Az alábbiakban az eredeti kézirat olvasható!
A benzinbefecskendező rendszer A porlasztók (karburátorok) problematikája A Bánki Donát és Csonka János által felfedezett (1891), de Maybach által szabadalmaztatott (1893) karburátor1 és továbbfejlesztett változatai közel 100 éven keresztül szolgálták ki a „hagyományos” Otto motorokat. A porlasztók fejlesztésének elsődleges célja az volt, hogy a tüzelőanyagban levő szén-és hidrogénatomok teljesen elégjenek az elméletileg lehetséges legoptimálisabb oxigénmennyiség felhasználásával. Kevés oxigén esetén tökéletlen az égés és a tüzelőanyag környezetszennyező CO gázzá alakul. A motor teljesítménye csökken és fokozódnak a mechanikai kopások. A fejlesztőknek tehát olyan karburátort kellett megtervezniük, amelynek segítségével tökéletes keverési arány2 jöhet létre. Ha a motor hengerébe több levegő jut, a motor fogyasztása kisebb ugyan, de a teljesítménye csökken, amennyiben kevesebb levegő jut a hengerbe, úgy a fogyasztás és a teljesítmény is növekszik. Dús keveréknél a motor fogyasztása nő, de teljesítménye csökken. A feltételek teljesítése érdekében a porlasztók egyre bonyolultabbá váltak. Az „alapkarburátorok” dúsító rendszerrel, üresjárati rendszerrel, átmeneti keverékképző rendszerrel, gyorsító rendszerrel és indító berendezéssel lettek ellátva. A konstrukciós jellemzők is változtak3, így beszélhettünk: esőáramlású, ferde áramlású, vízszintes áramlású, valamint emelkedő áramlású porlasztókról. Kialakításuk szerint lehetnek: egytorkú, többtorkú és egyenlő nyomáskülönbséggel működő karburátorok. A fenti felsorolást elemezve megállapítható, hogy nagyon sokfajta „hibrid” porlasztót konstruáltak a fejlesztők. Rendkívül bonyolult szerkezetekről volt szó, ezért a szerkezeti egységek, rendszerek külön - külön történő beszabályozást igényeltek szereléstechnikai szempontból. A különböző rendszerek összehangolását még műszeres, diagnosztikai berendezéssel is nehéz és körülményes volt bemérni, figyelembe véve a környezetvédelmi előírásokat. Üresjáratban, részterhelésnél és teljes terhelés esetén más és más keverési arány vált szükségessé, különösen üresjárati és fékezési üzemmódban halmozódott fel jelentős CO koncentráció. A fejlesztés iránya a konstruktőrök számára adott volt. A benzinbefecskendezők rövid története -
1903. A Wrigh fivérek dugattyús repülőmotorjukon próbálják ki. 1904. Először alkalmazzák egy Gordon-Brille típusú gépjárművön. 1905 A Bosch cég bekapcsolódik a kísérletekbe. 1930. Az olasz Fuscaldo egy Moto-Guzzi motorkerékpáron alkalmazza az első elektromágneses működtetésű befecskendezőt. 1957. Az American Motors forgalmazza az első benzinbefecskendezőket. 1967. Bendix Elektrojektor alkalmazása a VW 1600 IL típuson. 1967. A Bosch cég motorikus befecskendezője. 1969. A Bosch cég elektronikus benzinbefecskendezője Jetronic néven.4 1971. A D-Jetronic megjelenése.5 1973. Az L-Jetronic gyártásának kezdete.6 1970-es évek vége: A K-Jetronic alkalmazása Lambda szondával. 1980 évektől a K-Jetronic folyamatos fejlesztése.
A K-Jetronic elvi működési sémája A D és az L rendszerrel együtt fejlesztették ki a K-Jetronic (K=Kontimeierlich=folyamatos) benzinbefecskendező rendszert, amelyet már ún. Lambda- szondával láttak el. Levegő
Tüzelőanyag
Levegőszűrő
Villamos tüzelőanyag szivattyú Tüzelőanyag akkumlátor Tüzelőanyag szűrő
Légfogyasztás-mérő
Keverék szabályzó
Tüzelőanyag elosztó
Fojtószelep
KEVERÉK
Befecskendező szelepek
Égéstér A rendszer három működési területre tagolódik: 1. Légmennyiség mérés 2. Tüzelőanyag-ellátás 3. Keverékképzés A rendszer működésének ismertetése hosszadalmas lenne, ezért a rendszer „lelkének” tekinthető Lambda-szabályozást ismertetem. A Lambda-szabályozás A szonda a kipufogógáz oxigéntartalom érzékelője, a légviszony-szabályozás kulcseleme, alkalmazása csak a hármas funkciójú katalizátorral történő együttes működés esetén indokolt. A két egység biztosítja, hogy minél kevesebb ártalmas anyag kerüljön a környezetbe.7 Beszívott levegő Benzinbefecskendező
Benzinmotor SZ
Benzin Szabályzóegység SZ= A Lambda-szonda csatlakozása
Hármas funkciójú katalizátor
Égéstermék
A katalizátor segítségével a káros anyagok több, mint 90%-a ártalmatlan - környezetkímélő anyagokká alakítható. A szerkezet egy kerámia „csőkötegből” áll, amely platina-vagy rádiumbevonattal van ellátva. A platina és a rádium gyorsítja a káros anyagok lebontását a kiáramló kipufogógázban. A katalizátor csak ólommentes benzin alkalmazása esetén működik optimálisan. A szondát a katalizátor előtt helyezik el, anyaga egy kerámiatest, amelynek egy egy oldala a kipufogógázzal, valamint a szabad levegővel egyaránt érintkezik. A testen levő platina-elektródon feszültség keletkezik, ez a feszültség adja a mérőjeleket a szabályzóegység felé a gáz összetételéről. A szabályzóegység „utasítást” ad a keverékképző rendszernek, amelyik azonnal reagál. Az egység így is kis késéssel működik, de az időintervallum lényegesen kisebb, mint a „hagyományos” karburátorok esetében. A rendszer előnyei 1. A hagyományos karburátorokhoz képest 8-10%-os teljesítménynövekedés. 2. Jobb a henger töltése, mivel a légáramlatot nem fojtják szűkítések. 3. Minden henger azonos mennyiségű keveréket kap. 4. Az égéstermék jobban eltávolítható. 5. A keverékelosztás optimális. A gyújtógyertyánál dús, az égéstérnél részben szegény. 6. Kisebb a fajlagos tüzelőanyag-fogyasztás. 7. A légviszony szabályozható. 8. A mechanikai kopások lényegesen kisebbek. Összegzés A benzinbefecskendező rendszerek fejlesztése folyamatos, évente újabb és újabb elektronikai, mechanikai megoldásokat alkalmaznak az alaptípusnak tekinthető K-Jetronic típuson. 1993ban a világon kb.10 millió Otto motorba építettek be benzinbefecskendező rendszert. Tíz évre rá a szám megtriplázódott! Irodalom Bosch: Mechanikus benzinbefecskendező rendszer Lambda szabályozással. Műszaki ismertető.(kézirat) Bp. Flamisch Otto (1981): Gépkocsi porlasztók, befecskendező szerkezetek. Műszaki Könyvkiadó, Bp.
Jegyzet 1. Bánki és Csonka 1893 februárjában, míg Maybach 1893 augusztusában. nyújtották be szabadalmukat. Franciaország - s ezáltal a világ - Maybach szabadalmát ismerte el. 2. Elméletileg 1 kg benzin elégetéséhez 15 kg levegőmennyiség szükséges. 3. A karburátoron átáramló levegő áramlási iránya szerinti jellemző. 4. A szóösszetétel a folyadék sugarát jelentő jet-ből és az elektronikát jelentő (elec)tronic-ból származik. 5. A D=Druck szó, nyomást jelent, így a szívócső-depresszió és a fordulatszám vezérelte a rendszert. 6. A L=Luft szó levegőt jelent, a rendszer már a légfogyasztás-mérő által mért paraméterekkel vezérel. 7. A kipufogógáz összetevői: szénmonoxid (CO), szénhidrogén (CH), nitrogén-oxid (NOX)
©
Baló András
Budapest, 2005. január
