Zvyšování kvality výuky technických oborů Klíčová aktivita V.2
Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol Téma V.2.11
Diagnostika automobilů Kapitola 8
Vstřikovací ventil - příprava směsi Libor Blahuta
30.9.2012
Obsah ÚVOD ...................................................................................................................................................... 1 VSTŘIKOVACÍ VENTIL - PŘÍPRAVA SMĚSI. ......................................................................... 2
1 1.1
VSTŘIKOVÁNÍ PALIVA....................................................................................................................... 2
1.2
ZÁKLADNÍ FUNKCE........................................................................................................................... 2
1.3
ELEKTROMAGNETICKY VSTŘIKOVACÍ VENTIL. ................................................................................. 2
1.4
ROZDĚLENÍ VSTŘIKOVACÍCH VENTILŮ PODLE PŘÍVODU.................................................................. 3
1.4.1
„ Top-Feed" vstřikovací ventil............................................................................................ 3
1.4.2
„Bottom-Feed“ vstřikovací ventil. ...................................................................................... 3
1.5
PŘÍPRAVA SMĚSI. ............................................................................................................................ 5
1.6
ZPŮSOBY ODMĚŘOVÁNÍ PŘÍPRAVA PALIVA. .................................................................................... 6
1.6.1
Vstřikovací ventil s přisáváním vzduchu.......................................................................... 6
2
DOPORUČENÁ LITERATURA.................................................................................................. 7
3
POUŽITÁ LITERATURA A ZDROJE ........................................................................................ 8
Úvod Výukový materiál „Diagnostika automobilů“ je určený pro studenty 3. a 4. ročníku oboru 39-41-L/01 Autotronik a 3. ročníku oboru 23-68-H/01 Automechanik. Diagnostika automobilů je nejdůležitějším krokem oprav strojů, nebo automobilů k následnému správnému určení závady a jejímu odstranění. Tento materiál je určený k dokonalejšímu zvládnutí výukových celků v předmětech „Diagnostika“ a „Opravárenství a diagnostika“. V kapitole jsou popsány vstřikovací ventily a příprava směsi paliva.
1
1
Vstřikovací ventil - příprava směsi.
1.1
Vstřikování paliva.
Vysoké potřeby na klidný běh a na emise výfukových plynů stanovují vysoké požadavky na složení směsi při každém pracovním zdvihu. Vedle přesného odměřování vstřikovaného množství paliva odpovídajícího množství nasátého vzduchu a jeho naměřené hmotnosti je důležité vstříknutí směsi v správný okamžik. Každému válci je proto přiřazený jeden elektromagnetický vstřikovací ventil. Ventil vstřikuje přesně odměřené množství paliva v okamžiku určeném řídící jednotkou motoru přímo před sací ventil (y) válce motoru. Tímto způsobem je celkem odstraněná nevýhoda vysrážení paliva na stěnách sacího potrubí při nestacionárním provozu motoru, co by mohlo vést k časově nestabilním změnám požadované hodnoty lambda. Sací potrubí přivádí motoru jen vzduch pro spalování a může byt proto optimálně přizpůsobené aerodynamickým požadavkům motoru.
1.2
Základní funkce.
Vstřikovací ventil řídí přesné vstříknutí množství paliva na základě údajů z řídící jednotky tak, aby se s nasávaným vzduchem vytvořila požadovaná směs. V praxi se používá jednobodové vstřikování paliva (společný vstřikovací ventil pro všechny válce) nebo vícebodové vstřikování (každý válec má svůj vstřikovací ventil).
1.3
Elektromagneticky vstřikovací ventil.
Elektromagneticky vstřikovací ventil obsahuje ventilovou jehlu ovládanou kotvou elektromagnetu. Jehla je velmi přesně vedená v těle ventilu. V klidovém stavu tlačí pružina z vrchu ventilovou jehlu do sedla ventilu, čím uzavírá přívod paliva do sacího potrubí. Když, začne řídící jednotka ovládat elektromagnetickou cívku v tělese ventilu, nadzvedne se ventilová jehla o 60 …100 µm a palivo může být vstřikované kalibrovaným otvorem do sacího potrubí. V závislosti na způsobu vstřikování, otáčkách motoru a zatažení je ovládací čas 1,5 …18ms a ovládací frekvence 3 …125 Hz. Pro každý případ použití jsou k dispozici rozličné typy vstřikovacích ventilů.
2
1.4
Rozdělení vstřikovacích ventilů podle přívodu.
1.4.1 „ Top-Feed" vstřikovací ventil. „ Top-Feed" vstřikovací ventil je zásobovaný palivem axiálně výše (top-feed). Horním těsnícím kroužkem je vsazený do příslušně tvarovaného otvoru v rozdělovači paliva a je zajištěný proti vypadnutí přídržnou svorkou. Spodním těsnícím kroužkem je vsazený do sacího potrubí. Vstřikovací ventil (top-feed) se skládá z: 1. Filtrační sítka v přívodu paliva. 2. Elektrický konektor. 3. Vinutí elektromagnetu. 4. Těleso ventilu. 5. Kotva. 6. Tělo ventilu. 7. Jehla ventilu.
1.4.2 „Bottom-Feed“ vstřikovací ventil. „Bottom-Feed“ vstřikovací ventil integrovaný do rozdělovače paliva je neustále proplachovaný palivem. Přívod paliva je ze strany „bottom-feed“. Rozdělovač paliva je namontovaný přímo v sacím potrubí. Ventil je fixovaný přídržnou svorkou anebo víkem rozdělovače paliva, které může také obsahovat elektrické připojovací kontakty. Dva gumové kroužky zabraňují úniku paliva. Při bezproblémovém chování motoru, při teplém startu klidného běhu motoru za tepla, způsobeným chlazením paliva, se modul skládající se z rozdělovače paliva a vstřikovacích ventilů vyznačuje velmi nízkou stavebnou výškou.
3
Vstřikovací ventil (bottom-feed) se skládá: 1. Elektrický přívod. 2. Filtrační sítko v přívodu paliva. 3. Vinutí elektromagnetu. 4. Těleso ventilu. 5. Kotva. 6. Tělo ventilu. 7. Jehla ventilu.
Vstřikovací lišta s přetlakovým ventilem a injektory.
4
Vstřikovací ventily (bottom-feed), integrované do rozdělovače paliva.
1. Přívod paliva. 2. Vstřikovací ventil. 3. Elektrický konektor. 4. Konstantní lišty. 5. Regulátor tlaku paliva. 6. Obvod paliva.
1.5
Příprava směsi.
Požadavek na minimální kontakt paliva se stěnou sacího potrubí při dobré homogenizaci směsi paliva se realizuje různými způsoby výpočtu odměřování paliva. Tímto potřebám jsou přizpůsobené kalibrované vypouštěcí otvory ve vstřikovacích ventilech. Při trysce s kruhovou štěrbinou je jehla ventilu prodloužená vstřikovacím čepem, který zasahuje do otvoru v tělese ventilu. Vzniklá kruhová štěrbina tvoří kalibrovaný vstřikovací čep, který je na dolním konci vybavený vybroušenou odstřikovací hranou, na které se palivo rozpráší a kuželově rozstříkne. Jedno- otvorová tryska má namísto vstřikovacího čepu tenkou desku s kalibrovaným otvorem. Tímto způsobem se vytváří velmi tenký paprsek paliva, který téměř nesmočí sací potrubí, palivo se však velmi málo rozpráší. Vstřikovací ventily s více- otvorovým odměřováním paliva jsou na konci vstřikovací trysky vybavené více kalibrovanými otvory. Tyto otvory jsou uspořádány tak, že vytvářejí tvar podobný paprsku a rozprášení paliva jako u trysky s kruhovou štěrbinou. Otvory je možné přizpůsobit tak, aby se tvořili dva anebo více vstřikovacích paprsků. Tak je možné při motorech s více sacími ventily na válec optimálně rozdělit palivo do sacích kanálů. V tomto případě je vzduch ke spalování odebíraný ze sacího potrubí z místa před škrticí klapkou a je přisávaný rychlostí zvuku přes kalibrovanou štěrbinu přímo na víceotvorové vstřikovací trysce. Vlivem střídavého působení mezi palivovými a vzduchovými molekulami je palivo velmi jemně rozprášené. Aby, mohl být vzduch přes štěrbinu nasávaný, musí být v sacím potrubí podtlak. Přisávání vzduchu je tedy účinné jen při částečném zatížení.
5
1.6
Způsoby odměřování příprava paliva.
1. S kruhovou štěrbinou. 2. Jednootvorové. 3. Víceotvorové. 4. Víceotvorové s dvoupaprskovým ventilem.
1.6.1 Vstřikovací ventil s přisáváním vzduchu. 1. Přívod vzduchu. 2. Přívod paliva.
6
2
Doporučená literatura
1. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel I. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-07-0. 2. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-07-0. 3. Gscheidle, Rolf a kol. Příručka pro automechanika. Praha : SOBOTÁLES, 2002. ISBN 80-85920-83-2.
7
3
Použitá literatura a zdroje
1. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel I. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-07-0. 2. Ing. Jan, Zdeněk, Ing. Ždárský, Bronislav a PaedDr. Kubát, Jindřich. AUTOMOBILY, Elektrotechnika motorových vozidel II. Brno : Avid, spol. s r.o., Brno, 2008. ISBN 978-80-87143-07-0.
8
