Typen Brandstofinjectiesystemen in Compressie-ontstekingsmotoren

Een brandstofinjectiesysteem staat ook bekend als een brandstoftoevoeringssysteem in compressie-ontstekingsmotoren (CI). Het brandstoftoevoeringssysteem van een dieselmotor kan worden aangeduid als het hart van de motor, aangezien de correcte werking hiervan de motorprestaties bepaalt. Dit systeem moet voeden, bemeteren, injecteren en verstuiven. Brandstofinjectiesystemen zijn duurder omdat ze met hogere precisie geproduceerd worden. Brandstof stroomt ofwel door zwaartekracht ofwel door een brandstofvoederpomp, die brandstof levert aan de injectiepomp via het filter. Deze pomp levert brandstof aan de injectoren in de cilinderkoppen.

Typen Brandstofinjectiesystemen voor Dieselmotor

Brandstofinjectiesystemen in CI-motoren worden ingedeeld in twee: luchinjectie en vaste stof injectiesystemen.

Luchinjectiesysteem:

Om HC en CO emissies te verlagen, pompt een luchinjectiesysteem verse lucht in de uitlaatpoorten van de motor. Onverbrande en gedeeltelijk verbrande brandstof kan in de uitlaatgassen van een motor gevonden worden. Deze brandstof blijft verbranden door zuurstof van het luchinjectiesysteem. De luchtpomp, afleidingsklep, luchtverdeelmanifold en luchtterugslagklep zijn de hoofdcomponenten van het systeem.

Vaste Stof Injectiesysteem (Solid Injection System):

Een brandstofinjectiesysteem voor een dieselmotor waarbij een pomp brandstof in de verbrandingskamer drukt via een brandstofleiding en een verstuivingsduizel. Het is de injectie van verstuifde brandstofolie in de verbrandingskamer van een dieselmotor onder druk van de vloeibare brandstof. Het luchterme mechanische injectiesysteem is een andere naam voor het vaste stof injectiesysteem.

Zonder behoefte aan gecomprimeerde lucht wordt vloeibare brandstof direct in de verbrandingskamer gevoerd met deze techniek. Daarom heet het een luchterme mechanisch injectiesysteem. Het vaste stof injectiesysteem is ingedeeld in drie typen:

Individueel Pompsysteem (Individual Pump System)

In deze typen brandstofinjectie stroomt brandstof van de opslagtank door de filters naar de lage-druk pompen. De brandstof wordt van deze lage-druk pomp naar vier onafhankelijke bemeterings- en drukpompen gepompt. Individuele injectoren zitten in de cilinderkoppen, en deze onafhankelijke bemeterings- en drukpompen pompen de brandstof naar hen. Deze vindt men in grote, langzame motoren.

Distributeursysteem (Distributor System)

Brandstof stroomt van de opslagtank door filters naar de lage-druk pomp, dan naar de bemeterings- en drukpomp. Deze bemeterings- en drukpomp levert brandstof aan een distributeureenheid, die de juiste hoeveelheid benzine naar elke injector/cilinder verdeelt en stuurt. Kleinere en middelgrote motoren gebruiken dit deel.

Common Rail Systeem (Common Rail System)

In deze typen brandstofinjectiesystemen stroomt brandstof via filters van de opslagtank naar de lage-druk pomp. De brandstof wordt van de lage-druk pomp naar de hoge-druk pomp gepompt, die de brandstof naar de hoge-druk pomp pompt, die de brandstof naar de common rail pompt. Hierdoor wordt hoge-druk brandstof verzameld in een common rail, en de benodigde hoeveelheid benzine wordt aan injectoren/cilinders geleverd via bemeteringsapparaten. Dit mechanisme is veelvoorkomend in Cummins en meercilinder motoren.

Elektronisch Brandstofinjectiesysteem (EFI):

In 1965 werd elektronische technologie voor het eerst in auto's gebruikt. Elektronische componenten staan voor 30-40% van de voertuigkosten. In auto's worden elektronica en computers gebruikt om maximaal vermogen en efficiëntie te bereiken. EFI systemen gebruiken diverse sensoren om temperatuur, gasdruk, gasklepstand, luchtstroomsnelheid, etc. te detecteren. De data wordt naar de Electronic Control Unit (ECU), eigenlijk een computer, gestuurd via sensoren. Deze ECU analyseert data en controleert injectoren en andere apparaten voor maximaal vermogen, efficiëntie en emissies.

Multipunt Brandstofinjectiesysteem (MPFI):

Bij alle motordraaisnelheden en belasting wordt een Multipunt Brandstofinjectiesysteem gebruikt om een lucht-brandstofmengsel van de juiste sterkte en hoeveelheid aan elke cilinder van een meercilinder motor te leveren. Het multipunt brandstofinjectiesysteem werkt onder twee basismodaliteiten:

Poortinjectie (Port Injection)

In dit voorbeeld is de injector gelegen nabij de inlaatklep in de inlaatmanifold. De injector spuit benzine in de lucht die via de inlaatmanifold passeert. De cilinder wordt gevuld met een homogeen lucht-brandstofmengsel. Het is op te merken dat elke cilinder zijn eigen injector in de inlaatmanifold heeft. Poortinjectie biedt uniforme brandstofverdeling, toename in vermogensuitgang, en nauwkeurigere controle van de lucht-brandstofverhouding.

Gasklep Injectie (Throttle Body Injection)

De injector bevindt zich op één enkele plaats in de gasklep in dit scenario. De hoeveelheid lucht die de inlaatmanifold binnenkomt, wordt geregeerd door de gasklep.

Dit was het overzicht van de diverse typen brandstofinjectiesystemen in compressie-ontstekingsmotoren (CI). Van traditionele systemen tot moderne elektronisch gecontroleerde common rail en MPFI systemen.