Benzinbefecskendezők

Kialakulás és alkalmazás

A benzinmotorok üzemanyag-ellátása az elmúlt évtizedek során jelentős fejlődésen ment keresztül. A motorok ezen típusának kezdeti időszakától fogva a mérnökök arra törekedtek, hogy javítsák az üzemanyag-ellátás hatékonyságát, hogy nagyobb teljesítményt, hatékonyságot és alacsonyabb üzemanyag-fogyasztást érjenek el. Az egyszerű karburátoroktól a mechanikus és elektronikus befecskendező rendszerekig, majd a fejlett közvetlen befecskendezési technológiákig, minden megoldásnak megvoltak a maga előnyei és hátrányai. A mai közvetlen befecskendezési (GDI) technológiák a precizitás és hatékonyság csúcsát képviselik, bár ezen a területen a fejlesztések még mindig folynak, még nagyobb hatékonyságra és környezetbarátságra törekedve. A fejlett befecskendező rendszerek képesek jobban szabályozni az égési folyamatot, ami jelentősen csökkenti a károsanyag-kibocsátást. Ennek eredményeként az autók környezetbarátabbak, és megfelelnek a szigorúbb kibocsátási szabványoknak. 

Az üzemanyag-befecskendezési technológia fejlődésében mérföldkőnek számított az 1960-as években az üzemanyag-befecskendező rendszerek bevezetése, amikor a Bosch bemutatta a D-Jetronic rendszert, az első elektronikus üzemanyag-befecskendező rendszert, amely lehetővé tette az üzemanyag pontosabb adagolását érzékelők és egy elektronikus vezérlő segítségével. Az ezt követő évtizedekben a technológia fokozatosan finomodott, és az 1980-as években megjelentek a fejlettebb rendszerek, mint például az L-Jetronic, amely elsőként használt légtömegáram-mérőt. 

A piacon megjelentek olyan rendszerek is, amelyekben a karburátort egyetlen központi befecskendező helyettesítette (innen ered az egypontos befecskendezés elnevezés), de helyüket viszonylag gyorsan átvették azok a rendszerek, amelyekben minden hengerhez külön befecskendező juttatta az üzemanyagot (úgynevezett többpontos befecskendezés). A pontos motorvezérlés és az üzemanyag-fogyasztás csökkentésének igénye eredményezte a szekvenciális befecskendező vezérlés kifejlesztését, azaz az egyes befecskendezők külön-külön történő nyitását és zárását. Ezt követte a sorozatgyártású benzin közvetlen befecskendező rendszerek kifejlesztése, amelyek tovább csökkentették az üzemanyag-fogyasztást és hozzájárultak az alacsonyabb kipufogógáz-kibocsátáshoz.

Felépítés és működési elv

A benzinmotor befecskendező rendszere több alapvető alkatrészből áll:

1. Üzemanyagtartály
2. Üzemanyagszivattyú
3. Üzemanyagszűrő
4. Nagynyomású szivattyú (közvetlen befecskendező rendszerekben)
5. Üzemanyagnyomás-szabályozó szelep
6. Üzemanyag-elosztó cső
7. Üzemanyagnyomás- és hőmérséklet-érzékelő(k)
8. Benzinbefecskendezők
9. Elektronikus motorvezérlő és számos érzékelő és működtető 

A benzinbefecskendezők a következő alkatrészeket tartalmazzák:

1. Befecskendező ház
2. Vezérlőszelep (mágnesszelep vagy piezoelem)
3. Tűszelep
4. Fúvóka
5. Bemeneti szűrő és tömítések

A benzinbefecskendezők az injektáló rendszer utolsó láncszemét képezik, és felelősek az üzemanyag pontos adagolásáért a motor hengereihez. A tankból szívott üzemanyagot nyomás alatt a rendszerbe pumpálják, majd egy szűrőn áthaladva megtisztítják. A közvetett befecskendezésű rendszerekben az üzemanyag egy tartályba kerül, onnan pedig a befecskendezőkbe. A közvetlen befecskendezésű rendszerekben a szűrő és az akkumulátor (elosztócső) között egy szivattyú található, amely nagy üzemanyagnyomást generál. Az üzemanyagot akkor fecskendezik be, amikor a befecskendező kinyílik, amit az aktuátor, általában a tekercs áramellátása indít el. Egyes megoldásokban, különösen a közvetlen befecskendezésű rendszerekben, piezo befecskendezők is jelen vannak. A folyamat a motor elektronikus vezérlőegységével (ECU) kezdődik, amely különböző érzékelők (például a légtömegmérő, a főtengely helyzetérzékelő, a motor hőmérsékletérzékelője stb.) jelei alapján dönt az üzemanyag mennyiségéről. Az ECU elektromos impulzust küld a befecskendező mágnesszelepének tekercsére, amely elektromágneses mezőt generál. A mágneses mező vonzza az elektromágnes magját, amely a tűszelephez kapcsolódik. A mágneses erő legyőzi a rugó ellenállását, amely normál esetben a zárt helyzetben tartja a tűszelepet, és felemeli azt, kinyitva a befecskendezőt. Amikor a tű felemelkedik, megnyílik az üzemanyag útja. A nagynyomású üzemanyag áthalad a befecskendező fúvókáján, és a szívócsőbe vagy az égéstérbe permetezik. A befecskendező fúvókát úgy tervezték, hogy finom üzemanyagködöt hozzon létre, amely jobb keveredést biztosít a levegővel és hatékonyabb égést eredményez. Amikor az ECU által küldött elektromos impulzus megszűnik, az áram nem folyik tovább a mágnesszelepen keresztül. A mágneses mező eltűnik, és egy rugó visszaállítja a tűt a zárt helyzetbe. Ily módon a befecskendező lezár, megszakítva az üzemanyag áramlását.

A befecskendező fő feladata, hogy a megfelelően kimért üzemanyag-adagot juttassa a motor hengerébe. Az üzemanyag-adagot pontosan kell porlasztani, hogy biztosítsa a megfelelő párolgást, levegővel való keveredést és égést. Ennek elérése érdekében a befecskendezőt pontosan és gyorsan kell vezérelni, valamint megfelelően nagy nyomású üzemanyaggal kell ellátni. 

Felújítási folyamat.

Sajnos a benzinbefecskendezők nem felújíthatók a szó teljes értelmében. Ennek fő oka a kialakításuk – a legtöbbjük szétszerelése visszafordíthatatlan károsodás nélkül nem lehetséges, így az alkatrészekhez való hozzáférés lehetetlen. Emiatt nincsenek felújítási eljárások, és a gyártók nem biztosítanak pótalkatrészeket.

A legtöbb benzinbefecskendező esetében ezért csak azok tisztításáról és az üzemanyag adagolásának, valamint a porlasztás minőségének ellenőrzéséről beszélhetünk.

A motorból eltávolított befecskendezőket előzetes vizuális értékelésnek vetik alá. Ebben a szakaszban ellenőrzik a befecskendezők külső állapotát, és keresik a látható sérüléseket. A befecskendezőket ultrahangos fürdőbe helyezik, amely hatékonyan eltávolítja a felhalmozódott szennyeződéseket és lerakódásokat. A folyamat során ultrahangos hullámokat használnak, amelyek mikroszkopikus buborékokat hoznak létre, amelyek implodálnak, hogy eltávolítsák a szennyeződéseket a befecskendező felületéről. Az általunk használt befecskendező tesztpadok visszamosási funkcióval is rendelkeznek, amely eltávolítja az üledéket és lerakódásokat a befecskendező belsejéből.

A tisztítás után a befecskendezőket speciális tesztpadokon tesztelik, amelyek szimulálják a motor működési körülményeit. Itt ellenőrzik a szivárgást, az üzemanyag adagolását és az üzemanyag porlasztásának minőségét. A teszteket különböző nyomáson végzik, hogy biztosítsák a befecskendező helyes működését a teljes működési tartományban.

Ha a befecskendező nem sérült vagy kopott mechanikailag, és elektromosan működőképes, a tisztítása kielégítő eredményeket hoz, és hosszú távú használatra alkalmassá teszi.

A meghibásodások okai és típusai

A hibás benzinbefecskendezők leggyakoribb tünetei:

1. Egyenetlen motorjárás
2. A motor teljesítményének csökkenése
3. Megnövekedett üzemanyag-fogyasztás
4. Gyújtáskimaradás
5. A motorellenőrző lámpa kigyulladása

A benzinbefecskendezők meghibásodásának leggyakoribb okai:

1. Szennyeződés, rossz üzemanyag-minőség
2. Üledék felhalmozódása
3. Túlmelegedés
4. Mechanikai kopás
5. Elektronikai alkatrészek problémái