Injector - què és? Com funciona i per a què serveix

Al món de l’automoció, hi ha dos sistemes de combustible que s’utilitzen en motors de combustió interna. El primer és el carburador i el segon és la injecció. Si abans tots els cotxes estaven equipats amb carburadors (i la potència del motor de combustió interna també depenia del seu nombre), en les darreres generacions de vehicles de la majoria dels fabricants d'automòbils s'utilitza un injector.

Vegem en què es diferencia aquest sistema d’un sistema de carburador, quins tipus d’injectors són i quins són els seus avantatges i desavantatges.

Què és un injector?

Un injector és un sistema electromecànic d’un cotxe que participa en la formació d’una mescla d’aire / combustible. Aquest terme fa referència a un injector de combustible que injecta combustible, però també es refereix a un sistema de combustible multi-atomitzador.

L'injector funciona amb qualsevol tipus de combustible, gràcies al qual s'utilitza en motors dièsel, gasolina i gas. En el cas de gasolina i equips de gas, el sistema de combustible del motor serà idèntic (gràcies a això, és possible instal·lar-hi equips de GLP per combinar combustible). El principi de funcionament de la versió dièsel és idèntic, només funciona a alta pressió.

Injector - història d'aparició

Els primers sistemes d'injecció van aparèixer al mateix temps que els carburadors. La primera versió de l'injector va ser una injecció única. Els enginyers es van adonar immediatament que si era possible mesurar el cabal de l'aire que entrava als cilindres, era possible organitzar un subministrament mesurat de combustible a pressió.

En aquells dies, les injectores no eren molt utilitzades, perquè aleshores el progrés científic i tècnic no va arribar a tal desenvolupament que els cotxes amb motors d'injecció estaven a l'abast dels motoristes normals.

Els més senzills pel que fa al disseny, així com la tecnologia fiable, eren els carburadors. A més, en instal·lar versions modernitzades o diversos dispositius en un motor, es va poder augmentar significativament el seu rendiment, cosa que confirma la participació d'aquests cotxes en competicions de cotxes.

La primera necessitat d'injectors va aparèixer en els motors que s'utilitzaven a l'aviació. A causa de les sobrecàrregues freqüents i greus, el combustible no circulava bé pel carburador. Per aquest motiu, la tecnologia avançada d'injecció de combustible forçada (injector) es va utilitzar en els caces durant la Segona Guerra Mundial.

Com que el propi injector crea la pressió necessària per al funcionament de la unitat, no té por de les sobrecàrregues experimentades per l'avió en vol. Les injectores d'aviació van deixar de millorar quan els motors de pistons van començar a ser suplantats pels motors a reacció.

En el mateix període, els desenvolupadors d'automòbils esportius van cridar l'atenció sobre els mèrits dels injectors. En comparació amb els carburadors, l'injector proporcionava al motor més potència per al mateix volum de cilindre. A poc a poc, la tecnologia innovadora va migrar dels esports al transport civil.

A la indústria de l'automòbil, les injectores van començar a introduir-se immediatament després de la Segona Guerra Mundial. Bosch va ser líder en el desenvolupament de sistemes d'injecció. Primer, va aparèixer l'injector mecànic K-Jetronic, i després va aparèixer la seva versió electrònica: KE-Jetronic. Va ser gràcies a la introducció de l'electrònica que els enginyers van poder augmentar el rendiment del sistema de combustible.

Com funciona l'injector

El sistema d’injecció més senzill inclou els elements següents:

• ECU;
• Bomba de gasolina elèctrica;
• Broquet (segons el tipus de sistema, pot ser un o més);
• Sensors d’aire i d’accelerador;
• Control de pressió de combustible.

El sistema de combustible funciona segons el següent esquema:

• Un sensor d’aire registra el volum que entra al motor;
• A partir d’aquesta, el senyal passa a la unitat de control. A més d’aquest paràmetre, el dispositiu principal rep informació d’altres dispositius: el sensor de l’eix del cigonyal, la temperatura del motor i de l’aire, la vàlvula d’accelerador, etc .;
• El bloc analitza les dades i calcula amb quina pressió i en quin moment s’ha de subministrar combustible a la cambra de combustió o al col·lector (segons el tipus de sistema);
• El cicle finalitza amb un senyal per obrir l'agulla del broc.

Al vídeo següent es descriuen més detalls sobre el funcionament del sistema d’injecció del cotxe:

Sistema de subministrament de combustible en un vehicle d'injecció

Dispositiu d'injecció

L’injector va ser desenvolupat per primera vegada el 1951 per Bosch. Aquesta tecnologia es va utilitzar en el Goliath 700 de dos temps. Tres anys després, es va instal·lar al Mercedes 300 SL.

Atès que aquest sistema de combustible era una curiositat i era molt car, els fabricants d’automòbils dubtaven d’introduir-lo a la línia d’unitats de potència. Amb l’enduriment de la normativa mediambiental després de la crisi mundial del combustible, totes les marques s’han vist obligades a plantejar equipar els seus vehicles amb aquest sistema. El desenvolupament va tenir tant èxit que avui tots els cotxes estan equipats amb un injector per defecte.

El disseny del propi sistema i el principi del seu funcionament ja són coneguts. Pel que fa al propi atomitzador, el dispositiu inclou els elements següents:

• Un segellat de goma que no permet l’entrada d’aire al circuit de la línia en el punt on està connectada la pila de combustible;
• El filtre fi evita l’obstrucció del forat de polvorització;
• Connector per connectar cables;
• Electroimant: posa l’agulla en moviment;
• L’enrotllament de l’electroimant activa el moviment del propi imant;
• Una molla que torna l’agulla aixecada al seu lloc;
• Un segellat de goma que impedeix l’entrada d’aire entre el col·lector d’admissió i les parets dels brocs;
• Agulla: realitza la funció d’una vàlvula a través de la qual s’injecta combustible;
• Els models utilitzats en sistemes d'injecció directa tenen una campana protectora addicional. Evita el sobrecalentament de la carcassa quan s’encén l’HTS.

Tipus de broquets d'injecció

A més, els broquets difereixen entre ells pel principi d’atomització del combustible. Aquests són els seus principals paràmetres.

Broquet electromagnètic

La majoria dels motors de gasolina estan equipats amb aquests injectors. Aquests elements tenen una electrovàlvula amb agulla i broquet. Durant el funcionament del dispositiu, s’aplica tensió al bobinatge de l’imant.

La freqüència de pols és controlada per la unitat de control. Quan s’aplica un corrent al bobinatge, s’hi forma un camp magnètic de la polaritat corresponent, a causa del qual es mou l’armat de la vàlvula i, amb ella, l’agulla puja. Tan bon punt desapareix la tensió de l’enrotllament, la molla mou l’agulla al seu lloc. L’alta pressió del combustible facilita la devolució del mecanisme de bloqueig.

Broquet electrohidràulic

Aquest tipus d’esprai s’utilitza en motors dièsel (inclosa la modificació del rail de combustible Common Rail). El polvoritzador també té una electrovàlvula, només el broquet té solapes (entrada i drenatge). Amb l’electroimant desactivat, l’agulla es manté al seu lloc i la pressió del combustible la pressiona contra el seient.

Quan l’ordinador envia un senyal a l’accelerador de desguàs, el gasoil entra a la línia de combustible. La pressió sobre el pistó es fa menor, però no disminueix a l’agulla. A causa d’aquesta diferència, l’agulla puja i pel forat el gasoil entra al cilindre a alta pressió.

Broquet piezoelèctric

Aquest és l’últim desenvolupament en el camp dels sistemes d’injecció. S’utilitza principalment en motors dièsel. Un dels avantatges d’aquesta modificació, en comparació amb la primera, és que funciona quatre vegades més ràpidament. A més, la dosificació en aquests dispositius és més precisa.

El dispositiu d’aquest broquet també inclou una vàlvula i una agulla, però també un element piezoelèctric amb un empenyedor. L’atomitzador funciona sobre el principi de la diferència de pressió, com és el cas de l’analògic electrohidràulic. L’única diferència és el cristall piezoelèctric, que canvia la seva longitud sota tensions. Quan se li aplica un impuls elèctric, la seva longitud es fa més llarga.

El cristall actua sobre l’impulsor. Això fa obrir la vàlvula. El combustible entra a la línia i es forma una diferència de pressió, a causa de la qual l’agulla obre el forat per polvoritzar gasoil.

Tipus de sistemes d’injecció

Els primers dissenys d'injectors només tenien components elèctrics parcialment. La major part del disseny consistia en components mecànics. L’última generació de sistemes ja està equipada amb una varietat d’elements electrònics que garanteixen un funcionament estable del motor i una dosificació de combustible de la més alta qualitat.

Fins ara, només s'han desenvolupat tres sistemes d'injecció de combustible:

• Monoinjecció;
• Multi-injecció;
• Injecció directa.

Sistema d'injecció central (d'injecció única)

Als cotxes moderns, aquest sistema pràcticament no es troba. Té un únic injector de combustible que s’instal·la al col·lector d’admissió, igual que el carburador. Al col·lector, la gasolina es barreja amb l’aire i, amb l’ajut de la tracció, entra al cilindre corresponent.

El motor del carburador es diferencia del motor d'injecció amb una sola injecció, ja que en el segon cas es realitza una atomització forçada. Això divideix el lot en més partícules petites. Això proporciona una combustió millorada del BTC.

Tanmateix, aquest sistema presenta un desavantatge important, motiu pel qual ràpidament va quedar obsolet. Com que el polvoritzador es va instal·lar massa lluny de les vàlvules d'admissió, els cilindres es van omplir de manera desigual. Aquest factor va influir significativament en l'estabilitat del motor de combustió interna.

Sistema d’injecció distribuït (multi-injecció)

El sistema d'injecció múltiple va substituir ràpidament l'analògic esmentat anteriorment. Fins ara, es considera el més òptim per als motors de gasolina. En ell, la injecció també es duu a terme al col·lector d’admissió, només aquí el nombre d’injectors correspon al nombre de cilindres. S'instal·len el més a prop possible de les vàlvules d'admissió, gràcies a les quals la cambra de cada cilindre rep una barreja aire-combustible amb la composició desitjada.

El sistema d’injecció distribuïda va permetre reduir la “golafreria” dels motors sense perdre potència. A més, aquestes màquines són més consistents amb les normes mediambientals que les contraparts del carburador (i les equipades amb una sola injecció).

L’únic inconvenient d’aquests sistemes és que, a causa de la presència d’un gran nombre d’actuadors, la posada a punt i el manteniment del sistema de combustible són prou difícils de realitzar al vostre propi garatge.

Sistema d'injecció directa

Aquest és l’últim desenvolupament que s’utilitza en motors de gasolina i gasolina. Pel que fa als motors dièsel, aquest és l’únic tipus d’injecció que s’hi pot utilitzar.

En un sistema de combustible directe, cada cilindre té un injector individual, com en un sistema distribuït. L’única diferència és que els polvoritzadors s’instal·len directament per sobre de la cambra de combustió del cilindre. La polvorització es realitza directament a la cavitat de treball, passant per alt la vàlvula.

Aquesta modificació permet augmentar l'eficiència del motor, reduir encara més el seu consum i fer que el motor de combustió interna sigui més respectuós amb el medi ambient a causa de la combustió d'alta qualitat de la mescla aire-combustible. Com en el cas de la modificació anterior, aquest sistema té una estructura complexa i requereix combustible d'alta qualitat.

La diferència entre el carburador i l'injector

La diferència més important entre aquests dispositius es troba en l’esquema de formació MTC i el principi de la seva presentació. Com hem descobert, l’injector realitza una injecció forçada de gasolina, gas o gasoil i, a causa de l’atomització, el combustible es barreja millor amb l’aire. Al carburador, el paper principal el juga la qualitat del vòrtex que es crea a la cambra d’aire.

El carburador no consumeix l'energia generada pel generador, ni requereix components electrònics complexos per funcionar. Tots els elements que contenen són exclusivament mecànics i funcionen sobre la base de lleis físiques. L’injector no funcionarà sense una ECU i electricitat.

Què és millor: carburador o injector?

La resposta a aquesta pregunta és relativa. Si compreu un cotxe nou, no hi ha més remei: els cotxes amb carburador ja són a la història. En un concessionari de cotxes, només podeu comprar un model d'injecció. No obstant això, encara hi ha molts vehicles amb motor de carburador al mercat secundari, i el seu nombre no disminuirà en un futur proper, ja que les fàbriques segueixen produint recanvis per a ells.

A l’hora de decidir el tipus de motor, convé tenir en compte en quines condicions s’utilitzarà la màquina. Si el mode principal és una zona rural o una ciutat petita, la màquina de carburador farà bé la seva feina. En aquestes zones, hi ha poques estacions de servei d’alta qualitat que puguin reparar correctament l’injector i el carburador es pot arreglar fins i tot sol (YouTube ajudarà a augmentar el nivell d’autoeducació).

Pel que fa a les grans ciutats, l’injector us permetrà estalviar molt (en comparació amb el carburador) en condicions d’arrossegament i embussos freqüents. No obstant això, aquest motor requerirà un determinat combustible (amb un nombre d’octans més elevat que per a un tipus de motor de combustió interna més senzill).

Utilitzant un sistema de combustible per a motocicletes com a exemple, el següent vídeo mostra els avantatges i els desavantatges dels carburadors i dels injectors:

Injector vs carburador. Què és millor? | Veu de Bezdok | MC Garage @MotorcyclistMag

Cura del motor d'injecció

El manteniment del sistema d'injecció de combustible no és un procediment tan difícil. El més important és seguir les recomanacions del fabricant per al manteniment rutinari:

• Canvieu el filtre d’aire a temps;
• No us oblideu de substituir el filtre de combustible fi;
• Comproveu periòdicament que els contactes del sensor del sistema no tinguin contaminació per oli o pols;
• No conduïu amb un tanc gairebé buit (sovint aquest és el motiu de la fallada de la bomba de combustible);
• Ompliu el dipòsit amb el combustible correcte.

Aquestes senzilles regles evitaran malbarats innecessaris en la reparació d’elements fallits. Quant a la configuració del mode de funcionament del motor, aquesta funció la realitza la unitat de control electrònic. Només en absència d’un senyal d’un dels sensors del quadre d’instruments, el senyal de Check Engine s’encendrà.

Fins i tot amb un manteniment adequat, de vegades és necessari netejar els injectors de combustible.

Rentant l’injector

Els factors següents poden indicar la necessitat d’aquest procediment:

• El motor no arrenca bé;
• Velocitat de ralentí flotant;
• Disminució de la dinàmica durant el overclocking;
• El cotxe s’ha tornat més “golafre”.

Bàsicament, els injectors estan obstruïts a causa de les impureses del combustible. Són tan petites que es filtren a través dels elements filtrants del filtre.

Es pot rentar l’injector de dues maneres: portar el cotxe a l’estació de servei i realitzar el procediment a l’estand o fer-ho vostè mateix amb productes químics especials. El segon procediment es realitza en la següent seqüència:

• En primer lloc, haureu de crear un sistema de combustible alternatiu: un contenidor petit amb combustible al qual s’afegeixi un purificador (la concentració de la substància s’indica al contenidor, però sovint es dissenya un litre de fluid per processar 2,5 litres de volum del motor). Aquí s’instal·la una altra bomba de combustible;
• El motor s’escalfa fins a la temperatura de funcionament;
• Després d’això, heu de desactivar la bomba de combustible principal. Per fer-ho, només cal que traieu el fusible;
• Diverses vegades s’intenta engegar el motor sense bomba. Això és necessari perquè la pressió a la línia baixi;
• La mànega de subministrament de combustible està desconnectada;
• La mànega de retorn ha d’estar tapada. Per fer-ho, es retira de l’accessori i s’hi cargola un cargol gruixut;
• Es connecta un nou sistema de combustible;
• S’engega el motor. Ha de treballar durant 5 minuts, després dels quals queda embussat;
• Per tal que l’agent corroïsca els dipòsits als broquets, cal esperar un parell de minuts i tornar a engegar el motor de combustió interna;
• Deixeu funcionar el motor durant uns 30 minuts, augmentant periòdicament la velocitat fins a un valor de 2500 rpm;
• Es desconnecta el sistema de combustible alternatiu i es connecta l'estàndard;
• El motor s’engega durant 10 minuts per eliminar qualsevol agent de neteja residual;
• Després de completar el procediment, les bugies es canvien per d’altres de noves.

Cal tenir en compte que aquesta neteja no elimina les impureses del dipòsit de combustible. Això significa que si la causa del bloqueig és un combustible de baixa qualitat, s’ha de buidar completament del tanc i omplir-lo de combustible net.

Com de segur és aquest procediment, vegeu el vídeo:

Rentar l’injector sense treure’l a mà. Com rentar el sistema d'injecció LAVR ML101

Mal funcionament habitual dels injectors

Malgrat l'alta fiabilitat dels injectors i la seva eficiència, com més finament treballin els elements del sistema, major serà la probabilitat de fallada d'aquest sistema. aquesta és la realitat i no ha passat per alt els injectors.

Aquests són els danys més comuns al sistema d'injecció:

• Falla de la bomba de combustible (desgast natural i combustible de baixa qualitat);
• Trencament de broquets (combustible de baixa qualitat - obstrucció, fallada de la vàlvula);
• Obstrucció del sensor de flux d'aire massiu (menys sovint el seu analògic, el sensor de pressió absoluta, falla);
• Oxidació de connectors electrònics;
• Falla del sensor de posició de l'accelerador pressupostari;
• Canals de l'accelerador obstruïts;
• L'aire entra al combustible.

La majoria de les avaries provoquen un funcionament inestable de la unitat de potència. La seva parada completa es produeix a causa de la fallada de la bomba de combustible, de tots els injectors alhora i de la fallada del DPKV. La unitat de control intenta evitar la resta de problemes i estabilitzar el funcionament del motor de combustió interna (en aquest cas, la icona del motor brillarà a l'ordenador).

Avantatges i desavantatges de l'injector

Els avantatges de l'injector inclouen:

• Formació més eficient de la barreja aire-combustible;
• La potència de la unitat de potència, en comparació amb un motor de carburador amb els mateixos paràmetres, és fins a un 10 per cent superior;
• L’electrònica consumeix combustible de manera més econòmica i distribueix el moment d’injecció de manera més eficient;
• Les emissions de l'injector són gairebé un 75% més ecològiques que el carburador;
• Major estabilitat: no cal ajustar l'electrònica amb la mateixa freqüència que els dispositius mecànics;
• A l’hivern, el motor d’injecció entra en mode de funcionament més ràpid: no necessita calefacció a llarg termini.

A més dels avantatges, aquest sistema té desavantatges importants que no permeten als conductors amb ingressos modestos donar preferència al carburador:

• El cost del propi sistema, el seu manteniment o reparació és molt més car que els mateixos paràmetres que el del carburador;
• Per dur a terme el diagnòstic, cal un especialista amb equips especials;
• L'electrònica o els sensors dels motors d'injecció poques vegades fallen, però quan això passa, heu de gastar una quantitat decent per tornar el cotxe a la seva dinàmica anterior;
• Un motor equipat amb un injector és selectiu per a la qualitat del combustible. Si el carburador funciona perfectament tranquil·lament amb la 92a benzina, l’injector necessita almenys la 95a.

El sistema d'injecció de combustible ha demostrat ser bastant estable i fiable. Tanmateix, si es vol actualitzar el motor del carburador del seu cotxe, hauria de pesar els avantatges i els contres.

Vídeo sobre com funciona l'injector

Aquí teniu un vídeo breu sobre com funciona un motor modern amb un sistema de combustible d'injecció:

Sistema de subministrament de combustible en un vehicle d'injecció

Preguntes i respostes:

Què és un injector en termes senzills? De l'anglès injection (injection o injection). Bàsicament, és un injector que ruixa combustible al col·lector d'admissió o directament al cilindre.

Què vol dir vehicle d'injecció? Aquest és un vehicle que utilitza un sistema de combustible amb injectors que ruixen gasolina/dièsel als cilindres del motor o al col·lector d'admissió.

Per a què serveix l'injector al cotxe? Com que l'injector forma part del sistema de combustible, l'injector està dissenyat per atomitzar mecànicament el combustible al motor. Pot ser un injector de dièsel o de gasolina.