Brandstofinjectiesysteem in automotoren begrijpen

Weet u hoe brandstof in automotoren naar de verbrandingskamer wordt geleid? Ik weet zeker dat je niet aan carburateur denkt maar aan brandstofinjector . Ze zijn nu vooral voor verbrandingsmotoren verleden tijd. Een effectief proces dat wordt gebruikt, staat bekend als brandstofinjectiesysteem .

Brandstofinjectie is de introductie van brandstof in verbrandingsmotoren, meestal automotoren, met behulp van injector. Dit proces is ingevoerd om gelijke tred te houden met de emissie- en brandstofefficiëntiewetten. In de loop van het jaar zagen autofabrikanten grote voordelen van brandstofinjectoren en dat is waar de ondergang van carburateurs begint.

Vanaf 1980 werd brandstofinjectie een alternatief voor carburateurs op benzinemotoren. Welnu, het verschil tussen brandstofinjectie en carburatie is dat brandstofinjectie de brandstof vernevelt door een klein mondstuk onder hoge druk. Terwijl carburateurs afhankelijk zijn van het aanzuigen van brandstof in de luchtstroom via een venturibuis.

Onderzoek heeft aangetoond dat alle dieselmotoren bij het ontwerp brandstofinjectie gebruiken. Gasmotoren kunnen gebruikmaken van directe benzine-injectie, waarbij brandstof rechtstreeks in de interne verbrandingskamer wordt afgeleverd. Indirecte injectie kan ook worden gebruikt, waarbij de brandstof vóór de inlaatslag met lucht wordt gemengd.

Vandaag zullen we diep ingaan op de definitie, functies, onderdelen, typen, werkingsprincipe, problemen, evenals voor- en nadelen van het brandstofinjectorsysteem in automotoren.

Lezen:Alles wat u moet weten over autozuigers

Wat is een brandstofinjector?

Brandstofinjectoren zijn kleine sproeiers die elektronisch worden bestuurd om brandstof onder hoge druk in de verbrandingskamer van een motor te vernevelen. Het bevat kleppen die vele malen per seconde kunnen openen en sluiten.

Vóór het bestaan ​​van brandstofinjectoren werd carburateur veel gebruikt op motoren en tot op heden bestaat deze motor nog steeds. In feite gebruiken veel andere machines, zoals de grasmaaiers en kettingzagen, nog steeds carburateurs. Maar omdat het onderdeel ingewikkeld werd om alle vereisten voor auto's te beheersen, is er een beter alternatief uitgebracht.

Carburateurs werden voor het eerst vervangen door brandstofinjectiesysteem in het gasklephuis. Dit systeem wordt ook wel single point of centraal brandstofinjectiesysteem genoemd. Het zijn elektrisch gestuurde brandstofinjectorkleppen in het gasklephuis.

Dit was bijna het beste alternatief, waardoor autofabrikanten geen drastische wijzigingen in het motorontwerp hoeven aan te brengen.

Geleidelijk aan, toen nieuwe motoren werden ontworpen, verving brandstofinjectie met meerdere poorten de brandstofinjectie van het gasklephuis. Deze multi-port brandstofinjectie wordt ook wel port, multi-point of sequentiële brandstofinjectie genoemd.

Het systeem bevat een brandstofinjector voor elke cilinder die rechtstreeks naar de inlaatklep spuit. Het zorgt voor een nauwkeurigere brandstofmeting en een snellere reactie.

Functies van brandstofinjector 

Hieronder staan ​​de functies van brandstofinjectoren in een verbrandingsmotor:

• Het primaire doel van het brandstofinjectiesysteem in dieselmotoren is dat hun ontwerp sterk wordt beïnvloed door het onderdeel,
• Brandstofinjector helpt om brandstof naar de cilinders te brengen.
• Het verbetert de motor op het gebied van prestaties, emissie en geluidskarakters.
• Brandstof wordt geleverd onder extreem hoge injectiedrukken.
• De materialen zijn ontworpen om hogere belastingen te weerstaan ​​voor een duurzaamheid die past bij de werking van de motor.
• Een ander doel van het injectiesysteem is dat brandstof op het juiste moment wordt geïnjecteerd. Dat wil zeggen, de timing van de injectie wordt gecontroleerd.
• De juiste hoeveelheid brandstof moet worden geleverd om te voldoen aan de vermogensbehoefte van de motor. Daarom wordt de injectiedosering gecontroleerd.
• Injector is gemaakt van grotere productieprecisie en tolerantie om de werkefficiëntie te garanderen. Het voorkomt ook lekkage.
• Brandstofinjector vernevelt brandstof tot zeer kleine brandstofdeeltjes, waardoor elke kleine druppel brandstof verdampt en het verbrandingsproces ondergaat.
• Er is voldoende zuurstof om te mengen met de vernevelde brandstof en zorgt voor een volledige verbranding.

Lezen: Inzicht in het motorsmeersysteem

Belangrijkste onderdelen van brandstofinjectiesysteem

Hieronder staan ​​de belangrijkste functionele onderdelen die de werking van brandstofinjectie in automotoren mogelijk maken en namen van componenten in een brandstofinjector:

De belangrijkste onderdelen van het brandstofinjectiesysteem zijn in tweeën verdeeld, waaronder de lagedruk- en hogedrukzijde, de lagedrukonderdelen zijn de brandstoftank, het brandstoffilter en de brandstoftoevoerpomp. Terwijl de hogedrukzijde een hogedrukpomp, brandstofinjector, accumulator, brandstofinjectormondstuk omvat. Het injectiemondstuk heeft verschillende aandrijfontwerpen voor verschillende soorten brandstofinjectiesystemen.

Omdat brandstof van de brandstoftank naar het injectorsysteem moet worden overgebracht, is de rol het lagedrukbrandstofsysteem. Terwijl van de brandstofinjector naar de verbrandingskamer het hogedruksysteem is. Hieronder is de rol van de volgende onderdelen hierboven vermeld:

• Brandstoftank – het deel is waar de brandstof wordt opgeslagen.
• Brandstofpomp – het pompt brandstof van de brandstoftank naar het brandstofinjectiesysteem.
• Injectiepomp – dit onderdeel is een meter en brengt brandstof onder druk voor injectie.
• Gouverneur – brandstof leveren in overeenstemming met de belasting.
• Brandstofinjector – levert brandstof van de injectiepomp aan de cilinders.
• Brandstoffilter – om vuil, kanalen en schurende deeltjes te filteren om het injectiesysteem te blokkeren.

Afbeelding hieronder toont de belangrijkste onderdelen van een brandstofinjector:

Het brandstofinjectiesysteem werkt volledig nauwkeurig om de juiste hoeveelheid brandstof te leveren voor elke bedrijfsomstandigheden. De motorregeleenheid (ECU) wordt gebruikt om de meeste onderdelen van ingangssensoren te bewaken. Hieronder staan ​​enkele onderdelen die de sensor gebruiken voor nauwkeurig werken:

• Zuurstofsensor – let op de hoeveelheid zuurstof in de uitlaat, waardoor de ECU kan bepalen of het brandstofmengsel rijk of arm is. Het maakt aanpassingen dienovereenkomstig.
• Gasklepstandsensor – deze sensor bewaakt de positie van de gasklep om te weten hoeveel lucht er in de motor komt. De ECU reageert snel op veranderingen en verhoogt of verlaagt de brandstoftoevoer naar behoefte.
• Massa-luchtstroomsensor – laat de ECU weten hoeveel brandstof de motor binnenkomt.
• Koelvloeistoftemperatuursensor – bepalen wanneer de motor de juiste bedrijfstemperatuur voor de ECU bereikt.
• Verdeelstuk absolute druksensor – bepaal de luchtdruk in het inlaatspruitstuk.
• Motortoerentalsensor – bewaakt het motortoerental, daarom wordt het gebruikt om de pulsbreedte te berekenen.
• Spanningssensor – bepaal de systeemspanning in de auto om te weten wanneer de ECU het stationair toerental verhoogt. dit kan zijn wanneer de spanning daalt, wat een hoge elektrische belasting aangeeft.

Lezen: Conventionele en niet-conventionele typen auto-chassis

Soorten brandstofinjectiesysteem

Hieronder staan ​​de veelvoorkomende typen brandstofinjectiesystemen die te zien zijn in oudere en moderne voertuigen:

Eenpunts- of gasklephuisinjectie:

Het single-point type injectiesysteem is de vroegste en eenvoudigste brandstofinjectie die carburateurs vervangt. Het bevat een of twee verstuivers in het gasklephuis, de keel van het luchtinlaatspruitstuk van de motor.

Dit injectorsysteem is niet precies zoals het systeem dat volgde, maar in vergelijking met carburateurs heeft het een betere controle, is het goedkoper en gemakkelijker te onderhouden.

Brandstofinjectie met meerdere poorten:

In brandstofinjectoren met meerdere poorten bevinden zich de verstuivers van de separatorinjector in elke cilinder, bij de inlaatpoort. Dit is de reden waarom het systeem soms poortinjector wordt genoemd, waarbij de brandstofdamp dicht bij de inlaatplek wordt geschoten, zodat deze volledig in de cilinder wordt getrokken.

Een van de voordelen van deze injector is dat de brandstofmeters nauwkeuriger zijn in vergelijking met het enkele punt. Het is ook perfect voor het bereiken van de vereiste brandstof-luchtverhouding en elimineert vrijwel de mogelijkheid dat brandstof condenseert of zich verzamelt in het inlaatspruitstuk.

Sequentiële brandstofinjectie:

Dit type brandstofinjector staat ook bekend als sequentiële brandstofinjectie of tijdinjectie. Het is een soort injectie met meerdere poorten, zelfs als basismultipoort meerdere injectoren gebruikt. Ze spuiten allemaal hun brandstof tegelijkertijd of achtereenvolgens, waardoor de brandstof wel 150 milliseconden blijft hangen wanneer de motor stationair draait.

De voordelen van sequentiële brandstofinjectie zijn dat het systeem sneller reageert als de bestuurder een plotselinge verandering maakt. Dit komt omdat de klep alleen hoeft te wachten tot de volgende inlaatklep opengaat, in plaats van de volledige omwenteling van de motor.

Directe injectie:

Directe injectie is gebruikelijk in dieselmotoren, hoewel het gebruikelijk begint te worden bij ontwerpen van benzinemotoren. Het wordt soms DIG genoemd voor benzine met directe injectie. Daarbij wordt brandstof direct in de verbrandingskamer gespoten, voorbij de kleppen.

Brandstofdosering is nauwkeuriger dan andere typen brandstofinjectie. Directe brandstofinjectie geeft ingenieurs nog een variabele om precies te beïnvloeden hoe de verbranding in de cilinders plaatsvindt. De wetenschap van het motorontwerp onderzoekt hoe het lucht-brandstofmengsel in de cilinders ronddraait. En ook hoe de explosie zich vanaf het ontstekingspunt voortplant.

De directe injectie in een benzinemotor kan bijvoorbeeld de vorm van cilinders en zuigers aan. Ook poort- en bougielocaties, timing, duur en intensiteit van de vonk. Aantal bougies per cilinder. Dit alles beïnvloedt hoe volledig en gelijkmatig de brandstof in de benzinemotor verbrandt.

Werkingsprincipe

De werking van een brandstofinjectorsysteem is best interessant en gemakkelijker te begrijpen. De belangrijkste werking is van de brandstofinjector naar de verbrandingskamer nadat er brandstof vanuit de brandstoftank naar toe is gepompt.

Zoals eerder gezegd, is de brandstofinjector een elektronisch gestuurd mechanisch apparaat dat verantwoordelijk is voor het spuiten van brandstof. De injector wordt bekrachtigd en een elektromagneet beweegt een plunjer die de klep opent. Met deze klep kan de onder druk staande brandstof door een klein mondstuk naar buiten spuiten. Het mondstuk is ontworpen om de brandstof te vernevelen, wat ervoor zorgt dat de brandstof gemakkelijk verbrandt,

De hoeveelheid tijd dat de brandstofinjector open blijft, bepaalt de brandstof die aan de motor wordt geleverd. Dit staat bekend als "pulsbreedte" en wordt bestuurd door een ECU-apparaat. Het brandstofinjectorsysteem is rechtstreeks op het inlaatspruitstuk gemonteerd, zodat brandstof rechtstreeks naar de inlaatklep kan worden gespoten.

Er is een veer in de conventionele injector die de naaldklep in gesloten positie houdt. Het houdt dit naaldventiel vast totdat de hogedrukleiding een bepaalde waarde bereikt. Er is een pijp genaamd "brandstofrail" die brandstof onder druk levert aan de injectoren.

Juiste hoeveelheid brandstof geleverd aan de benodigde onderdelen. Verschillende delen van de motor zijn uitgerust met sensoren die de ECU informatie geven over de hoeveelheid brandstof en indien nodig aanpassingen maken. De verschillende sensoren zijn opgesomd en uitgelegd in het bovenstaande deel van dit artikel.

Bekijk de video hieronder om meer inzicht te krijgen in de werking van het brandstofinjectiesysteem:

Lezen: Wat u moet weten over motoren met turbocompressor

Symptomen van slechte brandstofinjectoren en hoe ze te voorkomen

Er treedt een storing op in de brandstofinjector na overbelasting, en als deze niet regelmatig wordt onderhouden, kan deze ernstige fouten ontwikkelen of verstopt raken. Hieronder staan ​​de symptomen van slechte brandstofinjectoren en hoe u storingen kunt voorkomen:

• Ruwe motorprestaties
• Complicaties bij het starten van het voertuig
• Brandstofgeuren
• Olieverdunning
• Mislukte emissie
• Motor haalt niet het volledige toerental
• Slechte prestatie van het voertuig
• Catastrofale motorstoring
• Rookuitstoot
• Verhoogd brandstofverbruik
• Vervuiling

Het probleem doet zich vaak voor bij de brandstofinjector wanneer er vuile, koolstofdeeltjes, oliebrandstof of opeenhoping van residu zijn, wat leidt tot verstopte brandstofinjectoren. Er treden problemen op nadat de filtermand vuil heeft verzameld waardoor er geen brandstof doorheen kan stromen.

De juiste manier om te voorkomen dat brandstofinjectoren defect raken, is regelmatig onderhoud. Het onderdeel van het voertuig moet regelmatig worden gekeurd. Hoewel brandstofinjectoren grote toleranties hebben, moet er toch een inspectie worden uitgevoerd op de componenten.

Voor een betrouwbaarder resultaat, het toevoegen van vochtaantrekkende ethanol of additieven, visueel toezicht, het uitvoeren van ultrasone reiniging. En ook het daadwerkelijke stroompatroon voor volume- en sproeitesten zal helpen.

Voor- en nadelen van brandstofinjectiesysteem

Voordelen:

Hieronder staan ​​de voordelen van het brandstofinjectiesysteem:

• Nauwkeurig brandstofmengsel van brandstof en lucht zorgt voor een maximaal mogelijke brandstofefficiëntie en energieproductie.
• Het verbrandingsproces is aanzienlijk veel efficiënter in een motor met brandstofinjectie.
• Brandstofinjectiemotoren zijn zuiniger en maximaliseren en minimaliseren het emissieniveau.
• Koud starten wordt geëlimineerd in de motor met brandstofinjectie, waardoor handmatige blokkering niet nodig is.
• Het wordt ook gebruikt op moderne prestatiemotoren.
• Brandstofinjectiesysteem balanceert automatisch het lucht-brandstofmengsel rekening houdend met de omgevingssituatie.
• Motortrillingen worden verminderd en het probleem van vervuiling van de bougies wordt geminimaliseerd.

Lees: Tweetaktmotor:alles wat u moet weten

Nadelen

Ondanks alle voordelen van het injectiesysteem is er nog steeds een beperking. Hieronder staan ​​de nadelen van het systeem:

• Het is een complex elektronisch bestuurd apparaat dat met weinig elektronische sensoren werkt.
• Onderhoud en reparatie van het systeem is zeer beperkt. Dat wil zeggen, niet alle werkplaatsen kunnen hun werk doen.
• Brandstofinjectiesysteem is vrij duur.
• Goede kwaliteit materiaal en brandstof wordt sterk aanbevolen.
• Er is geen oplossing voor lage kosten en lage capaciteit.

Concluderend heeft het brandstofinjectiesysteem de carburateurs in de automotor volledig vervangen. we hebben het gehad over de functies ervan, waarvan een is om brandstof onder hoge druk in de cilinder te brengen. Brandstofinjectiesysteem van verschillende typen, waaronder gasklephuis en multi-poort, we hebben ook het onderdeel ervan onthuld aan de lagedruk- en hogedrukzijde. het werkt, symptomen en voor- en nadelen van het brandstofinjectiesysteem.

Dat was het voor dit artikel. Ik hoop dat je het leuk vond om te lezen, zo ja, reageer, deel en beveel deze site aan bij andere technische studenten. Bedankt!