emner:
- generelt
- Tryk på forstøver
- Hulforstøver
- To-trins forstøver
- Elektromagnetisk forstøver
- Peak og hold
- Piezo injektor
- Pumpe injektor
overordnet:
Injektorer sprøjter dieselbrændstof ind i dieselmotor; dette kan være i hvirvelkammeret til motorer med indirekte indsprøjtning eller direkte i cylinderen til motorer med direkte indsprøjtning. Injektoren er monteret i cylinderhovedet. Der findes forskellige typer forstøvere. De forskellige forstøvere er beskrevet på denne side.
Trykforstøver:
Tapinjektorer bruges i dieselmotorer med indirekte brændstofindsprøjtning. Brændstoffet sprøjtes ind i et separat rum; nemlig for- eller rygkammeret. I dette rum blandes brændstoffet med luften, hvilket resulterer i en brændbar blanding. Haneinjektoren har 1 indsprøjtningsåbning. Injektornålen løftes ved et bestemt brændstoftryk, hvilket forårsager brændstofforstøvning fra indsprøjtningsåbningen. Åbningstrykket på tapinjektorer er mellem 100 og 135 bar.
Hulforstøver:
Hulinjektorer bruges i dieselmotorer med direkte brændstofindsprøjtning. Injektoren har flere indsprøjtningsporte, der sprøjter brændstof direkte ind i cylinderen. Forbrændingskammeret på disse motorer er placeret i stempelbunden. Placeringen af indsprøjtningsåbningerne er præcist tilpasset formen på forbrændingskammeret. På grund af denne konstruktion kan injektoren kun monteres i topstykket på én måde. Åbningstrykket på denne forstøver er mellem 180 og 250 bar.
To-trins forstøver:
Dieselmotorer med direkte brændstofindsprøjtning har et relativt højt dieselbanke. Det hænger sammen med den store trykstigning i cylinderen på grund af den store mængde brændstof, der indsprøjtes på én gang.
Forbrændingen startes omhyggeligt ved at bruge såkaldt præ-injektion. Dieselbanket er derfor en del mindre.
Der er producenter, der installerer disse såkaldte to-trins injektorer. Disse er hulforstøvere, men med to fjedre; nemlig en stærk fjeder og en svagere fjeder. På grund af den svagere fjeder vil nålen kunne løfte sig lidt ved et lavere tryk. Dette sprøjter en lille mængde brændstof ind i cylinderen ved lavt tryk; præ-injektionen. Dette sætter forbrænding i gang. Forstøverens nål løber mod et stop, der er låst med den stærke fjeder. Trykket vil yderligere stige til det normale åbningstryk. Nålen åbner sig maksimalt i det øjeblik: hovedindsprøjtningen.
Elektromagnetisk drevet forstøver:
Elektromagnetisk betjente injektorer bruges i common-rail dieselmotorer. Forstøveren betjenes af en elektromagnet. Motorstyringen bestemmer ud fra det motorhastighed, af gaspedalens position, af temperatur, af belastning og motor position hvornår forstøveren skal åbne og lukke og hvor længe den skal stå åben. Forstøveren er ikke aktiveret i hvileposition. Common rail-trykket på maksimalt 1300 til 2000 bar (afhængigt af dieselmotorgenerationen) er konstant til stede på injektorens indløbsrør.
Når motorstyringen sender et signal til injektoren, aktiveres spolen, og den magnetiske ventil vil blive trukket opad. Brændstoftrykket over kontrolstiften vil blive udledt gennem en lille åbning med det resterende returbrændstof. Dette får brændstoftrykket over styrestiften til at falde meget hurtigt. Kontrolstiften vil bevæge sig opad. Dette gøres lettere af, at der er en konisk del i bunden af styrestiften. Kontrolstiften, inklusive injektornålen, flyttes opad. I det øjeblik udløses åbningen i bunden af injektoren, så brændstoffet kan sprøjtes ind i forbrændingskammeret med common rail-trykket på op til 1300 bar.
Med elektromagnetisk betjente injektorer er det ikke nødvendigt at bruge to fjedre til at levere primær- og hovedindsprøjtning. Den elektromagnetisk drevne forstøver kan betjenes flere gange efter hinanden. Spæde- og hovedindsprøjtningstidspunkterne kan også variere, efterhånden som motorens driftsbetingelser ændres. Det er også muligt, at denne injektor giver to hovedinjektioner. Fordelen ved flere injektioner er en jævnere forbrændingsproces.
Peak og hold:
Den elektromagnetisk drevne forstøver aktiveres af den elektromagnetiske spole. Når strømmen gennem spolen er høj nok, overvinder elektromagneten fjederkraften på ventilen. For at få injektornålen til at bevæge sig kræves en kort strøm- og spændingsspids. Indbygget spænding på 14 volt er for lille til at løfte nålen fra sædet. I en periode på kun 0,3 nanosekunder (10^-9 sekunder) strømforsynes spolen med 20 ampere ved 80 volt (peak). Efter at injektornålen er blevet åbnet, holdes den åben med en 12 ampere ved 14 volt (hold), indtil styringen stopper, og nålen presses tilbage i sit sæde af fjederkraften.
Piezo injektor:
Piezo-injektorer bruges i både benzin- og dieselmotorer.
Elementet i en piezo-injektor forlænges eller forkortes, når den påførte spænding ændres. Ændringen i længden varierer kun med tusindvis af millimeter. Det er ikke nok til at åbne injektornålen tilstrækkeligt. Derfor er flere piezokrystaller forbundet, så injektornålen kan lave et større slag.
Figuren viser, hvad der sker med piezoelementet, når den påtrykte spænding øges.
Styrespændingen for en piezo-injektor er mellem 100 og 160 volt. Denne spænding opnås ved hjælp af kondensatorer i motorstyringsenheden. Strømmen er et par milliampere. Med denne spænding og strøm er den totale ændring i længden af piezoelementet cirka 0,08 millimeter. Forstøvernålen lukkes ved kortvarigt at vende strømningsretningen.
Fordelen ved piezo-injektoren sammenlignet med en elektromagnetisk injektor er, at den skifter cirka fem gange så hurtigt. Dette gør det muligt at styre systemet mere præcist, har en hurtigere responstid og giver mulighed for hyppigere injektioner pr. arbejdscyklus.
Pumpe injektor:
Volkswagen brugte enhedsinjektorer i et stykke tid. Operationen er kompleks og er derfor beskrevet på en separat side. Klik her for at gå til siden om pumpeinjektoren.
