Prezentare injector piezo-ceramic

Universitatea “Politehnica” din București Facultatea de “Transporturi” Departamentul Autovehicule Rutiere

Structura și funcționarea injectoarelor piezoelectrice piezoelectrice (piezo-ceramice) la motoarele cu aprindere aprindere prin scânteie Student: VISOSCHI MARIAN-CĂTĂLIN Grup Grupa a : 830 8301 1B

Conducători științifici: As.dr.ing.Vlad As.dr.ing.Vlad PÎRĂIANU As.dr.ing. Alexandru DOBRE

studenților, București, 12.05.2017 Sesiunea științifică a studenților,

ORIENTAREA LUCRĂRII  Noi tehnologii de injecție  Avantajele injectorului piezoelectric  Injecția stratificată de benzină

CUVINTE CHEIE: injector, piezoelectric, motor cu aprindere prin scânteie

injecție directă,

Sesiunea științifică a studenților, București, 12.05.2017

Funcționarea injectoarelor piezoelectrice

A-injector cu acționare electro -hidraulică (solenoid) 1. Actuator cu solenoid (electromagnet) 2. Supapa de control 3. Circuitul hidraulic de acționare 4. Acul injectorului

B-injector piezoelectric cu acționare directă 1. Actuator piezoelectric 2. Rezervor (volum) de combustibil 3. Amplificator hidraulic de mișcare 4. Acul injectorului

Secțiune printr -un injector cu solenoid (A) și unul piezoelectric (B)

 Noul injector piezoelectric cu acționare directă are avantajul că acul injectorului (B.4) este acționat direct de actuatorul piezoelectric (B.1). Între acul injectorului și actuator nu este legătura mecanică directă, mișcarea fiind transmisă și amplificată hidraulic (B.3). Deoarece combustibilul este incompresibil, la alimentarea cu energie

electrică a actuatorului piezoelectric, mișcare este transmisă instantaneu acului injector, iar modulul de cuplare hidraulic

 permite compensarea dilatării diferite a materialelor componentelor metalice și ceramice

Injectorul piezoelectric cu acționare directă de la DELPHI

1. Racord de înaltă presiune 2. Conector electric 3. Carcasa injectorului 4. Actuatorul piezoeletric (piezo-ceramic) 5. Acul injector 

Acul injectorului (5) este acționat de actuatorul piezoelectric (4) atunci când acesta este alimentat cu curent electric. Prin racordul (1)

injectorul este alimentat cu combustibil de la rampa de înaltă  presiune. Calculatorul de injecție comanda injectorul prin intermediul conectorului electric (2).

Injectorul piezoelectric cu acționare directă detaliu

1. Orificii de injecție Canale de curgere combustibil 2. Carcasa injectorului 3.Actuatorul piezoelectric (piezo-ceramic) 4. Acul injectorului

Injectorul piezoelectric HDEV4 de la BOSCH

7

Caracteristici importante: se pot realiza până la 5 injecții pe ciclu motor  • Particulele sunt fin expulzate • Presiunea nominală este de 20 MPa (200 bar) •

Purjarea

•

răcirea pieselor interne ale

motorului, în special a  pistonului, a supapelor de evacuare și a galeriei de evacuare • reducerea consumului de combustibil și a emisiei de CO2 • eliminarea turbo-lag-ului

Amestec omogen vs amestec stratificat

Funcționarea în mod stratificat aduce o reducere a consumului de combustibil de la 15 la 20% comparativ cu un motor cu injecție indirectă

Semnal treaptă pentru acționarea injectorului piezoelectric

Avantajele injectoarelor piezoelectrice in cadrul injecției directe: • Consum redus de combustibil cu 8-22% • Moment motor si putere mărite • Poate injecta combustibil oricând pe durata celor 4 timpi ai ciclului motor • Se poate realiza purjarea • Se poate mări raportul de comprimare • Amestecuri mai sărace în timpul operării motorului la regimuri termice scăzute • Diferite tipuri de injecție (stratificată sau omogenă) • Emisii reduse de CO2 • Reducerea pierderilor de pompaj (circularea gazelor in motor) • Răcirea interiorului motorului prin evaporare • Particule mai fine de combustibil •

Detonația este mult mai ușor de controlat 12

Dezavantajele injectoarelor piezoelectrice in cadrul injecției directe: • • •

Schimbări majore în sistemul de alimentare și de control Perioadă scurtă în care se poate realiza injecția Amestecurile sărace produc cantități semnificative de NOx

•

care sunt dificil de controlat Nivel mare de depuneri sub formă de temperaturii mici de admisie

•

Creșterea solicitărilor de energie electrică din partea

calamină datorită

injectoarelor (aprox 200V)

•

Întreținerea corespunzătoare a motorului este absolut necesară Tehnologiile evoluate necesită formarea tehnicienilor Multe componente sunt de unică folosință (garnituri, conducte de înaltă presiune) Conductele și rampa de injecție sunt făcute din oțel

•

inoxidabil Sunt necesare o sumedenie de scule specializate pentru

• • •

service de rutină

BIBLIOGRAFIE SELECTIVĂ [1] Robert Bosch GmbH  Automotive Handbook 9 th Edition” Editura Wiley , 2014, ISBN 978-1119-03294-6 “  

[2] http://www.e-automobile.ro [3] http://www.bosch-mobility-solutions.us [4] http://www.consulab.com [5] http://community.cengage.com [6] http://wikicars.org/en/Fuel_Stratified_Injection