Construcţie şi funcţionare

Sursa: http://www.e-automobile.ro/

© Prof. dr. ing. Mitică MANEA

Sistemul de injecție cu control electronic

Normele de poluare din ce în ce mai severe au impus utilizarea sistemelor de

injecție cu control electronic pe motoarele cu ardere internă. De asemenea, aceste sisteme au permis obținerea de puteri specifice mai mari precum și un consum mai scăzut de combustibil.

Foto: Sistem de injecție motor benzină V6 (rampe combustibil, injectoare și regulator de presiune) Sursa: Delphi

Sistemul de injecție cu control electronic

Cantitatea de combustibil injectată trebuie să fie controlată foarte precis deoarece

se face în funcție de masa de aer care intră în cilindri. Pe baza informației primită de a

senzorul de masă de aer calculatorul de injecție controlează momentul și durata deschiderii

injectoarelor.

Foto: Injectoare benzină (injecție indirectă) Sursa: Delphi

Injectorul

Injectorul de combustibil este un dispozitiv electromecanic care debitează,

pulverizează și direcționează combustibilul în galeria de admisie, în poarta supapei de

admisie. Injectoarele sunt montate pe galeria de admisie. Acestea sunt instalate etanș pe galerie pentru a preveni scăparea de aer admis în motor.

Foto: Poziția injectorului în galeria

de admisie (injecție indirectă de

benzină)

1. injector

2. arbore cu came

3. tachet

4. supapă de admisie

5. chiulasă

6. galerie de admisie

Injectorul

La motoarele cu o singură supapă de admisie jetul este unitar, în formă de con. La

motoarele cu două supape de admisie jetul este divizat sub un anumit unghi, în două conuri, fiecare jet direcționat către o supapă de admisie (vezi poza de mai sus).

În partea superioară injectoarele sunt alimentate direct din rampa de combustibil.

Pentru a fi conectate etanș, atât de rampă cât și de galeria de admisie, acestea sunt prevăzute cu garnituri de cauciuc (O-ring-uri).

Foto: Injector benzină injecție indirectă Sursa: Denso

Comanda injectorului (calculatorul de injecție)

Pentru a injecta combustibilul în galeria de admisie, calculatorul de injecție, prin

intermediul contactelor electrice (8), alimentează cu energie electrică solenoidul (4). Acesta se

energizează și produce o forță magnetică care ridică acul injectorului (6) de pe sediu (7).

Pentru a opri injecția de combustibil, calculatorul de injecție întrerupe alimentarea cu energie electrică iar arcul elicoidal (5) apasă acul injectorului (6) pe sediu (7).

Foto: Secțiune longitudinală printr-

un injector – jet în formă de con

unitar

Sursa: Bosch

1. orificiu conic

2. acul injectorului

3. armătură mobilă

4. arc elicoidal de revenire

5. solenoid

6. conectori electrici

7. filtru

8. garnituri din cauciuc (O-ring-uri)

Comanda injectorului (calculatorul de injecție)

Calculatorul de injecție, pe baza informațiilor primite de la senzori, controlează

ordinea injecțiilor, momentul și durata deschiderii injectoarelor. Deoarece diferența de

presiune între galeria de admisie și rampa de combustibil este menținută tot timpul constantă

cu ajutorul regulatorului de presiune, cantitatea totală de combustibil injectată se controlează doar prin durata de deschidere a injectoarelor.

Foto: Informațiile primite de la

senzori pe baza cărora calculatorul

de injecție controlează procesul de

injecție

1. tensiune baterie

2. senzor temperatură motor

3. senzor temperatură aer admisie

4. supapă control aer ralanti

5. senzor presiune aer admisie

6. senzor poziție clapetă accelerație

7. senzor turație motor

8. sondă lambda

Comanda injectorului (calculatorul de injecție)

Foto: Animație funcționare injector

Sursa: Wikimedia Commons

Caracteristici injector

În funcție de tipul constructiv al orificiului de injecție, jetul poate fi unitar sau

divizat. Divizarea jetului se poate face se asemenea cu mai multe orificii pentru a permite pulverizarea cât mai fină a combustibilului lichid.

Jetul de combustibil este caracterizat de o serie de parametrii. Acești parametrii

depind de forma constructivă a acului injector precum și de sediul supapei. Jetul de combustibil este determinat de o serie de unghiuri cu următoarele specificații:

Foto: Tipuri de jet de

combustibil – injecție indirectă

benzină

Sursa: Bosch

A – injecție cu jet unitar B – injecție cu jet divizat

Caracteristici tehnice injector

Foto: Injector Deka VII

Sursa: Continental

Caracteristici injector Bosch EV6 (0 280 155 868)

Foto: Injector Bosch EV6

Sursa: Bosch

Caracteristici injector Bosch EV14

În funcție de geometria și arhitectura galeriei de admisie aer, precum și de cerințele

impuse injectoarelor acestea pot avea dimensiuni diferite, la aceleași caracteristici tehnice.

Un exemplu în acest sens este injectorul Bosch EV14.

Foto: Injectoare Bosch EV14

Sursa: Bosch

Caracteristici tehnice injector

Foto: Curentul electric consumat de injector

Tinj – timpul total de injecție (alimentare cu

energie electrică)

t1 – timpul în care acul injectorului este ridicat

de pe sediu

t2 – durata de menținere a acului injectorului în

aceeași poziție

Timpul de răspuns al injectorului,

diferența de timp între comanda dată de

calculatorul de injecție și momentul efectiv de

ridicare al acului injector, este în jur de 1.5...18

ms. Înălțimea de ridicare a acului injectorului

este de numai 60...100 μm. Frecvența de

deschidere a injectoarelor este direct legată de

turația motorului și are valori de 3...125 Hz. În funcție de tipul solenoidului și de

circuitul de comandă din calculatorul de injecție,

injectoarele sunt de două tipuri: A. cu curent „peak & hold” (vârf & menține)

B. cu curent saturat

Caracteristici tehnice injector

Injectoarele „peak & hold” au solenoizii cu rezistență electrică în jur de 1...4 Ω.

Acestea sunt alimentate continuu cu tensiunea de la baterie până când curentul atinge o

valoare de vârf (t1). În această fază forța electromagnetică generată de solenoid este maximă

și acul injectorului este ridicat de pe sediu. În faza de menținere a poziției acului injector (t2)

curentul este redus deoarece forța necesară electromagnetică este mai mică. Comanda în

tensiune pe durata (t2) este de tipul PWM. Avantajul acestui tip de injectoare este timpul de

răspuns mai mic. Dezavantajul este curentul consumat care este mai mare, din acest motiv injectorul se încălzește mai mult.

Injectoarele cu curent de saturare sunt alimentate continuu cu tensiunea de la

baterie. Rezistența electrică a solenoidului este în jur de 10...17 Ω. Avantajul constă în curent

consumat mai mic, deci căldură disipată mai mică, dar au un timp de răspuns mai mare.

Este important să se țină cont caracteristicile tehnice ale injectoarelor atunci când se

înlocuiesc. Utilizarea unor injectoare cu caracteristici mecanice și electrice diferite poate

rezulta în funcționarea defectuoasă a motorului.

Defectele și diagnosticarea injectoarelor

Fiind o componentă esențială pentru funcționarea motorului orice defect al

injectorului are impact direct asupra combustiei. Din punct de vedere al tipului defectului

injectoarele pot avea:

defecte electrice (scurt circuit la masă, scurt circuit la baterie sau circuit deschis) defecte mecanice (contaminare cu impurități, colmatarea orificiilor de injecție)

Lista completă a codurilor de eroare OBD 2 aferente injectoarelor este detaliată

în tabelul P02xx – motor și cutie de viteze. Pe lângă citirea unui eventual cod de defect OBD

2 se pot face măsurători adiționale cu multimetrul sau osciloscopul pentru a verifica:

rezistența electrică și continuitatea solenoidului, curentul electric consumat și tensiunea electrică aplicată de calculatorul de injecție.

Din punct de vedere mecanic, injectoarele se testează cu echipamente speciale

care verifică în principal etanșeitatea acestora precum și forma jetului. Injectoarele conțin

de asemenea componente care se pot înlocui: filtrul și garniturile din cauciuc (O-ring-uri).

Defectele și diagnosticarea injectoarelor

1. DEFECT - jet corect dar debit

insuficient

2. DEFECT – jet deviat la

dreapta

3. DEFECT – jet deviat la stânga

4. DEFECT – jet deviat puternic

la stânga

5. FĂRĂ DEFECT – jet corect

6. DEFECT – jet obturat

În cazul în care se depistează neconformități mecanice ale injectoarelor se recurge

la înlocuirea pieselor defecte (dacă este cazul) sau se curță injectoarele cu ultrasunete sau

prin procedee chimice. După înlocuirea pieselor defecte și după curățare injectoarele se

verifică din nou pentru scurgeri, forma jetului și debitul de combustibil. Orice defect de natură electrică impune schimbarea completă a injectorului.

Foto: Verificarea formei jetului injectoarelor

cu con unitar

Sursa: allstates.com