UNIVERSITATEA POLITEHNICA BUCUREŞTIFACULTATEA TRANSPORTURI

Catedra autovehicule rutiere

TITLUL LUCRĂRII:

MODIFICAREA STARII TEHNICE DE ALIMENTARE LA MACSTUDENT: DINU VIOREL-GEORGE

GRUPA: 8402ADATA: 28.03.2011Scopul lucrării: Studierea mai multor subansambluri ale componentelor sistemului de alimentare de exemplu: pompa de alimentare cu combustibil(cateva tipuri constructive) regulator de turatie , filtre de combustibil , injectoare. De asemenea s-a discutat si despre posibilele cauze ce duc la defectarea mecanismului de alimentare si modalitati de prevenire a defectarii acestuia.Funcţiunile sistemului:- Sa asigure stocarea la bordul automobilului a unei cantitati de combustibil care sa asigure o autonomie de aproximativ 800 km - Sa asigure introducerea in camera de ardere a unei doze de combustibil, in corelatie cu regimul de functionare al motorului- Sa raspunda unor criterii de optimizare: energetic , ecologic si de confort- Sa colaboreze cu alte sisteme ale automobilului ( ex: sistemul pentru controlul tractiunii)- Sa asigure securitatea automobilului (blocarea pornirii pentru a preveni un incendiu) daca are loc un accident ce produce avarii in zona motorului -Sa asigure ca introducerea dozei de combustibil sa se faca in momentul optim si dupa o lege de debitare care sa conduca la o evolutie coresunzatoare a proceselor de ardere-Sa asigure o orientare optima a jetului de combustibil in camera de ardere in concordanta cu geometria acestuia si cu miscarea organizata a aerului din interiorul acesteiaSchiţele sistemelor investigate:

Fig.1 Schema instalatiei de alimentare a motorului cu aprindere prin comprimare

Unelte şi dispozitive utilizate: Trusa cu chei fixe si inelare , cheie dinamometrica , set surubelnite , traductor de presiune

Verificări: Verificarea generala a sistemului si a fiecarui element in parte cu aparatura speciala.

Modificarea stării tehnice: Se vor prezenta modificari ale starii tehnice pentru fiecare subansamblu in parte , in cursul referatului

Reglaje: Se vor prezenta modificari ale starii tehnice pentru fiecare subansamblu in parte , in cursul referatului

Observaţii şi concluzii: Vehiculele echipate cu motoare Diesel ocupa un loc din ce în ce mai important în vânzarile de vehicule noi. Motivul alegerii acestui tip de motorizare, de catre clienti, este consumul scazut de combustibil( randamentul motoarelor Diesel este superior celui de la motoarele cu benzina), iar in cazul unei utilizari intense conduce la economii importante. De aceea , in cazul autovehiculelor grele (camioane, autobuze, utilaje agricole), in prezent se folosesc doar motoare cu aprindere prin compresie,iar in cazul automobilelor, aceasta motorizare castiga tot mai mult teren. Echiparea autoturismelor cu MAC prezinta si cateva dezavantaje din punct de vedere al confortului ,cum ar fi: zgomot si vibratii intense in habitaclu si la nivelul volanului;timp indelungat pentru ajungerea la temperatura de lucru a motorului ceea ce conduce la un timp de incalzireal habitaclului mai mare; De-a lungul timpului s-au dezvoltat mai multe tipuri constructive ale sistemelor de injectie , diferind ,in pricipal,prin elementul de pompare la presiune inalta.Sistemele pot fi : a) cu pompa cu elemente in linie , cu pompa-injector, sau common rail b) injectie directa sau indirecta(in camera separata de preardere, in camera de vartej , etc)

Deoarece injecţia combustibilului trebuie făcută cu mare precizie, atât cantitativ, cât şi în timp, şi la presiuni foarte ridicate, se impune ca jocurile dintre piesele în mişcare care se află în circuitul de pompare să fie foarte mici (1–3 microni). Aceasta conduce la necesitatea execuţiei elementului de pompare, supapei de refulare şi mai ales a pulverizatorului, cu o precizie dintre cele mai înalte întâlnite în construcţia de maşini.

Elementele mecanismului de injectie :

1. Pompa de alimentare cu piston(pompa de joasa presiune)

Rol: Cresterea presiunii de alimentare a pompei de inalta presiune pentru a evita aparitia fenomenului de cavitatie.Acest fenomen ar distruge rapid pompa de inalta presiune.Modificarea starii tehnice:- uzura excentricului de actionare- compromiterea etanseitatii supapelor(uzarea supapelpr si/sau a scaunului- modificarea elasticitatii sau ruperea arcului-functionarea cu frecare sau griparea pistonului,uzura garniturii de etansare.-uzura garniturii de etansareVerificari:- verificarea presiunii de refulare- verificarea depresiunii in admisie a pompei- verificarea debitului refulat- verificarea gradului de etansare a pompeiReglaje si intretinere:

- Nu se efectueaza reglaje, Se inlocuiesc componentele defecte

2. Pompa de injectie cu elemente in linie

Rol: să ridice presiunea combustibilului la o valoare determinată pentru a putea fi pulverizat în camera de ardere;să înceapă

injectarea combustibilului la un anumit moment şi să o termine într-un timp bine stabilit.

Mofificarea starii tehnice:La elementul de pompare:

- Uzura profilului camei- Uzura lagarelor arborelui cu came- Uzarea rolei- Uzarea tachetului si a ghidajului din corpul pompei- Griparea tachetului- Modificarea elasticitatii arcului- Uzarea suprafetei de ghidare a cremalierei- Uzarea bucsei si a umerilor pistonului- Uzarea pistonului si a cilindrului

La supapa de refulare- Uzarea gulerului si a suprafetei de ghidare- Uzarea suprafetei conice de etansare si a scaunului- Griparea supapei- Modificarea elasticitatii arcului

Verificari:- Avansul la injectie(pe stand)- Verificarea dozelor de refulare(pe stand)- Pozitia de montare a pompei injector pe motor- Jocul axial al arborelui cu came- Presiunea de refulare

Reglaje si intretinere:- reglarea dozei de combustibil refulat de fiecare element in parte la un anumit regim de functionare al pompei.Acest reglaj

se efectueaza pe un stand special pentru pompe de injectie , pentru o anumita sarcina si turatie:se roteste pistonasul(cu ajutorul bucsei) in sensul dorit (maririi sau micsorarii debitului) dupa care se reface masuratoarea .

- reglarea uniformitatii avansului la injectie se realizeaza cu ajutorul unei lampi stroboscopice se determina momentul de incepere a refularii la fiecare element in parte, apoi se regleaza

- Reglarea presiunii de deschidere a supapei de inalta presiune Se modifica grosimea saibei de sub arcul supapei (se inlocuieste bucsa)

- Inlocuirea uleiului la un anumit interval de timp(km) pentru ca acesta se amesteca cu motorina si isi modifica proprietatile Funcţionarea pompei de injecţie este condiţionată de antrenarea sau rotirea arborelui cu came de către arborele cotit. Pinionul de pe capătul arborelui cotit transmite miscarea la roata dinţată de antrenare a arborelui cu came prin pinionul intermediar. Prin rotirea arorelui cu came acesta acţionează ĩmpingătorii şi prin ei pistonaşele, pe care le deplaseaza ĩn cilindrii de jos ĩn sus, ĩnvingând astfel rezistenţa resortului. La coborârea de pe camă resorturile aduc pistonaşele ĩn poziţia iniţială. De aici rezultă că pistonaele sub acţiunea camelor execută o mişcare rectilinie alternativă. Dar pistonaşele mai sunt acţionate pe de altă parte şi de tija cremalieră care primeste miscarea de la regulator imprimând-le o mişcare de rotaţieParametrii fundamentali pentru gestionarea dozajului de carburant sunt turatia si sarcina motorului. În anumite cazuri, se consera si alti parametri.Gestionarea electronica permite integrarea mai multor parametri si deci obtinerea unui debit injectat mai precis:

-       Viteza vehiculului: permite calculul raportului angajat(optimizarea performantelor).-  Temperatura motorinei: Permite calculul masei volumice de motorina (emisiile de fum).-     Debitul de aer : Permite calculul masei de aer admis în motor (dozaj).-     Presiune atmosferica: Permite corectia altimetrica.-     Temperatura apei : Permite calculul debitului la pornire (suprasarcina)-     Stare decodor : Interdictie debit si antidemaraj activ.

3. Regulatorul de turatieRol: Controleaza debitul de combustibil pentru a preveni supraturarea motorului , lucru ce ar determina distrugerea sa imediata.

Mofificarea starii tehnice:- Modificarea caracteristicii arcului- Uzura articulatiilor parghiilor- Griparea sau deformarea parghiilor

Verificari:- Se verifica uzurile din articulatii - Se verifica turatia la mers incet in gol

Reglaje si intretinere:-reglarea regimului de mers incet in gol

4. InjectorulRol: Rolul injectorului este de a pulveriza fin motorina la o presiune bine determinata si un jet adaptat la tipul de motor. Injectorul este elementul major al sistemului Diesel. Calitatea injectiei si a arderii sunt direct legate de caracteristicle si reglajele sale.Mofificarea starii tehnice:

- uzarea suprafetei cilindrice a acului si a ghidului sau- uzarea suprafetei conice de etansare a acului- functionarea cu frecare excesiva sau chiar griparea acului in ghid- uzarea orificiului pulverizator- uzarea scaunului de asezare din pulverizator- depuneri de calamina pe varful pulverizatorului

Verificari:- Se verifica valoarea presiunii de deschidere a injectorului- Se verifica etanseitatea injectorului in ansamblu- Se verifica etanseitatea pulverizatorului- Se verifica modul in care acul culiseaza in injector- Verificarea calitatii jetului (formarea lui geometrica si finetea pulverizarii)

Reglaje si intretinere: - Reglarea presiunii de deschidere a injectorului ( cu saiba de reglare sau cu mecanism surub-piulita) - Curatarea de calamina a orificiilor si a varfului pulverizatorului (cu ultrasunete) - Curatarea de cocs a interiorului pulverizatorului (cu ultrasunete)Precautii :- Nu se atinge (cu mâinile goale) acul injector, în caz contrar existând riscul de coroziune a acestuia.-Dupa fiecare demontare a injectorului, este necesara înlocuirea garniturii de etansare între port-injector si chiulasa precum si a saibei antiflacara (atentie la sensul de montaj).

a) Injector bun b) injector defect Fig. 2 Injector

Identificarea diferitelor tipuri de injectoare.

Acest cod permite cunoasterea caracteristicilor de injector (tip de injector, unghiul jetului.....). Este important de respectat preconizarile si de controlat conformitatea injectoarelor în caz de disfunctionalitati ale motorului (fum, lipsa de putere, zgomote.....).

Fig.3 Injector cu stift sau cu strangulare.

Injectoarele cu stift conic sau cu strangulare sunt utilizate pentru motoarele cu injectie indirecta. Injectorul cu strangulare prezinta particularitatea de a permite o injectie cu debit variabil (pre-jet, apoi jet principal).

Fig4. Fazele injectiei in cazul injectiei indirecteInjectoarele cu gauri.Injectorul cu gauri este utilizat la motoarele cu injectie directa. Sectiunea mica a gaurilor permit o pulverizare buna, dar necesita o

presiune de injectie ridicata. Numarul si dispunerea gaurilor sunt variabile în functie de aplicatie.Scopul injectorului cu dublu etaj este de a permite cresterea duratei de injectie injectând o parte de motorina în timp ce primul etaj

se deschide (aprox. 200 bari), si restul atunci când presiunea a atins 450 bari.Arderea este mai putin brutala si se constata o diminuare a nivelului de zgomot.

Nivelul de presiune a primului etaj este controlabil cu o pompa de taraj, dar nu este posibila controlarea celui de-al doilea etaj dupa vânzare.

Rolul esenţial la injecţia diesel directă revine presiunii cu care este pulverizat carburantul în cilindru. Motorina dispune de un interval foarte redus de timp pentru a se amesteca la nivelul cilindrului cu aerul cu un grad foarte ridicat de comprimare. Cu cât mai ridicată este presiunea de injecţie, cu atât mai fină este pulverizarea motorinei în camera de ardere a motorului. În acest mod este asigurată o amestecare optimă a carburantului şi a particulelor de aer. Cu cât mai intens este acest proces, cu atât mai eficient va fi realizat procesul de ardere. În mod suplimentar se valorifică în condiţii optime conţinutul energetic al carburantului, cu o reducere concomitentă a emisiilor de carburant.

Fig.5 Fazele injectiei in cazul injectiei directePentru a beneficia de o optimizare suplimentară a proceselor de ardere, se utilizează mai multe procese de injecţie pe parcursul unei etape de lucru – realizând astfel aşa-numita injecţie multiplă. În funcţie de execuţia motorului, de turaţie şi de sarcina motorului, propulsoarele diesel moderne dispun de o injecţie pilot, dublu pilot, principală şi ulterioară. Injecţia pilot – în speţă injecţia prealabilă – reprezintă soluţia ideală pentru un proces delicat de ardere, iar presiunile foarte ridicate din camera de combustie nu apar brusc, ci se dezvoltă progresiv. În aceste condiţii se constată o reducere semnificativă a zgomotelor produse de procesul de ardere, cu minimizarea emisiilor de oxid de azot. Scopul procesului de injecţie ulterioară este reprezentat de o optimizare suplimentară a arderii, cu o nouă reducere a volumului de emisii.

5. Filtrul de motorina.

Precizia mare de realizare a elementelor componente ale sistemelor Diesel impune alimentarea cu motorina a motorului printr-un filtru care poate opri particule foarte fine (10-20 microni)

·      Motorina este aspirata din rezervor printr-o pompa interna pompei de injectie.

·      Circuitul functioneaza sub depresiune. Un defect de etanseitate genereaza o priza de aer si deci o dezamorsare a circuitului.

Fig.6 Filtrul de motorina cu incalzitor pentru motorina

Principalele functii ale filtrului sunt:·      Filtreaza impuritatile de ordinul micronului,·      Decanteaza apa,·      Scoaterea aerului din motorina,·      Încalzirea motorinei.

Elemente componente filtru : 1 Amonte de filtru venind de la rezervor.2 Aval de filtru mergând catre pompa.3 surub de purjare apa.4 surub de purjare a circuitului amonte.5 Conexiune încalzitor motorina.

Exista mai multe tipuri de filtre:·      Fara încalzire,·      Cu încalzire electrica,·      Cu regulator.

Rolul încalzirii carburantului.Pentru temperaturi negative, variabilele conforme calitatii carburantului si aditivii, parafina continuta în motorina se cristalizeaza si colmateaza filtrul.Încalzirea are un rol preventiv, de încalzire a motorinei care circula în tot circuitul si de a împiedica parafina sa cristalizeze în conductele care trec pe sub vehicul.

6. Filtrul de particule

Filtrul de particule capteaza si arde particulele de funingine produse de motor. Oricum, in cazul injectiei directe de motorina la inalta presiune, emisiile de particule erau considerabil reduse. Cu filtrul de particule acest nivel scade si mai mult, motorul satisfacand de departe standardele europene in materie de poluare.Fitrul de particule retine si arde particulele la intervale regulate. Aceste particule ard in mod natural la 550 °C, dar temperatura gazelor de evacuare este de numai 150 °Casadar este nevoie de urmatoarele actiuni pentru a modifica acesti parametri:

o post-injectie de combustibil in faza de expansiune, care genereaza o post-combustie in cilindru si ridica temperatura gazelor de la 200-250 °C pana la 350-400 °C.

o post-combustie aditionala generata de catalizator, plasat inainte de filtru, care trateaza particulele de carbon nearse din faza de post-injectie. Temperatura poate creste cu inca 100 °C, pana la 450 sau 500 °C

cu ajutorul unui combustibil aditivat pentru a scade temperatura naturala de combustie a particulelor pana la 450 °C

Fig.7 Filtru de particule

Caracteristici generale ale fiecarui tip de injectie :

Tabel 1. Caracteristici generale ale tipurilor de injectie

Injectia directa. Injectia indirecta.

        Consum mai mic de combustibil.

        Zgomot la regimuri partiale.

        Presiune de injectie ridicata.

        Greu de depoluat (NOx).

        Necesitatea supraalimentarii (cresterea randamentului).

        Consum mai mare de combustibil.

        Mai putin zgomot.

        Usor de depoluat.

        Necesitatea preîncalzirii aerului

Bibliografie:

1) Platforma de laborator Mentenanta2) Negurescu-Curs Procese si caracteristici ale motoarelor cu ardere interna-MAC 2009-20103) N. Vasiliu-Curs AHP 2009-20104) http://www.scritube.com/tehnica-mecanica/Injectia-diesel-Sistemul-de-in14198.php 5) http://www.volkswagen.ro/despre_volkswagen/inovatii/motoare/sisteme_de_injec_ie/sisteme_de_injec_ie/ 6) http://www.eveman.ro/tehnologie/mediu_inconjurator/filtru_de_particule_fap/ 7) http://www.aliat.mercedes-benz.ro/content/romania/retailer-5/sc_aliat_s_r_l_/ro/home/vans/home/products/models/

sprinter_906/panel_van/overview/economy.0003.html