Sistemul de alimentare

Componena general a instalaiei de alimentare cu combustibil a m.a.c. este urmtoarea (fig.a): rezervorul de combustibil 1; filtrul grosier 2; pompa de alimentare (de circulaie) 3; filtrul fin 4; pompa de injecie 5; injectoarele 6; conductele de joas presiune 7; conductele de retur 8 i conductele de nalt presiune 9.Poriunea instalaiei dintre rezervor i pompa de injecie constituie partea de joasapresiune. Aici combustibilul circul la presiuni reduse (15 bar), rolul parii de joas presiune fiind alimentarea continu cu combustibil filtrat a restului instalaiei, care reprezint partea de inalta presiune (echipamentul de injecie). n aceast poriune combustibilul este vehiculat la presiuni de sute i, chiar, mii de bar. Echipamentul de injecie trebuie s ndeplineasc urmtoarele funciuni:a)realizarea unei presiuni de injecie suficient de mare, necesar pulverizrii fine a combustibilului n camera de ardere;b)dozarea cantitaii de combustibil pe ciclu, n concordana cu regimul de funcionare al motorului;c)pulverizarea ct mai fin a combustibilului i distribuirea acestuia n camera de ardere n conformitate cu cerinele formrii amestecului;d) declanarea injeciei la un anumit moment pe ciclu (avansul la injecie optim) ilimitarea duratei injeciei;e)injectarea combustibilului dup o lege impus (caracteristica de injecie optim);f)uniformitatea dozei de combustibil la toi cilindrii motorului.Pompei de injecie i revin funciile de realizare a unei presiuni de injecie ridicate i de dozare a cantitaii de combustibil injectat, iar injectorului funciile de pulverizare i distribuie a combustibilului. Restul funciunilor sunt asigurate att de pompa de injecie, ct i de injector. La motoarele de puteri mici i mijlocii, pompa de alimentare, filtrele i echipamentul de injecie sunt montate pe motor (fig.a). Instalaia este prevzut cu pomp de injecie monobloc. Pompa de alimentare vehiculeaz debite de combustibil mult mai mari dect debitul de combustibil injectat pe ciclu.Surplusul de combustibil este colectat i dirijat spre rezervor. Colectarea se poate face de la pompa de injecie i/sau de la filtre.La motoarele semirapide i la cele lente se utilizeaz instalaii cu pompe de injecieseparate pentru fiecare cilindru (pompe individuale) (fig.b). Dac sistemul de injecie trebuie s fie ct mai compact, pompa de injecie i injectorul formeaz un ansamblu unic (pompa-injector 11), eliminndu-se conducta de nalt presiune (fig.c). n acest caz, este posibil realizarea unei presiuni de injecie de peste 1000 bar. Colectarea surplusului de combustibil se realizeaz prin intermediul supapei de retur 10, care asigur presiunea constant a combustibilului n colectorul de alimentare a pompei de injecie.Schema general a instalaiei de alimentare cu combustibil a unui m.a.c. este prezentat n figura de mai jos. Combustibilul depozitat n rezervorul 10 este condus prin conducta 9 n filtrul brut 8. n continuare, combustibilul este aspirat de pompa de alimentare 12 (prin conducta 11) i refulat prin conducta 13 spre filtrul fin 1. De aici, combustibilul ajunge prin conducta 2 la pompa de injecie 5.Pompa de injecie refuleaz combustibilul prin conductele de nalt presiune 3 lainjectoarele 6, n concordan cu ordinea de aprindere a motorului. Surplusul de combustibil al pompei de injecie se ntoarce n rezervorul 10 prin conducta de retur 15.

Indiferent de turaia motorului, n canalele de aspiraie ale pompei de injecie se menine opresiune constant a combustibilului (cca. 1,52,0 bar), datorit existenei ventilului 14. Conductele 7 servesc la readucerea n rezervor a surplusului de combustibil de la injectoare. Filtrul de aer 4 este amplasat ntre cilindrii motorului, deasupra colectoarelor de admisie.Sistemul de injectie cu rampa comuna (Common-Rail):La sistemele de tip ramp comun (common rail), fiecare injector este conectat la oconduct (comun tuturor injectoarelor) n care permanent se gsete combustibil la presiune nalt (10001500 bar). Pentru creterea presiunii combustibilului, se folosete o pomp volumetric, antrenat de ctre motor.1 rezervor; 2 filtru; 3 pomp; 4 ramp comun; 5 senzor de presiune; 6 supap de limitare a presiunii;7 injector; 8 blocuri electronice; 9 de la diverse traductoare (de turaie, presiune de admisie etc.);10 circuit retur combustibil.

Schema de principiu a unui sistem cu ramp comun este prezentat n figura de mai sus. Din schema prezentat, se observ c pompa 3 debiteaz combustibil ctre rampa comun 4, presiunea maxim n ramp fiind reglat de ctre supapa 6. Injectoarele 7 sunt comandate electric de ctre blocurile electronice ale sistemului 8; la sistemele common rail din generaia I i II, injectoarele sunt electromagnetice; la sistemele din cea de a treia generaie, injectoarele sunt piezoelectrice. Sistemele de injecie common rail au fost dezvoltate de ctre firma Bosch, ncepnd din anul 1997 acestea aveau o presiune de injecie de 1350 bar, fiind destinate la acea or autoturismelor Alfa Romeo i Mercedes.

Pompe de injectie:Schema de principiu a unei pompe de injecie cu piston este prezentat n figura de mai jos. Elementul de pompare se compune din cilindrul 1 i pistonul 2. Combustibilul este aspirat, prin ventilul de aspiraie 3, n spaiul C, n momentul n care pistonul se deplaseaz n cursa de aspiraie sub aciunea arcului 4.Deplasarea pistonului n cursa de refulare are loc sub aciunea camei 5i a tachetului 6. Combustibilul din spaiul C este comprimat i refulat la presiuni de sute de bari ctre spaiul R, prin ventilul de refulare 7.

Pompa de injecie cu distribuitor rotativ:Realizarea unor motoare diesel de cilindree mai mic i turaie ridicat a impusdezvoltarea pompelor de injecie cu distribuitor rotativ (cu element unic de refulare), care sunt cu aspiraie variabil i refulare total.1 rezervor; 2 robinet; 3 pomp de alimentare; 4 filtru; 5 pomp de transfer; 6 supap de amorsare siregularizare; 7 supap de dozare; 8 partea fix a capului hidraulic (bucs); 9 rotorul capului hidraulic; 10 inel cu came interioare; 11 piston.; 12 arbore de antrenare; 13 racord de nalt presiune; 14 conduct de naltpresiune; 15 injector; 16 circuit de preluare a pierderilor de combustibil.

Acest tip de pompe de injecie se caracterizeaz prin faptul c sunt echipate cu unsingur element de pompare, indiferent de numrul de cilindri ai motorului; distribuitorul rotativasigur trimiterea combustibilului sub presiune, pe rnd, ctre fiecare injector. Elementul de pompare i distribuitorul rotativ sunt ncorporate n capul hidraulic al pompei. Avantajele pompelor de injecie cu distibuitor rotativ sunt:- uniformitate ridicat a debitelor ciclice trimise ctre fiecare cilindru al motorului;-construcie compact;-nu sunt echipate cu arcuri cu rigiditate mare;-sunt etan.e, ungerea fiind asigurata de catre motorina sub presiune, mpiedicndusepatrunderea apei .i a impurita.ilor;-pot fi montate pe motor n orice poziie.Dintre dezavantajele acestui tip de pompe se pot meniona:-uzura mai rapid a elementului de pompare;-timp mai scurt disponibil pentru umplerea si golirea elementului de pompare (de i orimai scurt dect n cazul pompei de injectie cu elementi n linie, i fiind numarul decilindri); ca urmare, la turatii ridicate, umplerea elementului de pompare poate fiincompleta.In figura de mai sus este prezentat schema complet a unui sistem de alimentare echipat cu o pomp de injecie cu distribuitor rotativ. Se observ c alimentarea capului hidraulic al pompei de injecie este realizat prin intermediul pompei de transfer 5, care ridic presiunea combustibilului de la valoarea asigurat de ctre pompa de alimentare 3 (1,01,5 daN/cm2) pn la maximum 10 daN/cm2 (valoare corespunztoare turaiei maxime de mers n gol). Aceste valori ale presiunii detransfer asigur, pe de o parte, o umplere rapid a elementului de pompare n intervalul dintre dou injecii succesive, iar pe de alt parte asigur nvingerea rezistenelor hidraulice relativ ridicate ale canalizaiei din interiorul capului hidraulic al pompei de injecie. Pompa de transfer este de tipul cu palete culisante n rotor, ea fcnd parte integrant din capul hidraulic.Limitarea presiunii maxime de transfer i realizarea unei dependene liniare ntre presiunea de transfer i turaia arborelui pompei de injecie este asigurat de ctre supapa de amorsare i regularizare 6. Aceasta are i rolul de a permite amorsarea sistemului de alimentare (umplerea cu combustibil), prin acionarea manual a pompei de alimentare.

Pompa de injecie cu piston-sertar:Datorit avantajelor nsemnate pe care le prezint pompele de injectie cu piston-sertarau in prezent o raspandire aproape generala.- asigurarea nceputului i sfritului procesului de injecie la viteze mari ale pistonuluisertar (presiuni mari de injecie);- posibilitatea reglrii dozei de combustibil injectate prin simpla rotire a pistonului ncilindru;- construcie simpl;- sigurana sporit n funcionare si deservire usoara.Pompa de injecie cu piston-sertar funcioneaza astfel: cilindrul se umple cu combustibil la sfritul cursei descendente, cnd pistonul descoper orificiile de alimentare (fig.a i b). La nceputul cursei ascendente, pompa nu refuleaz, deoarece, iniial, orificiile de alimentare sunt deschise (fig.c). Dup ce pistonul a acoperit cu partea sa superioar orificiile de alimentare (cursa h1 preliminar), pistonul continu s urce, presnd combustibilul (fig.d i e), cursa numindu-se de comprimare (cursa h2). Cnd presiunea din cilindru nvinge tensiunea resortului ventilului de refulare, combustibilul este trimis spre injector (fig.f), cursa numindu-se cursactiv (de refulare) h3. Ea dureaz pn n momentul n care marginea elicoidal a pistonului dezobtureaz orificiile de alimentare (fig.g) i combustibilul este trimis prin aceste orificii napoi, n partea de joas presiune. De acum, i pn cnd pistonul ajunge n pmi, are loc a doua curs moart h4.

Pompele de injecie de o anumit mrime pot fi realizate n mai multe variante constructive, executndu-se pistoane cu diametre diferite, tipizate. n acest fel, se obine o plaj ntins de valori pentru debitul de combustibil refulat, reuindu-se, cu aceeai mrime de pomp, s se deserveasc o gam divers de motoare.Mrimea pompei de injecie se alege n funcie de parametrii constructivi i funcionali ai motorului pe care aceasta urmeaz s-l echipeze, utiliznd nomograme oferite de firmele constructoare: Bosch, Bryce-Berger, lOrange, Friedman-Maier, Yanmar, WZM (Delta), MOTORPAL, MEFIN-Sinaia etc.

Injectorul:Injectorul este un element component al echipamentului de injecie, cu rol de introducere a combustibilului n cilindrul motorului, de pulverizare fin a acestuia i de distribuire uniform a picturilor de combustibil n camera de ardere.Partea principal a injectorului o constituie pulverizatorul, n care sunt practicate unul sau mai multe orificii calibrate de pulverizare, cu diametre de ordinul zecimilor de milimetru. Ca atare, pulverizarea fin a combustibilului depinde de construcia pulverizatorului, dar i de micarea organizat a aerului n camera de ardere.Dup cum orificiul de pulverizare este controlat sau nu de ctre o supap (n general, n form de ac), injectoarele se mpart n:-injectoare deschise si injectoare inchise.n cazul injectoarelor nchise, n funcie de modul n care se realizeaz deschidereasupapei, se deosebesc:-injectoare hidraulice (comanda se realizeaza prin intermediul combustibilului care urmeaza sa fie injectat);-injectoare mecanice (comanda se realizeaza cu ajutorul unor came si a unui sistem de parghii);-injectoare electromagnetice (comanda se realizeaza prin impulsuri electrice).

Injectorul de tip deschis:La unele motoare de puteri mici se utilizeaz injectoare de tip deschis. Din punct de vedere constructiv i funcional, injectorul deschis este cel mai simplu. Acesta este format din corpul injectorului 1, pulverizatorul 2 i piulia 3, prin care pulverizatorul se asambleaz cu corpul injectorului. Corpul injectorului este prevzut cu un racord 4 de legtur cu conducta de nalt presiune i o canalizaie interioar 5 prin carecombustibilul ajunge la orificiul 6 de pulverizare. La trecerea combustibilului prin orificiul de pulverizare apar rezistene hidraulice importante, datorit diametrului mic al acestuia, ceea ce determin pulverizarea combustibilului.

Avantaje:-constructie simpla;-fiabilitate si durabilitate sporita;-posibilitatea eliminarii aerului care patrunde in conducta de inalta presiune;Dezavantaje:-injectia incepe la presiuni foarte mici;-sfarsitul injectiei are loc la presiuni foarte mici si nu poate fi controlat;-dupa terminarea injectiei combustibilul continua sa picure in cilindrul motorului;Utilizarea injectoarelor deschise da rezultate satisfacatoare in cazul injectiei de benzina.

Injectorul de tip inchis:Injectorul de tip nchis are orificiul de pulverizare controlat de un ac (tift), meninut n poziia nchis cu ajutorul unui arc elicoidal.Injectoarele nchise cu comand hidraulic a acului pulverizatorului au construcia clasic prezentat n figura de mai jos. Corpul 1 este asamblat cu pulverizatorul 2 prin intermediul piuliei speciale 3. n corpul pulverizatorului se introduce acul 4, meninut pe sediu de tija 5 i arcul elicoidal cilindric 6. Tensiunea arcului este reglabil. n acest sens, se utilizeaz urubul de reglare 7, care se deplaseaz n piesa 8 i se fixeaz cu contrapiulia 9. Accesul la urubul de reglare este posibil prin ndeprtarea capacului 10. Motorina este introdus n injector prin racordul 13 (la care se leag conducta de nalt presiune); acest racord poate conine i un filtru preventiv, capabil s rein impuritile din conducta de nalt presiune.Orificiile a i b, prelucrate n corpul injectorului i n corpul pulverizatorului servesc la dirijarea combustibilului ctre orificiile de pulverizare p. Corespondena dintre orificiul a i orificiul b se asigur fie cu ajutorul unui canal circular c fie cu ajutorul unor tifturi. Ridicarea acului de pe scaunul prelucrat n corpul pulverizatorului are loc sub aciuneaforei dezvoltate de presiunea combustibilului din camera q a pulverizatorului. Acul este ridicat de pe sediu atunci cnd fora de presiune nvinge tensiunea arcului elicoidal cilindric,moment ce coincide cu nceputul injeciei combustibilului ncilindrul motorului. Prin jocul pulverizator-ac au loc scapari de combustibil. Scaparile de combustibil sunt dirijate catre racordul 11 prin orificul axial practicat in surubul 7.Etansarea pe suprafata de asezare a capacului 10 se facecu ajutorul garniturii de cupru 12. O garnitura de cupru sau tabla de otel se utilizeaza si pentru fixarea tubulaturii de inalta presiune in racordul 13.

Filtre de combustibil:Filtrele de combustibil sunt destinate, in principal, reinerii impuritailor solide existente in combustibilul care le traverseaza. Unele filtre sunt prevazute i cu posibilitatea separarii i sedimentarii apei din combustibil. Precizia mare de realizare a elementelor componente ale sistemelor diesel impune alimentarea cu motorina a motorului printr-un filtru care poate opri particulele foarte fine (10-20 microni).

Principalele functii ale filtrului:-filtreaza impuritatile de ordinul micronului;-decanteaza apa;-scoate aerul din motorina;-inclazeste motorina;Dupa destinatie filtrele pot fi:- filtre care asigura filtrarea prealabila;-filtre fine;-filtre brute;-filtre preventive;Filtrarea prealabila, realizata cu ajutorul sitei-filtru montate in gura de alimentare arezervorului de combustibil, permite reinerea impuritailor solide mari, care ar putea patrunde in rezervor in timpul umplerii acestuia.Filtrele fine rein impuritaile solide care au dimensiuni de peste 10 m, care la m.a.c.-uri, o data ajunse in echipamentul de injecie, pot produce blocarea pistonului-sertar, blocarea acului pulverizatorului sau obturaia orificiilor de pulverizare. Se monteaza dupa pompa de alimentare.Filtrele brute asigura reinerea impuritailor solide cu dimensiuni de 50150 m. Filtrele trebuie sa opuna rezistena mica la trecerea combustibilului prin elementul filtrant; in acest fel se asigura cu uurina debitul de combustibil solicitat de pompa de alimentare.Filtrele preventive se monteaza la intrarea in injector pentru evitarea patrunderii inpulverizator a impuritailor solide de natura achiilor sau a undarului, desprinse de pe conducta de inalta presiune in momentul racordarii acesteia la pompa de injecie i injector. Aceste filtre asigura reinerea particulelor cu dimensiuni de 40100 mm, fiind realizate sub forma unor tije metalice care se monteaza in racordul injectorului.

De-a lunugul timpului pot aparea diferite defectiuni la componentele sistemului de alimentare, iar pentru a preveni apartia defectiunilor trebuiesc efectuate verificari, reglaje si inlocuiri (dupa caz) a componetelor:A)Verificarea pompelor de alimentare: -verificarea presiunii de refulare; -verificarea depresiunii in admisie a pompei; -verificarea debitului refulat; -verificarea gradului de etansare a pompei; -verificarea pe stand a avansului la injectie; -verificare dozelor de refulare (pe stand); -verificarea pozitiei de montare a pompei injector pe motor;Reglaje si intretinere: -se inlocuiesc componente defecte; -se regleaza doza de combustibil refulat de fiecare injector in parte la un anumit regim de functionare al pompei. Aceste reglaj se efectueaza pe stand. -reglarea uniformitatii avansului la injectie care se realizeaza cu ajutorul unei lampi stroboscopice, se determina momentul de incepere a refularii la fiecare element in parte. -reglarea presiunii de deschidere a supapei: se modifica grosimea saibei sub arcul supapei (se inlocuieste bucsa).B)Verificarea injectoarelor: -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;Reglaje si intretinere: -reglarea presiunii de deschidere a injectorului (cu saiba de reglare sau mecanismul surub-piulita). -curatarea de calamina a orificiilor si a varfului pulverizatorului (cu ultrasunete). -curatarea de cocs a interiorului pulverizatorului (cu ultrasunete).C)Verificarea filtrului: -se verifica filtrul de combustibil; -se schimba filtrul de combustibil dupa un anumit timp de kilomteri.