Sistemi goriva benzinskih i dizel motora

Energetski sistem obezbeđuje glavnu funkciju elektrane - isporuku energije iz rezervoara za gorivo do motora sa unutrašnjim sagorevanjem (ICE) koji je pretvara u mehaničko kretanje. Važno ga je razviti tako da motor uvijek prima benzin ili dizel gorivo u pravoj količini, ni više ni manje, u svim najrazličitijim načinima rada. I ako je moguće, sačuvajte svoje parametre što je duže moguće bez gubitka točnosti rada.

Namjena i rad sistema goriva

Na proširenoj osnovi, funkcije sistema su podijeljene na transport i doziranje. Oprema za prvu uključuje:

• rezervoar za gorivo u kojem se skladišti zaliha benzina ili dizel goriva;
• pumpe za povišenje pritiska sa različitim izlaznim pritiscima;
• sistem filtracije za grubo i fino čišćenje, sa ili bez taložnika;
• vodovi za gorivo iz fleksibilnih i krutih crijeva i cjevovodi sa odgovarajućim spojevima;
• dodatni uređaji za ventilaciju, rekuperaciju pare i sigurnost u slučaju nezgoda.

Doziranje potrebne količine goriva vrši se sistemima različitih nivoa složenosti, a to su:

• karburatori u zastarjelim motorima;
• upravljačke jedinice motora sa sistemom senzora i aktuatora;
• brizgaljke za gorivo;
• visokotlačne pumpe s funkcijama doziranja;
• mehaničke i hidraulične kontrole.

Opskrba gorivom usko je povezana sa snabdijevanjem motora zrakom, ali ipak su to različiti sistemi, tako da se veza između njih ostvaruje samo preko elektronskih kontrolera i usisnog razvodnika.

Organizacija snabdijevanja benzinom

Dva sistema su suštinski različita koja su odgovorna za ispravan sastav radne smeše - karburator, gde je brzina dovoda benzina određena brzinom protoka vazduha usisavanog klipovima, i ubrizgavanje pod pritiskom, gde sistem samo prati protok vazduha i režimi rada motora, samostalno doziranje goriva.

Karburator

Opskrba benzinom uz pomoć karburatora već je zastarjela, jer je s njim nemoguće ispuniti ekološke standarde. Čak ni upotreba elektronskih ili vakuumskih sistema u karburatorima nije pomogla. Sada se ovi uređaji ne koriste.

Princip rada karburatora bio je da kroz svoje difuzore prođe struja zraka usmjerena na usisni razvodnik. Posebno profilisano suženje difuzora izazvalo je smanjenje pritiska u mlazu vazduha u odnosu na atmosferski pritisak. Zbog nastalog pada, benzin se dovodio iz prskalica. Njegova količina bila je ograničena stvaranjem emulzije goriva u sastavu određenom kombinacijom mlaznica goriva i zraka.

Karburatori su kontrolirani malim promjenama tlaka ovisno o protoku, samo je nivo goriva u komori plovka bio konstantan, što se održavalo pumpanjem i zatvaranjem ulaznog zapornog ventila. U karburatorima je bilo mnogo sistema, od kojih je svaki bio odgovoran za svoj vlastiti način rada motora, od pokretanja do nazivne snage. Sve je to uspjelo, ali je kvaliteta doziranja na kraju postala nezadovoljavajuća. Bilo je nemoguće precizno podesiti smjesu, što je bilo potrebno za nastajanje katalizatora izduvnih plinova.

Ubrizgavanje goriva

Fiksno ubrizgavanje pod pritiskom ima fundamentalne prednosti. Kreira ga električna pumpa ugrađena u rezervoar sa integrisanim ili daljinskim regulatorom i održava se sa potrebnom preciznošću. Njegova vrijednost je reda veličine nekoliko atmosfera.

Benzin se u motor opskrbljuje brizgaljkama, koji su elektromagnetni ventili sa atomizerima. Otvaraju se kada prime signal od elektronskog upravljačkog sistema motora (ECM), a nakon izračunatog vremena se zatvaraju, ispuštajući tačno onoliko goriva koliko je potrebno za jedan ciklus motora.

U početku je korištena jedna mlaznica, smještena umjesto karburatora. Takav sistem se zvao centralno ili jednostruko ubrizgavanje. Nisu svi nedostaci otklonjeni, pa modernije strukture imaju zasebne mlaznice za svaki cilindar.

Distribuirani i direktni (direktni) sistemi ubrizgavanja dijele se prema lokaciji mlaznica. U prvom slučaju, mlaznice dovode gorivo u usisnu granu, blizu ventila. U ovoj zoni temperatura je povećana. A kratak put do komore za sagorevanje ne dozvoljava kondenzaciju benzina, što je bio problem kod jednog ubrizgavanja. Osim toga, postalo je moguće fazno dovod, ispuštajući benzin striktno u trenutku kada se otvori usisni ventil određenog cilindra.

Sistem direktnog ubrizgavanja radi još efikasnije. Kada se mlaznice nalaze u glavama i direktno uvode u komoru za sagorevanje, moguće je koristiti najsavremenije metode višestrukog ubrizgavanja u jednom ili dva ciklusa, slojevitog paljenja i složenog vrtloga smeše. Ovo poboljšava efikasnost, ali stvara probleme s pouzdanošću koji dovode do veće cijene dijelova i sklopova. Posebno nam je potrebna pumpa visokog pritiska (pumpa za gorivo visokog pritiska), posebne mlaznice i osiguranje da se usisni trakt očisti od zagađivača recirkulacijskim sistemom, jer se sada benzin ne dovodi u usis.

Oprema za gorivo za dizel motore

Rad sa kompresijskim paljenjem HFO ima svoje specifičnosti povezane s teškoćama fine atomizacije i visoke kompresije dizela. Stoga oprema za gorivo ima malo zajedničkog s benzinskim motorima.

Odvojena pumpa za ubrizgavanje i jedinični injektori

Visok pritisak potreban za kvalitetno ubrizgavanje u visoko komprimovani vrući vazduh stvaraju pumpe za gorivo visokog pritiska. Prema klasičnoj shemi, do njegovih klipova, odnosno klipnih parova napravljenih s minimalnim zazorima, gorivo se nakon temeljitog čišćenja dovodi pomoću pumpe za povišenje tlaka. Klipove pokreće motor preko bregastog vratila. Ista pumpa vrši doziranje okretanjem klipova kroz zupčanik spojenu na pedalu, a trenutak ubrizgavanja se određuje zbog sinhronizacije sa osovinama za distribuciju gasa i prisustva dodatnih automatskih regulatora.

Svaki par klipa povezan je linijom za gorivo visokog pritiska sa injektorima, koji su jednostavni ventili sa oprugom koji se vode u komore za sagorevanje. Kako bi se pojednostavio dizajn, ponekad se koriste tzv. pumpe-injektori, koji kombiniraju funkcije visokotlačnih pumpi za gorivo i prskalica zbog pogonskog pogona iz bregastih osovina. Imaju svoje klipove i ventile.

Tip glavnog ubrizgavanja Common Rail

Princip elektronske kontrole mlaznica povezanih na zajednički vod visokog pritiska postao je savršeniji. Svaki od njih ima elektrohidraulički ili piezoelektrični ventil koji se otvara i zatvara na komandu elektronske jedinice. Uloga pumpe za ubrizgavanje svodi se samo na održavanje potrebnog pritiska u šini, koji bi se ovim principom mogao dovesti do 2000 atmosfera ili više. To je omogućilo precizniju kontrolu motora i uklapanje u nove standarde toksičnosti.

Primjena povratnih vodova goriva

Osim direktnog dovoda goriva u motorni prostor, ponekad se koristi i povratni odvod kroz poseban povratni vod. Ovo ima različite svrhe, od olakšavanja regulacije pritiska na različitim tačkama u sistemu, do organizacije kontinuirane cirkulacije goriva. U posljednje vrijeme, povratni tok u rezervoar se rijetko koristi, obično je potreban samo za rješavanje lokalnih problema, na primjer, upravljanje hidraulikom mlaznica za direktno ubrizgavanje.