Polityka prywatności - poznaj szczegóły » [ X ]
PODZIEL SIĘ


OCEŃ
3.7

Zasilanie paliwem: gaźnik i wtrysk

Moc bierze się z paliwa – to jasne. Wyjaśniamy, ile roboty mają konstruktorzy silników, żeby zapewnić optymalny skład mieszanki i jak najdokładniejsze jej spalanie w cylindrach.

W drodze z dystrybutora do komory spalania wacha przechodzi przez kilka ważnych punktów. Jednym z nich jest... korek wlewu paliwa. W czasie gleby musi on na tyle szczelnie zamykać zbiornik, żeby uchronić od wycieku benzyny. Nie byłoby z tym najmniejszego problemu, gdyby nie to, że zbiornik musi być oprócz tego odpowietrzany, ale również zaopatrywany w powietrze.

Odpowietrzanie przydaje się, gdy wacha pod wpływem ciepła zwiększa objętość, a z niektórych substancji wchodzących w skład paliwa wydzielają się gazy. Gdyby zabrakło odpowietrzania, ciśnienie w zbiorniku mogłoby spowodować jego rozszczelnienie, a w skrajnym przypadku wybuch paliwa. Gwiżdżące lub syczące dźwięki, wydobywające się z niektórych zbiorników, dowodzą, że odpowietrzanie działa. Drugim zadaniem korka jest zapobieganie powstawaniu podciśnienia, które pojawia się w zbiorniku, gdy objętość paliwa maleje (np. gdy ubywa go w czasie jazdy).

Czyli korek wlewu ma pogodzić trzy rzeczy – doprowadzenie i odprowadzenie powietrza oraz zapewnienie szczelności zbiornika. Uzyskano to za pomocą precyzyjnego systemu labiryntowego (zdjęcie na dole tej strony) i/lub zaworów kulowych.

Epoka gaźnika

Do lat 90. za dostarczanie mieszanki do silnika najczęściej odpowiadał gaźnik. Do systemu dysz benzyna dostawała się wyłącznie dzięki grawitacji. Dlatego zbiornik paliwa musiał być umieszczony powyżej komór pływakowych. Gdy odpowietrznik zbiornika był uszkodzony bądź zatkany, ciśnienie benzyny spadało – czasami do tego stopnia, że komory pływakowe były minimalnie wypełniane, więc mieszanka była zbyt uboga. W rezultacie dochodziło do powstawania mieszanki o złej proporcji paliwa i powietrza. Niektórzy producenci montowali niewielkie pompy paliwa (zdjęcie na następnej stronie), które przy minimalnym, ale stałym ciśnieniu zapewniały równy poziom paliwa w komorze pływakowej również mimo prawie pustego zbiornika.

Im mniej paliwa, tym mniejsze ciśnienie paliwa przed zaworkiem pływaka, co powoduje lekkie obniżenie poziomu paliwa w komorze pływakowej. Mimo to genialny w swojej prostocie gaźnik, gdy dostał idealnie dobrane dysze, zapewniał całkiem niezłą pracę silnika. Nic dziwnego, że wielu tęskni za miękkimi reakcjami na zmianę obciążenia i pozbawioną szarpań reakcję na gaz. Tym bardziej że już 20 lat temu niektóre silniki gaźnikowe wykazywały niewielki apetyt na paliwo.

Dziś gaźnik to za mało, żeby katalizator mógł wykazać pełnię swoich możliwości i żeby precyzyjnie dobrać mieszankę. Zasilanie powierzono więc sterowanemu elektronicznie układowi wtrysku paliwa. W połączeniu z wieloma czujnikami (pilnującymi m.in. temperatury powietrza, obrotów silnika czy ustawienia przepustnicy) i sondą lambda (mierzącą zawartość tlenu w spalinach) współczesne silniki motocyklowe potrafi ą pogodzić najostrzejsze normy czystości spalin z brutalną mocą. A przy tym zapewniają odpowiednią reakcję na zmianę obciążenia oraz stosunkowo niskie spalanie. Za tym sukcesem stoi ogromny nakład pracy związany z zestrojeniem i optymalizacją procesów spalania, czyli termodynamiką. Dlatego specjaliści od elektroniki i układów wtrysku jeszcze krótko przed wprowadzeniem nowego motocykla na rynek – a czasem nawet po – dłubią przy mapach zapłonu. Ale to opowieść na inną okazję...

ECU wie wszystko

Wacha ze zbiornika – dzięki umieszczonej w zbiorniku elektrycznej pompie paliwa (zdjęcie na górze str. 96) – płynie do cylindra. Jest ono zasysane z dna zbiornika i tłoczone do wtryskiwaczy pod ciśnieniem od 3 do 8 barów. W większości dzisiejszych silników z wtryskiem po włączeniu zapłonu usłyszysz ciche brzęczenie (jeśli masz Buella – zaskakująco głośne), które nagle znika po osiągnięciu wymaganego ciśnienia wtrysku. Żeby je uzyskać, silnik pompy potrzebuje odpowiedniego napięcia. Jeśli akumulator jest za słaby i będzie ono zbyt niskie, mogą pojawić się problemy z odpaleniem maszyny, mimo że rozrusznik kręci silnikiem. Niektóre dzisiejsze crossówki mają układ wtrysku paliwa, który nie wymaga akumulatora.

Pompa paliwa zapewnia odpowiednie ciśnienie we wszystkich wtryskiwaczach. W czasie jego powstawania czujniki przekazują odpowiednie informacje do ECU (electronic control unit; po naszemu: komputer pokładowy). Podczas rozruchu na zimno przy zamkniętej przepustnicy jest wymagana większa ilość paliwa niż przy ciepłym silniku. W silnikach gaźnikowych sam wzbogacasz mieszankę, włączając ssanie, natomiast w przypadku wtrysku sygnał do wzbogacenia mieszanki dają czujniki temperatury cieczy chłodzącej i zasysanego powietrza.

I w sprzętach z gaźnikiem, i w sztukach z wtryskiem na zimnych ściankach aluminiowej głowicy osadzają się drobne kropelki benzyny. Jeśli pojawią się w kolektorze ssącym, prowadzi to do zubożenia mieszanki paliwowo-powietrznej, a nawet do takich problemów z zapłonem, że silnik nierównomiernie pracuje czy wręcz gaśnie. Dlatego zwiększenie ilości paliwa w tej fazie pracy silnika gwarantuje jego równomierną pracę.

Dziś większość prac nad zestrojeniem silnika idzie nie na zwiększenie mocy czy momentu obrotowego, lecz koncentruje się na redukcji poziomu szkodliwych substancji w spalinach. Przede wszystkim chodzi o to, by dostarczyć mieszankę o idealnej proporcji i spalić ją możliwie w całości bez względu na to, czy na niskich, średnich, czy wysokich obrotach. W tym celu trzeba jak najlepiej wymieszać benzynę z zasysanym powietrzem, przy czym decydujące znaczenie mają tu położenie dyszy wtryskiwacza i sposób rozpylenia mieszanki. Wtryskiwana struga paliwa musi być tak ustawiona, żeby bezpośrednio i bez kontaktu ze ściankami trafi ć w zawór ssący. Ponieważ struga powietrza zmienia się w zależności od prędkości obrotowej i ustawienia przepustnicy, również tutaj inżynierowie muszą iść na kompromis. To sprawka niezwykle dużej częstotliwości pracy wtryskiwaczy (co ok. 0,04 s na wolnych obrotach, 0,004 s przy 12 000 obr/min) i małej odległości od zaworu ssącego (od 110 do ok. 160 mm).

Strzały z wtryskiwacza

Żeby precyzyjnie rozpylić paliwo już podczas wtrysku, jest ono przeciskane przez małe otwory wtryskiwacza. Przy tym igła rozpylacza unosi się zaledwie o około 0,5 mm ze swojego gniazda, pod którym niewielkie otwory rozdzielają paliwo i ustalają kierunek jego wlotu. Im dłuższy czas otwarcia, tym bogatsza mieszanka i na odwrót.

Wspomnijmy jeszcze o bardzo efektywnym sposobie wymieszania powietrza z benzyną, jakim jest zawirowanie. Powstaje ono, gdy mieszanka wpada przez zawór ssący do komory spalania i uderza w tłok. W tym wirze cząsteczki paliwa parują z powodu turbulencji i wysokiej temperatury (patrz rysunek na dole str. 96), a w doskonale rozproszonej mieszance są zapalane przez świecę zapłonową.

Więcej o elektronice silnika w odcinku nr 17 (ostatnim) naszego cyklu.  

 

po co komu dodatki uszlachetniające

Dodatki do paliw oraz środki oczyszczające układy dolotowe (np. Fuchs Silkolene PRO FST czy Motul Carbu Clean) mają do odegrania bardzo dużą rolę. Dodatki stanowią 1-2% objętości paliwa. Spraye wtryskuje się do gaźnika lub przepustnicy po zdjęciu filtra powietrza.

Główną funkcją dodatków do paliwa jest usuwanie osadów we wtryskiwaczach (czyszczą dysze wtryskiwaczy, poprawiając rozpylenie paliwa) i w całym układzie dolotowym lub w gaźniku (czyszczenie dysz, osadów w komorze pływakowej), zapewniając ich optymalne działanie. Dodatki zabezpieczają ponadto przed zużyciem spowodowanym uruchomieniem zimnego silnika i przed korozją układu zasilania, a także zabezpieczają przed oblodzeniem gaźnika w niskich temperaturach i zapobiegają problemom z uruchomieniem silnika.

Efektem działania dodatków do paliw jest lepsze rozpylenie paliwa i dzięki temu redukcja wypadania zapłonu, jak i niedopuszczenie do samozapłonu. Kolejną cechą dodatków do paliw jest podnoszenie liczby oktanowej paliwa, przeciwdziałające spalaniu stukowemu. Stosując dany dodatek do paliwa w nowoczesnym motocyklu, należy upewnić się, czy jest on zgodny z katalizatorem spalin.   

zobacz galerię

Komentarze

 
 

Wypełnij to pole:

  • avatar
    zgłoś
    Czy autor tekstu dokonał choćby podstawowej kalkulacji podawanych wartości?
     
    RPM max- 12 000 czyli RPS- 200 (12000obr/60s) czyli cykli pracy 100 na sekundę, czyli wtryskiwacz pracuję co 0,01 sekundy (w artykule 0,004).
    RPM idle 1 000 czyli RPS – ok 17 (1000obr/60s) czyli cykli pracy 8 na sekundę więc wtryskiwacz średni pracuję co 0,12 sekundy (w artykule co 0,04).
     
    Ehhh szkoda gadać. Niby drobna sprawa, ale jak się nawarstwiają takie oczywiste błędy to się odechciewa czytać. I nie mówimy tu przecież o żadnych skomplikowanych kalkulacjach. Operacje matematyczne na poziomie 3 lub 4 klasy szkoły podstawowej… 

    ~Sasha, 2014-12-23 21:19:54
  • avatar
    zgłoś
    Moc bierze się z paliwa – to jasne. Wyjaśniamy, ile roboty mają konstruktorzy silników, żeby zapewnić optymalny skład mieszanki i jak najdokładniejsze jej spalanie w cylindrach.
    Zobacz artykuł

    ~Motocykl Online, 2014-11-28 14:00:14
ZOBACZ RÓWNIEŻ Zamknij