INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

128
INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ 1. Introducere. Scopul unui sistem de injectie este de a permite introducerea unei cantitati precise de benzina în camera de ardere pentru a respecta normele antipluare si a raspunde la toate cerintele soferului. Cererile pot fi : O acceleratie; O viteza stabilizata a vehiculului; O deceleratie;

Transcript of INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Page 1: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

1.                             Introducere.

Scopul unui sistem de injectie este de a permite introducerea unei cantitati precise de benzina în camera de ardere pentru a respecta normele antipluare si a raspunde la toate cerintele soferului.

Cererile pot fi :       O acceleratie;       O viteza stabilizata a vehiculului;       O deceleratie;       Mentinerea unui regim minim (relati).

Raspunsul la aceste cereri se face prin sapânirea perfecta a :1.      Dozajului aer-combustibil

Page 2: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

2.      Momentului declansarii scânteii care este gestionat de sistemul de injectie.DAR !

Pentru a realiza un dozaj,trebui mai întâi ca aerul si benzina sa fie aduse la « intrarea motorului « .

Acesta este rolul :       circuitului de admisie al aerului,       circuitului de alim 232d36c entare cu benzina.

Apoi,numai sistemul de injectie poate adapta cantitatea de benzina la cantitatea de aer pentru a realiza DOZAJUL.

Circuitul de aer poate sa ramâna aproape neschimbat,in timp de circuitul de alimentare cu combustibil necesita câteva modificari pentru a permite functionarea sistemului de injectie.

1.1.                 Preambul.

Cum constatam noi în viata de zi cu zi,legislativul,atât românesc cât si european impune o reglementare foarte stricta cu privire la nivelul de poluare emis de autovehicule.

În acelasi timp, toti constructorii tind sa propuna clientilor vehicule având cel mai mic consum posibil,un cuplu si o putere a motorului maxime pentru a obtine un confort cât mai ridicat în conducere.

Pentru aceasta trebuie ca motorul sa poata furniza cel mai bun raport RANDAMENT / PUTERE / CONSUM-POLUARE.

Astfel numai sistemele de injectie pot raspunde la toate aceste conditii.În acelasi timp este bine de retinut ca puterea,cuplul motor, consumul/depoluarea

si fiabilitatea motorului sunt caracteristici fundamentale care se cer de la un motor si care sunt conditionate de :

       Starea mecanica a motorului ( distributie,compresie,nivel uzura.)       Starea sistemului de evacuare.       Starea sistemului de aprindere.       Starea sistemului de alimentare aer/benzina.       Calitatea carburantului.

Concluzii :

       Aceste stari influenteaza direct calitatea energiei furnizata de motor.       În cazul în care motorul nu functioneaza corect,este inutil de a acuza sistematic sistemul

de injectie fara a verifica ansamblul elementelor mecanice.       Asadar, înainte de a interveni asupra sistemul de injectie, amintiti-va de ce depinde

arderea într-un motor.

2.                             Notiuni fundamentale.

2.1.                 Elementele ce compun arderea. Arderea este ansambul fenomenelor legate de combinarea unui carburant si a

unui comburant,în cazul unei transformari chimice în vederea recuperarii unei energii.

2.1.1.    Carburantul.

Page 3: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

      Carburantul este un compus de hidrogen (H) si de carbon (C ) numit hidrocarbura (HC). El este caracterizat de mai multi indici.

a)                 Indicele octanic.

     Indicele octanic arata usurinta pe care o are respectivul carburant de a se autoaprinde.

El este obtinut pe un motor monocilindric standardizat, prin compararea carburantului respectiv cu un carburant etalon care poate fi:

       Heptanul caruia îi este atribuita cifra « 0 » ( carburantul se autoaprinde usor )       Iso-octanul caruia îi este atribuita cifra « 100 » ( carburantul rezista la autoaprindere)

Ex. : Benzina Fara Plumb 95 se comporta ca un amestec compus din 95% iso-octan si 5% heptan.

b)                 Indicele octanic RON si MON.

RON : Research Octane Number (indice octanic de cercetare); comportamentul carburantului la regim scazut si în acceleratie.MON : Motor Octane Number (indice octanic motor) ; comportamentul carburantului la regimuri ridicate si sarcina plina ( cel mai semnificativ dar si cel mai putin utilizat )

INDICE SUPER PLUMB

SUPER CU POTASIU

CARBURANT FARA

PLUMB

SUPERCARBURANT FARA PLUMB

RON 97 98 95 98

MON 86 - 85 88 

Tetraetilul de plumb care servea la cresterea indicelui octanic al benzinei care iesea din rafinare a fost eliminat progresiv si înlocuit cu aditiv pe baza de potasiu pentru carburantul « clasic ».Pentru carburantul « fara plumb » functia anti-detonatie este asigurata de compusi oxigenati organici (alcooli, eteri) si de substante aromatice (benzenul C6 H6).

2.1.2.    Comburantul.

Pentru un motor obisnuit comburantul este pur si simplu aerul.El este compus din 79% azot (N2), 20% oxigen (O2) si 1% gaze rare.

Page 4: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

3.                             Amestecul aer-benzina.

3.1.                 Calitatea amestecului.      Un amestec carburant este compus dintr-un carburant si un comburant unde calitatea si proportiile lor trebuie sa duca la o ardere cât mai completa posibil.

Pentru a putea sa arda, un amestec aer-benzina trebuie sa fie :       Gazos.       Dozat.       Omogen.

3.1.1.    Amestecul gazos.

     Benzina în stare lichida arde cu greutate în timp ce vaporii de benzina ard foarte usor.Va fi nevoie transformarea benzinei din stare lichida în stare de vapori, prin pulverizare.

3.1.2.    Amestecul dozat.

     Raportul dintre masa benzinei si masa aerului trebuie sa fie controlat pentru ca amestecul sa arda.În conditiile de ardere din interiorul motorului ( presiune si temperatura) si tinând cont de gradul de umplere al cilindrului, dozajul ideal este de 1 gram de benzina pentru 14,8 grame de aer.

Page 5: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Combustie lenta.Randament slab,Supraîncalzire motor,Poluare cu oxizi de azot (NO X ),Detonatii,Rateuri înesapament.

            Combustie rapidasi completa.

Combustie incompleta.

Randament slab,Consum,

Poluare cu hidrocarburi

(HC)Si monoxid de

carbon(CO),

Calamina.     Pe de alta parte , pentru motoarele moderne cu sisteme de depoluare, se cauta ca amestecul sa fie foarte aproape de imbogatire 1 adica la un raport stoechiometric corespunzator dozajului ideal de 1/14,8.

RANDAMENT.Obtinerea de maximum deenergie din fiecareparticula de benzina.Trebuie arsa toata benzina, deci estenecesar un mic exces de aer.Acesta este dozajul economic si va fi folosit pentru regimurile medii.

PUTERE.Trebuie ca viteza depropagare a flacarii sa fie cât mai mare posibil.Este necesar un micexces de benzina.Este dozajul de putere.Va fi folosit pentru regimurileînalte în cazul în care sedoreste puterea maxima.

Page 6: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Cazuri particulare.

La relanti : dozajul va corespunde unui amestc ceva mai bogat decât ideal, pentru ca umplerea cilindrilor este deficitara iar un amestec sarac nu arde (lipsa de presiune).

     La fel în cazul pornirilor la rece, trebuie adoptata o strategie particulara pentru a avea o imbogatire a amestecului, deoarece camera de ardere este rece iar turatia motorului este scazuta. Aceasta situatie nu favorizeaza combustia (condensarea benzinei si umplere deficitara).

3.1.3.    Amestec omogen.Un amestec omogen este un amestec care are aceeasi compozitie în toate punctele.

Aceasta omogenitate va influenta viteza de ardere.

4.                             Principiul arderii   î ntr-un motor.

4.1.                 Caracteristici.

Page 7: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

            Arderea unui amestec aer-benzina

      se face cu o puternica crestere de

     temperatura si presiune în camera de

     ardere.

        Acest fenomen permite

     recuperarea unei forte pe capul

     pistonului si de asigurarea cu

     ajutorul mecanismului

     biela-manivela CUPLUL MOTOR.Obtinerea unei energii mecanice.

Arderea cea mai RAPIDĂ este CEA MAI BUNĂ( ea este de ordinul a 2 milisecunde )

Durata arderii depinde de .

Calitatea amestecului aer-benzina

Temperatura

amestecului

aer-benzina si imprejurimile sale

Temperatura si durata de

 actiune a sursei care declanseaza arderea

4.2.                 Arderea normala. Amorsarea.

Pentru ca un amestec aer-benzina sa

 se aprinda trebuie adus un punct din

masa sa gazoasa la o temperatura

suficient de mare numita :

TEMPERATURA DE APRINDERE

Propagarea.

Începând din acest punct,amestecul

începe sa se aprinda în etape succesive

 iar avansarea frontului de flacara se face în

 etape progresive si regulate :

Page 8: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

ARDEREA ESTE EXPLOZIVA

4.3.                 Arderea ideala.      Tocmai am prezentat arderea elementara, dar trebuie sa ne amintim ca motorul trebuie sa raspunda la mai multe tipuri de exigente :

4.3.1.    Exigentele clientului.

       Cuplu motor bum pentru a permite reprize scurte, urcarea pantelor dificile, capacitate de tractiune.

       Putere pentru performate rutiere ( accleratie, viteza maxima. )       Consum minim pentru o autonomie cât mai mare si un cost energetic cât mai redus.       Fiabilitatea motorului.

4.3.2.    Exigentele legislative.

Poluare cât mai mica pentru a proteja mediul.Pentru a reveni la ardere, am spus ca arderea cea mai buna este si cea mai

rapida.Atunci o ardere completa aduce un grad scazut de poluare si un randament maxim

4.3.3.    Conditiile arderii ideale.

Arderea amestecului nu este instantanee.De fapt, între începutul arderii si arderea completa a amestecului trece un timp de aproximativ 2 milisecunde.

   Pentru ca presiunea arderii sa fie corect sincronizata în interiorul motorului, este necesara aprinderea corburantului cu un avans care depinde de :

        regimul motor.

        presiunea din colector.

        temperatura apei si a aerului.

4.4.                 Consecintele mecanice ale arderii.

4.4.1.    Puterea.

Gratie rapiditatii arderii obtinem puterea.Pentru a întelege mai bine, o mica recapitulare a unor notiuni de fizica.

  Daca o forta F îsi deplaseaza punctul de aplicatie, spre exemplu deplasând un corp, ea efectueaza un lucru mecanic.

     Notiunea de putere este legata de notiunea de lucru mecanic si timp.Prin definitie, puterea unei masini este egala cu lucrul mecanic efectuata de aceasta masina împartit la timpul folosit de masina pentru a produce acest lucru mecanic.

Page 9: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

            Forta F care ne intereseaza este cea care se exercita asupra capului pistonului si care este rezultatul presiunii importante datorata arderii amestecului aer-benzina.

            Cu cat arderea este mai rapida cu atât cresterea de temperatura deci si cresterea de presiune va fi mai rapida.

4.4.2.    Cuplul.

Cuplul mecanic este un ansamblu de 2 forte F paralele dar de sens opus carea actioneaza asupra acluiasi corp.Ele solicita corpul la rotatie.

   Gratie arderii complete a amestecului carburant putem obtine cuplul motor.Când toata benzina este arsa, se degaja un maxim de energie si ne permite sa recuperam un maxim forta pe capul pistonului, care este transmisa prin intermediul mecanismului biela-manivela la arborele cotit.

   Reamintim totusi ca notiunile de putere si cuplu depind puternic de caracteristicile tehnice ale motorului ( raport cursa-alezaj ; distributie ; motor multisupapa ; motor atmosferic sau supraalimentat)

Exemple de curbe de putere si cuplu.

Cum putem constata pe aceste curbe,pentru :

Page 10: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

       o anumita stare tehnica a motorului,       o anumita calitate a carburantului si a comburantului,

motorul furnizeaza un cuplu si o putere variabila cu regimul.Variatia este data de umplerea mai mult sau mai putin importanta a cilindrului cu amestec.

4.5.                 Arderi anormale. Detonatii.

Debutul arderii se produce normal, dardatorita unei cresteri de presiune,amestecul care nu este atinsde frontul de flacara  arde în totalitate. Acestfenomen este favorizat de folosirea unuicarburant cu cifra octanica preamica în comparatie cu raportul decompresie al motorului

Autoaprinderea.Este aprinderea spontana a amestecului înaintea aparitiei scânteii de la bujie. Estedatorata unei compresii excesive carecreste temperatura peste nivelul deaprindere al amestecului

                   

Pre-aprinderea.Este o aprindere necomandata care apareînaintea scânteii de la bujie. Se producedatorita existentei în camera de ardere a punctelor calde (electrodul bujiei sausupapa de esapament prea calde,particule de carbon)

4.5.1.    Consecinte ale arderii anormale.

Page 11: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Ardere anarhica.Întâlnirea dintre doua fronturi de flacaraproduce o unda de soc : DETONAŢIAa carei energie provoaca o incalzirebrutala si se poate ajunge pâna laruperea electrodului bujiei sauspargerea capului pistonului. Detonatiilespecifice regimurilor de repriza, sarcinaplina si regim mic, se sting usor, durata lor este scurta deci sunt mai putinpericuloase.Dar, detonatiile produse la sarcina plina si regim maxim pot cauza stricaciuni importante motorului.

4.6                                             Diferenta între arderea normala si explozie.

Nu trebuie confundata ARDEREA cu EXPLOZIA.ARDEREA EXPLOZIA

Nu se produce instantanei în interiorul motorului.

Ea se propaga în masa gazoasa cu o

viteza de aproximativ 30m/s.

Eate o ardere extrem de rapida. Ea se propaga în amestec cu o viteza mai

mare de 400 m/s (in cazul explozivilor

 viteza este de 4000 la 10000 m/s).

5.                             Punerea la punct a motorului. Atentie   :  

Functionarea motorului se bazeaza pe doua puncte estentiale si inseparabile :- Conformitatea sistemului de injectie.- Starea mecanica a motorului si a perifericelor sale.

Pentru aceasta nu trebuie neglijate bazele elementare ale punerii la punct a unui motor, înainte de a trage concluzia ca sistemul de injectie este cel care nu functioneaza corespunzator..

Care sunt efectele unei puneri la punct defectuoase?1.   Reglajul jocului supapelor.

Influenteaza asupra compresiei motorului.

Page 12: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Consecinte :       Deteriorarea supapelor.       Motorul risca sa nu porneasca(compresie prea slaba)       Motorul porneste greu la cald si larece       Motorul nu are performante.       Motorul consuma si polueaza mult.       Motorul are ezitari.       Calculatorul de injectie risca sa primeasca date eronate.

2.   Calajul distributiei.       Motorul nu porneste ( dinti sariti).       Motorul nu are performante (dinti sariti)       Calculatorul de injectie risca sa primeasca date eronate.

3.   Filtru de aer ancrasat.        Motorul porneste dar apoi se îneaca.       Poate avea reprize ezitante.       Fum negru la esapament.       Motorul nu are performante.       Motorul consuma.

Page 13: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

4.   Filtru de benzina imbâcsit saudebit al pompei de benzina anormal

       Motorul nu demareaza (lipsa de

     presiune sau debit)       Motorul nu are preformante(presiune prea mica)       Motorul porneste apoi se opreste.

5.   Priza de aer.        Pornire la rece si la cald dificila.       Motorul porneste apoi seopreste (garnitura colectorului,circuitul de reaspiratie).       Relanti instabil (Ajutajul pecircuitul de reaspiratie nonconform sau inexistent).       Reprize ezitante.       Relatiul poate fi mai ridicat.

6.Linia de esapament obturata        Demaraj dificil.       Lipsa de performate.       Demaraj imposibil.

6.                             Circuitul de benzina. Circuitul de alimentare cu benzina serveste la transferul benzinei din rezervor catre injectoare.El se compune din urmatoarele elmente :

       Rezervor.       Sorb.       Pompa de benzina.       Filtru de benzina.       Regulatorul de presiune.       Rampa de injectie.       Amortizorul de pulsatii.       Injectoarele.

6.1.                 Rezervorul.

La sistemul rezervorului gasim :        Legatura cu aerul prin canistra cu carbon activ,

Page 14: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

        Dispozitivul de prea-plin,        Dispozitivul anti depresiune,        Protectia la suprapresiune,        Dispozitivul anti-golire la rasturnarea vehiculului.

1 : Dispozitivul de prea-plin.

2 : Supapa anti rasturnare.

3 : Supape de siguranta la presiune / depresiune.

4 : Clapeta obturatoare.

5 : Orificiu de restrictionare.

6 : Legatura cu atmosfera prin

canistra.

7 : Conducta anti-refulare la umplere.

8 : Orificiu de evacuare a aerului în

 timpul umplerii.

9 : Orificiu de umplere al rezervorului.  

Dispozitivul de prea-plin. 

Când vehiculul sta pe loc,bila ramâne pe scaunul ei, tinând captiv un volum de aer în rezervor.Când vehiculul ruleaza, bila se deplaseaza, permitând astfel punerea în legatura a canistrei cu rezervorul.În cazul în care autovehiculul sta pe loc, dar cu motorul pornit iar presiune creste în rezervor pâna ce bila se ridica de pe scaunul ei facând astfel legatura cu atmosfera. 

Supapa anti-rasturnare. 

Page 15: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

În cazul în care autovehiculul se rastoarna, aceasta supapa nu permite golirea rezervorului prin conducta ce duce la canistra de carbon activ. 

Supapele de siguranta la presiune/depresiune 

În cazul obturarii circuitului de reciclare a vaporilor de benzina din rezervor, aceste supape evita ca presiunea sa creasca în interiorul rezervorului ( acesta sa se umfle) sau sa scada ca urmare a consumului de benzina ( rezervorul se strânge).

Clapeta obturatoare.Evita ca vaporii de benzina din rezervor sa ajunga la nivelul busonului de umplere.

Orificiu de restrictionare.Nu permite introducerea de benzina cu plumb sau de motorina în rezervor.

6.2.                 Pompa electrica de benzina. Pompa de benzina are ca rol furnizarea carburantului sub presiune catre

injectoare sau catre pompa de înalta presiune în cazul injectiei directe.

   Debitul sau este mult superior nevoilor motorului, prentu ca în zona injectoarelor sa existe tot timpul benzina proaspata si în cantitate suficienta.Excesul de benzina se întoarce în rezervor  prin intermediul regulatorului care tine o presiune constanta în rampa de injectie.Nu exista nici un risc de explozie la nivelul pompei prentu ca în interiorul pompei nu se poate forma un amestec inflamabil ( lipsa de oxigen).

Înainte, pompele de benzina erau fixate de sasiul autovehiculului. Acum, ele sunt imersate în rezervor si sunt de cele mai multe ori fixate impreuna cu joja de combustibil. Avantajul pompelor imersate este diminuarea zgomotului produs de elemntele de pompare.

Observatie   :  Alimentarea electrica a pompei se face prin intermediul unui releu si este comandata de calculatorul de injectie.

6.2.1.    Pompa de benzina imersata.

Page 16: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

1 Pompa electrica de benzina.2 Placa suport.3 Joja de combustibil.4 Sorb.

Aceasta pompa devine o pompa de prealimentare (sau de gavaj) în cazul injectiei directe de benzina.

Configuratiile posibile de montaj ale popei ar putea fi:        Joja cu pompa imersate.        Joja cu pompa si regulator imersate.        Joja cu pompa,regulator si filtru imersate.

6.2.2.    Principiu de functionare al pompei electrice de benzina

Pompa de benzina este de tipul multicelular cu rulouri antrenat de un motor electric.O supapa de securiate se deschide atunci când presiunea în interiorul pompei  devine prea mare. La iesire, o supapa anti-retur mentine presiunea în conducte pentru ceva timp.Aceasta evita dezamorsajul circuitului la oprirea motorului si formarea bulelor de vapori în circuitul de alimentare atunci când temperatura carburantului devine prea mare.

Page 17: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

1 Aspiratia.

2 Supapa de securitate.

3 Pompa multicelulara cu rulouri.

4 Rotorul motorului electric.

5 Supapa anti-retur.

6 Refulare.

6.3.                 Filtru de carburant. 1 Carcasa.

2 Etanssare.

3 Carcasa filtrului.

4 Obturator.

5 Nervura.

6 Element filtrant din hârtie.

7 Support element filtrant.

8 Sita.

         Impuritatile continute de carburant pot împiedica buna functionare a injectoarelor si a regulatorului de presiune.Pentru a curata carburantul de aceste impuritati este montat un filtru în serie cu circuitul de benzina între pompa si injectoare.

         Poate fi echipat cu o sita care opreste particulele de hârtie filtranta care s-ar putea desprinde. De aceea este obligatorie respectarea sensului de montaj al filtrului.

6.4.                 Regulatorul de presiune .

Page 18: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

6.4.1.    Regulatorul exterior rezervorului.

Regulatorul de presiune controleaza debitul pe retur catre rezervor pentru a obtine o presiune diferentialaconstanta între amontele si avalul injectorului.

Regulatorul de presiune functioneza pe baza presiunii din colector.

Rolul sau este de a adapta presiunea carburantului în functie de presiunea din colectorul de admisie.

1 Admisia.

2 Returul spre rezervor.

3 Supapa.

4 Membrana.

5 Arc.

6 Racord la colectorul de admisie.

7 Presiune colector.

Exemplu de functionare.

Presiunea în rampa de injectie este corectata în functie de depresiunea din colectorul de admisie pentru ca injectoarele sa lucreze la presiune constanta.Camera resortului este legata

Page 19: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

printr-o conducta la colectorul de admisie.La toate regimurile presiunea de refulare a injectoarelor devine astfel constanta.Calculatorul de injectie nu modifica decât timpul de injectie pentrua varia debitul injectat.

   La relanti, avem 0,7 bar de depresiune.Resortul 5 are o presiune de 2,5 bar.Presiunea carburantului este egala cu presiunea exercitata de resort + presiunea din colector :

Pbenzina = 2,5 + (- 0,7) = 1,8 bar.Dar injectoarele lucreaza la :  1,8 - (-0,7) = 2,5 bar.

CONCLUZIE:

Presiunea de injectie = presiunea carburantului data de resortul regulatorului - presiunea din colector.

6.4.2.    Regulatorul integrat în rezervor..

   Schema functionala a unui circuit de benzina « fara retur »

1 Rezervor.

2 Anasamblu  pompa - joja.

3 Regulator de presiune.

4 Filtru de benzina.

5 Rampa injectoare.

6 Injector.

   Calculatoarele de injectie care functioneaza cu u sistem de alimentare « fara retur » au suferit câteva modoficari fata de cele cu regulator pe rampa, deoarece sistemul lucreaza acum cu o presiune constanta de alimentare cu combustibil.

Page 20: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

   Acum dozajul se face prin controlul timpului de injectie în functie de informatia presiunii don colectorul de admisie.

Influenta presiunii din colector asupra injectoarelor se face prin intermediul calculatorului de injectie.

6.5.                 Injectoarele electromagnetice.

Injectorul electromagnetic se compune dintr-un corp injector un ac si un miez magnetic.Acest ansamblu este comprimat de un resort pe scaunul etans al corpului injectorului.Acesta are o înfasurare magnetica si un ghid pentru acul injectorului.Comanda electrica provenita de la calculator creeaza un câmp magnetic în înfasurare.Injectorul are un +DPC iar calculatorul trimite mase secventiale.Miezul magnetic atrage acul injectorului care se ridica de pe scaunul sau,iar carburantul sub presiune poate trece.Atunci când comanda înceteaza, arcul readuce acul pe scaunul sau iar circuitul se închide.

Timpul de deschidere al injectorului depinde de timpul de punere la masa dat de calculator.

Exista mai multe tipuri de injectoare.Pot varia rezistentele lor,debitul,numarul de orificii, forma jetului în fuctie de aplicatia pentru care au fost construite.

În functie de tipul de injectie comanda poate fi:

       Simultana (toate injectoarele sunt comandate în acelasi timp)

       Semi secventiala (doua câte doua),

       Secventiala (unul câte unul).

a)                 Exemple de injectoare.Injector clasic.

(ex. Siemens DEKA sau BOSCH)

1 Acul injectorului.

2 Miez magnetic.

3 Înfasurare magnetica.

4 Conexiune electrica.

5 Filtru.

Injector înecat. 1 Conector.

Page 21: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

(ex. Siemens DEKA II)

2 Inel toric de etansare.

3 Guler de mentinere a inelului toric.

4 Sita.

5 Corp metalic.

6 Bobinaj.

   Avantajul injectorului înecat este ca elimina riscul de vapor-lock, deoarece capul injectorului este tot timpul alimentat cu combustibil proaspat. Aceasta permite demarajul usor la cald.

   În cazul unei injectii multipunct indirecte,fiecare cilindru dispune de un injector care este dispus în colectorul de admisie, si care pulverizeaza benzina în amontele supapei de admisie.

   Pentru injectia directa, fiecare injector pulverizeaza injectia direct în camera de ardere.

Injectorul de pornire la rece.

La temperaturi scazute ale mediului ambiant, o parte de combustibil se condenseaza pe peretii colectorului de admisie. Pentru a usura pornirea motorului în aceste conditii, este necesar sa se mareasca debitul de combustibil injectat în momentul startului. Durata de actionare a supapei injectorului de start este stabilita de termocontactul temporizat, care sesizeaza si urmareste temperatura motoruli. Prin activitatea injectorului, amestecul carburant se îmbogateste coeficientul de exces de aer λ , fiind cu putin mai mic de unu.

Ce se întâmpla în injector ?

În injectoarele electronice si cele mecanice de-a lungul exploatarii se creaza depozite de reziduri datorita compozitiei organice a benzinei si a impuritatilor din aceasta ce trec de filtrele care au rolul sa le opreasca. Ciclurile repetate de pornire-functionare-oprire implicând schimbarea temperaturii motorului creeaza în timp modificarea parametrilor injectoarelor datorita acumularii de reziduri în injector; dupa oprirea motorului componenta "light" din benzina ramasa în injector se volatilizeaza, iar impuritatile (rasini, lacuri, ceara, rugina) din benzina se depun în extremitatea inferioara a injectorului.

Acestea se ard datorita supraâncalzirii injectorului dupa oprirea motorului si în timp ajung sa creeze depozite care obtureaza sau chiar blocheaza orificiile (dimensiuni de ordinul micronilor) prin care se pulverizeaza benzina; de asemenea aceste depozite nu mai permit închiderea perfecta a valvei din injector.

Page 22: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Consecinte:

Daca injectorul nu mai reuseste sa pulverizeze benzina conform parametrilor proiectati, daca cantitatea de benzina introdusa în cilindru nu mai poate fi controlata si în concordanta cu regimul de functionare al motorului atunci functionarea în conditii optime a motorului este compromisa. De exemplu daca injectorul nu închide perfect dupa oprirea motorului, presiunea din circuitul de alimentare cu benzina va forta scurgerea unei cantitati de benzina prin injector în galeria de admisie pâna la scaderea presiunii din circuitul de alimentare la valori aproape de zero.

Problemele generate de functionarea defectoasa a unui injector sunt multiple - porniri grele la rece si la cald sau chiar imposibilitatea pornirii, ezitari în momentul accelerarii, lipsa de putere a motorului, cuplu motor scazut, consum ridicat de combustibil, ralanti instabil si neregulat, emisii de noxe peste limita normala, avarierea convertorului catalitic si a senzoruli lambda.

Curatirea injectoarelor cu ultrasunete.

Exista doua modalitati de curatare, de fapt una de curatare si testare si una de întretinere.

Injectoarele se pot curata efectiv si testa doar daca sunt demontate de pe motor ; ele sunt montate pe un echipament specializat de testare si diagnoza unde sunt verificate înainte si dupa un ciclu de curatare cu ultrasunete.

Injectoarele se pot curata (întretine) prin nedemontarea lor de pe motor, alimentând motorul cu o solutie agresiva fata de depunerile care se doresc îndepartate si functionarea acestuia, timp limitat la turatia de mers în gol. Din pacate nu se poate "masura" precis rezultatul acestei operatiuni, nu se pot depista defecte de solenoid, nu se poate verifica atomizarea fluxului de benzina pulveruzat de injector, nu se poate verifica timpul si corectitudinea fluxului, nu se pot face masuratorile volumetrice si nu se pot compara volumele de combustibil livrate de injectoare, care pot sa difere în proportie de maxim 4%.

6.6.         Precautii cu privire la circuitul de alimentare .            Sistemele de injectie benzina si Diesel sunt foarte sensibile la poluare. Riscurile care apar datorita impuritatilor din combustibil sunt

       Distrugerea partiala sau totala a sistemului de injectie,

       Gripajul sau proasta etansare a unui element.

Principiile de curatenie trebuie aplicate de la filtrul de carburant pâna la injector.

7.                             Sistemul de aprindere.

7.1.                 Rol. Amorsarea, la momentul cel mai potrivit, a arderii amestecului aer-benzina comprimat în

camera de ardere.

Temperatura de aprindere a amestecului aer-benzina este de aproximativ 400 grade Celsius ;aceasta temperatura trebuie depasita pentru a avea o ardere corespunzatoare.

   Solutii utilizate pentru a creste temperatura amestecului aer-benzina.

Page 23: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Comprimarea acestui amestec

 

Este imposibil deoarece aceasta

provoaca autoaprindere si nu o

 ardere progresiva

Utilizarea unei surse de caldura exterioara

    FLACĂRĂ / ARC ELECTRIC ESTE SOLUŢIA

     CARE SE REŢINE

7.1.1.    Producerea arcului electric.

1 Bobina primara.

2 Bobina secundara.

3 Miez.

4 Calculator.

5 Bujie.

         6Actiunea asupra

Primarului.

Dupa încarcarea bobinei,

circuitul primar se închide.

Pentrudescarcarea bobinei,

circuItul primar se deschide

ceea ce induce o tensiune foarte

mare în secundar ; astfel

 apare scânteia la bujie.

 

 

În aer liber

2000 volti sau 2 kV

În motor

tensiunea variaza de la

 4 la 10 kV

 

Page 24: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Tensiunea este în functie de urmatorii factori :

       De presiunea din camera de ardere.

       De dozajul amestecului aer-benzina.

       De electrozii bujiei (temperatura,distanta,forma).

       De temperatura din camera de ardere.

Toti acesti factorivariaza în timpul functionarii  dar sistemul trebuie sa asigure minim o tensiune de 12 la 20 KV.

7.2.                 Bujia.

7.2.1.    Temperatura de functionare.

LA RELANTI LA REGIM MAXIM

Cel putin 350°C

Pentru a evita ancrasarea

(la nivelul izolatorului)

Mai putin de 850°C pentru a evita

deteriorarea prin ardere

Se constata ca, în medie, fiecare grad de avans suplimentar la aprindere creste temperatura izolatorului cu aproximativ 10 °C.

7.2.2.    Gama termica a bujiilor.

Gama termica depinde de caracteristica si particularitatile motorului, deci este necesar sa se monteze numai tipul de bujii indicate de constructor.

Page 25: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Montajul altor tipuri de bujii pot provoca arderi aleatoare ceea ce poate duce la distrugerea motorului.

   Cu ocazia controlului vizual al starii bujiilor, este bine sa de verifice si sistemul de aprindere în ansamblul sau cu ajutorul datelor din documentatia tehnica.

Câteva incidente de care se fac raspunzatoare bujiile defecte:

       Motorul nu porneste (verificati conformitatea, starea si reglajele).

       Lipsa de putere a motorului.

       Consum excesiv de benzina.

       Relanti instabil.

       Reprize ezitante, sincope la regim stabilizat sau în accelerare usoara.

       Autoaprinderi

       Deteriorarea pistonului.

Page 26: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Atentie   :

   Sistemul de alimentare cu benzina  si de aprindere se pot defecta dar nu sunt întotdeauna responsabile pentru toate disfunctiunile motorului.

Page 27: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

7.3.                 Bobinele de aprindere. Calculatorul de injectie gestioneaza si sistemul de aprindere. Parametrii luati în

considerare, sunt aceeasi ca la un sistem calsic adica turatia si sarcina motorului (avansul centrifugal si vacuumatic).

   Gestiunea electronica permite integrarea parametrilor ca temperatura motorului, detectarea detonatiilor ca si functii de diagnostic ale bobinelor pentru ca ele sunt comandate direct de calculator.

        Daca exista o singura bobina, aprinderea este de tip distribuit.

        Daca exista mai multe bobine, aprinderea este statica si va fi necesar 1 semnal de comanda pentru maxim 2 cilindrii.

             Calculatorul comanda o bobina.Modulele de putere sunt integrate în calculator si pun direct la masa bobina.

Bobina pentru doi cilindrii.

  

O bobina si un etaj de iesire sunt afecate la fiecare 2 cilindrii.Fiecare din extremitatile înfasurarii secundare este legata la o bujie a unui cilindru diferit.

Comanda se efectueaza pe timpul se compresie al unui cilindru si pe timpul de evacuare al celuilalt.Astfel avem scânteie simultana în doi cilindrii diferiti.Sistemul nu necesita sincronizarea cu arborele cu came.

Page 28: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Bobina pentru fiecare cilindru ( bobina creion ).

O bobina si un etaj de iesire comandate de calculator în functie de ordinea de aprindere sunt distribuite fiecarui cilindru.

   Deoarece calculatorul este cel care gestioneaza în mod direct încarcarea bobinei, acesta poate face si un diagnostic al circuitului de aprindere primar.

   Acest diagnostic nu este posibil când calculatorul comanda un etaj de putere.

7.4.                 Caracteristica tensiunii înalte. Trasarea curbelor cu aljutorul CLIP-ului permite vizualizarea anumitor parametrii cum ar fi

durata scânteii sau tensiunea de ionizare si plecând de la aceste valori se poate stabili un diagnostic.

7.4.1.    Semnalul circuitului secundar.

Page 29: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

7.4.2.    Interpretarea semnalului de aprindere.Tensiunea de amorsare ( tensiunea de ionizare) :

   Tensiunea medie pentru o aprindere distribuita este între 5 KV si 20 KV.Ea variaza foarte mult în jurul valorii sale medii, iar dispersia intre cilindrii poate fi destul de importanta ( 25% ).

   Ea scade de o maniera mai mult sau mai putin importanta in zona a 4000 rot/min.

Factor Tensiunea de ionizare

Îmbogatirea  Creste

Distanta între electrozi  Creste

Page 30: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Factori care influenteaza durata scânteii :

Factor Durata scânteii

Presiune scade

Distanta între electrozi scade

Îmbogatire scade

Pierderea scânteii :

În cazul unei functionari normale, imediat dupa amorsarea arcului electric ca urmare a cresterii presiunii în cilindru în urma arderii amestecului scânteia nu mai poate fi mentinuta.

Nevoile de tensiune înalta pentru a mentine arcul electric cresc, si, practic, putem asimila bujia cu o rezistenta de valoare negativa.

Anumiti factori care contribuie la pierderea scânteii:

      Amestec aer / benzina bogat.

      Consum de ulei.

Controale:

Disp. de diagnostic

Osciloscop

       Rezistenta, izolarea.

- Linia de comanda.

- Alimentarea.

- Rezistenta circuitului primar al bobinei.

- Rezistenta circuitului secundar al bobinei.

      Alimentarea MPA.

        Detectarea de impulsuri pe semnalul de comanda,

        Defect pe liania de comanda MPA sau a bobonelor.

      Test de aprindere ,

      Vizualizarea diferitelor semnale cu ajutorul curbelor.

Cu ocazia unui diagnostic asupra prinderii, componete ca:

   bujiile,

   fisele de înalta tensiune,

Page 31: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

   sistemul de distributie,

sunt cel mai des vinovate pentru functionarea defectuasa a sistemului..

8.                             Injectia electronica de benzina.

8.1.                 Principiu de functionare a injectiei electronice.

8.1.1.    Generalitati.Cantitatea de aer aspirata de motor este functie de deschiderea clapetei de acceleratie si

de regimul de rotatie al motorului.Aceste cantitati sunt greu de tinut sub control de aceea cantitatea de benzina va fi aceea care se va ajusta functie de cantitatea de aer.

8.1.2.    Realizare practica.Calculatorul electronic este cel care calculeaza necesarul de benzina ce trebuie injectata.

Pentru a realiza acest lucru, calculatorul trebuie sa :

       Cunoasca cantitatea de aer admis.El dispune de informatii asupra presiunii sau debitului de aer din colectorul de admisie si asuprea vitezei de rotatie a motorului.

       Închida sau sa deschida « robinetul » de benzina.Ele dispune de fapt de injectoare pe care le va comanda (deschide) timpul necesar trecerii unei anumite cantitati de benzina ( timp de injectie).

Aceasta cantitate de carburant este initial calculata si poate fi ajustata în functie de diferiti parametrii cum ar fi: temperatura aerului si a apei din motor, pozitia exacta a clapetei de acceleratie.

           Majoritatea informatiilor primite de calculator vor servi si la calculul parametrilor de aprindere.

8.1.3.    Diferite sisteme de injectie electronica de benzina.

Page 32: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Diferitele sisteme de injectie electronica pe care le putem întâlni sunt:

Tipul injectiei Sistem Comanda

injectiei

Comanda

injectoarelor

Amplasarea injectoarelor

Monopunct*.

1 injector.

Injectie indirecta. Cvasi-permanenta. Independenta de ciclul motor

În amontele

clapetei de acc..

Simultana Toate în acelasi

 timp

Multipunct.

Numarul

injectoarelor

egal cu cel al

cilindrilor

Injectie indirecta. Semi-secventiala. Pe grupe În  amontele

supapelor de

admisie

Secventiala Individual în

faza cu ciclul

motor

Injectie directa. Secventiala Individual în

faza cu ciclul

motor

Cu vârful în

camera de

ardere

* Acest sistem nu mai corespunde actualelor norme de depoluare a motorului.

Unul dintre primele  sisteme de injectie care a dat rezultate a fost K - Jetronic.

Instalatia functioneaza astfel: pompa electrica aspira  combustibilul din rezervor si îl trimete catre acumulatorul 4, iar apoi în filtru de unde merge în unitatea de cântarire, care este o parte componenta a regulatorului de amestec sub presiune.

Presiunea de combustibil este pastrata constanta în partea de reglare a presiunii din dispozitivul de distribuire, care trimite combustibil catre injectoare.

O componenta importanta a circuitului este debitmetrul de aer, care functioneaza conform principiului corpurilor flotante: platoul circular într-un flux de aer de forma conica pâna când forta de

Page 33: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

apasare a aerului, care se exercita pe fata platoului, echilibreaza greutatea acestuia. Informatia se duce de aici printr-un sistem de pârghii mecanice care dirijeaza combustibilul la injectoare în functie de aerul înregistrat.

1 - rezervor

2 - pompa electrica

3 - acumulator de combustibil

4 - filtru

5 - regulator de amestec

6 - injector

7 - injector de pornire

Page 34: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

8 - comanda aerului aditionat

9 - termocontact temporizat

10 - regulator de amestec.

      

Detalii privind pistonasul de comanda si supapa de reglaj la sistemul K - Jetronic.

b,c - pistonasul de comanda cu supapele de mentinere constanta a diferentei de presiune;

d,c - supapa de reglaj a presiunii de comanda în perioasa de încalzire.

În aceasta pozitie de echilibru, care este functie de cantitatea de aer aspirat, pistonul de comanda plaseaza într-o pozitie determinata regulatorul de carburant 17.

În acelasi timp un rol important îl joaca si termocontactul temporizator.

Page 35: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

              1 - conexiune electrica

2 - hexagon de strângere

 3 - element bimetalic

 4 - înfasurare de încalzire

 5 - contact.

Datorita relatiei lineare dintre debitmetru si distribuitorul de carburant si datorita pârghiei de actionare asupra pistonului de comanda, care reuneste cele doua parti într-o singura unitate, se obtine o adaptare precisa si stabila pentru un coeficient de aer λ = 1.

Termocontactul  reprezinta de fapt un circuit electromagnetic, care controleaza durata injectiei în timpul regimurilor de pornire a motorului sau întrerupe functionarea când temperatura e crescuta.

 Tehnica a avansat si nevoia unui sistem mai complex cu informatii mai precise a impus combinarea sistemelor mecanice de injectie cu cele electrice.

  O încercare ce pentru o perioada a fost chiar o solutie la ceea ce se dorea, a fost KE - Jetronic. Construita pe baza schemei K - Jetronic, folosind aceeasi structura de reglare, are înlocuite regulatoarele mecanice de presiune cu altele comandate electric în baza datelor functionale preluate de la senzori, în vederea optimizarii amestecului.

Semnalele sunt preluate de la diversi senzori cum ar fi: potentiometrul pentru stabilire a pozitiei platoului debitmetrului, termocontacte, sonda lambda, sunt prelucrate de un modul electric pentru pregatirea amestecului si vor fi influentate de urmatoarele functii: îmbogatirea amestecului la pornire, la acceleratii, la suprasarcini, domeniul de turatii, reglarea factorului de aer si corectia cu altitudinea.

Page 36: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

 1 - injector

 2 - injector de pornire

 3 - regulator de amestec

 4 - regulator de presiune

 5 - regulator

 6 - debitmetru

 7 - filtru

 8 - pompa electrica

 9 - acumulator de combustibil

 10 - regulator de aer

 11 - bloc electronic

 12 - senzor al pozitiei  obturatorului

 13 - termocontact  temporizat

 14 - senzor de temperatura

 15 - pompa de presiune  a combustibilului.

 Sistemul L - J etronic aduce îmbunatatiri  la KE - Jetronic, folosind din ce în ce mai mult electronica.

Ceea ce aduce nou acest sistem este înregistrarea unor parametrii prin intermediul unitatii electronice.

În rest sistemul se pastreaza având aceeasi structura ca si la KE - Jetronic.

Page 37: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Sistemul L - Jetronic

1 - Blocul electronic de comanda

2 - Injectoare

3 - Debitmetrul

4 - Traductor de temperatura

5 - Traductor de control injectie

6 - Injector de pornire

7 - Pompa centrala

8 - Filtru

9 - Supapa cu arc

10 - Supapa de aer

11 - Contact

12 - Releu

13 - Distribuitor

14 - Rezervor

15 - Rampa comuna.

Page 38: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Aceasta instalatie este cu injectie intermitenta si foloseste ca element principal de reglare un debitmetru de aer cu paleta rotitoare. Este un sistem de injectie comandat electronic, care actioneaza în mod succesiv injectoarele cu actionare electronica.

Pompa centrala 7, aspira combustibil din rezervorul 14 prin filtrul 8, mentinând presiunea combustibilului constanta în rampa comuna 15, cu ajutorul unei supape cu arc 9, care întoarce surplusul de combustibil înapoi în rezervor. Din aceasta rampa comuna sunt alimentate toate injectoarele 2. Supapa 9, este pusa în legatura cu colectorul de admisie mentinând o suprapresiune constanta (în general 2,5 bar) fata de presiunea din colectorul de admisie. Debitul injectat nu depinde astfel decât de timpul de deschidere al injectorului.

Reglajul debitului de combustibil se efectueaza în functie de debitul de aer aspirat si de turtia motorului. Debitmetrul 3, este de tipul cu clapeta de aer, a carei pozitie unghiulara transmisa la un potentiometru este functie de debitul de aer aspirat. Influenta turatiei se transmite blocului electronic de comanda 1 sub forma de impulsuri prin intermediul distribuitorului 13.

Pentru pornirea la rece s-a prevazut un injector de pornire 6, actionat cât este în functiune demarorul, injectia este controlata de traductorul 5, functie de temperatura lichidului de racire. Traductorul de temperatura 4, poate fi înlocuit si cu un releu de temporizare, al carui timp de actionare scade cu cresterea temperaturii. Marirea debitului de aer la regimurile joase de functionare se obtine cu ajutorul supapei 10, care deschide un canal de ocolire a clapetei de admisie si a carui sectiune de trecere este functie de temperatura. Ca reglaje suplimentare

Page 39: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

si corectii se aplica o îmbogatire la mersul în gol si la plina sarcina, comanda fiind data de un contact 11, legat cu clapeta de admisie. Releul de protectie 12 împiedica alimentarea pompei de combustibil 7 si a supapei  10 când motorul este oprit, iar aprinderea este cuplata.

MONO - J etronic constituie un sistem de injectie, care utilizeaza un singur injector electromagnetic, situat într-o pozitie centrala în colectorul de admisie, înaintea clapetei de acceleratie, cu pulverizare intermitenta si reglaj prin pozitia clapetei de acceleratie. Sistemul de alimentare cu combustibil consta în: rezervor, pompa electrica, filtru, regulator de presiune, injector. Diferenta dintre presiunea combustibilului si presiunea în colectorul de admisie este tinuta constanta pe injectorul de joasa presiune la o valoare de 0,1Mpa de catre un sistem  de reglare hidraulic.

1 - rezervor de combustibil               6 - injector

2 - pompa de benzina                       7 - regulator de presiune

3 - filtru                                             8 - distribuitorul de aprindere

Page 40: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

4 - potentiometrul clapetei                9 - sonda lambda

5 - unitate de comanda                    10 - bujie.

Monotronic este un sistem relativ nou care încearca sa optimizeze pe cât posibil amestecul din camera de ardere. În acest caz dispare ruptorul-distribuitorul, un element mecanic si se introduce o aprindere electronica de înalta calitate.

Pompa de alimentare este o pompa electrica care refuleaza combustibilul la o presiune de 0,25 Mpa. Un circuit electronic de supraveghere împiedica refularea combustibilului, când aprinderea este sub tensiune si motorul s-a oprit de exemplu în cazul unui accident.

Aceasta instalatie s-a dovedit economica si foarte ecologica în acelasi timp. Unitatea electronica de comanda (calculatorul) prelucreaza digital semnalele de intrare si calculeaza durata de injectie si sfârsitul injectarii combustibilului. Ea cuprinde un microprocesor specializat, un program implementat într-o memorie de date, un convertor analog/digital, un multiplexor de intrare amplificatoare de intrare si iesire. Unitatea determina o durata de injectie de baza pornind de la unghiul de deschidere al clapetei de acceleratie si de la turtie. Ea cuprinde o memorie de baza de date cu 15 unghiuri ale clapetei si 15 puncte de turatie. Aceste 225 de puncte de referinta memorate pentru λ = 1, vor corespunde tot atâtor durate de injectie de baza. Microprocesorul are implementat un algoritm adaptiv, care va înregistra o abatere sigura de la valori din baza de date, astfel, tolerantele individuale ale instalatiei de injectie sau ale motorului vor fi compensate.

Page 41: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

1 -rezervor                                                  22 - disp. de reglare a aerului

2 - pompa de benzina                                23 - senzor de presiune

3 - filtru de benzina                                    24 - senzor inf. calc de poz. PMI

4 - rampa comuna                                     25 - acumulator

5 - supapa de retur                                    26 - contact de pornire

6 - dispozitiv cu supapa unisens               27 - releu de pornire

7 - unitate electronica centrala (ECU)       28 - releu de pornire

8 - bobina de inductie

Page 42: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

9 - circuit electric de aprindere

10 - bujie

11 - injector

12 - injector de pornire

13 - dispozitiv de reglare a aerului

14 - clapeta de acceleratie

15 - traductor ce masoara pozitia clapetei de acceleratie

16 - debitmetru

17 - senzor ce controleaza informatia preluata de debitmetru cu cea de intrare

18 - sonda lambda

19 - senzor

20 - senzor de temperatura

21 - regulator de aer.

Sistemul a fost într-o continua perfectionare asadar din 2002, motorele de la Wolksvagen erau echipate cu un nou sistem de injectie mult mai performant, atât din punct de vedere economic cât si ecologic. Noul sistem era numit FSI si ca particularitati foloseste tot mai mult electronica, unitatea de comanda jucând un rol esential în functionarea optima a motorului. În loc de 225 de puncte de referinta FSI - ul foloseste 400 de puncte, iar  λ =1, este înlocuit cu 1< λ < 1,1 care compenseaza pierderile de energieprin frecare în mecanismele existente în motor.

Page 43: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Constructorii de motoare nu au ramas indiferenti la aparitia acestui nou sistem. Raspusul la aceasta provocare vine numai peste câteva luni din partea firmei Peugeot care echipeaza modelele 207, initial si ulterior 307 cu motoare HPi. Este urmat îndeaproape de Citroen care echipeaza modelele Picasso cu noul motor.

Page 44: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Injectia directa multipla sau Stratified - Charged Gsoline

Mercedes - Benz a anuntat la începutul lunii martie 2008, lansarea unei premiere mondiale în materie de inovatii tehnice: comercializarea primului motor cu injectie multipla de benzina, direct în cilindru. Este vorba de modelul Classe CLS care a inaugurat în toamna anului 2008 un nou motor cu 6 cilindri 350 CGI (Stratified - Charged Gsoline Injection) cu injectie directa si o putere de 292 CP. În ciuda acestor performante Mercedes promite un consum mediu limitat la 9,1 l/100km. Posibilitatea de a controla injectia de benzina în fiecare cilindru face posibila marirea perioadei în care motorul poate functiona cu un amestec sarac în benzina si exces de aer. Oficialii Mercedes sustin ca este posibila atingerea vitezei de 120 km/h cu un amestec sarac, datorita noii tehnolgii. Un astfel de amestec sarac în benzina poate fi aprins datorita inovatiei injectiei multiple care face ca picaturile fine de benzina sa fie concentrate în partea superioara a camerei de combustie, doar în jurul bujiei.

Gestinarea electronica si programele de proiectare asistata de calculator au permis crearea unor modele experimentale care demonstreaza ca o asezare " în sandvis" a amestecului aer- benzina în camera de ardere duce la o eficientizare a arderii. Ideea de baza este sa injectezi o cantitate mai mica de benzina la aceeasi cantitate de aer aspirata în camera de arder. Pentru a obtine arderea amestecului cu o cantitate minima de benzina, este nevoie ca aceasta sa fie injectata si sa ramâna în jurului capului bujiei, unde se va forma arcul electric, declansator al exploziei din cilindru. Pe masura ce se îndeparteaza de capul bujiei, concentratia de benzina trebuie sa fie din ce în ce mai mica, strat dupa strat. Pentru a reusi acest lucru, inginerii au coceput în capul pistonului un "caus" , o cupa în care amestecul formeaza un vârtej controlat.

Conceputa pe calculator, forma cupei permite amestecului aer - benzina sa se roteasca în jurul bujiei. În momentul în care apare scânteia bujiei amestecul se aprinde mai întâi în aceasta cupa, dupa care flacara exploziei se propaga catre restul zonei din cilindru. Strat dupa strat, în ciuda scaderii concentratiei de benzina injectata, explozia câstiga în putere. Stratificarea amestecului si controlul timpilor de injectie necesita gestiunea electronica

Page 45: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

si injectoare de mare precizie. Peste un anumit regim de turatie si de putere motorul intra într-un regim normal de injectie, cu amestec omogen aer benzina, la fel ca într-un motor cu injectie clasica.

Secretul acestui tip de amestec consta si în varierea deschiderii supapelor, prin alungirea sau scurtarea timpului în care acestea stau deschise, permitând admisia unei cantitati variabile de aer, ceea ce duce la formarea vârtejului din jurul bujiei. De asemenea injectia benzinei se face diferit în diverse faze ale aprinderii. În momentele în care motorul merge la turatii scazute si în regim de putere scazuta, benzina este injectata în cantitate mai mica. Spre exemplu, pâna la viteza de 120 km/h motorul poate functiona cu exces de aer si amestec "saracit".

Economia de combustibil poate atinge 1,5 l% fata de un motor V6 de 3,5l cu injectie conventionala. Tehnologia CGI a putut fi dezvoltata si datorita injectoarelor piezoelectrice care se pot deschide si închide în doar câteva milisecunde. Acestea sunt realizate cu microcristale minerale care genereaza electricitate în momentul în care sunt supuse unor presiuni mari sau invers, se deformeaza atunci când sunt stimulate electric.

Când calculatorul central trimite semnale electrice, cristalele se deformeaza si retrag acul injectorului, pulverizând benzina. De aceea, viteza acestui tip de injector este mult mai mare decât cea unui injector clasic.

De asemenea, presiunea în injector este de 5 ori mai mare spre deosebire de sistemele de injectie clasice. Rapiditatea injectoarelor piezo face ca aceasta sa poata pulsa benzina în cilindru de mai multe ori în doar câteva fractiuni de secunda. Singurul dezavantaj al acestui sistem este faptul ca motorul CGI trebuie sa functioneze cu benzina care are un continut foarte scazut de sulf.

Page 46: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Sinoptica injectiei de benzina.

Sinoptica injectiei presiune / viteza si debit masic / viteza.

Page 47: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Datorita acestui ansamblu de informatii, sistemul de injectie electronic de benzina poate gestiona cu precizie, cu ajutorul comenzilor, urmatoarele

                Injectia benzinei,                Aprinderea,                Nivelul de poluare al motorului,

Iar pentru anumite vehicule participa la gestionarea diferitelor sisteme (climatizare, antidemaraj,.).

8.1.4.    Amplasarea componentelor

1 Calculator electronic.2 Captorul de pozitie/viteza si dantura .3 Captorul de presiune colector.

8 Captor temperatura aer.9 Captor temperatura apa.10 Sonda de oxigen.

Page 48: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

4 Rampa si injectoarele de benzina.5 Corpul clapeta cu potentiometru.6 Actuator relanti.7 Bobine aprindere.

  11 Pompa electrica si regulator depresiune carburant

12 Senzor de detonatii.13 Canistra cu carbon activ.14 E.G.R.

8.2.                 Parametrii fundamentali.

8.2.1.    Captorul de turatie si pozitie ( captor volant motor ).El are rolul de a informa calculatorul asupra:

       Vitezei de rotatie

       Pozitia motorului.

Cele doua informatii sunt obtinute de un captor magnetic fix care transmite calculatorului imaginea electrica a coroanei danturate care se roteste solidar cu arborele cotit.

   El este de tip inductiv ( genereaza un curent )

El se compune dintr-un bobinaj înfasurat înjurul unui magnet permanent.Dispune la capatul sau de un element nunit coroana danturata.Aceasta coroana prezinta mai multi dinti. Defiecare data când un dinte trece prin fatacaptorului, are loc o modificare a câmpului magnetic ceea ce conduce la o inductie a unui curent în bobinaj.

Calculatorul electronic analizeaza:

Page 49: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

1.   Tensiunea. Ea este proportionala cu viteza piesei mobile.Dar tensiunea este în acelasi timp functie de distanta ce separa captorul de corana danturata ( întrefierul )

2.   Frecventa. Numarând numarul de impulsuri într-un timp dat, calculatorul poate deduce viteza.El poate compara doua masuratori de viteza succesive si astfel sa afle acceleratia.

a)                 Realizarea practica.

Coroana danturata are dinti lati pentru reperarea pozitiei si dinti mai îngusti pentru masurarea vitezei..

 

Imaginea coroanei rotindu-se

 în fata captorului.

Imaginea electrica transmisa de

 captor catre calculatorul de injectie.

ATENŢIE   : Aceasta informatie este vitala functionarii motorului ( nu are mod degradat ).

Controale : Conformitatea valorilor date de constructor.

       Continuitatea înfasurarii,

       Rezistenta captorului,

       Izolarea,

       Tensiunea la viteza de antrenare cu demarorul,

       Starea coroanei danturate.

Page 50: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

8.2.2.    Captorul de presiune absoluta ( la injectia de tip presiune/turatie )Are rolul de a informa calculatorul asupra presiunii din colectorul de admisie.

Este montat cât mai aproape de colector prentu a reduce timpul de raspuns al calculatorului..

Este de tip piezo-rezistiv.

Acest semnal este unul din

parametrii principali pentru calculul

 timpului de injectie si de aprindere.

Care este diferenta între presiunea relativa si presiunea absoluta ?

Presiunea relativa : referinta este presiunea atmosferica.

          Depresiune      Presiune                   

                                     0         

Presiunea atmosferica

Presiunea absoluta : referinta este zero absolut ( corespunzator vidului total ).

              Presiune siune                           

                         1000 mb cu 1000 Hpa

Presiune atmosferica.

Sa luam un exemplu :

Într-o anvelopa citim cu ajutorul unui manometru o presiune de 2 bar.

Dar manometrul da o presiune relativa la presiunea atmosferica.

Daca avem o citire în presiune absoluta aceasta ar fi de 3 bar la o presiune atmosferica de 1 bar (1000mb)

Avem relatia :

Presiunea absoluta = Presiunea relativa + Presiunea atmosferica.

Page 51: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Obsevatie:  În limbaj curent folosim notiunea de bar sau submultiplul sau, milibar, unitatea în Sistemul International pentru presiune fiind Pascal ( Pa ). « 1 bar = 105 pascal ».

a)                 Principiu de masura simplificat.Avem la dispozitie doua tipuri de captori.

Varianta atmosferica.

Tensiunea în B contact pus, motor oprit = ± 5 v.

Varianta supraalimentata.

Tensiunea în  B contact pus,motor oprit = ± 2,5 V.

Remarca:  Exista, pentru anumite calculatoare, un mod degradat care permite ignorarea captorului de presiune atunci când el este defect.

Page 52: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

În acest caz, calculatorul « reconstituie »presiunea din colector plecând de la informatia de sarcina ( data de potentiometrul de la clapeta de acc. ) si de turatia motorului..

Controale : Conformitatea valorilor date de constructor:

       Continuitatea,

       Tensiunea de alimentare,

       Variatia tensiunii de iesire în functie de presiune,

       Legatura pneumatica,

       Coerenta între citirea pe pompa de depresiune si pe tester.

b)                 Strategie de corectie altimetrica  (Memorizarea presiunii atmosferice).La altitudine, contrapresiunea din esapament scade.Rezulta o diminuare a recircularii

interne de aer din motor iar datorita presiunii constante din colector are loc o saracire a amestecului la relanti si sarcini mici.

Calculatorul reactualizeaza presiunea atmosferica:

La fiecare punere a contatctului,

La fiecare apasare la fund a pedale acc. ( mai putin la turbo);

De fiecare data când presiunea din colector este mai mare decât presiunea atmosferica memorata ( mai putin turbo).

          Exista pentru anumite calculatoare, un mod degradat care permite ignorarea captorului de presiune atunci când el este defect.

   În acest caz calculatorul « reconstituie »presiunea din colector plecând de la informatia de sarcina ( dat de potentiometrul de la clapeta ) si de la turatia motorului

Atentie, în anumite cazuri,valoarea reconstituita este foarte aproape de cea reala !!

8.3.                 Param etrii de corectie . Parametrii de corectie permit adaptarea cantitatii de benzina ce trebuie injectata pentru toate conditiile de utilizare. Actioneaza asupra timpului de injectie, modificând cartograma de baza din memoria calculatorului.

8.3.1.    Captorul temperatura apa motor.

Page 53: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Captorul de temperatura informeaza calculatorul de injectie asupra temperaturii lichidului de

racire. Este compus dintr-o dulie filetata care contine o rezistenta pe baza de semiconductor

( termistanta ) având caracteristica CTN sau CTP.

Temperatura lichidului de racire exercita

 o mare influenta asupra consumului de

 carburant. O sonda de temperatura

integrata în circuitul de racire masoara

temperatura motorului si transmite un

semnal electric catre calculator.

Calculatorul exploateaza valoarea

rezistentei care variaza functie de

 temperatura. În plus calculatorul poate

 adopta strategii particulare

( imbogatirea amestecului la rece )

1 Conector.

2 Corp.

3 Termistanta.

a)                 Functia GCTA (Gestiunea Centralizata a Temperaturii Apei).

            Acest captor poate, prin intermediul calculatorului de injectie, sa comande GMV-ul la viteza mica sau mare, indicatorul temperatura motor ca si martorul de alerta la supraîncalzire aflat la bord.

Page 54: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

8.3.2.    Captorul temperatura aer.

Este construit dupa acceasi tehnologie ca si captorul temperatura apa.Densitatea aerului admis

depinde de temperatura sa.

Pentru a compensa acest

fenomen, un captor de temperatura este montat în canalizatia de admisie a

aerului, iar acesta trimite

informatia temperatura aer la

calculatorul de injectie. 

Observatie : Exista mai multe strategii pentru functionarea in mod degradat în functie de tipul calculatorului si de functionarea motorului (demaraj ).

Controale : Conformitatea valorilor date de constructor :

       Continuitatea,

       Alimentarea,

       Variatia rezistentei functie de temperatura.

8.3.3.    Captorul de comanda accelerator.

a)                 Potentiometrul de sarcina cu informatia PR (picior ridicat) PA (picior apasat total).

Page 55: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

                           

Permite informarea calculatorului de injectie asupra pozitiei clapetei de acceleratie pentru a stabili strategia potrivita :

        Informatia de sarcina.

        Strategia de injectie si aprindere.

        PR : Gestionarea relanti-ului si întreruperea injectiei în decelerare.

        PA : Dozarea puterii, debuclarea reglarii îmbogatirii si reactualizarea valorii de presiune atmosferica ( corectia altimetrica )

        Autorizeaza modul degradat al captorului de presiune absoluta ( pentru anumite calculatoare ).

        Autorizeaza modul degradat al debitmetrului masic de aer.

8.3.4.    Senzorul de detonatii.

Este constituit dintr-un corp care este însurubat în chiulasa sau în blocul motor si care în interiorul sau un disc din ceramica piezo-electrica comprimata de o masa metalica mentinuta de un inel elastic

Page 56: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Masa metalica este supusa vibratiilor

motorului si comprima mai mult sau mai

 putin elementul piezo-electric.

Acesta din urma emite impulsuri electrice

care sunt trimise spre calculator. În cazul

 existentei detonatiilor, apar vibratii de o

anumita frecventa care se transforma în

impulsuri electrice de acceasi frecventa.

Calculatorul primeste aceste informatii,

detecteaza unde s-a produs detonatia si

corecteaza avansul necesar pentru

fiecare cilindru.

Apoi, daca fenomenul nu mai estesesizat de senzor, calculatorul readuce,putin câte putin, avansul la valoarea  intiala din cartograma urmând ostrategie bine determinata.

1 Blindaj.

2 Corp.

3 surub.

4 Element piezo.

5 Masa metalica.

Page 57: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Principiul senzorilor piezo-electrici se       

bazeaza pe urmatorul fenomen: un soc,

adica o variatie de presiune, pe un corp

ceramic sau cu o structura cristalina

provoaca aparitia unei diferente de

potential la extremitatile corpului ( sau o

 variatie a rezistentei în cazul

piezo-rezistiv ) în functie de directia

socului primit.

Fenomenul este reversibil. Adica otensiune aplicata unui cristal vapovoca deformarea acestuia din urma.

 

 

Observatie:  În caz de pana la acest senzor, calculatorul va reduce cu câteva grade avansul la aprindere

Controale : Conformitatea valorilor date de constructor :

       Continuitatea firelor.

8.3.5.    Tensiunea baterieiTensiunea bateriei este folosita de calculatorul de injectie pentru a cunoaste tensiunea în

sistemul electric al autovehiculului..

O baterie furnizeaza o tensiune nominala de 12V. În functie de conditiile de functionare, aceasta tensiune poate sa varieze între 8 si 16 V si influenteaza timpul de deschidere mecanic al injectoarelor, deci cantitatea de carburant injectata.

Timpul de deschidere scade pe masura de tensiunea bateriei creste. Pentru a evita acest lucru si deci de a pastra timpul mecanic de deschidere constant, timpul de injectie real aplicat la injectoare este corectat functie de tensiunea bateriei.

   Aceasta informatie « tensiune » poate de asemenea sa aiba scopul de a creste, daca este nevoie, regimul de relanti pentru a îmbunatati încarcarea bateriei (multi consumatori în functiune).

8.3.6.    Informatia viteza vehicul.

Are rolul de a informa calculatorul asupra vitezei vehiculului.

Page 58: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

   Informatia este preluata de la un generator de impulsuri plasat pe cablul kilometrajului, sau pe sistemele noi, informatia provine de la calculatorul de ABS, care informeaza celelalte calculatoare de viteza vehiculului.

Controale : Conformitatea valorilor date de constructor :

       Continuitatea firelor.

8.3.7.    Sonda de oxigen ( sonda )

a)                 Componenta unei sonde de oxigen.Rolul sau este de a informa calculatorul despre continutul de oxigen din gazele de esapament.

Un senzor denumit senzor de oxigen sau sonda lambda   este montata pe galeria de esapament sau în apropiere de intrarea catalizatorului.

1 Teaca de protectie.

2 Element ceramic.

3 Filet.

4 Dulie de contact.

5 Dulie de protectie.

6 Conectori electrici.

7 Ceramica scaldata de gaze de esapament.

8 Ceramica scaldata de aer curat

9 Rezistenta de încalzire.

            Functionarea sondei se bazeaza pe faptul ca ceramica utilizata conduce ionii de oxigen la temperaturi mai mari de 300°C.  În anumite faze de functionare daca temperatura sondei este insuficienta, ea este încazita electric.

Emisiile puternice de gaze de esapament  apar atunci când carburantul este incomplet ars, motorul este defectos reglat, când se porneste sau se opreste motorul sau la deplasarea cu

Page 59: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

viteza redusa, sonda masoara în mod constant cantitatea de oxigen ramasa neconsumata în urma arderii ECU (Electronic Central Unit - calculatorul central al masinii) foloseste semnalele primite de la sonda penntru a ajusta amestecul în vederea obtinerii amestecului ideal: 14,8 kg aer cu un kg benzina fara plumb, pentru asa-numitul factor lambda este egal cu unu. Sonda lambda asigura sporirea eficientei catalizatorului, dar si emisii reduse de noxe în atmosfera. În sarcina maxima a motorului, de exemplu la viteza de vârf, pentru a mentine viteza, sistemul este dezactivat pentru a preveni saracirea exagerata a amestecului. Sonda lambda are rolul de a regla amestecul aer-benzina - prin comanda asupra injectiei de benzina - astfel încât acest amestec sa fie convenabil regimului de moment al motorului. Daca sonda detecteaza prea mult oxigen gazul evacuat, înseamna ca motorul merge cu un amestec prea sarac (în combustibil); prin urmare, este marita cantitatea de benzina. Daca, dimpotriva, este prea putin oxigen în evacuare, înseamna ca amestecul este prea bogat si ECU reduce cantitatea de benzina din admisie. Defectarea sondei duce la functionarea anormala a motorului. La fel si defctiunile de etansare a admisiei de aer/circuitelor de reglaj vacuumatic - asa-numita admisie de "aer fals" - induce în eroare sonda Lambda care da informatia ca amestecul este prea sarac. Prin urmare, electronica (Ecu) va "pompa " mai multa benzina în cilindri (corespunzator cantitatii de aer aspirat în mod normal + cel fals) si motorul va functiona cu detonatii în evacuare, eventual se " îneaca ". Dupa reglajul amestecului aer-combustibil necesar unei arderi cât mai bune, gazele evacuate ajung în asa - numitul "catalizator " unde, într-adevar, gazele se oxideaza la contactul cu platina. Functionarea defecta a unui motor cu o sonda de O2 (Lambda) defecta determina utilizarea de amestecuri bogate, rezultând un consum marit de benzina, deteriorarea în scurt timp a catalizatorului si uzura prematura a motorului, provocata de excesul de benzina care ajunge în baia de ulei. Prin folosirea unui astfel de echipament se poate ajunge la o reducere a emisiilor de pâna la 90%.

Cum functioneaza sonda?

Amplasata pe tubulatura de evacuare, sonda Lambda este un conductor de curent electric a carui intensitate variaza în functie de cantitatea de oxigen care traverseaza sonda. În interiorul acesteia exista un material ceramic poros, din dioxid de zirconiu (ZrO2). Intensitatea curentului prin placa de zirconiu variaza în functie de numarul de molecule de oxigen care traverseaza materialul ceramic. Deoarece sonda functioneaza optim doar la temperaturi mari, "la rece" , pâna când gazele de esapament ating temperaturi de 600oC, sonda este încalzita de o rezistenta din interiorul ei, dupa care caldura îi va fi furnizata chiar de temperatura gazelor de esapament. Anumite modele de autoturisme au chiar mai multe sonde, amplasate înaintea catalizatorului (la unele modele exista sonde amplasate pe fiecare gura de evacuare de la fiecare cilindru în parte), dar si dupa catalizator, pe traseul tubuluturii de evacuare  a gazelor arse. Constructorii recomanda verificarea sondei la fiecare 30 000 de kilometrii sau la fiecare doi-trei ani de functionare a masinii si schimbarea sondei în cazul când apar probleme în functionarea acesteia.

Cum stim daca sonda lambda este defcta?

Din pacate, simptomele unui senzor lent sau defect nu sunt întotdeauna evidente.

Page 60: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Printre simptomele sondelor lambda defecte sunt:

- Esec la testul emisiilor (caracteristic, o concentratie mare de CO si/sau HC)

- Catalizator deteriorat (cauzat de o concentratie mare de carburant)

- Consum crescut de combustibil (cauzat de o concentratie mare de carburant)

- Motorul functioneaza neregulat

- Performante reduse.

Care sunt cauzele defectarii sondei lambda?

Sonda lambda se poate defecta prematur daca este contaminata cu fosfor rezultat din consumul excesiv de ulei, silicon din scurgerile sistemului de racire, utilizarea produselor de etansare din silicon în motor si unii aditivi pentru carburant. Chiar si o cantitate redusa de benzina slab rafinata poate defecta o sonda lambda. Factorii de mediu, precum stropii de pe sosea, sarea, uleiul si murdaria pot cauza defectarea senzorului, ca si socurile termice, tensiunea mecanica sau manevrarea incorecta.

Cum se poate testa sonda lambda?

Testarea nu etse complicata dar se face obligatoriu în service si de catre personal calificat. O sonda defecta poate fi detectata rapid si usor cu un volt-ohm-metru digital, dar una lenta poate fi diagnosticata numai cu un osciloscop sau un scopmetru profesional.

Unde sunt situate sondele lambda? Au scopuri diferite?

Înca din anul 1980 sondele lambda sunt în dotarea standard a majoritatii autovehiculelor cu motoare pe benzina. În mod normal, sondele lambda sunt situate în sistemul de evacuare, înaintea catalizatorului, pentru a masura emisiile de noxe. Din anul 1996, odata cu utilizarea sistemelor de diagnosticare OBDII, autovehiculele necesita si sonde lambda suplimentare, în spatele convertorului catalitic, pentru a asigura functionarea corecta a acestuia.

Ce este o sonda lambda universala?

   Bosch a creat pe piata specifica un program pentru sonde lambda universale. Acestea îndeplinesc cerintele de functionare OE si au un sistem patentat de conectori, ce faciliteaza instalarea. Acest sistem de conectori s-a dovedit a fi etans, protector împotriva contaminarii si rezistent la efectele temperaturilor extreme si ale vibratiilor motorului. În prezent, Bosch pune la dispozitie 9 tipuri de sonde lambda universale, pentru a oferi performante cât mai apropiate de cele ale sondelor din prima dotare.

Care este importanta conectorului sondelor lambda universale?

Sondele lambda sunt foarte sensibile la influentele din mediul înconjurator. Daca sonda lambda universala este montata pe autovehicul, firele ei lipindu-se prin diferite metode, atunci

Page 61: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

semnalul trimis catre ECU poate fi alterat. De aceea Bosch a brevetat conectorul pentru sondele universale, cu ajutorul caruia conectarea sondei lambda universale se realizeaza foarte simplu si sigur la cablajul autovehiculului. Conectorul este rezistent la vibratii, temperaturi si umiditate extrema.

De ce trebuie înlocuita o sonda lambda defecta?

Conform unui studiu realizat în anul 1996, sondele lambda uzate sunt  "singura sursa importanta de emisii excesive în cazul autovehiculelor cu injectie de carburant".

Agentia de Protectie a Mediului din SUA (EPA) si Comisia din California pentru Resursele Aerului (CARB) au descoperit ca înlocuirea sondei lambda era necesara la 42% - 58% din numarul total de autovehicule care emiteau cantitati mari de hidrocarburi sau monoxid de carbon. Testarea sondelor lambda conform procedurilor de service ale producatorilor de autovehicule si înlocuirea unei sonde lambda lente sau uzate poate economisi între 10% si 15% mai mult carburant si se amortizeaza într-un an numai din economisirea carburantului, în timp ce emisiile autovehiculului sunt coborâte la nivelul corespunzator. De asemenea, poate reduce posibilitatea ca o concentratie mare de carburant sa deterioreze catalizatorul autovehiculului.

8.3.8.    Calculatorul.Este elementul care centralizeaza ansambul informatiilor provenind de la senzori, pe care

le analizeaza si le compara.Poate astfel sa determine caracteristica semnalelor care sa-i permita comanda diferitelor parti active ale sistemului.

În vederea mentenantei sau a reparatiei sistemului, sunt câteva operatii care pot fi executate:

       Centralizarea informatiilor si memorarea defectelor pentru a permite citirea cu ajutorul dispozitivelor de diagnostic.

       Comanda a diferiti actuatori cu ajutorul dispozitivelor de diagnostic.

       Pe anumite vehicule este chiar posibila reprogramarea softului calculatorului pentru a modifica anumiti parametri.

În cazul înlocuirii unui calculator este important si necesar  sa se respecte anumite reglaje :

       Pe vehiculele echipate cu sistem antidemaraj, calculatorul primeste automat codul provenit de la antidemaraj.

ATENŢIE LA ÎNCERCĂRILE CU UN ALT CALCULATOR,

EXISTĂ RISCUL BLOCAJULUI CALCULATORULUI !

       Calculatoarele noi trebuie adaptate tipului de vehicul pe care vor fi montate (trebuie facuta configurarea calculatorului).

Page 62: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

ATENŢIE :

În orice caz, pentru a evita blocarea calculatorului sau proasta functionare a motorului ca urmare a înlocuirii calculatorului, cititi întotdeauna instructiunile precizate în manualele de reparatii sau în notele tehnice aferente vehiculului respectiv.

8.4.                 Comenzi si actuatori.

8.4.1.    Comanda electrica a pompei de benzina si a injectoarelor.

a)                 Principiu de functionare.Calculatorul de injectie actioneaza electric diferiti actuatori. Acestia realizeaza diferite

functiuni ale sistemului cum ar fi : injectia în fiecare cilindru, alimentarea pompei de benzina, etc.

Principalele evolutii ale sistemului de injectie multipunct :

        Injectia simultana, relee în cascada si comanda aprinderii prin MPA.        Injectia semi-secventiala, relee independente, captor de soc si comanda bobinelor de inductie.        Gestionarea injectoarlor cu un calculator dedicat.

Remarca : În cazul în care vehiculul este echipat cu sistem multiplexat, captorul de soc este înlocuit printr-o informatie provenind de la calculatorul airbag.

b)                Releul pompei de benzina.Releul pompei de benzina alimenteaza circuitul de putere al pompei, iar în anumite cazuri

si diferiti consumatori cum ar fi, injectoarele, electrovana de purjare canistra carbon activ, etc.

 Pe anumite sisteme , strategii particulare ale calculatorului de injectie

interzic comanda releului ( in jur de 3 secunde ) de la punerea contactului.

Controale :

       Alimentarea 12V a reului de alimentare a pompei de benzina.

       Circuitul de comanda al releului de alimentare a pompei de benzina.

       Circuitul de putere al releului de alimentare si a pompei de benzina.

       Functionarea electromecanica a releului.

c)                 Releul principal - actuatori.Releul de alimenatare, furnizeaza putere calculatorului de injectie iar în diferite cazuri si

alti consumatori.

   Este comandat de un +DPC si/sau o masa comandata de calculator.

d)                Releul GMV.Rolul releului GMV este de a aplimenta în putere unitatea GMV.

Page 63: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Rolul GMV-ului este de a raci compartimentul motor atunci când temperatura apei din motor depaseste un anumit prag dupa taierea contactului.

Fie prin punerea în functiune a unei pompe de apa anexe (ex : F7R Clio)

Fie prin punerea in functiune a GMV pe viteza mica.

Sistemele de racire sunt comandate :

Fie printr-un releu temporizat (cu ajutorul unei sonde de temperatura specifica).Fie prin calculator (se utilizeaza sonda sa de temperatura) cu ajutorul unui releu.

Controale : Conformitatea valorilor date de constructor :

        Alimentare, continuitate, izolare,

        Rezistenta bobinei, diodele,

        Rezistenta circuitului de putere.

        Modul comanda daca este posibil.

ATENŢIE

Cu ocazia unui control al perifericelor unui calculator si mai ales daca acesta a fost distrus, controlati conformitatea releelor si a diodelor (simple sau duble).

Un releu sau o dioda defecta pot fi cauza distrugerii calculatorului deoarece acestea nu mai pot oferi protectie.

8.4.2.    Reglarea relantiului.Rolul sau este de a regla cantitatea de aer aspirat de motor în faza de relanti.

Scopul reglarii relantiului este de a obtine un regim stabil de functionare gestionând cantitatea de aer aspirata.Reglarea relantiului nu poate fi facuta decât daca calculatorul are informatia « picior ridicat ».

Regimul de consemn relati este determinat în functie de:

       Temperatura apei motorului.

       Functia climatizare si puterea absorbita.

       Presinea din circuitul hidraulic al directiei asistate.

       Încarcarea bateriei..., etc.

Debitul de aer este controlat prin :

       Pozitia voletului corpului calpeta.

       Fie printr-o derivatie a acestuia.

Page 64: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

a)                 Reglarea relatiului prin rotatia clapetei de accleratie.Corectia regimului de relanti se face gratie comandei primita de corpul clapeta

motorizata.Reglarea deschiderii clapetei permite reglarea cantitatii de aer absorbita de motor.

b)                 Reglarea relantiului prin derivatie.Sistemele care permit acest lucru sunt de doua tipuri:

       Motor pas cu pas.

       Electrovane cu una sau doua înfasurari.

Motor pas cu pas.

Calculatorul comanda motorul prin punere la masa, ceea ce antreneaza o variatie a pozitiei unui obturator situat într-o canalizatie speciala.

Calculatorul plica strategii speciale pentru a cunoaste cu precizie pozitia obturatorului.

.

c)                 Controlul acuatorilor de relanti.

Controale : Conformitatea valorilor date de constructor :

Page 65: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

        Rezistenta,

        Izolarea liniilor de comanda si contactul PR,

        Alimentarea motorului,

        Starea liniei contactului PR,

        Conformitatea « RCO relanti »,

        Conformitatea potentiometrului,

        Modul comanda daca este posibil,

8.5.                 Rglarea   îmbogatirii .

8.5.1.    Introducere.

Pentru a obtine o buna eficacitate a catalizatorului, amestecul aer benzina furnizat motorului trebuie sa aiba o îmbogatire constanta si aproape de raportul stoechiometric. Pentru aceasta, utilizam o sonda pe care o numim « sonda Lambda ».

Reglarea imbogatirii serveste la buna functionare a catalizatorului.

8.5.2.    Schema de principiu.

a)                 Definitia îmbogatirii si a lui Lambda

Page 66: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Imbogatirea este un raport între diyajul real si cel ideal. Un amestec sarac (R<1) contine mai putin carburant, un amestec bogat (R>1) contine mai mult carburant.

Dozajul de randament (1/18) : Acest dozaj în exces de aer, permite arderea completa a benzinei ce intra în camera de ardere.Este utilizat la sarcini medii si mari

Dozajul de putere (1/12) : Acest dozaj cu exces de benzina permite cresterea vitezei arderii.Este utilizat atunci când se doreste maximum de putere a motorului în situatia « Picior Apasat Complet », în reprize si la relanti

        Amestec sarac : 15/18 = 0,85   ÎMBOGĂŢIRE < 1.

        Amestec bogat : 15/12 = 1,224   ÎMBOGĂŢIRE > 1.

Curba de dozaj.

Lambda este un raport între dozajul ideal si cel real. Un amestec sarac (>1) contine mai mult aer iar (<1) mai putin aer.

Page 67: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

b)                 Principiu de functionare a sondei de oxigen.

Daca proportia oxigenului este foarte diferita între cele 2 fete ale sondei, proprietatile materialului din care este confectionata provoaca un salt de tensiune în jurul valorii de îmbogatire 1.

Aceasta valoare (variatia de tensiune) este vizibila cu ajutorul dispozitivelor de diagnostic.

În jurul valorii de îmbogatire 1, o usoara variatie a imbogatirii provoaca o variatie importanta a tensiunii. Acest lucru permite calculatorului sa raspunda foarte rapid la schimbari..

Controale : Conformitatea valorilor date de constructor :

       Continuitate.

       Rezistenta.

       Alimentarea circuitului de încalzire.

 

Atentie   :    Sonda poate fi contaminata cu plumb ca si de produse pe baza de silicon si sa scada astefel eficacitatea sistemului de depoluare.

În timpul functionarii motorului, putem întâlni doua situatii :

a)                 Calculatorul nu tine cont de informatia de la sonda de oxigen.Sistemul lucreaza în « Bucla Deschisa »

Page 68: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Sistemul va lucra în bucla deschisa atâta timp cât conditiile de functionare ale motorului sunt incompatibile cu reglarea îmbogatirii (dozaj neadaptat) si/sau atâta timp cât sonda nu a atins temperatura sa nominala de functionare.

       Temporizare la demaraj (amestec bogat).

       Functionare la rece.

       PA si variatii de sarcina rapide ( dozaje de putere ).

       Taierea injectiei în deceleratie.

       Mod degradat (sonda defecta ).

b)                 Calculatorul tine cont de informatia de la sonda de oxigen.Sistemul lucreaza în « Bucla Înschisa ».

Reglarea îmbogatirii este activa.

Calculatorul va corecta timpul de injectie, pentru conservarea imbogatirii egala cu 1.

Aceste corectii sunt vizibile cu ajutorul dispozitivelor de diagnostic.

Valoarea se poate gasi în intervalul 0 - 255, valoarea medie fiind 128.

Tensiunea

sondei

Corectia de îmbogatire

Pe anumite aplicatii, scara poate fi diferita ( ex : valoarea medie egala cu 1 ).

Când valoarea este mai mare de 128, calculatorul comanda o îmbogatire ( prin marirea timpului de injectie ) deoarece amestecul este sarac ( tensiunea sondei mai mica de 500 mV )

Page 69: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Când valoarea este mai mica de 128, calculatorul comanda o saracire ( prin scaderea timpului de injectie) deoarece amestecul este bogat ( tensiunea sondei mai mare de 500 mV ).

Exemple de adaptare a îmbogatirii.

Injectoarele sunt ancrasate.Timpul de injectie calculat initial pentru  a obtine îmbogatirea egala cu 1 nu mai este suficienta.

Calculatorul trebuie sa creasca timpul de injectie.Valoarea este centrata pe 180, dar imbogatirea 1 este mentinuta.

Tensiunea

sondei

Corectia

de

îmbogatire

Injectoarele se ancraseaza si mai mult.Calculatorul nu mai poate aduce corectii mai sus de 255, amestecul devine prea sarac iar îmbogatirea scade sub 1. Eficacitatea catalizatorului scade si autovehiculul polueaza.

Page 70: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Tensiunea

sondei

Corectia

de de

îmbogatire

Pentru a postra îmbogatirea 1, trebuie ca valoarea coreciei de imbogatire sa fie centrata pe 128, trebuie deci decalata cartograma de injectie.

 Este rolul corectorilor adaptivi.

Corectiile adaptive.

Exemplu de curba a timpului de injectie.Dispersia si uzura unui motor sunt asa de variate încât constanta benzina/aer

variaza de la un motor la altul ca si în timpul vietii unui autovehicul (ancrasarea supapelor, injectoarelor, scaderea compresiei, etc.)

Page 71: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

            Calculatorul de injectie trebuie sa estimeze aceasta constanta pentru a furniza motorului « Imbogatirea = 1 ». Calculul sau este o medie statistica facuta în mai multe puncte.

            La functionarea în bucla închisa, memorizeaza timpul de injectie mediu pentru fiecare zona de presiune colector (de aceea învatarea se face pe mai multe zone ale presiunii din colector ).

Page 72: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Corectiile efectuate la presiunile cele mai mici decaleaza piciorul curbei.Acest decalaj se numeste offset (adaptativ imbogatire relanti).

   Corectiile efectuate pentru restul plajei de functionare a motorului schima panta curbei.Variatia pantei se numeste câstig ( adaptiv imbogatire în functionare)

Reprezentarea diferitilor parametrii si a efectelor lor.

Actioneza atunci când motorul este cald,lucreaza în bucla închisa si pe o plaja a presiunii colector bine determinata.

Exista doua tipuri de corectii adaptative:

1.   Sarcini medii si mari.

2.   Relanti si sarcini mici.

Page 73: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

                     

Page 74: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

   c )     ControlulDiagnosticul reglarii îmbogatirii implica un control al sistemului în înregul sau. Se vor avea în vedere:

   Interpretarea spuselor clientului.   Constatarea defectului cu ajutorul unei scule de diagnostic.   Interpretarea diferitilor parametrii.   Controlul sondei.   Controlul gazelor de ardere.

În ceea ce priveste sonda:

   Perioada semnalului trebuie sa fie între 500 ms cu un maxim de 1 secunda.   Amplitudinea semnalului trebuie sa fie între 650 mV cu un minim de 500 ms.

Cu cât perioada este mai scurta si amplitudinea mare semnalul este mai bun.

   Daca informatia de la sonda este greu de interpretat, sau inexistenta, calculatorul provoaca imbogatiri si saraciri ale amestecului si observa reactia semnalului.Daca acesta nu evolueaza în parametri în timpul testului, sonda este declarata în pana si sistemul intra în mod degradat.

9.                             Analiza gazelor arse.

9.1.                 Componenta poluantilor. În timpul functionarii unui motor, arderea nu este completa, si se produc substante

recunoscute ca poluante.

Page 75: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Repartitia gazelor de esapament.

Repartitia poluantilor.

9.1.1.    Hidrocarburile (HC).

Hidrocarburile provin din:       Uleiuri ( scapari, vapori,.)       Benzina ( scapari, vapori,umplere rezervor)       Din arderea imbogatota (functionare la rece, cerinta de putere, disfunctiuni ale motorului)

Pot provoca iritatii grave la nivelul mucoaselor, ochilor, gâtului si a nasului .

Page 76: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

9.1.2.    Monoxidul de azot (Nox).

Provine din temperatura foarte mare a arderii :       Functionare în exces de aer.       Avans la aprindere important.

Poate provoca:       Iritatii ale cailor respiratorii si a tesutului pulmonar.       Datorita lor se formeza ploile acide.       Împreuna cu hidrocarburile sunt la originea cetii de fum « SMOG »

9.1.3.    Monoxidul de carbon (CO).

Se formeaza datorita amestecului bogat.Poate provoca:

       Dureri de cap.       Tulburari de vedere.       Scaderea tonusului muscular.       Axfixieri, iar în cantitati mari poate provova moarte.

9.1.4.    Alti poluanti.

Alti polunati cum ar fi particulele formate pe baza de diferse combinatii ale carbonului se gasesc în mica masura la motorul pe benzina.

Plumbul, metal greu, considerat ca un poluant, va fi eliminat din compozitia benzinei (eventual înlocuit cu potasiul). El se depune pe suprafata tratata a catalizatorului si astfel îl face ineficient prin inhibarea reactiilor chimice.

Statele Unite au fost primele care au reactionat în fata problemelor de poluare produsa de autovehicule. Au definit primele norme contra poluarii provenind de la automobile. Europa a urmat Americii impunând norme din ce în ce mai severe, aplicate în tarile Comunitatii Europene.

Page 77: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

9.2.                 Evolutia emisiilor de poluanti în functie de regimul de îmbogatire al motorului.

PPM = parti pe milion.Ex : 100 ppm de HC indica faptul ca pentru o cantitate de 1 milon de particule (nocive si nenocive) gasim o cantitate de 100 de particule de HC.

9.2.1.    Diagnostic.

Catalizatorul nu permite functionarea motorului cu denzina cu plumb. Plumbul depus în interiorul sau diminueaza eficacitatea globala a sistemului.

Catalizatorul este dimensionat în raport cu volumul de gaz ce trebuie tratat (functie de cilindree) si de regimul maxim.

 În cazul in care, motorul nu functioneaza in parametrii din cauza aprinderii, injectiei, cantitatea de poluanti devine foarte importanta, temperatura la nivelul catalizatorului poate atinge 1000 grade ceea ce antreneaza distrugerea elementului ceramic.

Putempace diagnosticul catalizatorului prin:          Zgomot ( ceramica dislocuita).          Analiza gazelor de evacuare.

   Conformitatea sistemului de injectie si depoluare.   Acum, controlul catalizatorului se face cu motorul cald, la 2500 rot/min si apoi la

relanti.

Page 78: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Valorile controlului la 2500 rot/min.

   Controlul trebuie facut cu motorul cald si cu reglarea îmbogatirii activa si fara defecte.

 

Reamintim :Definitia lui Lambda :  = 1/ Îmbogatire.

  

EX :          Dozaj de putere          = 1/1.25 = 0.83 < 1                  Dozaj de randament  = 1/0.83 = 1.25 >1Atunci când este bogat în aer este sarac în benzina si invers.

 

Page 79: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Valorile controlului la relanti.

Deoarece CO, O2, HC sunt zero sau aproape de zero indica o buna functionare a motorului.

   Întotdeauna trebuie avute în vedere particulritatile fiecarui vehicul.

9.2.2.    Câteva exemple de interpretare.

Daca ... dar... atunci ...

HC cresc puternic O2 ramâne zero Amestec prea bogat.

 CO si HC ramân zero O2 creste Amestecul este probabil prea sarac sau este o priza de aer

 CO ramâne zero O2 si HC cresc Trebuie verificar reglajul imbogatirii saupus sub semnul întrebarii catalizatorul.

CO si HC sunt mari sauegale cu cele de la un motor nedepoluat

Cel mai probabil

catalizatorul nu mai

functioneaza

10.               Depoluarea.

10.1.     Introducere. Pâna în zilele noastre sistemele de injectie au evoluat constant..Motivul acestei evolutii îl constituie faptul ca poluarea are o mare acoperire în dezbaterile comunitatii europene si mondiale.De altfel, a avut loc o evolutie rapida a normelor de poluare, obligând

Page 80: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

constructorii sa faca eforturi mari pentru a-si aduce produsele spre un nivel de poluare care sa se apropie de zero în viitorul apropiat.

10.2.     Definitie. Este ansamblul substantelor solide, lichide sau gazoase, care, dupa nivelul actual

al cunostintelor noastre, sunt considerate ca periculoase pentru sanatatea noastra cât si pentru sanatatea mediului înconjurator.

Putem lua ca exemplu metalele grele (plumb,mercur), dar si produsele de origine chimica (fosfati,nitrati) ca si emisiile de gaze produse de zonele industriale,de automobile sau diversele deseuri depozitate si mai apoi uitate în natura.

În ceea ce priveste sectorul automobilelor, trei principali poluanti au fost recunoscuti ca fiind nocivi si sunt în aceste zile în atentia constructorilor:

       Monoxidul de carbon (CO).       Vaporii de benzina sau hidrocarburi nearse (HC).       Oxizii de azot (NOX):

Monoxidul de azot (NO), Dioxidul de azot (NO2 ).

10.3.     Catalizatorul. Catalizatorul cu trei cai (sau trifunctional)

Rolul sau este de a asigura transformarea gazelor poluante în gaze inofensive:       Oxidarea CO si  HC.       Reducerea NOx.

Convertizorul catalitic este compus dintr-o carcasa din otel inoxidabil care este de obicei echipat si cu ecrane termice pentru a proteja sasiul de caldura produsa de reactiile chimice din interiorul catalizatorului. Carcasa contine de obicei doua blocuri ceramice în loc de unul singur care ar fi mai fragil datorita lungimii mai mari. Aceste blocuri ceramice trebuie sa stea bine fixate în interiorul carcasei datorita proprietatilor casante ale ceramicii.O sita metalica este montata între blocurile ceramice si carcasa pentru a le mentine corect pe pozitie si pentru a evita vibratiile excesive ale blocurilor.

Structura alveolara este echivalenta cu o suprafata de contact a gazului  de 2,8 m2 .Din punct de vedere al proprietatilor materialului, suprafata tratata este de 2 000 à 5 000 m2 pe bloc ceramic. Ea este acoperita cu un strat subtire de metale pretioase (Platina, Rohdiu, Paladiu). Acestea amorseaza si/sau cresc viteza reactiilor chimice de oxidare si reducere.

Acest tip de catalizator permite, datorita reglajului stoichiometric al îmbogatirii, convertirea simultana a trei poluanti (CO, HC, NOx) într-un singur element, de unde vine si numele : Catalizator.

Page 81: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

10.3.1.Functionarea catalizatorului.

Reactiile chimice care au loc în catalizator sunt posibile în anumite conditii:        Temeratura (amorsarea catalizatorului).        Amestec perfect stoichiometric.        Prezenta metalelor pretioase care activeaza reactiile de oxidare si reducere.

                               În fuctionarea în bucla închisa amestecul este alaternativ bogat si sarac.

   La functionarea cu amestec sarac

        Catalizatorul oxideaza particulele nearse si stocheaza excesul de oxigen.

La functionarea cu amestec bogat:

        Catalizatorul reduce NO2 si utilizeaza oxigenul stocat pentru a oxida impuritatile.

a)                 Temperatura de functionare.

Eficacitatea depinde de temperatura de functionare. Amorsarea se face în jur de 250 °C iar eficacitatea maxima o are la temperaturi mai mari de 450 °C.

Convertizoarele catalitice îsi pot pierde eficacitatea mai rapid daca functioneaza la o temperatura mai ridicata mult timp. Creste temperatura de amorsare iar coeficientul de convertire scade.

Remarca : Eficacitatea catalizatorului depinde de îmbogatire.

Procentul de convertire a celor trei poluanti în functie de îmbogatire.

b)                 Efectele asupra catalizatorului.Un convertor este un element destul de fragil, si poate fi cu usurinta distrus de:

       Efecte mecanice.

       Efecte temice.

Page 82: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

       Colmatare.

Efecte mecanice.

Spargerea carcasei cauzata de :

       Miscarile coloanei de esapament.

       socuri si oboseala termica, variatii brutale de temperatura la amorsare sau în deceleratie, împroscarea cu apa, care poate duce la spargerea blocurilor ceramice

Efecte termice.

       Topirea datorata temperaturii excesive (T° > 1 000 °C) ca urmare a tratarii unei cantitati prea mare de poluanti

       Evolutia substantelor active la temperaturi înalte prin migrarea metalului activ în interiorul suportului metalic.

       Sublimarea metalului activ la temperatura înalta.

       Vitrificarea substantei active.

Colmatarea.

Suprafata activa a convertorului poate fi partial sau total colmatata, adica acoperita de plumbul care se gaseste în benzina. Acest lucru provoaca neutralizarea catalizatorului decoarece gazele nu mai ajung în contact cu metalul activ depus pe suprafata ceramica. Acelasi efect ca si plumbul îl pot avea uleiurile, fosforul si sulfurul.Remarca   :

O pana de combustibil poate produce supraîncalzirea catalizatorului si distrugerea sa deoarece un ameste foarte sarac provoaca o ardere lenta cu o crestere importanta a temperaturii gazelor de esapament .

La fel o cantitate pre mare de HC de tratat (datorata rateurilor de aprindere) pot duce la distrugerea catalizatorului.

Controale : Conformitatea valorilor gazelor de esapament prelevate cu

analizorul.        Controlul vizual si auditiv al catalizatorului si un test de

prezenta a plumbului în esapament. Etanseitatea tubulaturii de

esapament.

Page 83: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

10.4.     Reaspirarea vaporilor de combustibil.

Canistra cu carbon activ este un fel de « burete » pentru vaporii de benzina si care permite stocarea acestora.

Atunci când conditiile de functionare ale motorului sunt reunite, calculatorul comanda purjarea canistrei.Fara purjare canistra cu carbon activ s-ar satura iar vaporii s-ar condensa si ar deveni lichizi.

Page 84: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

10.4.1.Electrovana de purjare.

Electrovana este comandata prin punere secventiala la masa de catre calculator si care face sa varieze cantitatea de vapori reciclata.

Conditiile de functionare ale motorului care duc la purjarea canistrei se gasesc în manualul de reparatii.Controale : Conformitatea valorilor date de constructor:

Multimetru :               Continuitate, izolarea firelor,Rezistenta si izolarea bobinei,Alimentarea.

CLIP:                         Defectele,Parametrii daca este posibil,Detectarea de impulsuri,Modul comanda.

Osciloscop :             Vizualizarea semnalului.Diagnostic :   Dignosticul mecanic al electrovanei de catre calculator nu este pe

moment posibila.Totusi sisteme particulare pentru normeleE.O.B.D sunt în cercetare.10.5.     Reaspirarea vaporilor de ulei.

Sistemul de reaspirare a vaporilor de combustibil este în general compus din doua circuite distincte.Circuitul amonte de clapeta de acceleratie (sarcini medii si mari): vaporii sunt reaspirati de depresiunea din canalizatia de aer.

Page 85: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Circuitul aval de calpeta de acceleratie (relanti si sarcini mici): vaporii sunt reaspirati de represiunea dintre motor si clapeta de acceleratie.

11.               EOBD (European on Board Diagnostics).

11.1.     Norma EOBD. Vehiculele care raspund normelor de poluare EURO 2000 (EURO III) sunt

echipate cu sistem de auto-diagnoza EOBD.Aceasta noua norma este luata direct dintr-o lege americana si care a fost aplicata în Europa.

Aceste vehicule difera de cele EURO 96 ( EURO II) prin urmatoarele:

Page 86: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

       Motoarele au un grad mai mare de depoluare iar pentru a satisface normele EURO III gradul de poluare a fost redus cu 50% fata de EURO II

       Calculatoarele sunt capabile sa detecteze orice anomalie care ar duce la o emisie de poluanti superioara normei.Calculatorul are strategii speciale de control al organelor de depoluare.

       În momentul în care o anpmalie provoaca o poluare excesiva, se aprinde un martor pe tabloul de bord (martorul MIL Malfunction Information Light sau martorul EOBD).

Acest martor indica soferului faptul ca autovehiculul trebuie sa ajunga la service. ( Începând cu 1 Ianuarie 2000, nerepararea defectiunii care a dus la aprinderea

martorului poate fi sanctionata. Politia poate controla buna functionare a injectiei prin priza EOBD, cu protocolul EURO 2000, comun la toate vehiculele).

Page 87: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

MIL : Malfunction Information Light

EOBD : European On Board Diagnostics.

11.1.1.Diferenta între valorile limita si pragul de poluare EOBDValorile limita indica valorile date de norma.

Pregul de poluare EOBD reprezinta valorile pentru care calculatorul de injectie trebuie sa detecteze o poluare. Adica, cu ocazia unui control specific, daca emisiile de gaze poluante depaseste pragul maxim, calculatorul declara o pana cu sau fara aprinderea martorului.

11.1.2.Prezentarea sistemului EOBD.Pentru a întelege functionarea sistemului EOBD, vom imparti studiul în patru parti.

1 Gestionarea panelor EOBD.

2 Diagnosticul rateurilor de ardere.

3 Diagnosticul sondei lambda amonte.

4 Diagnosticul catalizatorului.

11.1.3.Gestionarea defectelor electrice obisnuite si gestionarea defectelor EOBD.Gestionarea defectelor EOBD nu înlocuieste ci vine în completarea gestionarii defectelor

electrice traditionale. Defectele prezente si defectele memorizate ca si gestiunea modurilor degradate nu sunt modificate de gestionarea EOBD

Pentru a raspunde la normele EOBD urmatoarele puncte sunt obligatorii:

       Aprinderea martorului MIL (Malfunction information Light) pentru toate defectele care duc la o depasire a pragului de poluare EOBD.

       Memorarea defectelor EOBD.

       Memorarea parametrilor motor la detectarea defectului memorat EOBD (freeze frame).

       Determina clipirea martorului MIL pentru rateuri de ardere importante (Misfire) care pot distruge catalizatorul

a)                 Diagnosticul luat în considerare de gestiunea defectelor EOBD.       Diagnosticul functional al catalizatorului.

       Diagnosticul al sondei lambda amonte.

       Diagnosticul rateurilor de combustie cu doua nivele de detectie :

     Detectia rateurilor de combustie slabe.

     Detectia rateurilor de combustie ce pot antrena distrugerea catalizatorului.

b)                 Diagnostic luat în considerare de gestiunea defectelor electrice.Diagnosticul componentelor traditionale.

Page 88: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

11.1.4.Termeni specifici gestionarii defectelor.

a)                 Definitia unui rulaj.Un rulaj este detectat atunci când sunt îndeplinite urmatoarele conditii :

       Demarajul motorului.

       Faza de rulaj în timpul careia diagnosticul este considerat facut.

       Taierea contactului.

b)                 Definitia unui Warm-up.Un Warm-up este detectat daca urmatoarele doua conditii sunt îndeplinite:

       Temperatura apei trebuie sa fi crescut cu aproximativ 22°C fata de temperatura avuta la pornirea motorului.

       Temperatura apei trebuie sa creasca la o valoare de aproximativ 70 °C.

c)                 Definitia tramei memorizate (Freeze frame).Trama memorizata (freeze frame) este o zona de memorie în care putem face o

« fotografie » a contextului la momentul la care pana EOBD a fost memorizata.

Exista o singura zona de memorie pentru toate defectele.

Prima pana îsi ia locul în memorie si ea nu poate fi scoasa decât de o pana de prioritate mai mare.

d)                 Definitia Matricii de inhibitie.Matricea de inhibitie autorizeaza sau nu luarea în considerare a defectelor valide, pentru

cele patru diagnostice functionale, daca alte defecte care pot introduce erori sunt prezente.

e)                 Definitia unui defect valid.Defectele valide sunt definite plecând de la defectele prezente.Ele sunt intermediare între

defectele prezente si contorul defectelor OBD.Ele sunt contabilizate o singura data pe rulaj.Toate defectele valide sunt puse la zero dupa taierea contactului.

11.1.5.Principiu de functionare a gestionarii defectelor  EOBD.

a)                 Strategia de diagnostic EOBD.       Diagnosticul rateurilor de ardere si diagnosticul electric este facut permanent.

       Celelalte organe de depoluare sunt testate o singura data pe rulaj (diagnosticul nu este permanent).Totusi aceste secvente de test nu au loc întotdeauna. Vehiculul trebuie sa ruleze în anumite conditii pentru a se putea face un diagnostic:

     Conditii de temperatura.

Page 89: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

     Conditii de viteza.

     Temporizare dupa pornire.

     Conditii motor (Presiune colector, regim, pozitie clapeta acceleratie,....).

b)                 Declararea panelor EOBD.Daca calculatorul detecteaza o pana valida timp de trei rulaje consecutive, atunci :

       O pana  EOBD este memorizata.

       Se cere aprinderea martorului MIL.Aceasta cerere va fi luata în considerare numai daca pana considerata este autorizata pentru aprinderea martorului.

       O trama de parametrii motor este memorizata în momentul detectarii defectului (freeze frame).

c)                 stergerea defectelor EOBD.Pentru stingerea martorului MIL, nu trebuie detectata aceeasi pana valida timp de trei

rulaje consecutive.

Pentru a repune la zero defectele EOBD ( defect pe dispozitivul de diagnostic ) memorizate, nu trebuie detectata pana valida timp de 40 de warm-up consecutive .

Defectul rateurilor de combustie care pot distruge catalizatorul, nu duc la memorarea de defect EOBD.Nu provoaca decât aprinderea intermitenta a martorului MIL.Atunci când defectul dispare martorul se stinge.

Conditii de aprindere a martorului EOBD .

       Daca la punerea contactului, temperatura apei, aerului sau a presiunii din colector sunt în afara anumitor plaje de valori, atunci diagnosticul functional la catalizatorului, a sondei de oxigen si detectarea rateurilor de ardere un vor fi autorizate pâna la urmatoarea punere a contactului.

       Daca calculatorul detecteaza o pana la captorul de temperatura apa, aer sau presiune colector, diagnosticul nu este autorizat.

       Daca sonda de oxigen amonte este defecta, diagnosticul catalizatorului un pote fi facut.

       Diagnosticul functional al sondei de oxigen si a catalizatorului nu pot fi facute niciodata în acelasi timp.

       Daca diagnosticul sondei de oxigen si a catalizatorului sunt în curs, purjarea canistrei este închisa iar adaptivii sunt blocati la ultima lor valoare.

11.2.     Diagnosticul rateurilor de ardere.

11.2.1.Scopul diagnosticului rateurilor de ardere.Detectarea rateurilor de ardere trebuie sa permita :

       De a repera o disfunctionalitate, care poate o depasire a pragurilor de poluare EOBD.

Page 90: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

       De a alerta o disfunctionalitate, care antreneza o distrugere a catalizatorului.

11.2.2.Principiul detectarii rateurilor de ardere.

C : Cuplu.

T : Timp.

S : Prag de detectie.

R : Rateuri detectate.

Calculatorul vede în permanenta regularitatea semnalului volantului motor. Rateurile de ardere provoaca un aciclism motor si antreneaza o scadere a cuplului.Turatia motorului nu este regulata. Observarea unei perturbatii a semnalului volant (marire a perioadei) permite observarea unei arderi defectuoase.

Observatie: Pragul de detectare este adaptat unui punct de functionare « presiune si regim » al motorului. Acest diagnostic este facut practic în continuu pe ansamblul rulajului.Nerealizarea sa sau recunosterea unor rateuri de ardere antreneaza inhibarea altor diagnostice EOBD.

Acest diagnostic permite distingerea a doua tipuri de defect :

       Rateurile de combustie slabe care antreneaza o depasire a pragului de poluare EOBD. Ele provoaca aprinderea martorului EOBD daca detectarea defectului este efectuata în trei rulaje consecutive.

Page 91: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

       Rateurile de combustie puternice antreneaza distrugerea catalizatorului. Ele provoaca o aprindere intermitenta si imediata a martorului EOBD.

11.3.     Diagnosticul sondei Lambda amonte.

11.3.1.Scopul diagnosticului sondei de oxigen amonte.Diagnosticul functional al sondei de O2 amonte trebuie sa detecteze o defectiune care ar

putea provoca o depasire a pragului de poluare EOBD.

Principiul diagnosticului sondei de oxigen .

Page 92: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Defectele sondei de O2 sunt de doua tipuri :

       Degradarea mecanica a componentelor (spargere, taierea firului) care se traduce printr-o pana electrica.

       Degradarea chimica a componentelor care duce la o marire a timpului de raspuns a sondei si care se traduce printr-o perioada de trecere de la tensiune mica la tensiune mare crescuta.

Diagnosticul sondei de oxigen amonte.

Detectarea panei.

Sonda O2 este declarata defecta daca perioada sa medie de raspuns depaseste pragul EOBD. Ea provoaca aprinderea martorului EOBD ( MIL) .

Test static al sondei de oxigen.

Pe anumite calculatoare, este posibila efectuarea unui test static al sondei de oxigen amonte cu ajutorul trusei de diagnostic.

11.4.     Diagnosticul catalizatorului.

11.4.1.Scopul diagnosticului catalizatorului.Diagnosticul functional al catalizatorului trebuie sa permita detectarea unei disfunctiuni

care ar putea duce la depasirea pragului de poluare a normei EOBD.

Page 93: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

11.4.2.Principiul diagnosticarii catalizatorului.

Capacitatea de stocare a oxigenului de catre catalizator este indicatorul starii sale. Atunci când catalizatorul îmbatrâneste, capacitatea sa de stocare a oxigenului scade ca si capacitatea sa de a depolua.

Principiul consta în creerea de variatii importante ale îmbogatirii, în scopul umplerii cu oxigen a catalizatorului.

       Daca catalizatorul este bun, va absorbi oxigenul iar tensiunea furnizata de sonda de oxigen aval va ramâne constanta.

       Daca este uzat, oxigenul nu va mai putea fi stocat, iar acest lucru va antrena o variatie a tensiunii în sonda de oxigen aval.Cu cât catalizatorul este mai uzat cu atât oscilatia va fi mai importanta.

VIITORUL SISTEMELOR DE INJECŢIE.

Marile firme orienteaza sistemele de injectie catre un common rail, unde presiunea de injectie creste semnificativ. Un nou sistem de injectie aflat în teste si probabil cât de curând si folosit este injectia directa de benzina cu controlul electronic al curgerii - asa zisa - metoda orbital.

Noile sisteme de injectie de benzina sunt mai economice si mai ecologice. Ţinând cont de faptul ca în aproximativ 70 de ani resursele energetice ale planetei se vor epuiza, se cauta solutii pentru înlocuirea actualelor propulsoare pentru autovehicul. Datorita unei politici agresive, de cercetare-dezvoltare dusa de marile companii producatoare de

Page 94: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

motoare, rezultattele au început sa apara. Astfel o solutie pentru mâine poate fi autoturismul hibrid unde sistemul de injectie este înlocuit cu un circuit electric.

Vastul domeniu al motoarelor ramâne deschis tinerilor ingineri, care în avântul tineresc pot gasi solutii fiabile pentru acel mâine imprevizibil.

Volvo Cars a lansat variante ale modelelor sale propulsate cu bioetanol fiind un combustibil complet ecologic. Aceasta gama ecologica a fost extinsa si cu noul Volvo C30.

"Interesul pentru etanol ca si combustibil pentru vehicule a crescut în Europa", spune Gerry Keaney, Vicepresedinte la Departamentul de Marketing, Vânzari si Servicii la VolvoCars. "Din acest motiv ne extindem gama de modele pe un total de 9 piete. Primele tari ce vor primi variantele cu FlexiFuel vor fi Marea Britanie, Irlanda, Franta, Spania, Olanda, Belgia, Elvetia si Norvegia. Este foarte încurajant ca piata de desfacere este în expansiune si ca initiativele politice în acest sens au fost deja luate", a continuat Gerry Keaney  .

Franta a anuntat ca în 2007 erau în constructie 500 de statii de alimentare cu E85 (un amestec 85% etanol si 15% benzina). Combustibilul va fi produs local, din produse agricole. În prezent sunt 23 de fabrici care produc etanol în Europa, iar aceasta cifra este de asteptat sa creasca la peste 60 pâna la sfârsitul lui 2008. În aceste conditii aproximativ 1,8 milioane de litri de etanol sunt produse anual în Uniunea Europeana, în principiu, din orice sursa de biomasa: porumb, sfecla de zahar, celuloza.

Trei din cele noua modele Volovo-C30, S40, si V50 - sunt acum disponibile în variante alternative FlexiFuel. Acestea sunt propulsate de motoare de motoare cu 4 cilindri, cu aspiratie normala, ce produc 125CP. Bioetanolul si benzina sunt înmagazinate în acelasi rezervor de 55 litri. Motorul a fost modificat pentru a sustine proprietatile corozive ale etanolului. Valvele sistemului de injectie au fost întarite si marite, pentru ca acum este injectat mai mult combustibil, energia dezvoltata E85 fiind mai mica fata de benzina. De asemenea si softul de calibrare a fost updatat pentru puterea etanolului. Sistemul de manageament al motorului supravegheaza precis amestecul de combustibil din rezervor si automat ajusteaza injectoarele si sistemul de aprindere.

Daca masina ruleaza cu E85, emisiile folosite de CO2 scad cu pâna la 80% comparativ cu aceeasi masina ce merge cu benzina. " Un combustibil alternativ nu va fi capabil sa înlocuiasca complet combustibili fosili de astazi, dar gama de modele ecologice va fi din ce în ce mai raspândita în viitor. Diferitii combustibili si tehnologii vor fi dezvoltate în paralel. Etanol reduce dependenta de combustibilii traditionali iar programul Volvo FlexiFuel va contribui vital la strategia noastra de protejare a mediului", a încheiat  Gerry Keaney.

Specificatii tehnice:

Motor: 4 cilindri cu benzina/E85

Cutie de viteze: manuala cu 5 trepte

Putere maxima: 92 kw (125CP)

Cuplu maxim: 165 Nm la 4000rpm

Acceleratia 0 - 100 km/h: 10,8s

Viteza maxima: 200km/h

Mazada a expus în premiera la Salonul Auto de la Tokyo noua genertie a motorului rotativ RENESIS pe benzina, care echipeaza modelul concept Taiki, motorul

Page 95: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

rotativ cu alimentare alternativa hidrogen - benzina aflatîn dotarea noii Mazda 5 Hydrogen RE Hybrid.

Constructorul japonez a demarat procesul de dezvoltare a motorului rotativ cu injectie directa 16X, cu o capacitate de 1600cc, care marcheaza evolutia structurii de baza a acestui tip de moto. Acesta noua generatie este prima cu alimentare pe benzina care foloseste injectia directa. Desi dimensiunile motorului au crescut, acesta a ramas la fel de compact si de usor ca si generatia actuala, fiind si mai economic. Pentru noul motor s-a utilizat si aluminiul, reducându-se astfel gerutatea automobilului pe care este montat.

Mazda 5Hydrogen RE Hybrid reprezinta o abordare noua pentru motorul rotativ. Acest model beneficiaza de un motor rotativ cu alimentare combinata pe hidrogen si benzina, dispus transversal, ce dezvolta cu aproximativ 40% mai multa putere decât cel ce echipeaza modelul RX-8 Hydrogen RE, rezultând astfel o performanta mai buna la accelerare. Noul motor pe hidrogen a necesitat si dezvoltarea unui nou sistem hibrid care sa-i faciliteze functionarea. Motorul rotativ pe hidrogen conventional prezenta un cuplu mic si o eficienta scazuta la turatii mici. Noul sistem depasesete aceste neajunsuri si extindeautonomia pentru alimentarea cu hidogen la aproximativ 200 km, de doua ori mai buna decât pentru modelul RX-8.

Page 96: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ
Page 97: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Mazda a dezvoltat de asemenea un nou tip de motor diesel prin intermediul caruia consumul de combustibil si emisiile de noxe sunt reduse cu pâna la 10%. Prin utilizarea unui sistem common rail cu presiune ridicata a combustibilului si a piezo-injectoarelor a crescut foarte mult eficienta motorului. Pentru noul motor diesel de 2l, în paralel cu folosirea aluminiului au fost reduse dimensiunile si greutatea partilor componente, în scopul obtinerii unei greutati similare cu a versiunii pe benzina. Rezultatul a fost nu doar cresterea performantei, ci si atigerea unui consum mai bun si reducerea zgomotului produs de motor. Motorul este echipat cu o turbina în doua faze care faciliteaza obtinerea unor emisii reduse de CO2 si a unui consum redus de combustibil. O contributie semnificativa la realizarea performantelor mentionate anterior o are sistemul de catalizare utilizat, care permite atât o ardere mai buna a combustibilului, cât si tratarea gazelor ne arse adecvat.

SISS (SMART IDLE STOP SYSTEM).Mzda a mai prezentat la Tokyo si un sistem destinat automobobilelor utilizate cu

precadere în oras. Smart Idle Stop System este proiectat astfel încât sa opreasca motorul atunci când acesta se afla la ralanti (la semafor sau în blocajele din traficul cotidian) si sa îl reporneasca automat când exista intentia de deplasare. Sistemul si-a dovedit eficienta reducând consumul de combustibil cu aproximativ 10% în cadrul mai multor teste efectuate în Japonia. Sistemele conventionale de acest tip folosesc un dispozitiv electric pentru a reporni motorul. Spre deosebire de acestea, SISS injecteaza benzina direct în cilindrii motorului în timp ce acesta este oprit. În acest mod, sistemul nu economiseste doar combustibil, ci permite si o repunere în functiune a motorului mai rapida si mai silentioasa, comparativ cu a unui sistem obisnuit.

În anul 2008, înrautatirea climei si campania intensiva în favaoarea protejarii mediului, promovata de politicieni concurenti, precum Al Gore, a redeschis subiectul masinilor cu hidrogen în America. Unii savanti, vazând ca lansarea noului tip de vehicul nu e doar o gluma, s-au grabit sa avertizeze ca exista cai mai simple si mai ieftine.

De pilda, fizicianul Joseph Romm, care a lucrat în ultimii ani la Departamentul Statelor Unite pentru Energie, nu s-a sfiit sa critice public alegerea politicienilor, precizând ca masina cu hidrogen cu celule de combustie este cea mai putin eficienta si cea mai scumpa metoda de a actiona un vehicul.

Când a fost întrebat, totusi, cam încât timp va fi disponibila pe piata de consum, el a raspuns categoric: "Nu în timpul vietii noastre si daca ar fi dupa mine, niciodata. E o prostie."

Producatorii se înghesuieNu e prea limpede cine a hotarât ca masina cu celule de combustie pe baza de

hidrogen merita sa devina realitate, dar marii producatori de autoturisme s-au luat unul dupa altul si au produs, cu totii, noi modele de masini. Uni mai precauti, au optat pentru actionarea dubla, atât pentru benzina, cât si electrica, prin celule de combustie.

Lista celor care au investit în noua tehnologie este lunga si merita sa fie mentionata, întrucât e greu de crezut ca dupa ce au facut primele modele, vor renunta usor la ideea folosirii lor. Astfel dintre firmele care au produs deja masini cu celule de combustie mentionam: Toyota, Hyundai, BMW, Daimler Chrysler, Ford, General Motors, Honda, Mazda, Nissan, Morgan Motor Company si Volskswagen.

Page 98: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Între ele, singura care a construit si a vândut deja autobuze cu celule de combustie a fost Daimler Chrysler, care a produs masinile Mercedes - Benz Citaro, cumparate de primaria Londrei înca din octombrie 2005.

În anul 2007, înca trei mari uzine de utobuze au lansat linii de fabricatii pentru masinile de hidrogen: Thor Industries, Irisbus si Fuel Cell Bus Club.

Doua probleme grave:Dincolo de costurile, pe care omenirea este gata sa le plateasca pentru a reduce

poluarea, mai ramân doar doua mari impedimente.

Primul ar fi gerul, întrucât toate celulele cu combustie produc, în loc de gaze toxice, aburi de apa, care pot îngheta în timpul iernilor deosebit de friguroase, blocând în acest fel producerea curentului electric. Solutia propusa: acumularea de rezerve, pentru urgente.

Al doilea impediment ar fi lipsa statiilor de hidrogen pe drumurile publice, care s-ar putea rezolva prin statii duble, de carburanti traditionali si hidrogen, asa cum încarca Norvegia.

Se estimeaza ca înlocuirea vehiculelor clasice cu cele pe baza de hidrogen va consta aproximativ un trilion de dolari, numai în Statele Unite.

Primele statii de hidrogen în Norvegia.O statie de petrol a companiei Statoil, din orasul norvegian Forus, a fost echipata

si cu o pompa de hidrogen, înca din august 2007. Masinile care au buteliile de hidrogen goale pot oprii la aceasta statie exact ca la o pompa de benzina si se pot alimenta cu hidrogen lichid, printr-o instalatie speciala de presurizare. Patronii spun ca la început aveau doar trei patru clienti pe zi, dar acum numarul lor a crescut  deja de câteva zeci de ori. Norvegienii s-au aratat foarte interesati de noile tehnologii.

Desi în aceasta tara nu exista un producator local de autoturisme cu motoare pe baza de hidrogen, norvegienii au adoptat modelul japonez Toyota Higlander FCHV. Pe 5 iulie 2007, compania Statoil a mai deschis înca patru pompe de hidrogen, pe coasta de sud a Norvegiei. Programul prevede crearea unui lant continuu de statii de hidrogen, între Oslo si Stavanger, aflate la cel mult 570 de kilometri una de alta, întrucât un rezervor de hidrogen este suficient penrtu 600 de kilometri de drum.

La realizarea acestui proiect, numit  HyNor (de la " Hydrogen for Norvegia"), participa acum 40 de corporatii partenere. În 2008, se vor deschide primele statii de hidrogen si în capitala tarii, Oslo.

Ce sunt celule de combustie?Un biolog italian, Luigi Galavani, care studia anatomia batracienilor, a descoperit

ca broastele moarte pe care le diseca se contractau atunci când le atingea cu bisturiul sau. Era anul 1786, iar Galvani a fost pus în încurcatura privind natura acestui fenomen si cauzele lui. Raspunsul a fost dat în anul 1790, de omul de stiinta italian Alessandro Volta.

Picioarele broastelor se contractasera deoarece lichidele din interiorul lor reactionau la contactul cu doua metale diferite: alama (din lamelele cu care era prinsa broasca pe masa de studiu) si fierul (din otelul bisturiului). Aceasta combinatie forma o pila electrica simpla (corpul broastei fiind un soi de electrolit  între cele doua metale), iar curentul produs de pila contracta muschii picioarelor batracianului.

Page 99: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Volta a facut apoi o pila electrica punând o hârtie umeda între discuri de cupru si zinc, iar mai târziu a inventat prima baterie din lume, care era formata dintr-o coloana de pile electrice facute din placi de zinc si de argint, cu separatoare de hârtie îmbibate în apa sarata.

Cum functioneaza celulele?Dupa Volta, s-au inventat multe forme de pile electrice. Celulele de combustie

functioneaza oarecum similar pilei electrice, transformând energia chimica a reactiei de ardere în energie electrica. Ele produc electricitate prin eliberarea combustibilului (în cazul nostru hidrogen) la anod si a oxidantului (aer care contine oxigen în proportie de 20%) la catod.

Cele doua gaze, hidrogenul si oxigenul din aer, se combina (spunem ca hidrogenul arde) în prezenta unui electrolit. În timpul reactiei, între cei doi electrozi apare o diferenta de potential, adica se produce electricitate. Apa rezultata din reactie, fiind sub forma de vapori, se elimina de la sine, lasând electrolitul curat si gata pentru o noua reactie.

În celulele de combustie se introduce hidrogen de fiecare data când se foloseste electricitatea, pentru ca ele stocheaza energia electrica produsa, asa cum fac de regula bateriile. O alta deosebire fata de baterii este faptul ca cei doi electrozi, anodul si catodul, nu se consuma si ramân stabili.

Celulele de combustie pot functiona si cu alcool, dar atunci, în afara de vapori de apa, rezulta si o cantitate mica de bioxid de carbon, mult mai redusa decât daca s-ar arde benzina.

Mecanismul intim al producerii curentului.Sa spui ca în timpul reactiei dintre hidrogen si oxigen rezulta altceva decât

energie calorica si apa ar fi doar o aberatie chimica. Azi totusi oamenii de stiinta au reusit sa creeze o grupa întreaga de polimeri, permeabili fata de trecerea protonilor, pe care îi folosesc ca electroliti în celulele de combustie. Scopul izolarii protonilor este dorinta de a-i "determina" pe electroni sa faca mai întâi "un ocol" înainte de a participa la reactia de ardere. Polimeriise plaseaza între cele doua placi: catod si anod.

Molecula de hidrogen ajunsa la anod se disociaza în prezenta unui catalizator din platina în protoni si electroni. Protonii trec prin membrana si ajung la oxigen, în timp ce electronii sunt dirijati mai întâi printr-un fir, în afara celulei, unde parcurg un circuit electric, si abia apoi ajung la catod, unde participa la finalizarea moleculei de apa. Asa se produce curent electric cu ajutorul celulelor de combustie.

Page 100: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Folosind mecanismul descris mai sus, ingineriiau creat primele masini care nu polueaza deloc.

Page 101: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

Ele sunt alimentate cu hidrogen din niste butelii, plasate sub bancheta din spate, iar motorul care învârte rotile este electric si este plasat sub capota, ca majoritatea motoarelor. La mijloc, sub podea, se afla bateria de celule de combustie, adica "centrala electrica" a masinii. Toate masinile care poarta inscriptia "Fuel Cell" se bazeaza pe acest sistem, dar, de regula, nu ard hidrogen, care este foarte scump, ci etanol produs din cereale (un fel de tuica cu gust prost).

Automobilele electrice ataca piata.Israelienii vor avea o retea de alimentare a bateriilor folosite de masinile ecologice.

Grupul Renault - Nissan Motor va transforma în curând Israelul într-o pista de lansare la drum lung a automobilului electric.

Aventura în care se hzardeaza Renault se dovedeste incitanta si pentru guvernul de la ierusalim, care este dispus sa investeasca, pentru început, 200 milioane de dolari în infrastructura necesara punerii în circulatie a masinilor ecologice. Vehiculele vor fi echipate cu baterii de litiu si vor intra pe piata israelita în 2011.

Automobilul electric va devenii în curând un fenomen de masa. Cel putin asa sustin constructorii de automobile de la Renault, care spun ca este pentru prima oara când s-a pus la punct un sistem complet pentru ca acest proiect sa ajunga la soroc.

Statul israelian ofera avantaje fiscale, un operator care va pune în functiune un sistem de încarcare a bateriilor si un constructor care va crea un autovehicul menit sa îndeplineasca un anumit set de cerinte.

Cei trei parteneri sunt convinsi ca vor câstiga pariul, deoarece Israelul este locul ideal pentru o astfel de încercare. Constructorii francezi vor sa vânda în Israel între 10000 si 20000 de masini electrice anual.

Pretul petrolului care se afla într-o continua crestere si ultimele reglementari internationale cu privire la protectia mediului le dau sperante mari celor de la Renault. Ei sunt siguri ca prototipul lor va cuceri în scurt timp soselele lumii.

Un milion de kilometrii fara reparatii.Numarul autovehiculelor ecologice care se afla în circulatie pe drumurile internationale

este, cu siguranta, mult mai mic decât cel prevazut initial. Azi totusi, aceasta masina, care nu emite noxe, continua sa reprezinte solutia pe termen lung, deoarece va costa mai putin, iar pretul energiei necesare pentru a o conduce va fi infim fata de pretul benzinei. Masina electrica prezinta si alte avantaje seducatoare.

Este mult mai simplu de întretinut, iar motorul sau poate sa reziste pâna la un milion de kilometrii fara reparatii majore. În conditii optime, drumuri fara denivelari, trafic normal si o corecta gestionare a bateriei, automobilul ecologic poate sa parcurga 50 de kilometri cu baterii de plumb, între 80 si 100 de kilometri cu baterii de nichel - cadmiu, iar bateriile pe baza de litiu îi confera o autonomie de pâna la 200 de kilometri. Vehiculele rutiere electrice au vazut lumina zilei la începutul secolului XX, iar primul prototip a atins o viteza de 100 de kilometri pe ora.

soferii vor primii factura ca la mobil.În politica de mediu dusa de Israel este inclusa si "viziunea verde" a lui Peres care, pâna

acum, a încurajat investitii masive si în panourile solare. "Israelul nu poate avea o economie înfloritoare daca nu este receptiv la ideile noi, cum ar fi, de exemplu, folosirea pe scara larga a masinii electrice", a spus presedintele Peres cu ocazia încheierii contractului cu Renault. Vânzarea

Page 102: INSTALAŢIA DE ALIMENTARE CU INJECŢIE DE BENZINĂ

transportului electric, propusa de antreprenorul de software, israelianul Shai Agassi, va functiona dupa modelul adoptat de dealerii de telefonie mobila.

Partea de hard, adica masina, va fi subventionata, iar cumparatorii vor plati lunar o indemnizatie de deplasare, în acest caz kilometrii fiind taxati asa cum sunt taxate minutele în cazul facturii emise pentru telefonul mobil. Pretul nu va fi fluctuant, iar cresterile repetate si uneori, alarmante ale pretului la benzina vor fidate uitarii.

"Plinul" va putea fi facut fara probleme în cazul masinilor electrice, di momentul în care va fi creata o retea de reîncarcare a bateriilor. La "pompa" însa nu se va mai livra benzina, ci baterii pe baza de litiu sau energie electrica.

Bateria pe litiu, mai ieftina de trei ori decât benzina.Israelul este terenul ideal pentru a experimenta aceasta noua tehnologie, sustin

producatorii. Este o tara mica în care circula aproximativ un milion de masini, iar 90% din populatie parcurge mai putin de 70 de kilometri pe zi. Bateria pe baza de litiu care va "hrani" noul automobil ecologic îi va permite acestuia o autonomie de 100 de kilometri în oras.

Modelul ecologic al celor de la Renault va fi asamblat pe caroserie Kangoo sau Megane si va avea performantele unui motor termic de 1,6 litri. Modelul economic va beneficia de un abonament lunar.

Cumparatorul va fi proprietarul masinii, dar va închiria bateria pe care va putea sa o încarce sau sa o schimbe într-o retea formata din 500 000 de statii aflate pe teritoriul israelian. Costul lunar al reîncarcarii bateriei va fi, pentru un automobilist, de 60 de dolari pe luna, în comparatie cu consumul lunar mediu al unui automobilist obisnuit care , în Israel se ridica la 200 de dolari!  Bateria pe baza de litiu este considerata cea mai performanta în materie de stocare a electricitatii si va fi folosita pentru alimentarea noilor automobile ecologice din Israel, produse de francezi.

Afacerea cu automobile eco are si neajunsuri.Masinile sunt silentioase, iar pasagerii sunt scutiti de vibratiile pe care le produc, în

timpul mersului, automobilele obisnuite. Cu toate avantajele pe care le prezinta autovehiculele electrice, exista si voci care sustin ca în aceasta afacere exista si puncte nevralgice. Din punct de vedere tehnic, încarcarea bateriilor nu se poate face fara pierderi.

Acestea sunt reprezentate de nivelul randamentului dat de centrala electrica, de scurgerile de energie înregistrate în timpul transportului pâna la beneficiar sau de ranadamentul motorului electric. Toti acesti factori contribuie la reducerea eficientei energetice.

Bateriile sunt grele, fapt care conduce la un consum mai mare de energie în timpul deplasarii autovehiculului. Contin metale grele, în mare parte toxice, iar reciclarea lor ridica probleme. Iar daca aceste baterii sunt încarcate cu energie nucleara, vehiculele electrice devin, la rândul lor, responsabiel de efectele nocive ale industriei atomice.