Bencinski injektorji

Geneza in uporaba.

Oskrba bencinskih motorjev z gorivom se je v zadnjih desetletjih precej spremenila. Že od začetkov te vrste motorjev so si inženirji prizadevali izboljšati učinkovitost napajanja, da bi dosegli večjo učinkovitost, moč in manjšo porabo goriva. Od preprostih uplinjačev do mehanskih in elektronskih sistemov vbrizga do naprednih tehnologij neposrednega vbrizga - vsaka rešitev je imela svoje edinstvene prednosti in slabosti. Današnje tehnologije neposrednega vbrizga (GDI) predstavljajo vrhunec natančnosti in učinkovitosti, čeprav se razvoj na tem področju še vedno nadaljuje in stremi k še večji učinkovitosti in prijaznosti do okolja. Napredni sistemi vbrizgavanja lahko bolje nadzorujejo proces zgorevanja, kar vodi k bistveno nižjim emisijam. Zato so avtomobili okolju prijaznejši in izpolnjujejo strožje emisijske standarde. 

Pomemben mejnik v razvoju tehnologije vbrizgavanja goriva je bila uvedba sistemov za vbrizgavanje goriva v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, ko je Bosch predstavil D-Jetronic, prvi elektronski sistem za vbrizgavanje goriva, ki je z uporabo senzorjev in elektronskega krmilnika omogočal natančnejše odmerjanje goriva. V naslednjih desetletjih se je tehnologija postopoma izpopolnjevala, v osemdesetih letih pa so se pojavili naprednejši sistemi, kot je L-Jetronic, ki je prvi uporabljal merilnik masnega pretoka zraka. 

Na trgu so se pojavili sistemi z enim osrednjim injektorjem, ki je nadomeščal uplinjač (od tod ime enotočkovni vbrizg), vendar so njihovo mesto razmeroma hitro zasedli sistemi, pri katerih se gorivo v vsak valj dovaja z ločenim injektorjem (tako imenovani večtočkovni vbrizg). Potreba po natančnem nadzoru motorja in manjši porabi goriva je privedla do razvoja zaporednega krmiljenja vbrizga, tj. individualnega odpiranja in zapiranja vsakega vbrizga. Temu je sledil razvoj serijskih sistemov neposrednega vbrizgavanja bencina, ki so dodatno zmanjšali porabo goriva in prispevali k nižjim emisijam izpušnih plinov.

Konstrukcija in načelo delovanja.

Vbrizgalni sistem bencinskega motorja je sestavljen iz več osnovnih delov:

1. Rezervoar za gorivo
2. Črpalka za gorivo
3. Filter za gorivo
4. Visokotlačna črpalka (v sistemih z neposrednim vbrizgavanjem)
5. Ventil za uravnavanje tlaka goriva
6. Vodilo za gorivo
7. Senzor(-i) tlaka in temperature goriva
8. Vbrizgalniki goriva
9. Elektronski krmilnik motorja ter vrsta senzorjev in aktuatorjev 

Bencinski vbrizgalnik vsebuje naslednje sestavne dele:

1. Ohišje vbrizgalnika
2. Regulacijski ventil (elektromagnetni ali piezo element)
3. Spire
4. Šoba
5. Vhodni filter in tesnila

Bencinski injektorji so zadnji člen sistema vbrizgavanja in so odgovorni za natančno dovajanje pravilnega odmerka goriva v valje motorja. Gorivo, ki se črpa iz rezervoarja, se pod pritiskom prečrpa v sistem in nato prečisti skozi filter. Pri sistemih s posrednim vbrizgavanjem gre gorivo v rezervoar in od tam do vbrizgalnikov. Pri sistemih z neposrednim vbrizgavanjem je med filtrom za gorivo in akumulatorjem (tirnico) črpalka, ki ustvarja visok tlak goriva. Gorivo se vbrizga, ko je injektor odprt, kar se zgodi z vbrizgavanjem energije v aktuator, ki je običajno tuljava. V nekaterih rešitvah, zlasti v sistemih z neposrednim vbrizgavanjem, so prisotni piezoelektrični injektorji. Postopek se začne v elektronski krmilni enoti motorja (ECU), ki na podlagi signalov različnih senzorjev (kot so senzor masnega pretoka zraka, senzor položaja ročične gredi, senzor temperature motorja itd.) ECU pošlje električni impulz tuljavi solenoida vbrizgalnika, ki ustvari elektromagnetno polje. Magnetno polje privlači jedro elektromagneta, ki je povezano z iglo (igličnim ventilom). Magnetna sila premaga upor vzmeti, ki običajno drži vžigalno iglo v zaprtem položaju, in jo dvigne ter odpre injektor. Ko se igla dvigne, se odpre pretočna pot za gorivo. Gorivo pod visokim tlakom priteče skozi šobo injektorja in se razprši v zgorevalno komoro ali sesalni kolektor. Šoba injektorja je zasnovana tako, da ustvarja drobno meglico goriva za boljše mešanje z zrakom in učinkovitejše izgorevanje. Ko se električni impulz, ki ga pošlje ECU, konča, tok preneha teči skozi solenoid. Magnetno polje izgine in vzmet vrne iglo v zaprti položaj. Tako se injektor zapre in prekine pretok goriva.

Glavna naloga injektorja je, da v valj motorja dostavi pravilno odmerjen odmerek goriva. Porcija goriva mora biti natančno razpršena in sesekljana, da se zagotovi pravilno izhlapevanje, mešanje z zrakom in izgorevanje. Da bi to dosegli, je treba vbrizgalnik natančno in hitro krmiliti ter mu dovajati gorivo pod dovolj visokim tlakom. 

Postopek regeneracije.

Na žalost bencinskih injektorjev ni mogoče obnoviti v polnem pomenu besede. To je predvsem posledica njihove zasnove - večine jih ni mogoče razstaviti brez nepopravljivih poškodb, zato je dostop do sestavnih delov nemogoč. Zaradi tega ni postopkov ponovne izdelave in proizvajalci ne dobavljajo rezervnih delov.

Pri večini bencinskih injektorjev lahko govorimo le o njihovem čiščenju ter preverjanju doziranja in kakovosti brizganja goriva.

Vbrizgalniki, odstranjeni iz motorja, se najprej vizualno pregledajo. Na tej stopnji se preveri zunanje stanje injektorjev in poiščejo morebitne vidne poškodbe. Vbrizgalniki se postavijo v ultrazvočno kopel, ki učinkovito odstrani nakopičeno umazanijo in usedline. Pri tem se z ultrazvočnimi valovi ustvarjajo mikroskopski mehurčki, ki implozirajo in s površine vbrizgalnika odstranijo nečistoče. Injektorske preskusne mize, ki jih uporabljamo, so opremljene tudi s funkcijo povratnega izpiranja za odstranjevanje usedlin in usedlin iz notranjosti injektorja.

Po čiščenju se injektorji preskusijo na posebnih preskusnih napravah, ki simulirajo delovne pogoje v motorju. Pri tem se preverijo uhajanje, odmerjanje goriva in kakovost razprševanja goriva. Preskusi se izvajajo pri različnih tlakih, da se zagotovi pravilno delovanje injektorja v celotnem območju delovanja.

Če injektor ni mehansko poškodovan ali obrabljen in je električno funkcionalen, je čiščenje zadovoljivo in omogoča dolgo uporabo.

Vzroki in vrste poškodb.

Najpogostejši simptomi poškodovanih bencinskih injektorjev so:

1. Neenakomerno delovanje motorja
2. Izguba zmogljivosti motorja
3. Večja poraba goriva
4. Izguba vžiga
5. Prižgana kontrolna lučka motorja

Najpogostejši vzroki za okvaro bencinskih vbrizgalnikov:

1. Onesnaženje, slaba kakovost goriva
2. Kopičenje sedimentov
3. Učinek prekomerne vročine
4. Mehanska obraba
5. Težave z eklektičnimi komponentami