Constructia si calculul instalatiei de alimentare

Constructia si calculul instalatiei de alimentare

1 Descrierea partilor componente si a principiului de functionare

Alimentare prin injectie constituie una din caile eficiente de imbunatatire a motoarelor cu aprindere prin scanteie atat din punctul de vedere al indicilor energetici si economici, cat si din punctul de vedere al reducerii poluarii atmosferei. Deosebirea fundamentala fata de instalatiile cu carburator unde formarea amestecului se bazeaza pe principiul vaporizarii combustibilului, consta in formarea amestecului prin pulverizarea combustibilului, ceea ce atrage o imbunatatire a randamentului general al motorului.

Principalele avantaje ale injectiei multipunct sunt acelea ca acelea ca benzina, se amesteca mult mai bine cu aerul, rezultand un amestec omogen, si se creeaza posibilitatea utilizarii unei tubulaturi de admisie cu rezistente gazo-dinamice mai mici datorita eliminarii carburatorului si constructiei unui colector de admisie cu mai putine schimbari de directie si sectiuni de curgere mai generos dimensionate; viteze mari ale combustibilului injectat in raport cu aerul, facilitand pornirea la rece a motorului; fiind injectie multipunct avem o distributie uniforma combustibilului livrat cilindrilor, rezultand performante mult mai bune ale motorului; creste gradul de umplere cu pana la 12%; se poate creste raportul de comprimare; cresterea puterii si economicitatii motorului, cresterea economicitatii este influentata si de faptul ca la decelerare, alimentarea se intrerupe prompt, prevenindu-se risipa de combustibil; adaptarea mai buna la tractiune a motorului determinata de accelerarea rapida si functionarea mai uniforma a motorului la accelerare.

Principalele tipuri de sisteme de alimentare cu injectie sunt:

- dupa locul de injectare al pulverizatorului:

- injectie directa (direct in cilindrul motorului)

injectie indirecta care se poate face in portile supapelor sau central in colectorul de admisie comun;

- dupa modul de functionare al pulverizatorului:

- cu injectie continua;

- cu injectie intermitenta in cursa de aspiratie;

- dupa modul de reglaj:

- sistem de reglaj mecanic;

- sistem de reglaj electronic;

- dupa schema hidraulica utilizata:

Structura unui sistem de injectie cu comanda electronica cuprinde:

- traductori care preiau informatiile si le convertesc in semnale ce pot fi analizate de blocul de comanda si control;

- blocul de comanda si control care prelucreaza semnalele, memoreaza, decide si comanda;

-elementele de conexiune care asigura circularea semnalelor inspre si dinspre blocul de comanda si control;

-elemente de actionare, care transforma semnalele de comanda emise de blocul de comanda si control in actiune efectiva.

Combustibilul este preluat din rezervorul de combustibil (1), care este fabricat sa reziste la presiuni ridicate, printr-un reductor de presiune (5) care reduce presiunea la nivelul de 2,53 bar.

Injectoarele (4) preiau combustibilul din rampa centrala si il pulverizeaza in portile supapelor de admisie, la comanda unui bloc electronic cu microprocesor (6).

Reglarea dozei de combustibil injectat se realizeaza prin modificarea duratei de deschidere a injectoarelor. Acesta se executa in principal, in corelatie cu turatia si debitul de aer admis in motor, dar si in functie de alti parametrii care introduc corectii necesare optimizarii functionarii motorului in toate conditiile.

Informatia privind turatia este obtinuta de la traductorul de turatie (15), iar debitul de aer este masurat de un traductor cu volet a carui informatie e corectata in raport cu temperatura aerului determinata de un traductor 14 amplasat inaintea aerului in debitmetru. Computerul de bord tine seama si de pozitia clapetei de acceleratie si de viteza cu care aceasta este deschisa prin contactorul clapetei (11).

Figura 1

Alte notatii din figura sunt: 10 - clapeta de acceleratie, 12 - surub reglaj mers in gol, 13 - controler de mers in gol, 16 - acumulator, 17 - cheie de contact si 18 - relee.

Pentru determinarea regimurilor de ralanti si sarcina plina, pe axul clapetei de acceleratie este montat un senzor de pozitie (11) la al carui semnal blocul electronic comanda marirea dozei de combustibil injectat. In perioada de incalzire a motorului un senzor de temperatura (9), montat de obicei in chiulasa, avertizeaza blocul asupra necesitatii imbogatirii corespunzatoare a amestecului.

Pentru stabilirea functionarii  motorului in perioada de incalzire, in paralel cu clapeta de acceleratie este prevazut un canal de aer controlat de un regulator 13. Acesta este comandat de un arc bimetalic, care deschide circuitul atunci cand motorul este rece si il inchide treptat, pe masura ce motorul se incalzeste.

2 Calculul injectorului

Pentru motorul de proiectat se vor folosi injectoare electromagnetice, ca cel din figura alaturata, in care sunt facute notatiile: 1 - duza, 2 - garnitura, 3 - corp, 4 - arc, 5 - conector electric, 6 - racord, 7 - filtru, 8 - surub, 9 - infasurare, 10 - carcasa, 11 - miez electromagnetic, 12 - ac cu stift.

Sectiunea de trecere a orificiilor injectorului se afla din ecuatia de debit pe ciclul Q_ce:

Q_ce=10²m ·w₀·A₀·t (21,1)

cu w₀ - viteza medie de curgere a combustibilului prin orificiile pulverizatorului;

m =0,70,8 - coeficientul de debit.

Se adopta m

A₀ - aria totala a orificiilor

Figura 2

(2)

z - numarul orificiilor pulverizatorului

t - durata curgerii t = 10^-3 s

Dar debitul pe ciclu e dat de relatia

(3)

cu k = 1,251,3 (k = 1,275) coeficient de suprasarcina

P_e = 113,9 kW - puterea efectiva a motorului

c_e = 389 g/kW h - consumul specific efectiv

t 4 timpi

i = 6 - numarul de cilindrii

n = 5600 rot /min

r_c = 0,0898 kg /m³ - densitatea combustibilului

Viteza medie de curgere a combustibilului prin orificiile pulverizatorului este:

(4)

cu p_i = 0,3 MPa - presiunea medie de injectie

p_cil = 0,081 MPa - presiunea in cilindru in timpul injectiei

Din relatia (2) se determina aria totala a orificiilor:

(5)

Diametrul orificiului de pulverizare este:

(6)