Wtrysk mechaniczny - ewolucja zasilania silników (cz. 2)

Wtrysk paliwa stosowany był na długo przed rozwojem elektroniki i systemów cyfrowych. Wtrysk całkowicie mechaniczny nie może oczywiście dorównywać obecnym układom opartym o mikrokontrolery z "zaszytymi"  mapami wtrysku. Nie umniejsza to jednak jego wkładu w rozwój motoryzacji.

W Dieslu to konieczność

Stymulatorem rozwoju wtrysku paliwa był silnik z zapłonem samoczynnym. W silniku ZS początek wtryskiwania paliwa jest czynnikiem determinującym chwilę nastąpienia zapłonu. Wymusiło to zbudowanie wysokociśnieniowej pompy wtryskowej i wtryskiwacza umieszczonego bezpośrednio w komorze spalania lub komorze wstępnej ew. wirowej. Popularność zdobyły rzędowe pompy wielotłoczkowe. Na każdy z cylindrów przypadała jedna sekcja z tłoczkiem poruszanym przy pomocy krzywki.

Zasada działania pompy rzędowej (arhursclipart.com)

Skok tłoczka był zawsze taki sam. W jaki sposób była regulowana dawka paliwa?

Za dawkowanie odpowiadała śrubowo skręcona krawędź tłoczka współpracująca z otworem przelewowym. Zależnie od tego o jaki kąt był obrócony tłoczek, otwór był uchylony przez dłuższy lub krótszy okres. O ustawieniu kąta decydowała zębata listwa sterująca — jej wysuniecie odpowiadało wciśnięciu pedału przyspieszenia.

Oczywiście to pewne uproszczenie: pompa wtryskowa zwykle zawiera dodatkowe regulatory wpływające na listwę. Uniemożliwiają one np. rozbieganie silnika.

Zaletą takiej pompy jest niewątpliwie prostota (pomimo obecności kilku sekcji) i niezawodność. Niestety każda z sekcji wymaga osobnej kalibracji. Stąd pompy rzędowe ustąpiły miejsca bardziej zaawansowanym pompom rozdzielaczowym: osiowym i promieniowym. Pompy wielosekcyjne można dalej spotkać w niektórych silnikach przemysłowych lub w wyczynowych silnikach Diesla używanych w zawodach "przeciągania ciągnikiem" (ang. tractor pulling). Te ostatnie przekraczają moc 2000 KM z ośmiolitrowych jednostek R6. Gwoli ścisłości: ich seryjne odpowiedniki wyposażone są w Common Rail lub elektronicznie sterowane pompy rozdzielaczowe.

Zobacz również: Goodyear - konferencja


Silniki TDI – jak to się zaczęło…

Benzyniak próbuje naśladować

Na zdjęciu otwierającym artykuł znajduje się silnik z zapłonem iskrowym (benzynowy) Mercedesa 300 SL. Nietrudno zauważyć, że został wyposażony w pompę rzędową i wtrysk bezpośredni. Korzyść? Nie ma zwężki gaźnika, a paliwo paruje dopiero w komorze spalania. Dzięki temu do cylindrów może dostać się więcej powietrza, co oznacza wyższy moment obrotowy i, w konsekwencji, większą moc.

Pomysł nie przetrwał próby czasu. W silniku ZI trzeba dbać o skład mieszanki paliwowo-powietrznej, wydatek pompy powinien nadążać za ilością dostarczanego powietrza. Obecnie, w dobie elektroniki, wystarczyłaby mapa zależności dawki paliwa od prędkości obrotowej silnika i uchylenia przepustnicy. 50-lat temu nie było to takie proste. Druga kwestia to gorsze właściwości smarujące benzyny niż oleju napędowego, odbijające się na trwałości układu wtryskowego.


Wtrysk ciągły, czyli inne podejście do tematu

Wcześniej opisywane systemy dawkowały paliwo w sposób przerywany, raz na cykl pracy silnika. Rewolucji dokonał układ K-Jetronic, gdzie wtryskiwacze (7) znajdowały się w kolektorze dolotowym, a paliwo podawane było ciągłym strumieniem. Regulacja dawki odbywała się przez zmianę ciśnienia paliwa dostarczanego do wtryskiwaczy.

Schemat układu K-Jetronic (passiongolfgti.com/Bosch)

Ciśnienie wytwarzała elektryczna pompa paliwa (3). Dostarczała ona benzynę do zespołu regulacji ciśnienia (1) wyposażonego w wychylną tarczę spiętrzającą. Wpływające powietrze unosiło tarczę, w następstwie powodując zwiększenie ciśnienie paliwa. W ten sposób ilość wtryskiwanego paliwa była proporcjonalna do ilości pobieranego powietrza. Tarczę spiętrzającą można nazwać przodkiem obecnych przepływomierzy.

Zespół z tarczą spiętrzającą (tctech.hu)

Niestety układ nie był tak prosty jak mogłoby się wydawać. Bo jak np. zrealizować procedurę rozruchową i pracę zimnego silnika? Potrzebny był dodatkowy (piąty w silniku czterocylindrowym) wtryskiwacz rozruchowy (11). Umieszczano go dalej od głowicy by paliwo miało czas na odparowanie. O jego pracy decydował wyłącznik termiczno-czasowy (13) umieszczony w kadłubie. Był on oparty o element bimetalowy, wyginający się pod wpływem temperatury i rozłączający obwód. By czas jego działanie nie był zależny wyłącznie od temperatury silnika, ale też od czasu jego pracy, w środku montowano dodatkową grzałkę. Tak wiele było potrzeba by umożliwić rozruch silnika, dziś wystarczy tylko kilka linijek kodu.

Później pojawił się częściowo zelektronizowany KE-Jetronic. Sterownik miał tylko częściowy wpływ na ciśnienie benzyny.

Poprzednia część:

Rozstanie z gaźnikiem – ewolucja zasilania silników (cz. 1)

Źródło: Passion Golf GTISerious Wheels

Zobacz więcej artykułów z serii: Układ zasilania i paliwo

Podziel się:

Przeczytaj także:

Także w kategorii Poradniki i mechanika:

Leki zaburzające zdolność prowadzenia pojazdu [poradnik] Regeneracja wtryskiwaczy Common Rail Smarowanie mechanizmów różnicowych - czy wymiana oleju jest konieczna? Eksploatacja świec zapłonowych – ocena wyglądu świecy Łańcuchy tekstylne - lepsza alternatywa dla stalowych? Świece zapłonowe - budowa i zasada działania Jak eksploatować samochód z instalacją gazową? Tramwaj czy auto - kto ma pierwszeństwo? Amortyzatory o zmiennej charakterystyce tłumienia - ciecze magnetoreologiczne Amortyzatory o zmiennej charakterystyce tłumienia - sterowanie zaworami elektromagnetycznymi Porównanie napędu Mazda SKYACTIV kontra Škoda TSI&DSG Opony zimowe - na co zwrócić uwagę Škoda Octavia 1,2 TSI - którą wersję silnika i jaką skrzynię lepiej wybrać? Amortyzatory o zmiennej charakterystyce tłumienia Jak dbać o oświetlenie pojazdu? Jaka prędkość na autostradzie jest najlepsza? Strefa ruchu i strefa zamieszkania - czym się różnią? Dlaczego opona zimowa lepiej sprawdza się podczas zimy? Jak kupować używane auto z instalacją LPG? – strona techniczna Czujniki ciśnienia w oponach TPMS – jak to działa? Czy zakup oszczędnego silnika się zwróci? Wtryskiwacze Common Rail – zasada działania Jak zabezpieczyć auto przed solą? Światła w samochodzie - kiedy włączyć jakie?

Popularne w tym tygodniu:

Twój pasażer trzyma nogi na desce – przeczytaj, a już nigdy mu nie pozwolisz Wyjazd za granicę: co z obowiązkowym wyposażeniem? OC na raty: ile trzeba dopłacić? Sprzedajesz samochód na zagranicznej stronie? Uważaj na oszustów Kiedy policjant może zatrzymać dowód rejestracyjny? Co potrafi oszukać policyjny alkomat? Tradycyjna nawigacja umarła? Jeszcze nie do końca Zatrzymanie prawa jazdy za granicą: co dalej? Rowerzyści nie są bez winy: jakie wykroczenia popełniają najczęściej? Samochody do ślubu - co trzeba wiedzieć przed wynajmem Lista rzeczy, które musisz wiedzieć przed wyjazdem za granicę Jak oszczędzać paliwo z głową?