Iniezione di carburante in i motori à benzina. Vantaghji, svantaghji è prublemi pussibuli

U tipu di sistema di iniezione determina i paràmetri di u mutore è i costi operativi. Affetta a dinamica, u cunsumu di carburante, l'emissioni di scarico è i costi di mantenimentu di a vittura.

A storia di l'applicazione pratica di l'iniezione di gasoline in un mutore di combustione interna in u trasportu data di u periodu prima di a Prima Guerra Munniali. Ancu allora, l'aviazione cercava urgentemente novi suluzioni chì puderanu migliurà l'efficienza di i mutori è superà i prublemi cù u putere in diverse pusizioni di l'aviò. L'iniezione di carburante, chì prima apparsu in u mutore di l'aeronautica francese V8 di u 1903, hè stata utile. Ùn era finu à u 1930 chì a Mercedes 1951 SL à iniezione di carburante hà debuttatu, largamente cunsiderata cum'è un precursore in u campu. Tuttavia, in a versione sportiva, era a prima vittura cù iniezione diretta di benzina.

L'iniezione elettronica di carburante hè stata utilizata prima in u 300 in un mutore Chrysler 1958. L'iniezione di benzina multipuntu cuminciò à apparisce in vitture in l'anni 1981, ma hè stata utilizata soprattuttu in mudelli di lussu. Pompe elettriche d'alta pressione eranu digià in usu per assicurà a pressione propria, ma u cuntrollu era sempre a rispunsabilità di i meccanichi, chì solu fade in l'obliu in u 600 cù a fine di a produzzione Mercedes. I sistemi di iniezione eranu sempre caru è ùn anu micca cambiatu à vitture boni è populari. Ma quandu hè diventatu necessariu in i XNUMXs per installà cunvertitori catalitici nantu à tutti i vitture, indipendentemente da a so classa, un tipu d'iniezione più prezzu deve esse sviluppatu.

A prisenza di un catalizzatore necessitava un cuntrollu più precisu di a cumpusizioni di a mistura chì i carburatori puderanu furnisce. Cusì hè stata creata l'iniezione di un puntu, una versione magra di "multi-puntu", ma abbastanza per i bisogni di e vitture boni. Dapoi a fini di l'anni novanta, hà cuminciatu à sparisce da u mercatu, rimpiazzatu da injectors multi-puntu, chì sò attualmente u sistema di carburante più populari in i motori di l'automobile. In u 1996, l'iniezione diretta di carburante hà fattu u so debut standard in u Mitsubishi Carisma. A nova tecnulugia avia bisognu di migliura seriu è à u principiu hà trovu pocu seguitori.

In ogni casu, in fronte di standard di gas di scarico sempre più stretti, chì da u principiu hà avutu una forte influenza in u prugressu in i sistemi di carburante di l'automobile, i diseggiani anu da passà à l'iniezione diretta di benzina. In l'ultimi suluzioni, finu à quì pocu in numeru, combina dui tipi di iniezione di gasoline - indirettu multipuntu è direttu.    

Iniezione indiretta à un puntu

In i sistemi di iniezione unicu puntu, u mutore hè alimentatu da un solu injector. Hè stallatu à l'entrata di u manifold d'admission. U carburante hè furnitu sottu pressione di circa 1 bar. U carburante atomizatu si mischia cù l'aria davanti à i porti di ingressu di i canali chì portanu à i cilindri individuali.

A mistura carburante-aria hè aspirata in i canali senza dosa precisa di a mistura per ogni cilindru. A causa di e diffirenzii in a durata di i canali è a qualità di i so finiti, l'alimentazione di i cilindri hè irregulare. Ma ci sò ancu benefici. Siccomu u percorsu di a mistura di carburante cù l'aria da a bocca à a camera di combustione hè longu, u carburante pò evaporà bè quandu u mutore si riscalda bè. In u clima fretu, u carburante ùn si evapora micca, e sete si cundensanu nantu à i mura di u cullettivu è partenu in parte in a camera di combustione in forma di gocce. In questa forma, ùn pò micca brusgià cumplitamenti nantu à u ciculu di travagliu, chì porta à una bassa efficienza di u mutore in a fase di riscaldamentu.

A cunsiguenza di questu hè un aumentu di u cunsumu di carburante è una alta toxicità di gasi di scarico. L'iniezione di un puntu hè simplice è economicu, ùn hà micca bisognu di parechje parti, ugelli cumplessi è sistemi di cuntrollu avanzati. I costi di pruduzzione bassu risultatu in un prezzu di veiculi più bassu, è e riparazioni cù l'iniezione di un puntu sò faciuli. Stu tipu d'iniezione ùn hè micca utilizatu in i mutori muderni di vitture di passageru. Pò esse truvatu solu in mudelli cù un designu retrocessu, ancu s'ellu hè pruduttu fora di l'Europa. Un esempiu hè u Samand iranianu.

privilegi

- Disegnu simplice

- Bassu costu di pruduzzione è mantenimentu

- Bassa toxicità di i gasi di scarico quandu u mutore hè caldu

difetti

- Bassa precisione di dosa di carburante

- Cunsumu di carburante relativamente altu

- Alta tossicità di i gasi di scarico in a fase di riscaldamentu di u mutore

- Prestazione scarsa in quantu à a dinamica di u mutore

Iniezione indiretta multipuntu

Una estensione di l'iniezione indiretta à puntu unicu hè l'iniezione indiretta multipuntu cù un iniettore in ogni portu di ingressu. U carburante hè furnitu dopu à l'acceleratore, ghjustu prima di a valvula d'admission.L'injectors sò più vicinu à i cilindri, ma a strada di a mistura aria / carburante hè sempre abbastanza longa per u carburante per vaporizà nantu à un mutore caldu. Per d 'altra banda, a fase di riscaldamentu hà menu tendenza à cundensà nantu à i mura di u portu di ingesta, postu chì a distanza trà a bocca è u cilindru hè più corta. In i sistemi multipuntu, u carburante hè furnitu à una pressione di 2 à 4 bar.

Un iniettore separatu per ogni cilindru dà à i diseggiani pussibulità completamente novi in ​​quantu à aumentà a dinamica di u mutore, riducendu u cunsumu di carburante è riducendu l'emissioni di scarico. Inizialmente, ùn sò micca stati utilizati sistemi di cuntrollu avanzati, è tutti i nozzles misuravanu carburante à u stessu tempu. Sta suluzione ùn era micca ottimali, postu chì u mumentu di l'iniezione ùn hè micca accadutu in ogni cilindru à u mumentu più vantaghju (quandu chjappà a valvula d'ingesta chjusa). Solu u sviluppu di l'elettronica hà permessu di custruisce sistemi di cuntrollu più avanzati, grazie à quale l'iniezione hà cuminciatu à travaglià più precisamente.

Inizialmente, i bocchi sò stati aperti in coppie, dopu un sistema di iniezione di carburante sequenziale hè statu sviluppatu, in quale ogni ugellu si apre per separatamente, à u mumentu ottimale per un cilindru datu. Sta suluzione permette di selezziunà accuratamente a dosa di carburante per ogni colpu. Un sistema multipuntu seriale hè assai più cumplessu chè un sistema unicu puntu, più caru di fabricazione è più caru di mantene. Tuttavia, vi permette di aumentà significativamente l'efficienza di u mutore cù menu cunsumu di carburante è menu toxicità di gasi di scarico.

privilegi

- Alta precisione di dosa di carburante

- Bassu cunsumu di carburante

- Molte pussibulità in quantu à a dinamica di u mutore

- Bassa toxicità di i gasi di scarico

difetti

- Cumplessità significativa di u disignu

- Costi di pruduzzione è di mantenimentu relativamente elevati

Injezione diretta

In questa suluzione, l'injector hè stallatu in u cilindru è injects fuel direttamente in a camera di combustione. Da una banda, questu hè assai benefiziu, perchè permette di rimpiazzà assai rapidamente a carica di carburante-aria sopra u pistone. Inoltre, u carburante relativamente friddu rinfriscà bè a corona di u pistone è i mura di u cilindru, cusì hè pussibule di aumentà u rapportu di compressione è ottene una efficienza più alta di u mutore senza teme di colpi di combustione avversi.

I motori à iniezione diretta sò pensati per brusgià mischie d'aria / carburante assai magre à carichi di mutore bassi per ottene un cunsumu di carburante estremamente bassu. In ogni casu, hè risultatu chì questu causa prublemi cù un eccessu di l'ossidi di nitrogenu in i gasi di scarico, per eliminà chì hè necessariu installà sistemi di pulizia adattati. I diseggiani trattanu l'ossidi di nitrogenu in duie manere: aghjunghjendu boost è riduzzione di a dimensione, o installendu un sistema cumplessu di bocche bifasi. A pratica mostra ancu chì cù l'iniezione diretta di carburante, u fenomenu sfavorevule di i dipositi di carbone in i dutti d'ingaghjamentu di i cilindri è nantu à i steli di a valvula d'ingressu (diminuzione di a dinamica di u mutore, aumentu di u cunsumu di carburante).

Questu hè chì i porti di ingressu è e valvole di ingressu ùn sò micca lavati cù a mistura aria / carburante cum'è cù l'iniezione indiretta. Dunque, ùn sò micca lavati da particelle d'oliu fini chì entranu in u sistema di aspirazione da u sistema di ventilazione di u carter. L'impurità di l'oliu s'enduriscenu sottu a influenza di a temperatura, creendu una strata sempre più grossa di sedimentu indesevule.

privilegi

- Precisione di dosa di carburante assai alta

- Possibilità di brusgià mischie magre

- Dinamica di u mutore assai bona cù pocu cunsumu di carburante

difetti

- Disegnu estremamente cumplessu

- Costi di pruduzzione è mantenimentu assai elevati

- Prublemi cù l'eccessi di ossidi di nitrogenu in i gasi di scarico

- Depositi di carbone in u sistema di ingressu

Dual injection - diretta è indiretta

U disignu di u sistema di iniezione mistu sfrutta l'iniezione diretta è indiretta. L'iniezione diretta funziona quandu u mutore hè friddu. A mistura di carburante / aria scorri direttamente sopra u pistone è a condensazione hè esclusa. Quandu u mutore hè caldu è funziona sottu una carica ligera (conduzzione di velocità constante, accelerazione liscia), l'iniezione diretta smette di travaglià è l'iniezione indiretta multipuntu assume u so rolu. Fuel evaporates megliu, injectors di u sistema di iniezione diretta assai caru ùn funzionanu micca è ùn sguassate micca, i valvuli di intake sò lavati da a mistura carburante-aria, cusì i dipositi ùn si formanu micca nantu à elli. À carichi elevati di u mutore (accelerazioni forti, guida veloce), l'iniezione diretta hè riattivata, chì assicura un riempimentu assai veloce di i cilindri.

privilegi

- Dosage di carburante assai precisu

- Consegna ottimale di u mutore in tutte e cundizioni

- Dinamica di u mutore assai bona cù pocu cunsumu di carburante

- Nisun depositu di carbone in u sistema di ingressu

difetti

- Enorme cumplessità di u disignu

- Costi di pruduzzione è di mantenimentu estremamente elevati