Sistemul de injecție cu rampă comuna și injectoare piezoelectrice cu acționare directă de la Delphi

    În 2008 sistemele de injecție cu rampă comună de la Delphi au evoluat semnificativ prin utilizarea injectoarelor piezoelectrice cu acționare directa DFI3. În acest sistem de injecție, care lucrează cu presiuni de până la 2000 de bari, acul injectorului este acționat direct de actuatorul piezoelectric și nu de un sistem de control hidraulic cu supape acționate electric.

Injectorul piezoelectric cu acționare directa DFI3

Foto: Injectorul piezoelectric cu acționare directa DFI3
Sursa: Delphi

    Actuatorul piezoelectric acționează foarte rapid asupra acului injectorului, independent de presiunea combustibilului din rampa comună. Această facilitate conduce la reducerea emisiilor poluante și a consumului de combustibil, precum și la creșterea densității de putere și a cuplului motor. De asemenea,  controlul injecțiilor multiple este optimizat deoarece nu mai apar oscilații de presiune în injector. Injectorul DFI3 este capabil să execute până la 7 injecții pe ciclu într-un timp mai scurt, comparativ cu injectoarele cu solenoid și acționare electro-hidraulică.

Injectorul piezoelectric cu acționare directa DFI3 - secțiune

Foto: Injectorul piezoelectric cu acționare directa DFI3 - secțiune
Sursa: Delphi

    Injectoarele DFI3 sunt proiectate să funcționeze fără pierderi hidraulice și din acest motiv nu au conductă de retur (de joasă presiune). Astfel se economisește până la 1 kW de putere disipată, comparativ cu sistemele de injecție cu retur de combustibil.

Injectorul piezoelectric cu acționare directă DFI3 - elemente componente

Foto: Injectorul piezoelectric cu acționare directă DFI3 – elemente componente
Sursa: Delphi

  1. racord de înaltă presiune
  2. conector electric
  3. carcasa injectorului
  4. actuatorul piezoelectric (piezo-ceramic)
  5. acul injector

    Acul injectorului (5) este acționat de actuatorul piezoelectric (4) atunci când acesta este alimentat cu curent electric. Prin racordul (1) injectorul este alimentat cu combustibil de la rampa de înaltă presiune. Calculatorul de injecție comanda injectorul prin intermediul conectorului electric (2).

Injectorul piezoelectric cu acționare directă DFI3 – detaliu

Foto: Injectorul piezoelectric cu acționare directă DFI3 – detaliu
Sursa: Delphi

  1. orificii de injecție
  2. canale de curgere combustibil
  3. carcasa injectorului
  4. actuatorul piezoelectric
  5. acul injectorului

    Injectorul piezoelectric cu acționare directă se remarcă prin faptul că este înconjurat de combustibil, în volumul dintre carcasa (3) și actuatorul piezoelectric (4) fiind combustibil sub presiune. Prezența volumului de combustibil din injector acționează ca un acumulator de presiune evitându-se astfel crearea de unde de presiune între injector și rampă, în momentul deschiderii acului injector (5). Combustibilul (motorina) intră în camera acului injector prin canalele (2) și este injectată în cilindru prin intermediul orificiilor (1).

Secțiune printr-un injector cu solenoid (A) și unul piezoelectric (B) - schemă de principiu

Foto: Secțiune printr-un injector cu solenoid (A) și unul piezoelectric (B) – schemă de principiu
Sursa: Delphi

A – injector cu acționare electro-hidraulica (solenoid)

  1. actuator cu solenoid (electromagnet)
  2. supapa de control
  3. circuitul hidraulic de acționare
  4. acul injectorului

B – injector piezoelectric cu acționare directa

  1. actuator piezoelectric
  2. rezervor (volum) de combustibil
  3. amplificator hidraulic de mișcare
  4. acul injectorului

    În cazul injectorului cu acționare electro-hidraulică (A) acul injectorului (A.4) nu este acționat direct de actuatorul cu solenoid (A.1) ci se deschide ca urmare a diferențelor de presiune ce se formează în circuitul hidraulic (A.3). Modificarea presiunilor se datorează deschiderii supapei de control (A.2). Astfel, comanda electrică a calculatorului de injecție alimentează actuatorul cu solenoid care deschide supapa de control, se modifică presiunile din circuitul hidraulic de comandă și implicit se deschide acului injector.

    Noul injector piezoelectric cu acționare directă are avantajul că acul injectorului (B.4) este acționat direct de actuatorul piezoelectric (B.1). Între acul injectorului și actuator nu este legătura mecanică directă, mișcarea fiind transmisă și amplificată hidraulic (B.3). Deoarece combustibilul este incompresibil, la alimentarea cu energie electrică a actuatorului piezoelectric, mișcare este transmisă instantaneu acului injector.

Injector acționat electro-hidraulic
Etapele injecției de combustibil - injector acționat electro-hidraulic
0 microsec. 100 microsec. 200 microsec. 300 microsec.
Etapele injecției de combustibil - injector piezoelectric cu acționare directă
Injector piezoelectric cu acționare directă

Foto: Delphi

    Datorită deschiderii foarte rapidă a acului injector, în cazul injectorului piezoelectric, se pot efectua până la 7-8 injecții pe ciclu fără timpi de așteptare între ele. Comparativ cu un injector cu solenoid deschiderea și închiderea unui injector piezoelectric este de aproximativ 3 ori mai rapidă.

    Pentru sistemele de injecție cu injectoare piezoelectrice cu acționare directa Delphi utilizează o pompă de injecție de înaltă presiune care poate ridica presiunea combustibilului până la 2000 de bari. Pompa, antrenata de motorul cu ardere internă, are două pistoane și poate funcționa până la o turație de 5000 rot/min.

Pompă de injecție DFP3

Foto: Pompă de injecție DFP3
Sursa: Delphi

    Prima aplicație care utilizează acest sistem de injecție este motorul cu patru cilindri OM651 produs de Daimler. Acest motor echipează automobilul Mercedes C250 CDI BlueEfficiency și va fi oferit în mai multe versiuni de putere: 100 kW, 125 kW și 150kW.

Sistemul de injecție cu rampă comună și injectoare piezoelectrice cu acționare directă

Foto: Sistemul de injecție cu rampă comună și injectoare piezoelectrice cu acționare directă
Sursa: Delphi

    Avantajele acestui sistem de injecție, comparativ cu injectoarele electro-hidraulice, sunt remarcabile:

  • reducerea emisiilor de oxizi de azot și particule cu aproximativ 30%, creșterea cuplului și a puterii motorului cu aproximativ 10%, datorita îmbunătățirii pulverizării combustibilului injectat și a controlului mai precis a cantității de combustibil injectată
  • creșterea randamentului motorului datorită lipsei pierderilor hidraulice ale injectoarelor (lipsa returului)
  • injecții multiple (7-8) și rapide
  • timpul de deschidere și închidere al injectoarelor este independent de presiunea din rampa comună de înaltă presiune

    Datorită acestor caracteristici motoarele cu 4 cilindri echipate cu sisteme de injecție cu injectoare piezoelectrice cu acționare directă și sistem de supraalimentare cu turbocompresor în doua etaje pot obține performanțe similare cu cele ale unui motor în 6 cilindri. De asemenea acest sistem de injecție facilitează atingere nivelului Euro 6 pentru emisiilor poluante.

Pentru a comenta articolul trebuie să vă înregistrați!

Comentarii

Alex99
Miercuri, 02 August 2017 Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5
moldovano
Marți, 21 Mai 2013 Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5Votează 5 / 5

Login

Logo motorul anului