AUTORIDE

Vstřikování paliva: Jak funguje tento způsob přípravy směsi?

Fuel injection
Fuel injection
Pod kapotou
Publikováno
Článek přeložen s pomocí AI z originálu (zdroj: autoride.sk)

Vstřikování paliva je způsob přípravy směsi paliva a vzduchu pro spalovací motory. Princip vstřikování paliva spočívá ve stříknutí paliva skrz malý otvor, respektive trysku vstřikovače, a to buď do sacího potrubí, nasávacího kanálu, komůrky, válce nebo kompresního prostoru.

Aby se vytvořila co nejvhodnější směs, palivo před tryskou je stlačeno na vyšší tlak než je tlak v prostoru, do kterého se vstřikuje. Následkem vyššího tlaku a malého rozměru trysky se palivo během vstřiku rozpráší, což umožní urychlit tvorbu směsi.

Obsah

Výjimku tvoří nejstarší systém pneumatického vstřikování při kterém je palivo s nezvýšeným tlakem přiváděno do spalovacího prostoru přes trysku pomocí proudu stlačeného vzduchu. Dnes se však již tento systém vstřikování paliva nepoužívá.

Vstřikování paliva zajišťuje vstřikovací zařízení. To slouží k dopravě a rozprašování paliva a jeho úkolem je zajistit dodávku přesného množství paliva, v přesném čase podle aktuálních požadavků na výkon motoru.

Vstřikovací zařízení se skládá:

  • palivová nádrž
  • spojovací potrubí
  • čidlo teploty paliva
  • dopravní čerpadlo
  • čističe paliva (palivový filtr)
  • vstřikovací čerpadlo
  • výtlačné potrubí
  • kompresor
  • zásobník stlačeného vzduchu
  • zásobník stlačeného paliva
  • regulátor tlaku
  • vstřikovač
  • řídicí jednotka
  • další komponenty

Avšak v závislosti na koncepci vstřikování a typu motoru nemusí být vždy všechny tyto uvedené komponenty přítomny.

Dopravní čerpadlo:

Nemusí se nacházet u všech vstřikovacích zařízení. U některých starých vstřikovacích zařízení bylo totiž dopravní čerpadlo nahrazeno výškovým uspořádáním palivového okruhu tak, aby se palivová nádrž nacházela výše než vstřikovací čerpadlo. Palivo se tak z palivové nádrže dopravovalo do vstřikovacího čerpadla tak, že jej zaplavovalo působením gravitační síly.

Kompresor a zásobník stlačeného vzduchu:

Tyto komponenty byly přítomny jen při pneumatickém systému vstřikování paliva, který se dnes, jak jsem již zmiňoval, nevyužívá.

Podle typu motoru, koncepce a konstrukce vstřikování paliva rozlišujeme:

Vstřikování paliva pro zážehový motor:

1. Nepřímé vstřikování paliva

Je způsob přípravy směsi pro zážehové motory. Při nepřímém vstřikování přechází palivo pod tlakem přes trysku, což vede k jemnému rozprášení paliva na drobné částečky a zajištění jeho rychlého odpařování.

Vstřikování a tvorba směsi probíhají před sacím ventilem, v sacím potrubí nebo kanálu. Jelikož se nejedná o vstřikování paliva přímo do válce, nazývá se toto vstřikování nepřímé.

Hlavním úkolem nepřímého vstřikování je vytvořit co nejhomogennější směs paliva a vzduchu ve správném poměru. Pro běžné zážehové motory, které jsou vybavenytřícestným katalyzátoremje správná stechiometrická směs, při které jesoučinitel přebytku vzduchu λ = 1.

2. Přímé vstřikování paliva

Při přímém vstřikování paliva se palivo vstřikuje přímo do válce, což umožňuje aktivně řídit vrstvenou tvorbu směsi. Zážehový motor s přímým vstřikováním spaluje homogenní, ale také nehomogenní (vrstvenou) směs.

U homogenní směsi se vstřikuje dávka paliva λ = 1 do spalovacího prostoru během sacího zdvihu. Při vrstvené směsi se palivo vstřikuje do rozvířeného vzduchu během kompresního zdvihu, čímž vytvoří lokálně homogenní směs v oblasti zapalovací svíčky.

V ostatních prostorách válce se však nachází chudá směs asoučinitel přebytku vzduchu je tedy λ > 1. Spalování s přebytkem vzduchu (chudé směsi) totiž umožňuje snížit spotřebu paliva.

Vstřikování paliva pro vznětové motory:

1. Nepřímé (komůrkové) vstřikování paliva

Při komůrkovém vstřikování se palivo vstřikuje do komůrky (vytvořené v hlavě válců), kde se vlivem vysoké teploty a tlaku vznítí a dále postupuje do hlavního spalovacího prostoru.

Vznětové motory s nepřímým vstřikováním paliva mají vyšší spotřebu paliva a nižší výkon než vznětové motory vybavené přímým vstřikováním paliva. Jejich výhodou je však méně náročná konstrukce a menší náchylnost ke kvalitě paliva.

2. Přímé vstřikování paliva

Při přímém vstřikování se palivo vstřikuje přímo do spalovacího prostoru, kde se vlivem vysoké teploty a tlaku vznítí. Přímé vstřikování paliva je u vznětových motorů realizováno pomocí vstřikovacího systému s tlakovým zásobníkem Common rail ve zkratce CR nebo pomocí systému PD - Pumpe Duse (Čerpadlo - tryska).

  • Systém PD (Pumpe Duse) - vytváří vysoký tlak přímo ve vstřikovačích, v každém zvlást

U zážehových motorů, kde se výkon motoru reguluje množstvím směsi, má vstřikování paliva v porovnání s karburátorovým způsobem přípravy směsi několik výhod, jako například vyšší výkon motoru, nižší spotřeba paliva, nižší emise či rovnoměrnost rozdělení směsi.

Karburátory jsou určeny k míchání vzduchu a paliva v potřebném množství a poměru podle zatížení motoru a jeho otáček. Výkon motoru je regulován přímým řízením průtoku vzduchu, který nepřímo řídí tok paliva, protože karburátor je smíchá v konstantním poměru.

Vznětový motor však přímo reguluje výkon množstvím paliva, což znamená, že karburátorové vznětové motory neexistují.

Tagy: přímé vstřikování vícebodové vstřikování paliva přímé vstřikování paliva jednobodové vstřikování paliva vstřikování paliva nepřímé vstřikování nepřímé vstřikování paliva komůrkové vstřikování paliva