Έγχυση καυσίμου: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε
μ Μετακίνηση κατηγορίας
Γραμμή 2: Γραμμή 2:
==Ιστορική εξέλιξη του ψεκασμού==
==Ιστορική εξέλιξη του ψεκασμού==


Το σύστημα fuel injection έχει χρησιμοποιηθεί εμπορικά στις μηχανές diesel από τα μέσα της δεκαετίας του '20. Η έννοια προσαρμόστηκε για τη χρήση στα βενζίνο-τροφοδοτημένα [[αεροσκάφος|αεροσκάφη]] κατά τη διάρκεια του [[Β' Παγκόσμιος Πόλεμος| δευτέρου παγκοσμίου πολέμου]], και η άμεση [[έγχυση]] χρησιμοποιήθηκε σε μερικά ξεχωριστά σχέδια όπως το Daimler-Benz DB 603 και σε πιό πρόσφατες εκδόσεις στο Wright ρ- 3350 . Ένα από τα πρώτα εμπορικά συστήματα εγχύσεων [[βενζίνη|βενζίνης]] ήταν ένα μηχανικό σύστημα που αναπτύχθηκε από τη Bosch και το [[1955]] εισάχθικε στη Mercedes-Benz 300SL
Το σύστημα fuel injection έχει χρησιμοποιηθεί εμπορικά στις μηχανές diesel από τα μέσα της δεκαετίας του '20. Η έννοια προσαρμόστηκε για τη χρήση στα βενζίνο-τροφοδοτημένα [[αεροσκάφος|αεροσκάφη]] κατά τη διάρκεια του [[Β' Παγκόσμιος Πόλεμος| δευτέρου παγκοσμίου πολέμου]], και η άμεση [[έγχυση]] χρησιμοποιήθηκε σε μερικά ξεχωριστά σχέδια όπως το Daimler-Benz DB 603 και σε πιό πρόσφατες εκδόσεις στο Wright ρ- 3350 . Ένα από τα πρώτα εμπορικά συστήματα εγχύσεων [[βενζίνη|βενζίνης]] ήταν ένα μηχανικό σύστημα που αναπτύχθηκε από τη Bosch και το [[1955]] εισήχθη στη Mercedes-Benz 300SL


Το 1957 η Chevrolet εισήγαγε μια μηχανική επιλογή fuel injection, που έγινε κοντά στη General Motors' στο τμήμα Rochester , για τη μηχανή 283 V8. Αυτό το σύστημα κατεύθυνε τον εγκατεστημένο αέρα μηχανών πέρα από έναν "διαμορφωμένο κουτάλι" δύτη, ο οποίος κινήθηκε αναλογικά προς τον όγκο αέρα. Ο δύτης σύνδεσε το μετριτή με το σύστημα καυσίμων που διένειμε μηχανικά τα καύσιμα στους κυλίνδρους μέσω των σωλήνων διανομής. Αυτή η μηχανή παρήγαγε 283 HP (211 kW) από 283 in³ (4,6 L), που τη κάνουν μια από τις πρώτες μηχανές παραγωγής στην ιστορία για να υπερβεί 1 hp/in³ (45,5 kW/L), κατόπιν η Μηχανή Chrysler's Hemi και διάφορες άλλες. Σε μια άλλη προσέγγιση, η Mercedes χρησιμοποίησε έξι μεμονωμένους δύτες για να τροφοδοτεί με καύσιμα σε κάθε ένα από τους έξι κυλίνδρους
Το 1957 η Chevrolet εισήγαγε μια μηχανική επιλογή fuel injection, που έγινε κοντά στη General Motors' στο τμήμα Rochester , για τη μηχανή 283 V8. Αυτό το σύστημα κατεύθυνε τον εγκατεστημένο αέρα μηχανών πέρα από έναν "διαμορφωμένο κουτάλι" δύτη, ο οποίος κινήθηκε αναλογικά προς τον όγκο αέρα. Ο δύτης σύνδεσε το μετριτή με το σύστημα καυσίμων που διένειμε μηχανικά τα καύσιμα στους κυλίνδρους μέσω των σωλήνων διανομής. Αυτή η μηχανή παρήγαγε 283 HP (211 kW) από 283 in³ (4,6 L), που τη κάνουν μια από τις πρώτες μηχανές παραγωγής στην ιστορία για να υπερβεί 1 hp/in³ (45,5 kW/L), κατόπιν η Μηχανή Chrysler's Hemi και διάφορες άλλες. Σε μια άλλη προσέγγιση, η Mercedes χρησιμοποίησε έξι μεμονωμένους δύτες για να τροφοδοτεί με καύσιμα σε κάθε ένα από τους έξι κυλίνδρους
Γραμμή 66: Γραμμή 66:
Οι αλλαγές που επιτελέστηκαν ώστε να είναι σε θέση να διαχειριστεί την επιπλέον δύναμη είναι οι εξής. Καταρχήν κατασκευάστηκε ένα νέο, υψηλής αντοχής σώμα από χυτοσίδηρο, ικανό να αντέχει σε πιέσεις 21,7 bar για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Οι αλλαγές που επιτελέστηκαν ώστε να είναι σε θέση να διαχειριστεί την επιπλέον δύναμη είναι οι εξής. Καταρχήν κατασκευάστηκε ένα νέο, υψηλής αντοχής σώμα από χυτοσίδηρο, ικανό να αντέχει σε πιέσεις 21,7 bar για μεγάλο χρονικό διάστημα.


Κατόπιν επιλέχθηκαν νέα, υψηλής πίεσης, ακροφύσια καυσίμου των έξι οπών, αυξάνοντας παράλληλα την πίεση έγχυσης στις 150 ατμόσφαιρες. Η κίνηση αυτή θεωρήθηκε επιβεβλημένη, αφού οι διακυμάνσεις στην ποσότητα του καυσίμου από τις στροφές του ρελαντί μέχρι τις 6.000 σ.α.λ. της μέγιστης ισχύος είναι σημαντικές. Χάρη, μάλιστα, στην τεχνολογία του άμεσου ψεκασμού, επιτεύχθηκε λόγος συμπίεσης 10:1, ασυνήθιστα υψηλός για υπερτροφοδοτούμενο κινητήρα.
Κατόπιν επιλέχθηκαν νέα, υψηλής πίεσης, ακροφύσια καυσίμου των έξι οπών, αυξάνοντας παράλληλα την πίεση έγχυσης στις 150 ατμόσφαιρες. Η κίνηση αυτή θεωρήθηκε επιβεβλημένη, αφού οι διακυμάνσεις στην ποσότητα του καυσίμου από τις στροφές του ρελαντί μέχρι τις 6.000 σ.α.λ. της μέγιστης ισχύος είναι σημαντικές. Χάρη, μάλιστα, στην τεχνολογία του άμεσου ψεκασμού, επιτεύχθηκε λόγος συμπίεσης 10:1, ασυνήθιστα υψηλός για υπερτροφοδοτούμενο κινητήρα.


==Δείγμα κινητήρα TSI==
==Δείγμα κινητήρα TSI==

Έκδοση από την 17:47, 7 Μαΐου 2009

Πρότυπο:Βελτίωση

Ιστορική εξέλιξη του ψεκασμού

Το σύστημα fuel injection έχει χρησιμοποιηθεί εμπορικά στις μηχανές diesel από τα μέσα της δεκαετίας του '20. Η έννοια προσαρμόστηκε για τη χρήση στα βενζίνο-τροφοδοτημένα αεροσκάφη κατά τη διάρκεια του δευτέρου παγκοσμίου πολέμου, και η άμεση έγχυση χρησιμοποιήθηκε σε μερικά ξεχωριστά σχέδια όπως το Daimler-Benz DB 603 και σε πιό πρόσφατες εκδόσεις στο Wright ρ- 3350 . Ένα από τα πρώτα εμπορικά συστήματα εγχύσεων βενζίνης ήταν ένα μηχανικό σύστημα που αναπτύχθηκε από τη Bosch και το 1955 εισήχθη στη Mercedes-Benz 300SL

Το 1957 η Chevrolet εισήγαγε μια μηχανική επιλογή fuel injection, που έγινε κοντά στη General Motors' στο τμήμα Rochester , για τη μηχανή 283 V8. Αυτό το σύστημα κατεύθυνε τον εγκατεστημένο αέρα μηχανών πέρα από έναν "διαμορφωμένο κουτάλι" δύτη, ο οποίος κινήθηκε αναλογικά προς τον όγκο αέρα. Ο δύτης σύνδεσε το μετριτή με το σύστημα καυσίμων που διένειμε μηχανικά τα καύσιμα στους κυλίνδρους μέσω των σωλήνων διανομής. Αυτή η μηχανή παρήγαγε 283 HP (211 kW) από 283 in³ (4,6 L), που τη κάνουν μια από τις πρώτες μηχανές παραγωγής στην ιστορία για να υπερβεί 1 hp/in³ (45,5 kW/L), κατόπιν η Μηχανή Chrysler's Hemi και διάφορες άλλες. Σε μια άλλη προσέγγιση, η Mercedes χρησιμοποίησε έξι μεμονωμένους δύτες για να τροφοδοτεί με καύσιμα σε κάθε ένα από τους έξι κυλίνδρους

Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του '60, άλλα μηχανικά συστήματα εγχύσεων όπως το Hilborn χρησιμοποιήθηκε περιστασιακά σε τροποποιημένες Αμερικάνικες μηχανές V8 στις διάφορες εφαρμογές αγώνων drag racing, oval racing, και road racing. Αυτά τα συναγωνίζο-παραγόμενα συστήματα δεν ήταν κατάλληλα για την καθημερινή χρήση στους δρόμους

Ένα από το πρώτο ηλεκτρονικό σύστημα fuel injection ήταν το Electrojector, που αναπτύχθηκε από την Bendix Corporation και εισαγμένο το 1958 στη DeSoto Adventurer αμφισβητήσιμα το πρώτο σύστημα EFI παραγωγής (βαλβίδα-σώμα). Τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας πωλήθηκαν στη συνέχεια στη Bosch.

Το Bosch ανέπτυξε ένα ηλεκτρονικό σύστημα fuel injection, αποκαλούμενο D-Jetronic , το οποίο χρησιμοποιήθηκε αρχικά στη VW 1600TL το 1967. Αυτό ήταν ένα σύστημα ταχύτητα/πυκνότητα, που χρησιμοποιεί την ταχύτητα μηχανών και την πολλαπλή πυκνότητα αέρα εισαγωγής για να υπολογίσει το ποσοστό μαζικής "ροής" αέρα και τις απαιτήσεις των καυσίμων. Το σύστημα χρησιμοποίησε όλη την αναλογική, ιδιαίτερη ηλεκτρονική και έναν ηλεκτρομηχανικό αισθητήρα πίεσης. Ο αισθητήρας ήταν ευαίσθητος στη δόνηση και στους ρύπους. Αυτό το σύστημα υιοθετήθηκε κοντά στις εταιρείες VW, Mercedes-Benz, Porsche, Citroën, Saab and Volvo.Η Lucas χορήγησε άδεια στο σύστημα για την παραγωγή με Jaguar.

Η Bosch εκτόπισε το σύστημα D- Jetronic με Κ- Jetronic και L- Jetronic συστήματα το 1974, εν τούτοις μερικά αυτοκίνητα (όπως VOLVO 164) που συνεχίζε με D-Jetronic για αρκετά έτη και General Motors εγκατέστησε ένα πολύ στενό αντίγραφο D-Jetronic σε Cadillacs που αρχίζει το 1977,το L- Jetronic εμφανίστηκε αρχικά το 1974 σε Porsche 914, και χρησιμοποιεί έναν μηχανικό μετρητή ροών αέρος που παράγει ένα σήμα που είναι porportional "στον όγκο αέρα". Αυτή η προσέγγιση απαίτησε πρόσθετους αισθητήρες για να μετρήσει το βαρόμετρο και τη θερμοκρασία, για να υπολογίσει τη "μάζα αέρα". L- Jetronic υιοθετήθηκε ευρέως στα ευρωπαϊκά αυτοκίνητα εκείνης της περιόδου και μερικοί Ιάπωνες το διαμορφώνουν ένα χρόνο αργότερα.

Το 1975, οι κανονισμοί εκπομπών Καλιφόρνιας (ο πιό αυστηρός στον κόσμο) απαίτησαν τους κατασκευαστές για να μειώσουν εντυπωσιακά τις εκπομπές ρύπων. Η μόνη εφικτή τεχνολογία εκείνης της εποχής που επέτρεψε στους αυτόματους κατασκευαστές για να συναντήσει τους νέους κανονισμούς ήταν καταλυτικός μετατροπέας. Η GM είχε εφεύρει τον αυτοκίνητο καταλύτη εξάτμισης, και τα automakers όρμηξαν τη νέα τεχνολογία στην παραγωγή.ο καταλύτης προωθεί μια αντίδραση χωρίς το που γίνεται καταναλωμένο στην αντίδραση. Σε αυτήν την περίπτωση, ο καταλύτης οξείδωσης σχεδιάστηκε στο σύστημα εξάτμισης του οχήματος για να προωθήσει τις αντιδράσεις των συστατικών εξάτμισης παρουσία της θερμότητας. και το οξυγόνο. Η προσθήκη του καταλύτη μείωσης, μαζί με τον καταλύτη οξείδωσης, είναι μια προσέγγιση αποκαλούμενη σύστημα τριοδικών καταλυτών. Τα "3" προέρχονται από τη δυνατότητα να μειωθούν εντυπωσιακά και οι τρεις οικογένειες των ρυθμισμένων ενώσεων που εξετάζονται στο EPA "καθαρός νόμος αέρα."

Ο καταλύτης μείωσης τοποθετείται προς τα πάνω του καταλύτη οξείδωσης, συνήθως στην ίδια κατοικία. Η διαδικασία μείωσης ελευθερώνει το οξυγόνο από τις ενώσεις NOx, και αυτό το οξυγόνο χρησιμοποιείται έπειτα στον προς τα κάτω καταλύτη για να οξειδώσει τους άκαυτους υδρογονάνθρακες και το μονοξείδιο άνθρακα. Προκειμένου να αξιοποιηθεί μέγιστο ενός 3-way καταλύτη, η άριστη αναλογία έλεγχος αέρα/καύσιμα είναι ουσιαστική. Τα συστήματα EFI βελτίωσαν τον έλεγχο καυσίμων σε δύο σημαντικά στάδια.

Τα συστήματα ανοικτών βρόχων EFI βελτίωσαν τη διανομή καυσίμων από κύλινδρο σε κύλινδρο, αλλά γενικά είχαν τη φτωχότερη αναλογία έλεγχος αέρα/καύσιμου από έναν εξαερωτήρα λόγω της κατασκευής των ζητημάτων ανοχής.

Τα κλειστά συστήματα βρόχων EFI βελτίωσαν την αναλογία έλεγχος αέρα/καύσιμυ με έναν αισθητήρα οξυγόνου αερίου εξάτμισης (αισθητήρας EGO). Ο αισθητήρας EGO τοποθετείται στο σύστημα εξάτμισης προς τα πάνω του καταλύτη. Ανιχνεύει το υπερβολικό οξυγόνο στο ρεύμα εξάτμισης. Το οξυγόνο δείχνει εάν ο αέρας/τα καύσιμα είναι αδύνατοι ή πλούσιοι της στοιχειομετρικής αναλογίας. Ο αισθητήρας EGO είναι επίσης γνωστός ως αισθητήρας Lambda.Οι τρέχουσες εκπομπές εξάτμισης είναι τώρα λιγότερο από 0,1% του προ-ρυθμισμένου επιπέδου τους.

Το 1982, Το Bosch εισήγαγε έναν αισθητήρα που μετρά άμεσα τη μαζική ροή αέρα στη μηχανή, στο σύστημα L-Jetronic τους. Bosch αποκαλούμενο αυτό LH- Jetronic . Ο αισθητήρας μαζικού αέρα χρησιμοποιεί ένα θερμαμένο καλώδιο λευκόχρυσου που τοποθετείται στην εισερχόμενη ροή αέρα. Το ποσοστό της ψύξης του καλωδίου είναι ανάλογο προς τη "μάζα αέρα" ρέοντας πέρα από το καλώδιο. Δεδομένου ότι ο αισθητήρας "καυτών καλωδίων" μετρά άμεσα τη μάζα αέρα, η ανάγκη για τους πρόσθετους αισθητήρες θερμοκρασίας και πίεσης εξαλείφεται.

Το σύστημα LH- Jetronic που χρησιμοποιήθικε μέχρι και το 1998 ήταν επίσης το πρώτο "όλο το ψηφιακό" σύστημα EFI, το οποίο είναι τώρα η τυποποιημένη προσέγγιση. Η εμφάνιση του ψηφιακού μικροεπεξεργαστή επέτρεψε την ένταξη όλων των υποσυστημάτων powertrain σε μια ενιαία ενότητα ελέγχου. Η πλήρης εκμετάλλευση της ψηφιακής επανάστασης έχει βελτιώσει περαιτέρω EFI την αναλογία έλεγχος αέρα/καύσιμα, καθώς επίσης και πολλά άλλα αυτοκίνητα συστήματα ελέγχου ανεξάρτητα από τη μηχανή.

Οι περισσότεροι κατασκευαστές αυτοκινήτων προσανατολίζονται εδώ και αρκετά χρόνια σε διάφορες λύσεις εξοικονόμησης ενέργειας με μειωμένες εκπομπές ρύπων. Μερικές από αυτές είναι η μείωση του βάρους, τα εναλλακτικά καύσιμα ή η συνεχής εξέλιξη των υβριδικών οχημάτων και των ενεργειακών κυψελών (fuel cell).

H τεχνολογική εξέλιξη στα σύγχρονα αυτοκίνητα επιτρέπει τον ηλεκτρονικό πλέον έλεγχο των περισσότερων συστημάτων, καθώς αυτός αποτελεί την πιο πρακτική, οικονομική και αποδοτική λύση. Μία από τις σημαντικότερες εφαρμογές της ηλεκτρονικής στη σημερινή τετράτροχη πραγματικότητα αφορά στο σύστημα ψεκασμού και στο σύστημα ανάφλεξης του κινητήρα.

H τεχνολογία άμεσου ψεκασμού εφαρμόζεται ευρέως σε πετρελαιοκινητήρες πλοίων, αλλά και σε όλους τους σύγχρονους diesel κινητήρες με την "κωδική" ονομασία common rail. Ωστόσο, πρακτικά κυρίως προβλήματα -διότι η θεωρία υπάρχει εδώ και πολλές δεκαετίες-, όπως ο καθορισμός με ακρίβεια της ποσότητας και της χρονικής στιγμής ψεκασμού του μείγματος, επιβράδυναν χρονικά την εφαρμογή ενός τέτοιου συστήματος σε βενζινοκινητήρες. Στα προβλήματα αυτά τη λύση έδωσε ο βελτιωμένος ηλεκτρονικός έλεγχος με ακρίβεια χιλιοστών του δευτερολέπτου!

Ο παραδοσιακός εξαερωτήρας (καρμπιρατέρ) έχει αντικατασταθεί -αν και κυκλοφορούν ακόμα αρκετές χιλιάδες αυτοκίνητα παλαιάς τεχνολογίας- εδώ και αρκετά χρόνια, αφού ο ψεκασμός του μείγματος ελέγχεται πλέον ηλεκτρονικά. Αρχικά είχαν εμφανιστεί τα συστήματα ψεκασμού μονού σημείου (SPI: Single Point Injection) για να εξελιχθούν μετέπειτα τα συστήματα ψεκασμού πολλαπλών σημείων (MPI: Multi Point Injection) με τα οποία εξοπλίζονται οι περισσότεροι σύγχρονοι κινητήρες.

Η βασικότερη διαφορά ανάμεσα στα συστήματα GDI (Gasoline Direct Injection), τα οποία εξοπλίζουν κινητήρες diesel και βενζινοκινητήρες αφορούν στην πίεση και στην περιοχή ψεκασμού του καυσίμου.Στους βενζινοκινητήρες, ο ψεκασμός πραγματοποιείται με μεγαλύτερη πίεση απευθείας στο θάλαμο καύσης, ενώ σε ορισμένους κινητήρες diesel στον προθάλαμο. Η πίεση ψεκασμού στους κινητήρες diesel είναι συνήθως η διπλάσια απο τους βενζινοκινητήρες, αν και υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες ξεπερνά ακόμα και τα 1.000 bar!

Μετά τους Ιάπωνες κατασκευαστές, όπως η Toyota και η Mitsubishi, η Audi παρουσίασε μια νέα γενιά κινητήρων βενζίνης άμεσου ψεκασμού. Αντιπροσωπευτικός, από τη νέα σειρά κινητήρων με την κωδική ονομασία FSI (Fuel Stratified Injection), είναι ένας τετρακύλινδρος δίλιτρος κινητήρας με απόδοση 150 ίππους στις 6.000 σ.α.λ. και 200Nm ροπής στις 3.500 σ.α.λ. Δύο από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα του άμεσου ψεκασμού είναι η μειωμένη κατανάλωση περίπου κατά 15% και η μειωμένη εκπομπή ρύπων.

Η διαφορά του FSI -αντιπροσωπευτικό δείγμα της τεχνολογίας GDI- από τα συμβατικά συστήματα ψεκασμού είναι ότι το καύσιμο μείγμα ψεκάζεται υπό υψηλή πίεση και με ακρίβεια απευθείας στο θάλαμο καύσης από έναν εγχυτήρα (μπεκ), o οποίος βρίσκεται μετά τη βαλβίδα εισαγωγής. Το μπεκ είναι τοποθετημένο σχεδόν στο πλάι της κυλινδροκεφαλής και ψεκάζει το καύσιμο κατά διαστήματα που διαρκούν λιγότερο από χιλιοστά του δευτερολέπτου, υπό πίεση άνω των 110bar, δηλαδή περίπου 32 φορές μεγαλύτερη από αυτήν των συστημάτων πολλαπλών σημείων.

Σε συνθήκες λειτουργίας του κινητήρα υπό υψηλά φορτία, έχουμε καύση ομοιογενούς μείγματος, ενώ σε μικρά φορτία καύση στρωματοποιημένου μείγματος. Στη φάση ομογενοποιήσης, η πεταλούδα -η οποία είναι τοποθετημένη στον αυλό με τη μεγαλύτερη διάμετρο και ελέγχεται ηλεκτρονικά- είναι οριζοντιωμένη. Έτσι, ο αέρας εισέρχεται στο θάλαμο καύσης ομαλά και από τους δύο αυλούς, και με πλήρη παροχή αέρα (πτωχό μείγμα).

Στις χαμηλές στροφές του κινητήρα με μικρά φορτία, στη φάση στρωματοποίησης, η πεταλούδα φράζει τη δίοδο, με αποτέλεσμα ο αέρας να εισέρχεται με μεγαλύτερη πίεση και ταχύτητα απο τον αυλό με τη μικρότερη διάμετρο, προσκρούοντας στη διαμορφωμένη επιφάνεια του εμβόλου, με συνέπεια το μείγμα να κατευθύνεται κοντά στο σπινθηριστή.

Αναλυτικότερα, όσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία σε αέρα του στοιχειομετρικού μείγματος τόσο πιο φτωχό είναι το μείγμα, άρα μικρότερη και η κατανάλωση. Όμως, όταν το μείγμα είναι υπερβολικά φτωχό, η καύση είναι αδύνατη. Για αυτόν το λόγο η επιφάνεια του εμβόλου είναι διαμορφωμένη με τέτοιον τρόπο, ώστε να δημιουργείται ομοιογενές μείγμα, το μεγαλύτερο ποσοστό του οποίου κατευθύνεται κάτω από το σπινθηριστή. Επίσης, η διαμορφωμένη κοιλότητα στην επιφάνεια του εμβόλου επιτρέπει την επίτευξη υψηλής σχέσης συμπίεσης.

Με αυτό τον τρόπο ο στροβιλισμός του αέρα ακολουθεί αντίθετη φορά από αυτή στους συμβατικούς κινητήρες χωρίς να "στομώνει" το σπινθηριστή και να υπάρχει πιο ομοιόμορφη κατανομή του μείγματος. Παράλληλα, μειώνονται οι θερμικές απώλειες διατηρώντας αυξημένο το βαθμό απόδοσης του θερμοδυναμικού κύκλου καύσης.

Οι κινητήρες άμεσου ψεκασμού -όπως και ο FSI- συνεργάζονται άψογα με την επανακυκλοφορία των καυσαερίων (EGR: Electronic Gas Recirculation). Μια ηλεκτρονικά ελεγχόμενη βαλβίδα ρυθμίζει την επανακυκλοφορία μέρους των καυσαερίων, τα οποία εισάγονται μαζί με τον αέρα στο θάλαμο καύσης (δημιουργώντας ακόμα πιο πτωχό μείγμα), με αποτέλεσμα τη μειώση των ρύπων και ειδικά των οξείδιων του αζώτου.

Στην περίπτωση του FSI, κατά τη φάση εξαγωγής, η βαλβίδα επανακυκλοφορίας διοχετεύει περισσότερο από το 30% των καυσαερίων πίσω στο θάλαμο καύσης. Δύο καταλύτες ελέγχουν την ποιότητα των καυσαερίων, ένας τριοδικός μετά την πολλαπλή εξαγωγής και ένας καταλυτικός μετατροπέας ΝΟx πριν από το σιγαστήρα της εξάτμισης (σιλανσιέ).

Συμπερασματικά, οι κινητήρες άμεσου ψεκασμού παρουσιάζουν αρκετά σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των συμβατικών, όπως η καλύτερη και ομαλότερη απόδοση ισχύος, η καλύτερη απόκριση κατά την επιτάχυνση και -το πιο σημαντικό- όλα αυτά επιτυγχάνονται με μειωμένη κατανάλωση καυσίμου. Επιπλέον, τα αρκετά χαμηλότερα επίπεδα εκπομπής ρύπων -με άμεση επίπτωση και στη φορολογία σε ορισμένες χώρες- καθιστούν τους κινητήρες βενζίνης άμεσου ψεκασμού τους πιο οικονομικούς και οικολογικούς, εν όψει μάλιστα των μελλοντικών αυστηρότερων προδιαγραφών.

Στην εγχώρια αγορά, σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου GDI διαθέτουν τα Mitsubishi Pajero και Pajero Pinin, χωρητικότητας 3,5 και 1,8 λίτρων αντίστοιχα. Σύμφωνα με τον κατασκευαστή, η σχέση συμπίεσης του μικρότερου κινητήρα είναι 12:1, ενώ η κατανάλωση καυσίμου και οι ρύποι είναι μειωμένοι κατά 25% και 20% αντίστοιχα.

Ωστόσο, όσον αφορά σε ορισμένες χώρες της ευρωπαϊκής αγοράς, οι ιαπωνικοί κινητήρες GDI δεν αποδίδουν σύμφωνα με τις προδιαγραφές του κατασκευαστή, εξαιτίας της διαφοράς ποιότητας των καυσίμων και της υψηλής περιεκτικότητας της "ευρωπαϊκής" βενζίνης σε θείο.

Τα χαμηλά επίπεδα ρύπων και η μείωση της κατανάλωσης είναι δύο παράμετροι που επιτάσσουν την άμεση υιοθέτηση και κατ΄ επέκταση την εφαρμογή μιας τέτοιας τεχνολογίας. Βλέπετε, η ανάγκη για καθαρότερη ατμόσφαιρα πρέπει να είναι προτεραιότητα όλων μας.

Το 2005 αποτέλεσε το σημαντικότερο,έκθεμα της έκθεσης της Φρανκφούρτης, ο νέος TSI της VW έρχεται να φέρει την επανάσταση στα σύνολα χαμηλού κυβισμού. Βασισμένος επάνω στον "μικρό" FSI των 1,4 λίτρων, αποδίδει όσο ένας ατμοσφαιρικός κινητήρας χωρητικότητας 2,3 λίτρων, με κατανάλωση όμως μικρότερη κατά 20%.

Ο κινητήρας 1.4 TSI της VW είναι ο πρώτος που συνδυάζει τον άμεσο ψεκασμό με την παράλληλη χρήση μηχανίκου υπερτροφοδοτή και υπερσυμπιεστή αερίων.Το αποτέλεσμα είναι άφθονη ισχύς και πολιτισμένη λειτουργία σε όλο το φάσμα των στροφών.

Οι αλλαγές που επιτελέστηκαν ώστε να είναι σε θέση να διαχειριστεί την επιπλέον δύναμη είναι οι εξής. Καταρχήν κατασκευάστηκε ένα νέο, υψηλής αντοχής σώμα από χυτοσίδηρο, ικανό να αντέχει σε πιέσεις 21,7 bar για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Κατόπιν επιλέχθηκαν νέα, υψηλής πίεσης, ακροφύσια καυσίμου των έξι οπών, αυξάνοντας παράλληλα την πίεση έγχυσης στις 150 ατμόσφαιρες. Η κίνηση αυτή θεωρήθηκε επιβεβλημένη, αφού οι διακυμάνσεις στην ποσότητα του καυσίμου από τις στροφές του ρελαντί μέχρι τις 6.000 σ.α.λ. της μέγιστης ισχύος είναι σημαντικές. Χάρη, μάλιστα, στην τεχνολογία του άμεσου ψεκασμού, επιτεύχθηκε λόγος συμπίεσης 10:1, ασυνήθιστα υψηλός για υπερτροφοδοτούμενο κινητήρα.

Δείγμα κινητήρα TSI

Κατόπιν τούτου, σειρά είχε το "Twincharger " , ο συνδυασμός δηλαδή turbo-κομπρέσσορα. Το μεγάλο στοίχημα εδώ ήταν η ομαλή συνεργασία των δυο συστημάτων και η βελτιστοποιημένη λειτουργία του καθενός ξεχωριστά. Στην πράξη, χαμηλά όλη η ποσότητα του εισερχόμενου αέρα περνάει από το μηχανικό υπερσυμπιεστή, οδηγείται μέσω αυλών στο turbo, κατόπιν στο intercooler και καταλήγει στην πολλαπλή εισαγωγής. Η τακτική αυτή εξασφαλίζει άφθονα αποθέματα ισχύος και ροπή 200 Nm από τις 1.250 έως τις 6.000 σ.α.λ.!

Σχεδιάγραμμα συνεργασίας των δυο συστημάτων

Ως αποτέλεσμα ο TSI αποδίδει, όπως προείπαμε, 170 ίππους στις 6.000 σ.α.λ. και 240 Nm σε μία ευρεία περιοχή, από τις 1.750 έως και τις 4.500 σ.α.λ. Οσο για την κατανάλωση, στο συνδυασμένο κύκλο είναι μόλις 7,2 λίτρα/ 100 χλμ! Με τέτοιες τιμές, δεν είναι απίθανο το επόμενο διάστημα να δούμε και άλλους κατασκευαστές να προβαίνουν σε ανάλογες λύσεις. Πόσο μάλλον αφού η ισχύς είναι πάντα ευπρόσδεκτη, ενώ τα μελλοντικά όρια εκπομπών ρύπων θα οδηγήσουν, θέλοντας και μη, σε προσπάθειες μείωσης της κατανάλωσης.


Πηγές

1. Wikipedia the free encyclopedia Iστορική αναφορά στα συστήματα ψεκασμού από το 1920 μέχρι το 1982 συστήματα EFI-BOSH (D-Jetronic, Κ-Jetronic, L-Jetronic, LH-Jetronic)

2. auto in.gr

α)Συστήματα άμεσου ψεκασμού FSI-GDI Δυκτιακοί τόποι Audi, Ford Motor Company, Mitsubishi Motors

β)Κινητήρας 1.4 TSI της VW, Δυκτιακοί τόποι VW