Sistemes de combustible de motors de gasolina i dièsel
Contingut
El sistema d'energia proporciona la funció principal de la central elèctrica: el lliurament d'energia del dipòsit de combustible al motor de combustió interna (ICE) que la converteix en moviment mecànic. És important desenvolupar-lo de manera que el motor rebi sempre gasolina o gasoil en la quantitat adequada, ni més ni menys, en tots els modes de funcionament més diversos. I si és possible, deseu els vostres paràmetres el màxim temps possible sense perdre la precisió del treball.
Finalitat i funcionament del sistema de combustible
Sobre una base ampliada, les funcions del sistema es divideixen en transport i dosificació. L'equipament del primer inclou:
- un dipòsit de combustible on s'emmagatzema un subministrament de gasolina o gasoil;
- bombes de reforç amb diferents pressions de sortida;
- sistema de filtració per a neteja gruixuda i fina, amb o sense dipòsits de decantació;
- línies de combustible de mànegues flexibles i rígides i canonades amb accessoris adequats;
- dispositius addicionals de ventilació, recuperació de vapors i seguretat en cas d'accident.
La dosificació de la quantitat necessària de combustible es realitza mitjançant sistemes de diferents nivells de complexitat, entre els quals destaquen:
- carburadors en motors obsolets;
- unitats de control del motor amb un sistema de sensors i actuadors;
- injectors de combustible;
- bombes d'alta pressió amb funcions de dosificació;
- controls mecànics i hidràulics.
El subministrament de combustible està estretament relacionat amb el subministrament d'aire al motor, però encara es tracta de sistemes diferents, de manera que la connexió entre ells només es realitza mitjançant controladors electrònics i el col·lector d'admissió.
Organització del subministrament de gasolina
Dos sistemes són fonamentalment diferents que són els responsables de la composició correcta de la mescla de treball: el carburador, on la velocitat de subministrament de gasolina està determinada per la velocitat del flux d'aire aspirat pels pistons, i la injecció a pressió, on el sistema només controla el flux d'aire i els modes del motor, dosificant el combustible per si sol.
Carburador
El subministrament de gasolina amb l'ajuda de carburadors ja està obsolet, ja que és impossible complir amb els estàndards ambientals. Fins i tot l'ús de sistemes electrònics o de buit als carburadors no va ajudar. Ara aquests dispositius no s'utilitzen.
El principi de funcionament del carburador era fer passar pels seus difusors un corrent d'aire dirigit al col·lector d'admissió. L'estrenyiment especial del perfil dels difusors va provocar una disminució de la pressió en el raig d'aire respecte a la pressió atmosfèrica. A causa de la caiguda resultant, es va subministrar gasolina des dels polvoritzadors. La seva quantitat estava limitada per la creació d'una emulsió de combustible en la composició determinada per la combinació de dolls de combustible i aire.
Els carburadors eren controlats mitjançant petits canvis de pressió en funció del cabal, només el nivell de combustible a la cambra del flotador era constant, que es mantenia bombejant i tancant la vàlvula de tancament d'entrada. Hi havia molts sistemes als carburadors, cadascun dels quals era responsable del seu propi mode de motor, des de l'arrencada fins a la potència nominal. Tot això va funcionar, però la qualitat de la dosificació finalment es va convertir en insatisfactòria. Era impossible ajustar amb precisió la mescla, que era necessària per als convertidors catalítics de gasos d'escapament emergents.
Injecció de combustible
La injecció a pressió fixa té avantatges fonamentals. Es crea mitjançant una bomba elèctrica instal·lada al dipòsit amb un regulador integrat o remot i es manté amb la precisió requerida. El seu valor és de l'ordre de diverses atmosferes.
La gasolina es subministra al motor mitjançant injectors, que són vàlvules solenoides amb atomitzadors. S'obren quan reben un senyal del sistema de control electrònic del motor (ECM) i després d'un temps calculat es tanquen, alliberant exactament la quantitat de combustible necessària per a un cicle del motor.
Inicialment, s'utilitzava un sol broquet, situat en lloc del carburador. Aquest sistema s'anomenava injecció central o única. No s'han eliminat totes les deficiències, de manera que les estructures més modernes tenen broquets separats per a cada cilindre.
Els sistemes d'injecció distribuïts i directes (directes) es divideixen segons la ubicació dels broquets. En el primer cas, els injectors subministren combustible al col·lector d'admissió, a prop de la vàlvula. En aquesta zona, la temperatura augmenta. Un camí curt fins a la cambra de combustió no permet que la gasolina es condense, cosa que era un problema amb la injecció única. A més, es va fer possible la fase del flux, alliberant gasolina estrictament en el moment en què s'obre la vàlvula d'admissió d'un cilindre determinat.
El sistema d'injecció directa funciona encara més eficientment. Quan els broquets es troben als capçals i s'introdueixen directament a la cambra de combustió, és possible utilitzar els mètodes més moderns d'injecció múltiple en un o dos cicles, encesa per capes i remolí complex de la mescla. Això augmenta l'eficiència, però crea problemes de fiabilitat que condueixen a un cost més elevat de peces i conjunts. En particular, necessitem una bomba d'alta pressió (bomba de combustible d'alta pressió), broquets especials i garantir que el tracte d'admissió es neteja de contaminants pel sistema de recirculació, perquè ara no es subministra gasolina a l'admissió.
Equips de combustible per a motors dièsel
El funcionament amb encès per compressió HFO té les seves pròpies especificitats associades a les dificultats d'atomització fina i alta compressió dièsel. Per tant, els equips de combustible tenen poc en comú amb els motors de gasolina.
Bomba d'injecció separada i injectors unitaris
L'alta pressió necessària per a una injecció d'alta qualitat a l'aire calent altament comprimit és creada per bombes de combustible d'alta pressió. Segons l'esquema clàssic, als seus pistons, és a dir, parells de pistons fets amb espais mínims, el combustible és subministrat per una bomba de reforç després d'una neteja a fons. Els pistons són accionats pel motor a través d'un arbre de lleves. La mateixa bomba realitza la dosificació girant els èmbols a través d'una cremallera connectada al pedal, i el moment d'injecció es determina a causa de la sincronització amb els eixos de distribució de gas i la presència de reguladors automàtics addicionals.
Cada parell d'èmbol està connectat per una línia de combustible d'alta pressió als injectors, que són vàlvules simples amb molla conduïdes a les cambres de combustió. Per simplificar el disseny, de vegades s'utilitzen les anomenades bombes-injectores, que combinen les funcions de les bombes de combustible d'alta pressió i els polvoritzadors a causa de l'accionament de potència de les lleves de l'arbre de lleves. Tenen els seus propis émbols i vàlvules.
Tipus d'injecció principal Common Rail
El principi de control electrònic de broquets connectats a una línia d'alta pressió comuna s'ha tornat més perfecte. Cadascun d'ells disposa d'una vàlvula electrohidràulica o piezoelèctrica que s'obre i es tanca a les ordres de la unitat electrònica. El paper de la bomba d'injecció es redueix només a mantenir la pressió requerida al rail, que, amb aquest principi, es podria portar fins a 2000 atmosferes o més. Això va permetre controlar el motor amb més precisió i ajustar-lo als nous estàndards de toxicitat.
Aplicació de línies de retorn de combustible
A més del subministrament directe de combustible al compartiment del motor, de vegades també s'utilitza un drenatge de retorn mitjançant una línia de retorn independent. Això té diverses finalitats, des de facilitar la regulació de la pressió en diferents punts del sistema, fins a l'organització de la circulació contínua del combustible. Recentment, el flux de retorn al dipòsit s'utilitza rarament, normalment només es necessita per resoldre problemes locals, per exemple, controlar la hidràulica dels broquets d'injecció directa.
