită forțelor date de arcul elicoidal (2) și presiunii p1 ce acționează pe suprafața S1. Când se dorește injecția de combustibil calculatorul de injecție comandă solenoidul (1) care deschide supapa (5). Datorită deschiderii supapei de comandă presiunea p1 scade (p1 < p2) iar acul injectorului este deplasat comprimând arcul (2) astfel realizându-se injecția. În momentul în care solenoidul nu mai este alimentat de calculatorul de injecție supapa de comandă este închisă de către arcul (6). Se realizează echilibrul de presiuni (p1 = p2) iar acul injectorului revine pe sediu.

În 2008 sistemele de injecție cu rampă comună de la Delphi au evoluat semnificativ prin utilizarea injectoarelor piezoelectrice cu acționare directa DFI3. În acest sistem de injecție, care lucrează cu presiuni de până la 2000 de bari, acul injectorului este acționat direct de actuatorul piezoelectric și nu de un sistem de control hidraulic cu supape acționate electric.

Actuatorul piezoelectric acționează foarte rapid asupra acului injectorului, independent de presiunea combustibilului din rampa comună. Această facilitate conduce la reducerea emisiilor poluante și a consumului de combustibil, precum și la creșterea densității de putere și a cuplului motor. De asemenea, controlul injecțiilor multiple este optimizat deoarece nu mai apar oscilații de presiune în injector. Injectorul DFI3 este capabil să execute până la 7 injecții pe ciclu într-un timp mai scurt, comparativ cu injectoarele cu solenoid și acționare electro-hidraulică.

Injectoarele DFI3 sunt proiectate să funcționeze fără pierderi hidraulice și din acest motiv nu au conductă de retur (de joasă presiune). Astfel se economisește până la 1 kW de putere disipată, comparativ cu sistemele de injecție cu retur de combustibil.

Fig. 5.14. Injectorul piezoelectric cu acționare directă DFI3 – elemente componente: 1. racord de înaltă presiune. 2. conector electric. 3. carcasa injectorului. 4. Actuatorul. 6. piezoelectric (piezo-ceramic). 7. acul injector.

Acul injectorului (5) este acționat de actuatorul piezoelectric (4) atunci când acesta este alimentat cu curent electric. Prin racordul (1) injectorul este alimentat cu combustibil de la rampa de înaltă presiune. Calculatorul de injecție comanda injectorul prin intermediul conectorului electric (2).

Fig. 5.15. Injectorul piezoelectric cu acționare directă DFI3 – detaliu: 1. orificii de injecție. 2. canale de curgere combustibil. 3. carcasa injectorului. 4. actuatorul piezoelectric. 5. acul injectorului

Injectorul piezoelectric cu acționare directă se remarcă prin faptul că este înconjurat de combustibil, în volumul dintre carcasa (3) și actuatorul piezoelectric (4) fiind combustibil sub presiune. Prezența volumului de combustibil din injector acționează ca un acumulator de presiune evitându-se astfel crearea de unde de presiune între injector și rampă, în momentul deschiderii acului injector (5). Combustibilul (motorina) intră în camera acului injector prin canalele (2) și este injectată în cilindru prin intermediul orificiilor (1).

Fig. 5.16. Secțiune printr-un injector cu solenoid (A) și unul piezoelectric (B) – schemă de principiu.

A – injector cu acționare electro-hidraulica (solenoid)

actuator cu solenoid (electromagnet)

supapa de control

circuitul hidraulic de acționare

acul injectorului

B – injector piezoelectric cu acționare directa

actuator piezoelectric

rezervor (volum) de combustibil

amplificator hidraulic de mișcare

acul injectorului

În cazul injectorului cu acționare electro-hidraulică (A) acul injectorului (A.4) nu este acționat direct de actuatorul cu solenoid (A.1) ci se deschide ca urmare a diferențelor de presiune ce se formează în circuitul hidraulic (A.3). Modificarea presiunilor se datorează deschiderii supapei de control (A.2). Astfel, comanda electrică a calculatorului de injecție alimentează actuatorul cu solenoid care deschide supapa de control, se modifică presiunile din circuitul hidraulic de comandă și implicit se deschide acului injector.

Noul injector piezoelectric cu acționare directă are avantajul că acul injectorului (B.4) este acționat direct de actuatorul piezoelectric (B.1). Între acul injectorului și actuator nu este legătura mecanică directă, mișcarea fiind transmisă și amplificată hidraulic (B.3). Deoarece combustibilul este incompresibil, la alimentarea cu energie electrică a actuatorului piezoelectric, mișcare este transmisă instantaneu acului injector.

Fig. 5.17. Comparatie injectoare.

Datorită deschiderii foarte rapidă a acului injector, în cazul injectorului piezoelectric, se pot efectua până la 7-8 injecții pe ciclu fără timpi de așteptare între ele. Comparativ cu un injector cu solenoid deschiderea și închiderea unui injector piezoelectric este de aproximativ 3 ori mai rapidă.

Fig. 5.18. Pompă de injecție DFP3.

Pentru sistemele de injecție cu injectoare piezoelectrice cu acționare directa Delphi utilizează o pompă de injecție de înaltă presiune care poate ridica presiunea combustibilului până la 2000 de bari. Pompa, antrenata de motorul cu ardere internă, are două pistoane și poate funcționa până la o turație de 5000 rot/min.

Prima aplicație care utilizează acest sistem de injecție este motorul cu patru cilindri OM651 produs de Daimler. Acest motor echipează automobilul Mercedes C250 CDI BlueEfficiency și va fi oferit în mai multe versiuni de putere: 100 kW, 125 kW și 150kW.

Avantajele acestui sistem de injecție, comparativ cu injectoarele electro-hidraulice, sunt remarcabile:

reducerea emisiilor de oxizi de azot și particule cu aproximativ 30%, creșterea cuplului și a puterii motorului cu aproximativ 10%, datorita îmbunătățirii pulverizării combustibilului injectat și a controlului mai precis a cantității de combustibil injectată

creșterea randamentului motorului datorită lipsei pierderilor hidraulice ale injectoarelor (lipsa returului)

injecții multiple (7-8) și rapide

timpul de deschidere și închidere al injectoarelor este independent de presiunea din rampa comună de înaltă presiune

Datorită acestor caracteristici motoarele cu 4 cilindri echipate cu sisteme de injecție cu injectoare piezoelectrice cu acționare directă și sistem de supraalimentare cu turbocompresor în doua etaje pot obține performanțe similare cu cele ale unui motor în 6 cilindri. De asemenea acest sistem de injecție facilitează atingere nivelului Euro 6 pentru emisiilor poluante.

Sistemul Common Rail Siemens

Desi nu la fel de raspandite ca sitemele de injectie diesel Bosch sau Delphi,  in ultimii ani sistemele de injectie diesel Siemens common rail au capatat o cota de piata tot mai mare, in prezent, acestea echipand autovehicule Ford, Peugeot, Citroen, Toyota, Renault, Dacia, etc.

De-a lungul timpului, producatorul german a produs pompele de inalta presiune sub brand-ul Siemens, VDO sau mai nou Continental.

In figura urmatoare sunt prezentate principalele elemente din sistemul de alimentare Siemens. 1. Filtru de aer. 2. Debitmetru aer. 3. Turbocompressor. 4. Catalizator, 5. Regulator presiune încărcare. 6. Pedală de accelerație. 7. Senzor poziție pedală. 8. Senzor temperatura lichid răcire. 9. Senzor poziție arbore cotit. 10. Senzor presiune rail. 11. Unitate de comandă motor. 12. Senzor nivel combustibil. 13. Rezervor combustibil. 14. Pompă manuală combustibil. 15. Filtru combustibil. 16. Pompă Common Rail: a. Regulator de presiune b. Pompa înaltă presiune c. Regulatorul de cantitate d. Pompă de alimentare. 17. Releul bujiilor incandescente. 18. Senzor temperatura combustibil. 19. Tub acumulare combustibil. 20. Injector. 21. Senzor poziție ax cu cama. 22. Pompa de vid. 23. Element execuție EGR. 24. Ventil de comandă EGR.

Fig. 5.19. Sistemul de injectie Siemens

Introducerea cristalelor piezoelectrice de către Continental (fostul Siemens VDO) a condus la îmbunătățirea performanțelor sistemelor de injecție în ceea ce privește timpul de răspuns al injectoarelor și controlul cantității de combustibil injectate.

Fig. 5.20. Injector Continental cu acționare piezoelectrică (Siemens VDO)
Injector Continental (Siemens VDO) cu acționare cu cristal piezoelectric:

corpul injectorului

conectori electrici

cristal piezoelectric

supapă de comandă

racord de înaltă presiune

acul injectorului

pulverizator

Studiu de caz

In acest capitol, voi prezenta un motor MAC, echipat cu sistem de injectie COMMONRAIL. Voi face un calcul termic, cinematic si dinamic, pentru un motor de 64 de kilowati, turatie maxima de 4200 rot/min.

Studiu de nivel privind stadiul actual și tendințe de dezvoltare a motoarelor din aceeași clasă.

Prezentul studiu are ca scop analizarea tendințelor in fabricare si proiectare motoarelor moderne a parametrilor de putere si turație ale unor motoare ce au caracteristici tehnice apropiate de cele date prin tema de proiect.

Astfel ,se vor prezenta mai jos datele culese :

Prima firma producătoare aleasa pentru studiu este firma Peugeot cu modelul 307 cu motorul 2.0 HDI de 90 CP.

Tabel 6.1. Motorul Peugeot 2.0 HDI

Următorul model prezentat este FIAT STILO cu motorul de 1.9JTD de 115 CP.

Tabel 6.2. Motorul Fiat 1.9 JTD

Calcul termic

Alegerea parametrilor initiali:

Parametrii procesului de schimbare a gazelor:

Parametrii procesului de comprimare:

Parametrii procesului de ardere:

Destinderea

Parametrii principali ai motorului:

Dimensiuni fundamentale ale motorului

Diagrama indicata

In urma calcului tabelar, avem urmatoarele valori:

Tab. 6.3.

Fig. 6.1. Grafic – Diagrama indicata.

Tab. 6.4.

Fig. 6.1. Grafic – Caracteristica externa

Calculul cinematic al mecanismului bielă-manivelă

În figura 6.3. este prezentată schema mecanismului bielă manivelă axat, unde s-au făcut următoarele notații:

– unghiul de rotație a arborelui cotit, se măsoară în sensul de rotație a arborelui cotit;

– viteza unghiulară de rotație a arborelui cotit, în s-1;

n – turația arborelui cotit, în rot/min;

R – raza manivelei (distanța dintre axa arborelui cotit și axa fusului maneton), în m;

S = 2R – cursa pistonului (distanța dintre p.m.s. și p.m.i.) în m;

l – lungimea bielei, în [m].

Fig. 6.3. Schema mecanismului biela – manivela.

Se definește raportul =R/l – raportul dintre raza manivelei și lungimea bielei;

Pentru motoare de autovehicule = l/3,2…l/4,2.

Deplasarea pistonului. Legea de variație a deplasării pistonului în funcție de unghiul s-a determinat pe cale analitică:

(3.1)

Viteza pistonului. Derivând relația (3.1) în raport cu timpul se obține expresia analitică a vitezei pistonului:

(3.3)

Accelerația pistonului. Derivând în raport cu timpul expresia vitezei pistonului (3.3) se obține:

(3.4)

In urma calcului tabelar, se obtin urmatoarele rezultate:

Tab. 6.5.

Fig. 6.4. Grafic – Deplasarea, Viteza si Acceleratia pistonului in functie de rotatia arborelui cotit.

Calculul Dinamic

Prin calculul dinamic al mecanismului bielă-manivelă se urmărește determinarea mărimii și caracterului variației sarcinilor care acționează asupra pieselor motorului. Cercetările în detaliu sunt foarte complexe din cauza regimului variabil de funcționare. De aceea se folosesc relații simplificate, obținute în ipoteza unei viteze unghiulare constante a arborelui cotit și la regim stabilizat.

Forțele care acționează în mecanismul bielă-manivelă

Asupra mecanismului bielă-manivelă, acționează forțele date de presiunea gazelor din cilindru și forțele de inerție ale maselor mecanismului aflate în mișcare. Forțele de frecare vor fi considerate neglijabile. Forțele de inerție sunt constituite din forțele de inerție ale maselor aflate în mișcare alternativă de translație (indice j) și forțe de inerție ale maselor aflate în mișcare de rotație (indice r).

Pentru calculul organelor mecanismului bielă-manivelă, al sarcinilor în lagăre, pentru cercetarea oscilațiilor de torsiune, etc., trebuie determinate valorile maxime, minime și medii ale acestor forțe. De aceea mărimile forțelor se vor determina pentru o serie de poziții succesive ale mecanismului, funcție de unghiul de rotație al arborelui cotit.

Forța de presiune a gazelor

Forța dată de presiunea gazelor pe piston se determină cu relația:

(4.1.)

în care:

pg – presiunea de lucru sau suprapresiunea, în [N/m2];

pind – presiunea indicată în cilindru după diagrama indicată în [N/m2];

po – presiunea mediului ambiant(po=105[N/m2];

– aria capului pistonului, în [m2];

D – diametrul pistonului, în [m].

Variația presiunii indicate a gazelor din cilindru în funcție de unghiul de rotație a arborelui cotit s-a determinat la calculul termic, prin trasarea diagramei indicate desfășurate (cronomanogramei).

Forța de presiune a gazelor este îndreptată după axa cilindrului și poate fi considerată în axa bolțului de piston. Această forță este considerată pozitivă când este orientată spre axa arborelui cotit (pind > po) și negativă când este orientată invers (pind < po).

Calculul valorilor forței de presiune a gazelor se face tabelar. Se construiește curba Fg = f().

Forțele de inerție

Forțele de inerție sunt produse de masele aflate în mișcare accelerată și anume: piston asamblat (piston, bolț, segmenți, siguranțele bolțului), bielă și arbore cotit.

Forțele de inerție ale maselor în mișcare de translație

Aceste forțe sunt produse de masele pistonului asamblat (piston, segmenți, bolț de bielă și siguranțele acestuia) și o parte din masa bielei și sunt considerate concentrate în axa bolțului.

Determinarea forțelor de inerție ale maselor aflate în mișcare de translație se face cu relația:

(4.2)

unde: mj – masele pieselor în mișcare de translație, în [kg];

ap- accelerația pistonului, în [m/s2].

Masele aflate în mișcare de translație se determină cu relația următoare:

(4.3)

unde: mp – masa pistonului asamblat, în [kg];

m1b – masa bielei concentrată în axa bolțului și care se consideră că execută mișcare de translație, în [kg].

Forțele de inerție Fj se pot exprima, ținând seama de expresia accelerației pistonului pentru mecanismul bielă-manivelă axat:

(4.4)

Calculul valorilor forțelor Fj se face tabelar și se construiește curba Fj = f().

Forțele de inerție ale maselor în mișcare de rotație

Aceste forțe sunt produse de o parte din masa bilei și masa neechilibrată a unui cot al arborelui cotit (masa manetonului și masele reduse ale celor două brațe).

Forțele de inerție ale maselor în mișcare de rotație se determină cu relațiile:

forța centrifugă (4.5)

unde: mr – masa în mișcare de rotație, în [kg];

R – raza manivelei, în [m];

– viteza unghiulară a arborelui.

În consecință, forțele de inerție ale maselor în mișcare de rotație sunt forțele centrifuge ce acționează pe direcția razei manivelei și rămân constante ca mărime.

Recomandări privind determinarea maselor în mișcare de rotație se prezintă în paragraful 4.1.2.3.

Masele pieselor în mișcare ale mecanismul bielă-manivelă

Pentru simplificarea calculelor, masele pieselor în mișcare pot fi înlocuite cu mase reduse concentrate în articulaliile mecanismului bielă-manivelă.

Masa bielei este considerată ca fiind concentrată în cele două axe în care este articulată, respectiv în axa ochiului bielei (m1b) și în axa capului bielei (m2b).

Componenta m1b a masei bilei se consideră că execută mișcare de translație și este luată în calculul forței de inerție Fj. A doua componentă m2b se adaugă maselor rotitoare ale mecanismului.

Pentru majoritatea motoarelor de autovehicule, repartizarea masei bielei pe cele două componente este:

(4.6)

sau, cu suficientă aproximație:

(4.7)

În aceste condiții, masa elementelor aflate în mișcare de translație alternativă se poate determina cu relația:

(4.8)

unde: mp – masa pistonului asamblat, în [kg];

mb – masa bielei , în [kg].

Masele rotitoare mr, sunt constituite din masa fusului maneton mm, masa brațului de manivelă redusă la raza R a manivelei și componenta m2b a bielei, adică:

Masa brațelor manivelei având centrul de masă la raza r față de axa arborelui cotit, se poate reduce la raza R a manivelei pornind de la egalitatea:

,

de unde se obține:

(4.9)

unde reprezintă distanța de la axa arborelui cotit la centrul de greutate al brațului.

În cazul existenței unor contragreutăți pe brațele manivelei, trebuie să se țină seama de masa acestora reducând-o la raza R și scăzând-o din masa brațelor manivelei.

Forțele rezultante din mecanismul bielă-manivelă

Prin însumarea algebrică a forțelor de presiune a gazelor Fg și forțelor de inerție Fj, determinate pentru diferite poziții ale manivelei, se obțin valorile forței sumare care acționează în lungul axei cilindrului.

(4.10)

Calculul valorilor forței F se face tabelar și se construiește curba F=f().

În figura 4.1. se prezintă schema de descompunere a forțelor sumare F, iar în fig.4.2. sensurile pozitive, respectiv negative ale forțelor.

Forța F aplicată în axa bolțului se descompune în două componente, una de sprijin, normală pe axa cilindrului (N) și una după axa bielei (B):

(4.11)

(4.12)

Calculul forțelor N și B se face tabelar și se reprezintă grafic curbele N=f() și B=f().

În axa fusului maneton, forța B se descompune în două componente, una radială (Z) și una tangențială (T), expresiile lor fiind următoarele:

(4.13)

(4.14)

Pe baza calculului tabelar al valorilor forțelor T și Z se trasează curbele T=f() și Z=f().

Forța tangențială T este singura forță care produce momentul motor. Expresia momentului motor este:

(4.18)

Raza manivelei R, în [m], fiind constantă, curba de variație a momentului motor funcție de unghiul de rotație al manivelei este identică cu cea a forței tangențiale T, evident la o scară adecvată.

Tab. 6.6.

Tab. 6.7

Fig. 6.7. Grafic – Cronomanograma (presiune in functie de α °RAC)

Fig. 6.8. Grafic – Fortele de presiune a gazelor, de inertie si rezultanta F in functie de pozitia arborelui cotit

Fig. 6.9. Grafic Fortele T si Z in functie de pozitia arborelui cotit

Fig. 6.10. Grafic – fortele N si B in functie de pozitia arborelui cotit

Fig. 6.11. Grafic – momentul monocilicndrului in functie de pozitia arborelui cotit

Fig. 6.12. Grafic – rezultanta fortelor pe fusul maneton in functie de pozitia arborelui cotit

Fig. 6.13. Grafic – Diagrama polara fus maneton (T-Z).

Fig. 6.14. Grafic – rezultanta fortelor pe fusul palier in functie de pozitia arborelui cotit

Fig. 6.15. Grafic – Diagrama polara fus palier (T’-Z’)

Momentul total al motorului policilindric

Momentul motor total se obține prin însumarea momentelor obținute pentru fiecare cilindru al motorului ținând cont de ordinea de funcționare a acestora și de configurația arborelui cotit. De asemenea, se poate obține suma momentelor ce acționează asupra fiecărui fus palier al arborelui cotit.

Se stabilește variația momentului motor total funcție de unghiul de rotație a arborelui cotit, precum și valoarea momentului mediu. Cu valoarea momentului mediu se calculează puterea dezvoltată de motor care se compară cu puterea obținută la calculul termic.

Ca poziție de pornire (=0) se consideră poziția corespunzătoare p.m.s. a primului cilindru, aflat la admisie.

Pentru motorul de față, cu 4 cilindri în linie, se consideră ordinea de funcționare a cilindrilor 1 – 3 – 4 – 2 – 1. Unghiul dintre manivele și dintre două aprinderi succesive este de 180 °RAC.

Tab. 6.8.

Fig. 6.16. Grafic – Momentul total in functie de pozitia arborelui cotit.

Concluzii

Reducerea emisiilor poluante este o preocupare constanta a ultimului deceniu. Efectele nu s-au lăsat așteptate si s-a ajuns astfel la rezultate remarcabile: emisiile de NOx si de particule ale motoarelor Diesel s-au redus cu 85% în 10 ani. În aceasta perioada motoarele Diesel au fost dotate cu sisteme ce au dus la scăderea emisiilor poluante.

Fig. 7.1. Evolutia normelor de poluare.

Introducerea recirculării gazelor de eșapament, a turbocompresorului, a schimbătorului de căldura de tip aer-aer și a injectoarelor cu doua resorturi au făcut ca aceste motoare sa răspundă cerințelor normelor EURO I. Generalizarea gestiunii electronice a motorului, precum si utilizarea catalizatorului de oxidare au dus la trecerea de normele EURO II. Normele EURO III fac apel la presiuni înalte de injecție si la tehnologia multi-supape.

Utilizarea turbocompresorului cu geometrie variabila pentru ameliorarea caracteristicii de raspuns la regimuri joase si pentru reducerea consumului se dezvolta în paralel.

Utilizarea răcirii în recircularea gazelor de eșapament, sistemele de tratare postcatalitică, printre care si filtrul de particule si catalizatorul de NOx, fac parte din caile de urmat pentru implinirea normelor EURO IV.

Optimizarea consumului de combustibil sunt factori cheie de care se tine seama în dezvoltarea motoarelor de azi pentru a răspunde normelor EURO V, unde se impune scaderea cantitatii de dioxid de carbon. Se are în vedere obținerea unor emisii poluante reduse, dar si se caută sa se răspundă cerințelor clienților: obținerea unor cupluri ridicate la turații joase, reducerea consumului de combustibil, reducerea nivelului de zgomot, creșterea confortului la volan și de asemenea creșterea puterii motorului.

Evoluția viitoare a motoarelor Diesel va încerca sa răspundă acestor cerințe.

Odată cu reducerea semnificativa a nivelului emisiilor poluante, în ultimii zece ani, puterea specifica furnizata de aceste motoare a crescut cu aproape 90%, ajungându-se pana la nivele de 50 kw/litru.

ECD-U2 este un sistem ale cărui caracteristici largi de reglare dau o libertate de control foarte mare fără a modifica performanțele de bază ale motorului. El conține o pompă de alimentare de înaltă presiune care poate controla presiunea de alimentare a rampei comune, injectoare care pot controla rata de injecție, rampa comună unitatea de comandă și senzori.

Vehiculele echipate cu acest sistem nu numai că vor obține performanțele impuse de cele mai stringente cerințe de noxe din lume, oferă capabilități de conducere foarte bune, bună economie de combustibil și silențiozitate în mers altfel spus vehicule prietenoase cu mediul vor putea fi oferite publicului larg.

Motorul Diesel prezintă o eficacitate globala mult superioara celei mai mari părți a motoarelor alternative pentru autovehicule. Progresele considerabile realizate in ultimii zece ani, au consolidat aceasta poziție, mai ales in fata motoarelor pe benzina cu injecție directa. Noile tehnologii adoptate, mai ales filtrul de particule, au redus considerabil nivelul emisiilor poluante.

Piața autovehiculelor dotate cu motoare Diesel va continua sa crească si in următorii ani, aceasta creștere fiind accelerata de înăsprirea normelor de emisii poluante si de ameliorarea confortului, a puterii si cuplului înregistrată.

Diagnosticarea sistemului de injecție

Testele amănunțite și reglaje precise sunt indispensabile pompei de injecție și sistemului ce comanda ce echipează un motor Diesel pentru a păstra un consum optim și pentru a micșora emisiile poluante. Cea mai importantă componentă a sistemului de injecție este pompa de injecție.

Echipamentul de injecție influențează prin construcția lui și prin caracteristicile funcționale intensitatea și calitatea emisiilor poluante.

O finețe mare a pulverizării, care se obține cu presiuni de injecție ridicate și cu o geometrie corespunzătoare a orificiilor de pulverizare, favorizează o omogenizare mai bună și mai rapidă a amestecului carburant. Aceasta contribuie la micșorarea emisiei de CH și de fum. Pentru evitarea " apariției fumului excesul de aer trebuie să fie de cel puțin 10-20% (λ = 1,1-1,2). 0 contribuție deosebită la apariția CH și a fumului o are procesul de postinjecție (introducerea combustibilului după închiderea aerului). Acest fenomen este determinat atât de câtre o caracteristică de injecție necorespunzătoare, cât și de volumul bulbului (sacului) pulverizatorului. Se constată că emisia de CH este mai mică în cazul când volumul sacului pulverizatorului este mai mic.

Combustibilul existent în acest volum picură în camera de ardere după terminarea injecției contribuind la creșterea emisiei de CH și de fum.

Elementele constructive ale orificiilor pulverizatorului numărul, diametrul, lungimea, orientarea – influențează direct distribuția combustibilului în camera de ardere, finețea pulverizării și deci emisiunile poluante. Totuși influența diametrelor orificiilor este contradictorie, de la caz la caz asupra emisiei de fum. Emisia de NOx este practic independentă de diametrul orificiilor. Orificiile cu lungimea mai mică sunt mai avantajoase în privința emisiei de fum.

Poziția injectorului este luată în discuție, mai ales, în cazul injecției în camera de turbulență. în această situație s-a constatat că dacă injecția combustibilului se face contra vârtejului, emisia de CH crește considerabil.

La M.A.C, cu formarea în volum a amestecului, emisia de CH crește, dacă jeturile de combustibil ating suprafața camerei de ardere.

La motoarele cu aprindere prin comprimare cu injecție directă, dacă poziția

Injectorului este coaxială cu axa cilindrului, există posibilitatea micșorării volumului bulbului (sacului pulverizatorului), cu consecința micșorării emisiei de CH.

Avansul la injecție și caracteristica de injecție

Momentul de început de injecție are importanță esențială asupra începutului arderii. Un avans mic de injecție micșorează emisia de NOx', un avans la injecție prea mic (injecție întârziată) mărește emisia de CH. 0 abatere a începutului injecției cu V'RAC de la valoarea optimă determină creșterea emisiei de CH sau de NOx cu cca. 15 %.

Această sensibilitate a emisiilor substanțelor poluante față de avansul la injecție cere un reglaj foarte riguros al acestuia, lucru care se poate realiza cu mare precizie cu ajutorul instalațiilor electronice de reglaj.

In figura 13 s-a reprezentat influența respectării unghiului de avans la injecție asupra emisiilor de CH și NOx obținute cu testul CVS și domeniile de împrăștiere a rezultatelor.

Temperatura aerului aspirat

O dată cu creșterea temperaturii aerului de admisie crește temperatura în timpul procesului de ardere și concomitent emisia de NOx.

La motoarele supraalimentate introducerea sistemului pentru răcirea intermediară a aerului (intercooling) constituie un mijloc foarte eficient pentru diminuarea emisiei de NOx

Starea tehnică a motorului și a echipamentului de injecție

Starea tehnică a echipamentului de injecție. Defecțiunile cele mai frecvente care apar în echipamentul de injecție sunt: obturarea totală sau parțială a orificiilor pulverizatoarelor, dereglarea valorii presiunii de injecție (în sensul micșorării ei), înfundarea filtrului din circuitul de joasă presiune etc. Toate aceste defecțiuni au ca efect major creșterea dispersiei ciclice și, drept urmare, emisia de fum se va amplifica corespunzător.

Starea tehnică a motorului influențează în mod direct emisia de fum; motoarele cu uzuri mari au și emisii de fum considerabile. Uzura motorului provoacă și intensificarea mirosului, dar numai în domeniul sarcinilor medii.

Reciclarea gazelor arse. Gazele arse reciclate micșorează concentrația de oxigen a încărcăturii din cilindru și mărește căldura specifică a acesteia. Aceste două influențe determină scăderea temperaturii de ardere și, implicit, scăderea concentrației de NOx

Dacă fenomenul de reciclare a gazelor arse, este prea [ intens, cresc emisiile poluante de CO, CH și de fum datorită insuficienței aerului proaspăt; de aceea reciclarea gazelor arse trebuie foarte bine controlată pentru ca să existe totdeauna suficient aer pentru arderea completă a combustibilului injectat în camera de ardere.

Se poate urmări influența intensității reciclării gazelor arse asupra emisiilor poluante de CO, CH, NOx și fum și asupra consumului specific combustibil.