Wat zijn motoren met directe injectie?

De motor is een van de belangrijkste onderdelen van elk voertuig. Er zijn een aantal motortypes die unieke kenmerken aan voertuigen bieden. Een optie is een motor met directe injectie.

Directe injectiemotoren zijn steeds populairder geworden vanwege hun vermogen om voertuigen te helpen een hoger brandstofverbruik te behouden. Directe injectietechnologie helpt benzinemotoren te optimaliseren zodat ze brandstof efficiënter verbranden, door gebruik te maken van verschillende spruitstukken voor lucht en benzine.

Benieuwd hoe deze motoren werken en welke voordelen ze bieden? Blijf lezen.

Wat is directe benzine-injectie (GDI)?

Benzine directe injectie (GDI) is een type brandstofinjectie die brandstof onder hoge druk rechtstreeks in de motorcilinders levert.

Traditionele poort- of gasklephuisinjectiesystemen leveren brandstof in de inlaatpoort boven de inlaatklep. In poort- of gasklephuismotoren vermengt zich lucht met de brandstof in de inlaatpoort en het mengsel komt de cilinder binnen via de inlaatklep.

Motoren met directe injectie kunnen veel minder brandstof verbruiken dan traditionele brandstofinjectie, waardoor de uitstoot wordt verminderd en het brandstofverbruik wordt verhoogd. De motorregeleenheid (ECM) selecteert de verhouding tussen brandstof en lucht zodat de motoren in alle situaties efficiënt werken.

Hoewel dieselmotoren met directe injectie veel voorkomen, is de technologie relatief nieuw in benzinemotoren. Naast een verbeterde brandstofefficiëntie, maakt directe injectie het gebruik van hogere dan normale compressieverhoudingen mogelijk, wat het vermogen verhoogt.

Hoe directe injectie werkt

Motoren met directe injectie gebruiken twee brandstofpompen, een lagedrukpomp en een hogedrukpomp. De lagedrukpomp pompt brandstof uit de tank, door het brandstoffilter en in de hogedrukpomp.

De nokkenas van de motor drijft de hogedrukpomp aan, waardoor een brandstofdruk tot wel 2500 pond kracht per vierkante inch (PSI) mogelijk is. Deze brandstof onder hoge druk gaat via brandstofrails en rechtstreeks in de motorcilinders via speciaal ontworpen brandstofinjectoren. Tijdens normaal motorbedrijf is de cilinderdruk vrij hoog. De hogedrukbrandstofpomp overwint de cilinderdruk, waardoor fijn vernevelde brandstof kan binnendringen.

Directe injectiemotoren zijn fysiek verschillend van motoren met poort- of gasklephuisinjectie. Er is een extra toegangspunt tot de cilinder om de brandstofinjector mogelijk te maken. GDI-motoren maken ook gebruik van een hogedrukbrandstofrail en een hogedrukbrandstofpomp - evenals bijbehorende hogedrukontlastkleppen in geval van storing.

Voordelen van directe injectie

Het gebruik van een motor met directe injectie heeft veel voordelen, waaronder:

• Eenvoudige koude start
• Beter brandstofverbruik en lagere emissies door betere brandstofverneveling
• Werkt goed met E85 flex-brandstof, een combinatie van ethanol en benzine op hoog niveau
• Verminderde turbovertraging bij turbomotoren
• Brandstof werkt als koelvloeistof, waardoor hogere compressieverhoudingen mogelijk zijn

Nadelen van directe injectie

Er zijn ook enkele nadelen aan motoren met directe injectie:

• Vuilere inlaatkleppen (er stroomt geen brandstof overheen om ze schoon te houden)
• Moeilijker om de brandstofstroom te vergroten voor hoogwaardige toepassingen
• Ontworpen voor brandstofdruk, niet voor hoge stroom
• Kan kracht en efficiëntie missen bij hoge RPM's
• Geavanceerder in vergelijking met een gewone injectiemotor, wat zorgt voor complexere reparaties en kosten tijdens de installatie

Directe injectiemodi

Er zijn een paar primaire technieken die worden gebruikt voor het creëren van een distributie van brandstof rond de verbrandingskamers in een motor met directe injectie. Deze GDI-modi zijn:

• Wandgestuurd: Een wandgeleid systeem plaatst de injector onder een hoek tussen de inlaatkleppen en heeft een kenmerkende zuigervorm die de brandstof naar de bougie leidt. Wanneer geïnjecteerd, buigt een speciaal gevormde zuigerkoepel het brandstofmengsel omhoog naar de bougie. De zuiger helpt dan het brandbare mengsel verder naar de bougie te duwen.

• Spuitgestuurd: Dit systeem plaatst de injector centraal in de bovenkant van de verbrandingskamer naast de bougie en spuit brandstof rechtstreeks naar beneden en over de bougie. Dit ontwerp is over het algemeen efficiënter dan wandgeleide systemen omdat de brandstof rechtstreeks naar de bougie spuit in plaats van langs de zuigerkroon te bewegen.

Dubbele injectie

Sommige fabrikanten gebruiken dubbele injectie, een mix van directe en poortinjectie. De combinatie kan een aantal van de uitdagingen met directe injectie overwinnen, met name vuile inlaatkleppen en efficiëntie-uitdagingen met een hoog toerental. Bij motoren met dubbele injectie bepaalt de ECM welke injectoren moeten worden gebruikt op basis van de motorvraag.

Train om te werken aan motoren met directe injectie bij UTI

Autofabrikanten passen zich voortdurend aan de veranderende emissienormen aan. GDI-motoren komen steeds vaker voor op de markt en de mogelijkheid om ze te diagnosticeren en te repareren gaat niet weg.

Nog niet zo lang geleden werd directe injectie onder hoge druk alleen gevonden in high-end voertuigen, maar GDI-motoren worden snel de norm in de auto-industrie.

U kunt leren werken aan GDI-motoren, evenals aan andere belangrijke motortypes, in de Automotive Engines Service &Repair Course die deel uitmaakt van het Automotive Technology-programma van Universal Technical Institute (UTI). Dit programma helpt studenten om praktische ervaring en opleiding op te doen die ze nodig hebben voor een carrière in de auto-industrie.¹

Het programma is landelijk beschikbaar op 11 campuslocaties. De lessen beginnen elke drie tot zes weken, zodat je sneller op weg kunt naar je carrière. Ga voor meer informatie naar onze programmapagina en vraag informatie aan om vandaag nog contact op te nemen met een toelatingsvertegenwoordiger.