Bazele Mecanicii Auto - Injectorul(Diesel) şi Bujia(Otto)

[Madalin]

 

• Definitie: Un injector este o supapă care injectează carburantul la motoarele cu ardere internă, fie în canalul de admisie, într-o anticameră de ardere (un sistem mult răspândit până în anii '90) sau direct în camera de ardere al motorului.
• Definitie: Aceasta produce o scânteie care aprinde amestecul aer-combustibil din camera de ardere. Poziționarea bujiei în camera de ardere trebuie optimizată astfel încât să faciliteze aprinderea amestecului aer-combustibil.

 

Bujia

 

Aprinderea în motoarele pe benzină este electrică. La pornirea motorului, energia electrică este furnizată de bateria de acumulatori iar în timpul funcționării motorului de alternator. Tensiunea electrică de la baterie este multiplicată de bobinele de inducție care, mai departe alimentează bujiile. 

    La motoarele moderne calculatorul de injecție controlează generarea periodică a scânteii pentru fiecare cilindru (bujie) în parte. Energia electrică conținută în scânteie conduce la inițierea arderii amestecului aer-carburant.

    Bujia este fabricată din materiale metalice, ceramice și sticlă. Părțile principale ale bujiei sunt: terminalul (conectorul), izolatorul ceramic și electrozii. Bujia se fixează în chiulasa motorului prin înfiletare. Electrozii pătrund în camera de ardere iar terminalul este cuplat la bobinele de inducție.

Pe scurt, bujia conține doi electrozi, separați de un izolator, între care se formează o scânteie. Electrodul negativ este de fapt corpul bujiei, conectat prin intermediul chiulasei la borna negativă a bateriei (masă), iar electrodul pozitiv este central și conectat la bobina de inducție.

 

 

1. terminal
2. izolator terminal (zonă ondulată)
3. izolator terminal (zonă netedă)
4. element de etanșare
5. izolator electrod
6. sticlă conductoare
7. carcasă metalică
8. garnitură metalică
9. nucleu de cupru
10. distanța între electrozii bujiei (întrefier)
11. electrozi (pozitiv și negativ)

 

    Terminalul se conectează prin intermediul unui cablu de înaltă tensiune la bobina de inducție. Sistemele de aprindere de ultimă generație conțin câte o bobină de inducție pe fiecare cilindru. La acest tip de sistem de aprindere bobina de inducție se montează direct pe bujie.

    Izolatorul este un material ceramic pe bază de oxid de aluminiu (Al2O3). Acesta are rolul de a izola din punct de vedere electric cei doi electrozi ai bujiei. Terminalul este conectat, din punct de vedere electric, la electrodul central prin intermediul unei sticle conductoare.

    Din punct de vedere electric izolatorul bujiei trebuie să reziste la diferențe de potențial de până la 30 000 V. Depunerile rezultate în urma procesului de ardere (cenușă, particule, reziduuri de carbon și ulei) nu trebuie să influențeze nivelul de tensiune la care se produce scânteia. De asemenea, rezistența electrică a izolatorului trebuie să se mențină constantă chiar și la temperaturi de până la 1000 °C, iar abaterile până la sfârșitul duratei de funcționare să fie minime.

    Solicitările mecanice și termice ale bujiei sunt periodice și variază în funcție de ciclul motor activ. în tabelul de mai jos sunt sintetizate presiunile și temperaturile la care sunt supuse bujiile de-a lungul unui ciclu motorcomplet (4 timpi).

 

Injectorul

 

     La motoarele cu aprindere prin scânteie aceste supape sunt controlat comandate electronic de calculatorul motorului „ECU” (Electronic Control Unit). La motoarele cu aprindere prin comprimare, pînă ce au apărut acele motoare moderne cu sistem common rail, acționarea injectoarelor se făcea prin sistemul hidraulic al presiunii realizate de către pompa de injecție.

    Decisiv în sistemul de injecție este jetul de carburant la injectare, felul în care acesta este pulverizat.

O împroșcare ideală a carburantului se obține dacă jetul are spre exterior stropi mai fini, și spre interior stropi ceva mai voluminoși. Prin această structură a jetului se aprind întîi stropii mai fini, urmați de cei mai voluminoși, ceea ce duce la o ardere mai lentă și uniformă, deci la o creștere de presiune mai fină în camera de ardere.

 

 

Injectorul se compune din:

 

• corpul și acul duzei. Ambele sunt realizate din oțel de înaltă calitate, executate la toleranțe între 0.002 - 0.003 mm. De aceea se înlocuiesc numai împreună. În funcție de motor, corpul duzei are mai multe găuri. Numărul găurilor este între 5 (automobile) și 14 (motor diesel de putere mai mare), iar diametrul acestora variază între 0,15 mm (autoturism) și 0,4 mm (camion). Numărul, unghiul, mărimea, precum și condițiile de debit la găurile duzei afectează pulverizarea jetului, care, în concordanță cu cantitatea, presiunea, geometria camerei de combustie, compresia și temperatura motorului determină calitatea arderii carburantului.
• bobina electrică. Injectorul, mai nou, are ca un element de activare, fie o bobină pentru producerea unui cîmp magnetic, sau se tinde tot mai mult spre activare piezo-electrică.
• corpul injectorului cu racordurile de tur și retur pentru carburant.
• pistonul de comandă și arcurile de acționare asupra acestuia.
• conectorul pentru cablu electric.

 

La sistemul simplu, acul duzei este apăsat de un arc de comprimare, dintre cele două din corpul injectorului. Prin presiunea de combustibil, se formează o putere care acționează asupra pistonului de comandă. Presiunea fiind mai mare decît cea a arcului, acul este apăsat înapoi și carburantul poate fi injectat, astfel, scade presiunea, duza se închide (din nou) [3]. Presiunile de deschidere la duză sunt dependente de producător, ele fiind cuprinse între 115 - 300 bar. Presiunea maximă de injecție este în funcție de sistemul motorului, sarcina și turația acestuia și poate ajunge pînă la 2.000 bar.

La motoarele moderne cu sistem common rail (rampă comună), acul de duză este acționat de un servomecanism, prin care duza se deschide la presiune mare (1.800 bar) sau joasă (250 bar), abia după comanda electronică, indiferent de presiunea actuală.

Aceste injectoare de mare precizie piezoelectrice sunt controlat comandate electronic de calculatorul motorului „ECU” (Electronic Control Unit), care pot injecta carburantul pînă la de șase ori pe ciclul de ardere în cilindru. Injectarea controlată se poate face după dorință, atît înaintea, în timpul, cît și după ardere, prin care se realizează un zgomot mai redus, o reducere de NOx, CO2 , CO, hidrocarbură și o ardere mai bună a funinginilor.

 

Sursa: https://ro.wikipedia.org/wiki/Injector, restul sunt de pe diferite site-uri, "culese".

Edited April 7, 2019 by Madalin

[Madalin]

Closed.