Skip to content

Injectia directa de benzina

August 21, 2013

Pentru a satisface cerintele tot mai severe de poluare, consum redus de combustibil, in coroborare cu cerintele de putere crescuta, orice motor modern alimentat cu benzina trebuie echipat cu un sistem de injectie directa de benzina.

Injectia directa de benzina inseamna ca injectia se efectueaza direct in camera de ardere, in speta in cilindrii motorului spre deosebire de injectia indirecta unde injectia combustibilului este efectuata in galeria de admisie la nivelul portii supapelor.

Injectia indirecta de benzina

Injectia indirecta de benzina

Injectia directa de benzina

Injectia directa de benzina cu injectorul plasat lateral ( se poate si cu injectorul plasat central)

Desi concepul de injectia directa de benzina este destul de vechi, primul vehicul echipat cu un astfel de sistem fiind Mercedes 300 SL in anul 1956, cei care au lansat primii, in masa, vehicule echipate cu sistem de injectie directa de benzina au fost grupul Volkswagen incepand cu anul 2000 sub denumirea arhicunoscuta de FSI (Fuel Stratified Injection).

Eficienta crescuta a acestui tip de injectie ofera avantaje insemnate in comparatie cu injectia indirecta de benzina si posibilitati interesante de dezvoltare in viitor.

Injectia directa de benzina (injector plasat lateral si bujie centrala)

Injectia directa de benzina (injector plasat lateral si bujie centrala)

Dupa cum mentionam si in articolul referitor la modernizarea motorului alimentat pe benzina pentru a creste si mai mult performantele motorului, alaturi de injectia directa se aplica si turbosupraalimentarea, rezultand astfel din motoare cu cilindree relativ scazuta, puteri similare cu ale unor motoare de cilindree mai mare ce folosesc injectia indirecta de benzina. Este binecunoscut in acest sens concepul de downsizing.

Sistemul de injectie directa de benzina este similar cu sistemul rampa comuna de injectie directa folosit la motoarele Diesel, in principiu fiind alcatuit din aceleasi componente principale, in schimb presiunile de injectie fiind cu un ordin de marime mai mici (maxim 150 bar).

Componentele sistemului de injectie directa pe benzina

Componentele sistemului de injectie directa pe benzina

Inainte de a vedea care sunt avantajele injectiei directe de benzina, haideti sa vedem care sunt inconvenientele injectiei indirecte:

formarea de picaturi in galeria de admisie, ceea ce conduce la control imprecis al cantitatii de combustibil ce va fi aspirata in cilindri insemnand un consum marit de combustibil;

– posibilitati foarte limitate de evacuare a gazelor arse din cilindru de catre incarcatura proaspata;

– nu se pot realiza amestecuri stratificate  (o sa detaliez mai jos ce insemna acest lucru).

Avantajele injectiei directe de benzina se rasfrang din faptul ca permite un control foarte precis al cantitatii de combustibil injectate in cilindru:

  • in mod evident lipsa picaturilor de combustibil in galeria de admisie;
  • permite functionarea cu amestecuri sarace in camera de ardere. Un amestec sarac este un amestec aer-combustibil la care masa de aer este superioara masei de aer necesara pentru arderea cantitatii de combustibil din amestec. Cu alte cuvinte in camera de ardere dispunem de mai mult aer decat este necesar.

Dupa cum probabil stiti deja motorul Diesel functioneaza dupa urmatorul principiu: in cilindri intra o cantitate de aer (in mare, tot timpul aceasi), se comprima acest aer, apoi se produce injectia unei cantitati precise de combustibil ( in functie de punctul de functionare si cerinta conducatorului auto ) care se va auto-aprinde si va produce lucrul mecanic pentru a pune vehiculul in miscare.

Marele dezavantaj al motorului pe benzina “conventional” este ca functioneaza aproape intotdeuna cu amestecuri stoichiometrice (adica dispune exact de masa de aer necesara pentru arderea unei anumite cantitati de carburant). Pentru a obtine acesta masa de aer este necesara obturarea admisiei cu binecunoscuta clapeta de admisie.

Clapeta de admisie conduce la pierderi de pompaj si este responsabila pentru consumul crescut de combustibil al motorului alimentat cu benzina.

Obiectivul injectiei directe de benzina este asadar, mentinerea clapetei de admisie deschisa urmand sa injectam astfel doar cantitatea de combustibil care ne intereseaza. De fapt, scopul este de a concentra acesta cantitate de combustibil in zona bujiei pentru a obtine un amestec  apropiat de cel stoichiometric (λ=1) in jurul bujiei, iar in rest sa avem numai aer. Pentru aceasta norul de combustibil este dirijat aerodinamic in zona bujiei (vezi forma pistonului), iar injectia combustibilului are loc in faza de compresie: acesta este modul stratificat de functionare.

Acesta arata cam asa:

mod stratificat1

Functionarea in modul stratificat (aceasta poate avea loc doar la sarcini partiale ) aduce economii insemnate de combustibil.

  • cand este injectat si vaporizeaza (proces termodinamic care se desfasoara cu absortie de caldura), combustibiul absoarbe caldura aerului proaspat admis in cilindru. Prin scaderea temperaturii aerului, acesta isi creste densitatea si vom avea o mai buna umplere in cilindri. Dar cel mai important se va evita fenomenul de detonatie (auto-aprinderea necontrolata a combustibilului) si se va putea creste prin urmare, si raportul de compresie al motorului. Cresterea raportului de compresie al motorului antreneaza dupa sine cresterea randamentului motorului si prin urmare conduce la o economie de combustibil inca o data in plus🙂

Din pacate, injectia directa are si dezavantaje:

  • functionarea in modul stratificat este destul de dificil de obtinut datorita variatiilor mari in ciclurile de functionare ale motorului si poate fi aplicata pe un domeniu restrans: la sarcini si regimuri partiale ( ex: ralanti ).
  • sistemul de tratare a gazelor de esapament trebuie adaptat noului mod de functionare. In cazul functionarii normale cu amestecuri omogene, motorul pe benzina este depoluat folosind un catalizator cu trei cai.  Coeficientul de exces de aer (λ) va oscila in jurul valorii 1 pentru a reduce astfel HC, CO si NOx (vezi aici articolul despre λ si sonda de oxigen) .
  • Functionand cu amestecuri sarace tratarea NOx nu mai este posibila si este necesara adoptarea unui sistem suplimentar in acest sens: EGR (vezi articol aici) sau catalizator de NOx. Aceste sisteme inseamna un cost suplimentar deloc neglijabil.
  • injectia directa in cilindrii motorului poate avea consecinte pe care nu le intalnim in cazul injectiei indirecte de benzina.  Se pot forma stropi de combustibil in capul pistonului pe camasa cilindruluii ceea ce poate conduce la formarea de particule si /sau degragadarea calitatii uleiului motor.
  • cost mai ridicat decat al sistemului de injectie indirecta (datorita pompei si injectoarelor de inalta presiune);
  • trebuie ales un combustibil de o calitatea mai buna.

From → Noutati

3 Comments
  1. Mașini adevărate permalink

    Mai bine rămâneam la carburatoare . Ceea ce se zice despre carburatoare (nu sunt puternice ) e vrăjeală .
    Am o mașină de 35 de ani și când apăs accelerația un pic mai tare mă lipește de spătarul scaunului . Și am o mașină din 2002 injecție directă la care poți să apeși accelerația ca nu se întâmplă nimic . Înc în plus și transmisia îi nașpa (Volkswagen ce să mai zic) .
    La consum într.-adevăr e mai bună aia nouă.
    În schimb , cu cea veche după ce ai urcat dealul oprești motorul și gata volan mecanic frâne semi-servo dai să meargă
    Când gata coborâșul îi dai contact apeși ambreiajul o bagi în viteză lași încet ambreiajul și gata , a pornit .
    Astfel nu poluezi atât de mult decât cu o mașină hiperdotata cu de dracu știe ce calculatoare sau alte sisteme complicate.
    Doar nu-i navă spațială

    • Igor permalink

      nu-i vorba doar de putere, e vorba despre ecologie si consum inutil de benzina

  2. VICOVAN permalink

    Aş reveni oricând la carburator, au fost maşini cu performanţe mult mai mari cu carburaţie clasică decăt cele cu injecţie care aduc , uneori, un câştig la nivelul de consum /km şi un benificiu la poluare , dar complicate în exploatare, care nu-ţi dă satisfacţia mecanicii clasice de a-ţi repara maşina….Una peste alta, sunt bune şi nu chiar foarte scumpe ….

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: