Ηλεκτρονική έγχυση καυσίμου

Ανάλυση λειτουργίας μονού ψεκασμού

Τα συστήματα ψεκασμού ενός σημείου (TBI) χρησιμοποιούν μια μονάδα κεντρικής ανάμιξης καυσίμου, όπως τα καρμπυρατέρ, μαζί με μια βαλβίδα ψεκαστήρα η οποία ελέγχεται με ηλεκτρονικό τρόπο. Μερικά συστήματα TBI έχουν μόνο ένα ψεκαστήρα (σε μικρούς εξακύλινδρους και οκτακύλινδρους κινητήρες, χρειάζονται δυο ψεκαστήρες). Ο ψεκαστήρας ή οι ψεκαστήρες, οι οποίοι βρίσκονται μέσα σε ένα κουτί που αντιστοιχεί με το σώμα του καρμπυρατέρ, με εντολή από τον υπολογιστή ψεκάζουν το καύσιμο, μέσα σε μια ουσιαστικά συμβατική πολλαπλή εισαγωγή. Το πλεονέκτημα του ΤΒΙ σε σχέση με το συμβατικό καρμπυρατέρ είναι ότι δεν υπάρχει σύστημα πλωτήρα (φλοτέρ), και συστήματα ρελαντί, επιτάχυνσης και κύριας μέτρησης καυσίμου, καθώς και το σύστημα απορρόφησης (τσοκ). Τα συστήματα αυτά έχουν αντικατασταθεί με ένα ακριβές σύστημα μέτρησης καυσίμου μέσω του ψεκαστήρα ή (ψεκαστήρων).
Ο χρόνος λειτουργίας (ή πλάτος παλμού) στον ψεκαστήρα είναι η χρονική διάρκεια (που μετριέται σε χιλιοστά του δευτερολέπτου) στην οποία ο εγχυτήρας ψεκάζει καύσιμο ή παραμένει ανοικτός. Ο χρόνος λειτουργίας του ψεκαστήρα καθορίζεται από τον μικροϋπολογιστή. Ο μικροϋπολογιστής δέχεται ηλεκτρικά σήματα από αισθητήρες οι οποίοι εποπτεύουν τις διάφορες συνθήκες λειτουργίας. Αποτιμά τις πληροφορίες από τους αισθητήρες, και με βάση αυτές στέλνει σήματα στους ψεκαστήρες καυσίμου, ελέγχοντας τους παλμούς λειτουργίας και διακοπής λειτουργίας. Όταν ο κινητήρας είναι κρύος, κατά την διάρκεια της επιτάχυνσης και με μεγάλο φορτίο και το γκάζι πατημένο, αυξάνει το πλάτος του παλμού. Στο ρελαντί και με σταθερό γκάζι (κίνηση με μεγάλη σταθερή ταχύτητα) με θερμό κινητήρα, το πλάτος παλμού στον ψεκαστήρα ελαττώνεται.
Η βασική διαφορά ανάμεσα στον μονό ψεκασμό και στον πολλαπλό είναι ότι ο μονός ψεκάζει πριν από την πεταλούδα γκαζιού για αυτό και χαρακτηρίζεται σαν έμμεσος ψεκασμός ενώ στον πολλαπλό ψεκασμό τα μπέκ ψεκάζουν μετά την πεταλούδα, στην πολλαπλή εισαγωγής και μάλιστα κοντά στην βαλβίδα εισαγωγής. Όπως ακριβώς ο ψεκασμός ενός σημείου βελτίωσε την παροχή καυσίμου σε σύγκριση με τα καρμπυρατέρ, έτσι και ο ψεκασμός πολλών σημείων βελτίωσε την παροχή ενός σημείου παρέχοντας ακριβής ποσότητα καυσίμου σε κάθε κύλινδρο, με αποτέλεσμα να ελαττωθούν τα προβλήματα που προκαλούν από το σχήμα της πολλαπλής εισαγωγής.

Φίλτρο καυσίμου

Τα φίλτρα καυσίμου παρέχουν εξαιρετικά λεπτό φιλτράρισμα έτσι να προστατεύονται τα μικρά ανοίγματα στα ακροφύσια του ψεκαστήρα (μπεκ). Κανονικά τα ακροφύσια δεν μπορούν να καθαριστούν εύκολα. Αν βουλώσουν πρέπει να αντικατασταθεί ο ψεκαστήρας. Ακόμη, οι αντλίες καυσίμου και οι ρυθμιστές πίεσης είναι συνήθως εξαιρετικά αξιόπιστες μονάδες σφραγισμένες από το εργοστάσιο που δεν μπορούν να ρυθμιστούν ή να υποστούν επισκευή. Σε περίπτωση βλάβης, αντικαθίστανται. Για το λόγο αυτό, είναι κρίσιμη η αντικατάστασή του φίλτρου στα χρονικά διαστήματα που συστήνονται από τον κατασκευαστή του συστήματος.

Αντλία

Αποτελείται από δυο τμήματα, τον ηλεκτρικό κινητήρα και την κυρίως αντλία η οποία περιλαμβάνει μια βαλβίδα αντεπιστροφής ή βαλβίδα ελέγχου, μια ανακουφιστική βαλβίδα και το πρώτο φίλτρο καυσίμου. Ο κινητήρας δίνει κίνηση στην αντλία και αποτελούν μαζί μια ενιαία μονάδα. Το καύσιμο περνάει μέσα από το εσωτερικό της αντλίας (ρότορας – τυλίγματα, ψήκτρες κλπ).
Η βαλβίδα αντεπιστροφής δεν επιτρέπει την επιστροφή του καυσίμου όταν σβήσει ο κινητήρας πίσω στο ρεζερβουάρ διευκολύνοντας έτσι την επανεκκίνηση του κινητήρα. Η ανακουφιστική βαλβίδα επιτρέπει την διαφυγή του καυσίμου πίσω στο ρεζερβουάρ, όταν κάποιο σωληνάκι βουλώσει ή δημιουργηθεί υπερπίεση στο κύκλωμα τροφοδοσίας. Με τον τρόπο αυτό προστατεύεται το σύστημα τροφοδοσίας. Η πίεση ανοίγματος είναι περίπου 5 bar.

Διακλαδωτήρας

Ο διακλαδωτήρας των σωληνώσεων των μπεκ εξασφαλίζει την ίδια πίεση σε όλα τα μπεκ ψεκασμού. Ο όγκος του είναι σχετικά μεγάλος για να μπορεί να μειώνει και τις μικρές διακυμάνσεις της πιέσεις που προέρχονται από τον ψεκασμό των μπεκ σε κάθε κύκλο λειτουργίας. Επιπλέον διευκολύνει την αφαίρεση και επανατοποθέτηση των μπεκ. Ο διακλαδωτήρας υπάρχει μόνο στον πολλαπλό ψεκασμό.

Ρυθμιστής πίεσης καυσίμου

Ο ρυθμιστής πίεσης ρυθμίζει την πίεση των μπεκ. Στα συστήματα πολλαπλού ψεκασμού, βρίσκεται όπως ήδη προαναφέρθηκε τοποθετημένος στο άκρο του διακλαδωτήρα και εξασφαλίζει μια σταθερή πίεση στο σύστημα περίπου 2,5 bar ή 3,0 bar. Ο ρυθμιστής πίεσης καυσίμου αποτελείται εξωτερικά από ένα μεταλλικό περίβλημα και εσωτερικά δύο θαλάμους βενζίνης. Στον ένα θάλαμο (βενζίνης) υπάρχει μια είσοδος καυσίμου και μια έξοδος (επιστροφή προς το ρεζερβουάρ). Στον άλλο θάλαμο (υποπίεσης) υπάρχει μια μεμβράνη και ένα σπειροειδές ελατήριο. Στον θάλαμο υποπίεσης υπάρχει μια υποδοχή για την εφαρμογή υποπίεσης μέσω ενός σωλήνα από την πολλαπλή εισαγωγής. Η πίεση του συστήματος παροχής καυσίμου εξαρτάται από την επικρατούσα υποπίεση σε κάθε κατάσταση λειτουργίας του κινητήρα.
Όπως στα συστήματα πολλαπλού ψεκασμού είναι απαραίτητος ο ρυθμιστής πίεσης, έτσι είναι απαραίτητος, λειτουργώντας με παρόμοιο τρόπο, και στα συστήματα με μονό ψεκασμό. Η πίεση λειτουργίας όμως εδώ είναι 1 έως 1,2 bar. Στο μονό ψεκασμό, υπάρχουν ρυθμιστές πίεσης καυσίμου χωρίς χρήση υποπίεσης.

Μπεκ ψυχρής εκκίνησης (σε πολλαπλό ψεκασμό )

Ο σκοπός του μπεκ ψυχρής εκκίνησης (που είναι και αυτό ένα ηλεκτρομαγνητικό μπεκ) είναι να ψεκάζει για ορισμένο χρονικό διάστημα μια πρόσθετη ποσότητα βενζίνης. Ο χρόνος ψεκασμού καθορίζεται από ένα θερμικό χρονοδιακόπτη, ανάλογα με την θερμοκρασία λειτουργίας του κινητήρα. Ο πρόσθετος αυτός ψεκασμός βενζίνης είναι απαραίτητος, γιατί η εξαερωμένη βενζίνη συμπυκνώνεται στα ψυχρά τοιχώματα και έτσι το μίγμα περιέχει λιγότερη βενζίνη από ότι όταν ο κινητήρας είναι ζεστός, με αποτέλεσμα να γίνεται μη αναφλέξιμο. Με αυτόν τον τρόπο όμως επιτυγχάνεται λεπτός ψεκασμός βενζίνης που εμπλουτίζει το μίγμα ακριβώς μετά το πάτημα της πεταλούδας γκαζιού. Στα σημερινά σύγχρονα συστήματα ψεκασμού συνήθως δεν υπάρχει το μπεκ ψυχρής εκκίνησης. Ο εμπλουτισμός γίνεται με την αύξηση του χρόνου ψεκασμού των μπεκ από τον εγκέφαλο (ECU). Επίσης δεν υπάρχει και στο μονό ψεκασμό.
Ο θερμικός χρονοδιακόπτης ανοίγει ή κλείνει το κύκλωμα του μπεκ ψυχρής εκκίνησης και η λειτουργία του εξαρτάται από τη θερμοκρασία του κινητήρα.

Πολλαπλές εισαγωγής

Έχει αποδειχθεί θεωρητικά και πρακτικά ότι το μήκος της πολλαπλής εισαγωγής επηρεάζει σημαντικά την απόδοση του κινητήρα. Σήμερα χρησιμοποιούνται πολλαπλές εισαγωγής αέρα με δυνατότητα να κατευθύνεται ο αέρας μέσα από πολλά κανάλια αυξάνοντάς ή μειώνοντας τη διαδρομή του και έτσι να επιτυγχάνεται αύξηση της απόδοσης του κινητήρα σε περισσότερες από μία περιοχές στροφών. Αυτό επιτυγχάνεται τοποθετώντας μέσα στην πολλαπλή, σε διάφορα σημεία, πεταλούδες (περιστροφικά διαφράγματα) τα οποία ελέγχονται από την υποπίεση του κινητήρα και την ECU.

Ηλεκτρική μονάδα ελέγχου (ECU)

Η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (εγκέφαλος) του οχήματος είναι ένας υπολογιστής ο οποίος δέχεται δεδομένα από αισθητήρες και τα επεξεργάζεται για να δίνει τις εντολές που είναι απαραίτητες για τη λειτουργία του συστήματος ψεκασμού και των άλλων υποσυστημάτων του οχήματος.