Injectoare de benzină

Istorie și aplicare.

Alimentarea cu combustibil a motoarelor pe benzină a cunoscut o evoluție considerabilă în ultimele decenii. Încă de la începuturile acestui tip de motor, inginerii au căutat să îmbunătățească eficiența alimentării acestora pentru a obține un randament și o putere mai mari și un consum redus de combustibil. De la carburatoarele simple, la sistemele de injecție mecanice și electronice, până la tehnologiile avansate de injecție directă, fiecare soluție a avut avantajele și dezavantajele sale unice. Tehnologiile actuale de injecție directă (GDI) reprezintă culmea preciziei și eficienței, deși evoluțiile în acest domeniu sunt încă în curs de desfășurare, urmărindu-se o eficiență și o compatibilitate ecologică și mai mari. Sistemele avansate de injecție sunt capabile să controleze mai bine procesul de combustie, ducând la reducerea semnificativă a emisiilor. Prin urmare, autovehiculele sunt mai ecologice și îndeplinesc standarde mai stricte privind emisiile. 

Un punct de reper în dezvoltarea tehnologiei de injecție a fost introducerea sistemelor de injecție a combustibilului în anii 1960, când Bosch a prezentat D-Jetronic, primul sistem electronic de injecție a combustibilului care permitea o dozare mai precisă a combustibilului prin utilizarea senzorilor și a unui controler electronic. În deceniile următoare, tehnologia a fost rafinată progresiv, iar în anii 1980 au apărut sisteme mai avansate, cum ar fi L-Jetronic, care a fost primul care a utilizat un debitmetru masic de aer. 

Pe piață existau sisteme cu un singur injector central care înlocuia carburatorul (de unde și denumirea de injecție într-un singur punct), dar locul lor a fost luat relativ repede de sistemele în care combustibilul este furnizat fiecărui cilindru prin intermediul unui injector separat (așa-numita injecție multipunct). Nevoia de control precis al motorului și de reducere a consumului de carburant a dus la dezvoltarea controlului secvențial al injectorului, adică deschiderea și închiderea individuală a fiecărui injector. Aceasta a fost urmată de dezvoltarea sistemelor de injecție directă a benzinei produse în serie, care au redus și mai mult consumul de combustibil și au contribuit la reducerea emisiilor de gaze de eșapament.

Construcție și principiu de funcționare.

Sistemul de injecție al unui motor pe benzină constă din mai multe componente de bază:

1. Rezervor de combustibil
2. Pompa de combustibil
3. Filtru de combustibil
4. Pompă de înaltă presiune (în sistemele de injecție directă)
5. Supapă de control al presiunii combustibilului
6. Conducta de combustibil
7. Senzorul (senzorii) de presiune și temperatură a combustibilului
8. Injectoare de combustibil
9. Controler electronic al motorului și o serie de senzori și actuatori 

Injectorul de benzină conține următoarele componente:

1. Carcasa injectorului
2. Supapă de control (solenoid sau element piezoelectric)
3. Sfera
4. Duză
5. Filtru de admisie și garnituri de etanșare

Injectoarele de benzină reprezintă ultima verigă a sistemului de injecție și sunt responsabile de alimentarea corectă a cilindrilor motorului cu doza corectă de carburant. Combustibilul aspirat din rezervor este pompat sub presiune în sistem și apoi purificat prin trecerea printr-un filtru. În sistemele de injecție indirectă, combustibilul ajunge într-un rezervor și de acolo la injectoare. În sistemele cu injecție directă, între filtrul de combustibil și acumulator (rail) există o pompă care generează o presiune ridicată a combustibilului. Combustibilul este injectat atunci când injectorul este deschis, ceea ce se face prin energizarea actuatorului, care este de obicei bobina. În unele soluții, în special în sistemele de injecție directă, sunt prezente injectoare piezoelectrice. Procesul începe cu unitatea de control electronic (ECU) a motorului, care decide cantitatea de combustibil care trebuie injectată în motor pe baza semnalelor de la diverși senzori (cum ar fi senzorul de debit masic de aer, senzorul de poziție a arborelui cotit, senzorul de temperatură a motorului etc.). ECU trimite un impuls electric bobinei solenoidului injectorului, care generează un câmp electromagnetic. Câmpul magnetic atrage miezul electromagnetului, care este conectat la ac (supapa acului). Forța magnetică învinge rezistența arcului, care în mod normal menține cuiul de aprindere în poziția închis, și îl ridică, deschizând injectorul. Atunci când acul este ridicat, se deschide calea de curgere a combustibilului. Combustibilul sub presiune ridicată curge prin duza injectorului și este pulverizat în camera de ardere sau în colectorul de admisie. Duza injectorului este proiectată pentru a crea o ceață fină de combustibil pentru un amestec mai bun cu aerul și o ardere mai eficientă. Când se termină impulsul electric trimis de ECU, curentul nu mai trece prin solenoid. Câmpul magnetic dispare și un arc readuce acul în poziția închisă. În acest fel, injectorul se închide, întrerupând fluxul de combustibil.

Principala sarcină a injectorului este de a furniza o doză corect măsurată de combustibil în cilindrul motorului. Porțiunea de combustibil trebuie să fie atomizată și tocată cu precizie pentru a asigura evaporarea, amestecarea cu aerul și arderea corespunzătoare. Pentru a face acest lucru, injectorul trebuie să fie controlat precis și rapid și alimentat cu combustibil la o presiune suficient de mare. 

Procesul de remanufacturare.

Din păcate, injectoarele de benzină nu sunt refabricabile în adevăratul sens al cuvântului. Acest lucru se datorează în principal designului lor - cele mai multe dintre ele nu pot fi demontate fără deteriorări ireparabile, astfel încât accesul la componente este imposibil. Din acest motiv, nu există proceduri de remanufacturare, iar producătorii nu furnizează piese de schimb.

Prin urmare, în cazul majorității injectoarelor de benzină, putem vorbi doar despre curățarea acestora și verificarea dozării și a calității pulverizării combustibilului.

Injectoarele scoase din motor sunt supuse unei evaluări vizuale inițiale. În această etapă, se verifică starea exterioară a injectoarelor și se caută orice deteriorare vizibilă. Injectoarele sunt plasate într-o baie cu ultrasunete, care îndepărtează eficient murdăria și depunerile acumulate. Procesul utilizează unde ultrasonice pentru a genera bule microscopice, care implodează pentru a îndepărta contaminanții de pe suprafața injectorului. Băncile de testare a injectoarelor pe care le folosim sunt, de asemenea, echipate cu o funcție de spălare înapoi pentru a îndepărta sedimentele și depunerile din interiorul injectorului.

După curățare, injectoarele sunt testate pe bancuri de testare speciale care simulează condițiile de funcționare din motor. Aici sunt verificate scurgerile, dozajul și calitatea pulverizării combustibilului. Testele sunt efectuate la diferite presiuni pentru a se asigura că injectorul funcționează corect în întreaga gamă de funcționare.

Dacă injectorul nu este deteriorat din punct de vedere mecanic sau uzat și nu este funcțional din punct de vedere electric, curățarea acestuia are rezultate satisfăcătoare și permite utilizarea sa pentru o perioadă lungă de timp.

Cauze și tipuri de daune.

Cele mai frecvente simptome ale injectoarelor de benzină deteriorate sunt:

1. Rularea neuniformă a motorului
2. Pierderea performanțelor motorului
3. Consum sporit de combustibil
4. Pierderea aprinderii
5. Aprinderea luminii de verificare a motorului

Cele mai frecvente cauze ale defectării injectorului de benzină:

1. Contaminare, calitate slabă a combustibilului
2. Acumularea de sedimente
3. Efectul căldurii excesive
4. Uzura mecanică
5. Probleme cu componentele eclectice