Motoare cu ardere internă

Tema proiect Nr. 10

Sa se proiecteze calculul termic al motorului cu ardere interna cu piston, in patru timpi, cu aprindere prin comprimare ce echipeaza un autoturism si are urmatoarele caracteristici:

+ puterea maxima efectiva Pe=55 KW (75 CP)

+ turatia corespunzatoare puterii maxime nP=4000 rot/min

+ numarul de cilindrii i=4.

Termen limita de predare a proiectului: 5 iunie 2007.

1. Introducere

1.1. Sisteme cu injector unitar si cu pompa de injectie unica sau unitara gestionate electronic

Sistemele cu injector unitar (UI) si pompa de injectie unitara (PU) asigura pentru motoarele actualmente existente, la care adaptarea dispozitivelor gestionate electronic este simpla si ieftina, reducerea noxelor, a zgomotului, a consumului de combustibil precum si o foarte buna adaptabilitate la regimul de functionare.

În figura se prezinta schema bloc a UEC cu traductoarele si comenzile specifice unui motor diesel cu gestiune electronica, inclusiv pentru sistemul de injectie.

Schema de ansamblu a UEC si functiile sale

Unitatea electronica de calcul functioneaza dupa cele expuse în paragraful precedent.

În figura este schema de ansamblu si inclusiv segmentul din UEC care comanda IU respectiv PU.

Schema de comanda electronica pentru IU si UP

În raport cu regimul de functionare al motorului, subansamblele din schema de mai sus asigura avansul la injectie si doza de combustibil injectata pe ciclu, optime.

Sistemele IU si PU dispun de ventile magnetice comandate prin bobine electromagnetice, electronic, fiind alimentate de o pompa cu un singur cilindru, cu piston obisnuit, comparativ cu sistemele clasice, cu piston cu canal elicoidal pentru reglarea începutului injectiei si a debitului injectat, folosite înca la motoarele de autocamioane.

La sistemele cu injector unitar (IU) toate componentele care realizeaza injectia de înalta presiune (pompa cu piston si injectorul propriu-zis, inclusiv ventilul magnetic) sunt înglobate în acelasi corp.

În cazul pompei de injectie unitara (PU) ventilul comandat electronic face corp comun cu elementul de pompa cu piston si printr-o conducta scurta de foarte înalta presiune se face legatura cu injectorul.

Sectiune prin sistemul injector unitar (IU)

Sistemul IU este montat direct în chiulasa, pistonul pompei de injectie fiind antrenat direct de un culbutor. Componentele importante sunt pistonul principal cu arc de readucere, un pistonas pentru descarcarea traseului cu combustibil sustinut de catre bobina comandata de catre UEC si care constituie de fapt acul diuzei injectorului.

Injectia se realizeaza în doua secvente:

- preinjectia la 300 bar pentru care ridicarea acului pulverizatorului se realizeaza sub efectul presiunii combustibilului, asigurându-se astfel doza de combustibil necesara reactiilor pregatitoare arderii ceea ce realizeaza un mers linistit al motorului, optimizând si arderea propriu-zisa din punct de vedere al reducerii consumului de combustibil si al noxelor.

- injectia propriu-zisa la 2000 bar, comandata de catre UEC, cu ridicarea acului pulverizatorului de catre bobina electromagnetica.

Sistemul PU are pompa de injectie de foarte înalta presiune montata direct în blocul motor antrenata fiind de catre o cama speciala de pe arborele cu came ce comanda si distributia, legatura cu injectorul de constructie speciala plasat în chiulasa facându-se prin conducta de mare presiune.

În figura este prezentata o sectiune prin pompa de injectie.

Sectiune prin pompa de injectie de tip UP

Ventilul pentru controlul injectiei este montat în partea superioara a pompei unitare, în acest caz comandându-se cu bobina electromagnetica preinjectia la 300 bar, existând si în cazul solutiei în discutie un pistonas auxiliar pentru întreruperea injectiei de joasa presiune. Apoi urmeaza injectia principala la 1800 bar.

Solutia de tip PU se realizeaza în serie începând cu anul 1997, testele dovedind durate de functionare fara defectiuni de 55000 ore.

Din cele de mai sus rezulta ca procesul de injectie în motorul diesel, cu o influenta covârsitoare asupra reducerii consumului de combustibil, al noxelor si al zgomotului, poate fi asigurat prin realizarea unor presiuni la injector de pâna la 2000 bar, folosind UEC care are memorate date de stand cu conditiile optime de injectie, utilizate fiind la autovehiculele moderne, recent fabricate.

Materializarea dezideratelor definite este realizata de catre firma Bosch GmbH folosind sistemele cu injector unitar (IU) si pompa de injectie unitara (PU).