„
W czwartej części naszej serii o systemie bezpośredniego wtrysku benzyny skupimy się na procesach, które zachodzą w trakcie spalania mieszanki w cylindrze.
„”
Systemy bezpośredniego wtrysku umożliwiają regulację spalania, a tym samym także i mocy. Spalanie nie jest regulowane tylko ilością wtryskiwanego paliwa, ale także poprzez jakość mieszanki. Na biegu jałowym lub przy małym obciążeniu silnika w cylindrze znajduje się bardzo uboga mieszanka, której zapłon wiązałby się ze znacznymi trudnościami. Z tego powodu właściwy wtrysk odbywa się w kilku fazach. Najpierw następuje tzw. przedwtrysk, a po nim wtrysk główny. W razie konieczność wystąpić może jeszcze dodatkowy wtrysk. Wszystko zależy od obrotów i obciążenia silnika. W silnikach z bespośrednim wtryskiem odpowiednio ukształtowane zostało denko tłoka. Ma to wpływ na przepływ powietrza, a tym samym na jego mieszanie się z paliwem. Jest to niezbędne jest, aby na biegu jałowym, przy niskich obrotach silnika, w odpowiedni sposób wprowadzić w ruch powietrze doprowadzone do cylindra, tak aby w przestrzeni wokół świecy mogła dostać się bogata mieszanka. Spalane paliwo z łatwością zapali uboższą mieszankę w cylindrze. Chodzi o tzw. „spalanie uwarstwione“. Zoptymalizowanie warunków wspomagane jest także poprzez zamienne otwieranie i zamykanie zaworów dolotowych i wydechowych. Na biegu jałowym dochodzi do krótkiego pokrycia otwarcia zaworu dolotowego i wydechowego, a tym zmniejsza się udział resztkowych gazów w cylindrze. Od około 1 000 obr./min zawór dolotowy otwiera się szybciej. Dochodzi do dłuższego pokrywania się otwarcia zaworów i zwiększa się udział resztkowych gazów. Do osiągnięcia dużej mocy i przekroczenia 4 000 obr./min przestawienie ponownie ulega zmianie.
Przy obciążeniu i wysokich obrotach spalana jest homogenna mieszanka, tak jak w przypadku wtrysku pośredniego. Z powyższego jasno wynika, że proces spalania w przypadku wtrysku bezpośredniego jest znacznie trudniejszy niż w przypadku wtrysku pośreniego. Stawia to duże wymagania na konstrukcję wtryskiwaczy. Zwłaszcza z dwóch powodów. Po pierwsze system pracuje ze znacznie wyższymi ciśnieniami – nawet do 140 Bar, a całkowity czas trwania fazowanego wtrysku jest o około jedną czwartą krótszy niż w systemach z wtryskiem pośrednim. Po drugie wymusza to także zwiększone wymogi co do jakość i czystość paliwa. Wtryskiwacze muszą być „w doskonałej kondycji“, zwłaszcza podczas pracy silnika, kiedy spalana jest uboższa mieszanka. Wtryskiwacze z reguły umieszczone są pod kątem do głowicy, pomiędzy zaworami dolotowymi.
Pozostałe elementy systemu konstrukcyjnie są podobne do tych, stosowanych w systemach z wtryskiem pośrednim. Występuje tutaj układ recyrkulacji spalin sterowany przez zawór EGR. W części wydechowej doszło jednak do pewnej zmiany, podyktowanej sposobami przygotowywania mieszanki paliwa. W wyniku jej splania dochodzi do zwiększonej emisji NOx. Powstanie tlenków azotu jest następstem wysokiej temperatury spalania. Dodatkowo w regulacji sondy lambda może dojść do tego, że jest ona wykonywana tylko w trybie jednorodnym λ = 1, przez co wzrasta w obszarze spalania warstwowego nawet do λ = 3. Dlatego właśnie należało zastosować szerokopasmowe sondy lambda. Dodatkowo w układzie wydechowym wbudowany został dodatkowy katalizator zasobnikowy, z miernikiem NOx. Podusumowując, jednostka sterująca na podstawie obrotów i obciążenia musi nieprzerwanie oceniać, jaki tryb spalania przebiega w silniku oraz weddług tego regulować jego parametry.
W kolejnej części zajmiemy się ogólnymi zasadami diagnostyki systemu w oparciu o dwa parktyczne przykłady.
„
Zapraszamy do zapoznania się z naszą ofertą:
Regeneracja przekładni kierowniczych
Regeneracja turbosprężarek
Regeneracja pomp wtryskowych
Regeneracja pompowtryskiwaczy
Regeneracja wtryskiwaczy