Iniezione: come funziona la preparazione della miscela?
L'iniezione di carburante è un metodo per preparare una miscela di carburante e aria per motori a combustione interna. Il principio dell'iniezione di carburante consiste nell'iniettare carburante nel tubo di aspirazione, nel canale di aspirazione, nella camera, nel cilindro o nello spazio di compressione attraverso una piccola apertura o ugello dell'iniettore.
Per creare la miscela più idonea, il carburante davanti all'ugello viene compresso a una pressione superiore a quella dello spazio in cui viene iniettato. A causa della maggiore pressione e delle ridotte dimensioni dell'ugello, il carburante viene nebulizzato durante l'iniezione, il che consente di accelerare la formazione della miscela.
Sommario
L'eccezione è il più antico sistema di iniezione pneumatica, in cui il carburante con pressione invariata viene immesso nella camera di combustione attraverso un ugello utilizzando un flusso di aria compressa. Al giorno d'oggi, tuttavia, questo sistema di iniezione del carburante non viene più utilizzato.
Il dispositivo di iniezione fornisce l'iniezione di carburante. Viene utilizzato per il trasporto e la nebulizzazione del carburante e il suo compito è quello di garantire l'erogazione dell'esatta quantità di carburante, all'ora esatta secondo i requisiti attuali per le prestazioni del motore.
Il dispositivo di iniezione è costituito da:
- Serbatoio del carburante
- Tubo di collegamento
- Sensore di temperatura del carburante
- Pompa di trasporto
- Depuratori del carburante (filtro del carburante)
- Pompa di iniezione
- Tubo di scarico
- Compressore
- Serbatoio dell'aria compressa
- Serbatoio carburante compresso
- Regolatore di pressione
- Iniettore
- Centralina di controllo
- Altri componenti
Tuttavia, non tutti i componenti elencati possono essere sempre presenti a seconda del concetto di iniezione e del tipo di motore.
Pompa di trasporto:
Potrebbe non essere presente su tutti i dispositivi di iniezione. In alcuni vecchi dispositivi di iniezione, la pompa di trasporto è stata sostituita da una disposizione in altezza del circuito del carburante in modo che il serbatoio del carburante fosse più alto della pompa di iniezione.
Il carburante è stato trasportato dal serbatoio del carburante alla pompa di iniezione, quindi la forza di gravità l'ha inondato.
Compressore e serbatoio aria compressa:
Questi componenti erano presenti solo con il sistema di iniezione pneumatica del carburante, che, come ho accennato, oggi non viene utilizzato.
In base al tipo di motore, concetto e costruzione dell'iniezione di carburante, distinguiamo:
Iniezione di carburante per un motore a benzina:
1. Iniezione indiretta di carburante
È un metodo per preparare una miscela per motori ad accensione. Con l'iniezione indiretta, il carburante passa attraverso l'ugello sotto pressione, il che porta a una fine nebulizzazione del carburante in piccole particelle e ne garantisce la rapida evaporazione.
L'iniezione e la formazione della miscela avvengono prima della valvola di aspirazione, del tubo o del canale. Poiché il carburante non viene iniettato direttamente nel cilindro, si parla di iniezione indiretta.
Rapporto aria-carburante: come influisce sulle prestazioni del motore?
Il compito principale dell'iniezione indiretta è creare la miscela più omogenea di carburante e aria nel rapporto corretto. Per i motori ad accensione comandata convenzionali dotati di un convertitore catalitico a tre vie, la miscela stechiometrica corretta è quella in cui il rapporto aria-carburante λ = 1.
2. Iniezione diretta del carburante
Con l'iniezione diretta di carburante, il carburante viene iniettato direttamente nel cilindro, il che consente un controllo attivo della formazione stratificata della miscela. Un motore a benzina con iniezione diretta brucia una miscela omogenea, ma anche disomogenea (stratificata).
Una miscela omogenea inietta una dose di carburante λ = 1 nella camera di combustione durante la fase di aspirazione. Con una miscela stratificata, il carburante viene iniettato nell'aria agitata durante la corsa di compressione, che crea una miscela localmente omogenea nella zona della candela.
Candele: come funzionano e quanto durano?
Tuttavia, c'è una miscela magra negli altri spazi del cilindro, e il coefficiente aria-carburante è, quindi, λ > 1. La combustione con un eccesso di aria (miscela magra) consente di ridurre il consumo di carburante.
Iniezione di carburante per motori diesel:
1. Iniezione di carburante indiretta (da camera).
Con l'iniezione in camera, il carburante viene iniettato in una camera (creata nella testa del cilindro), dove si accende a causa dell'elevata temperatura e pressione e continua nella camera di combustione principale.
I motori diesel con iniezione indiretta del carburante hanno un consumo di carburante maggiore e una potenza inferiore rispetto ai motori diesel dotati di iniezione diretta del carburante. Tuttavia, il loro vantaggio è una costruzione meno impegnativa e una minore suscettibilità alla qualità del carburante.
2. Iniezione diretta del carburante
Il carburante viene iniettato direttamente nella camera di combustione con iniezione diretta, dove si accende a causa dell'elevata temperatura e pressione. L'iniezione diretta di carburante viene eseguita per i motori diesel utilizzando un sistema di iniezione con un serbatoio di pressione, un common rail abbreviato in CR o il sistema PD - Pumpe Duse (crea alta pressione direttamente negli iniettori).
Nel caso dei motori a benzina, dove la quantità di miscela regola le prestazioni del motore, l'iniezione di carburante presenta diversi vantaggi rispetto al metodo di preparazione della miscela a carburatore, come una maggiore potenza del motore, un minor consumo di carburante, minori emissioni e persino una distribuzione della miscela.
Carburatore: come funziona questo dispositivo?
I carburatori sono destinati a miscelare aria e carburante nella quantità e nel rapporto richiesti in base al carico del motore e ai suoi giri. La potenza del motore è regolata dal controllo diretto del flusso d'aria, che controlla indirettamente il flusso di carburante perché il carburatore li miscela in un rapporto costante.
Tuttavia, il motore diesel regola direttamente la potenza in base alla quantità di carburante, il che significa che non esistono motori diesel a carburatore.