Brandstofinjectie: hoe werkt het bereiden van het mengsel?
Brandstofinjectie is een methode voor het bereiden van een mengsel van brandstof en lucht voor verbrandingsmotoren. Het brandstofinjectieprincipe bestaat uit het injecteren van brandstof in de inlaatpijp, het inlaatkanaal, de kamer, de cilinder of de compressieruimte via een kleine opening of een injectormondstuk.
Om het meest geschikte mengsel te creëren, wordt de brandstof vóór het mondstuk samengeperst tot een hogere druk dan de druk in de ruimte waarin deze wordt geïnjecteerd. Door de hogere druk en de kleine afmeting van het mondstuk wordt de brandstof tijdens het inspuiten verneveld, waardoor de vorming van het mengsel versneld kan worden.
Inhoud
De uitzondering is het oudste pneumatische injectiesysteem, waarbij brandstof met onveranderde druk via een mondstuk in de verbrandingskamer wordt gevoerd met behulp van een stroom gecomprimeerde lucht. Tegenwoordig wordt dit brandstofinjectiesysteem echter niet meer gebruikt.
Het injectieapparaat zorgt voor brandstofinjectie. Deze wordt gebruikt voor het transport en de verneveling van brandstof en heeft tot taak te zorgen voor de toevoer van de exacte hoeveelheid brandstof, op het exacte tijdstip, volgens de huidige eisen voor de prestaties van de motor.
Het injectieapparaat bestaat uit:
- Brandstoftank
- Verbindingsleiding
- Brandstoftemperatuursensor
- Transportpomp
- Brandstofreinigers (brandstoffilter)
- Injectiepomp
- Persleiding
- Compressor
- Persluchtreservoir
- Gecomprimeerde brandstoftank
- Drukregelaar
- Injector
- Elektronische besturingseenheid
- Overige componenten
Afhankelijk van het injectieconcept en het motortype kunnen echter niet alle genoemde componenten altijd aanwezig zijn.
Transportpomp:
Het is mogelijk niet op alle injectiehulpmiddelen aanwezig. Bij sommige oude injectieapparaten werd de transportpomp vervangen door een hoogte-opstelling van het brandstofcircuit zodat de brandstoftank hoger kwam te liggen dan de injectiepomp.
De brandstof werd van de brandstoftank naar de injectiepomp getransporteerd, waardoor deze door de zwaartekracht werd overspoeld.
Compressor en persluchttank:
Deze componenten waren alleen aanwezig bij het pneumatische brandstofinjectiesysteem, dat, zoals ik al zei, tegenwoordig niet meer wordt gebruikt.
Op basis van het type motor, het concept en de constructie van de brandstofinjectie onderscheiden we:
Brandstofinjectie voor een benzinemotor:
1. Indirecte brandstofinjectie
Het is een methode om een mengsel voor ontstekingsmotoren te bereiden. Bij indirecte injectie stroomt de brandstof onder druk door het mondstuk, wat leidt tot een fijne verneveling van de brandstof in kleine deeltjes en zorgt voor een snelle verdamping.
Injectie en mengselvorming vindt plaats vóór de inlaatklep, pijp of kanaal. Omdat de brandstof niet rechtstreeks in de cilinder wordt geïnjecteerd, wordt dit indirecte injectie genoemd.
De belangrijkste taak van indirecte injectie is het creëren van een zo homogeen mengsel van brandstof en lucht in de juiste verhouding. Voor conventionele motoren met elektrische ontsteking die zijn uitgerust met een driewegkatalysator is het juiste stoichiometrische mengsel een mengsel waarin de lucht-brandstofverhouding λ = 1.
2. Directe brandstofinjectie
Bij directe brandstofinjectie wordt de brandstof rechtstreeks in de cilinder gespoten, waardoor actieve controle over de gelaagde vorming van het mengsel mogelijk is. Een benzinemotor met directe injectie verbrandt een homogeen, maar ook een inhomogeen (gestratificeerd) mengsel.
Een homogeen mengsel injecteert tijdens de inlaatslag een dosis brandstof λ = 1 in de verbrandingskamer. Bij een gelaagd mengsel wordt de brandstof tijdens de compressieslag in de geroerde lucht geïnjecteerd, waardoor er ter plaatse van de bougie een plaatselijk homogeen mengsel ontstaat.
Bougies: hoe werken ze en wat is hun levensduur?
In de andere ruimtes van de cilinder bevindt zich echter een arm mengsel en de lucht-brandstofcoëfficiënt is daarom λ > 1. Verbranding met een overmaat aan lucht (arm mengsel) maakt het mogelijk het brandstofverbruik te verminderen.
Brandstofinjectie voor dieselmotoren:
1. Indirecte (kamer)brandstofinjectie
Bij kamerinjectie wordt de brandstof in een kamer (in de cilinderkop gecreëerd) geïnjecteerd, waar deze door hoge temperatuur en druk ontbrandt en vervolgens in de hoofdverbrandingskamer terechtkomt.
Dieselmotoren met indirecte brandstofinjectie hebben een hoger brandstofverbruik en een lager vermogen dan dieselmotoren met directe brandstofinjectie. Hun voordeel is echter een minder veeleisende constructie en minder gevoeligheid voor de brandstofkwaliteit.
2. Directe brandstofinjectie
Brandstof wordt met directe injectie rechtstreeks in de verbrandingskamer geïnjecteerd, waar deze door hoge temperatuur en druk ontbrandt. Directe brandstofinjectie wordt uitgevoerd voor dieselmotoren met behulp van een injectiesysteem met een drukreservoir - een common rail, afgekort als CR of het PD - Pumpe Duse-systeem (creëert hoge druk rechtstreeks in de injectoren).
In het geval van benzinemotoren, waar de hoeveelheid mengsel de motorprestaties regelt, heeft brandstofinjectie verschillende voordelen vergeleken met de carburateurmethode om het mengsel te bereiden, zoals een hoger motorvermogen, een lager brandstofverbruik, lagere emissies en een gelijkmatige verdeling van de brandstof. mengsel.
Carburateur: Hoe werkt dit apparaat?
Carburateurs zijn bedoeld voor het mengen van lucht en brandstof in de vereiste hoeveelheid en verhouding, afhankelijk van de motorbelasting en het toerental. Het motorvermogen wordt geregeld door directe luchtstroomregeling, die indirect de brandstofstroom regelt omdat de carburateur deze in een constante verhouding mengt.
De dieselmotor regelt het vermogen echter rechtstreeks op basis van de hoeveelheid brandstof, wat betekent dat dieselmotoren met carburateur niet bestaan.