Ubrizgavanje goriva

Ubrizgavanje goriva (engl. Fuel injection) je sistem za dovođenje goriva u motore sa unutrašnjim sagorevanjem, naročito prisutno u automobilskim motorima. Kod dizel motora ubrizgavanje je neophodno, a na benzinskim motorima ubrizgavanje goriva je alternativa za karburator.

Istorijski razvoj sistema napajanja kod oto motora

Sistemi ubrizgavanja goriva

Ubrizgavanje benzina

Na benzinskim motorima, sistem ubrizgavanja goriva je počeo da se primenjuje osamdesetih godina 20. veka. Osnovna razlika između ubrizgavanja goriva i karburatora je u tome što se kod sistema ubrizgavanja gorivo raspršuje preko pumpe visokog pritiska kroz brizgaljku, dok se karburator oslanja na vakuum ubrizgavanje vazduha i dodavanjem goriva kroz vazduh.

Sistemi za ubrizgavanje goriva obezbeđuju motoru u bilo kom režimu rada najpovoljniji sastav smeše. Ranije se to radilo sa karburatorima, ali početkom 21. veka u sva vozila se serijski ugrađuju sistemi za ubrizgavanje goriva. Razlozi za to su veća snaga motora, lakše startovanje hladnog motora, povoljniji tok krive obrtnog momenta i manja potrošnja goriva, kao i maksimalno poboljšanje kvaliteta izduvnih gasova. Ubrizgavanje omogućava precizno doziranje goriva, zavisno od režima rada motora, uz maksimalnu zaštitu okoline.

Pojedinačno ubrizgavanje (MPI): 1 – dovod goriva, 2 – dovod vazduha, 3 – prigušni leptir, 4 – usisna cev, 5 – brizgaljke, 6 – motor

Kod ubrizgavanja goriva, odmeravanje goriva ne zavisi od razlike u vazdušnom pritisku. Gorivo se ubrizgava u dovedeni vazduh i stvara se fina magla koja obezbeđuje bolje raspršivanje goriva i mešanje sa vazduhom. Količina goriva koja se ubrizgava zavisi od zapremine vazduha koji ulazi u motor i opterećenja motora. Regulisanje ubrizgane količine goriva vrši elektronski deo u kome kompjuter i razni senzori motora proračunavaju količinu goriva potrebnu da bi se održao potreban odnos vazduha i goriva.

Sistemi ubrizgavanja benzina se deli prema mestu na indirektno i direktno. U indirektno ubrizgavanje spadaju sistem za centralno ubrizgavanje u zajednički usisni kolektor (SPI) i sistem za pojedničano ubrzigavanje u usisni vod (MPI). Kod ova dva indirektna (spoljna) sistema, gorivo se ubrizgava u usisni vod, ispred usisnog ventila, gde se obrazuje i radna smeša. Centralno ubrizgavanje (Single point injection, SPI – ubrizgavanje u jednoj tački) je najjednostavnija verzija u kojoj je brizgaljka postavljena na početku usisne grane. Ipak ovaj sistem nije idealan jer se gorivo ne raspodeljuje ravnomerno po cilindrima. Ovde se mesto ubrizgavanja poklapa sa mestom uvođenja goriva, kao i kod karburatora, s tim što je raspršivanje prinudno pod pritiskom. Sistem pojedinačnog ubrizgavanja (Multi point injection, MPI – ubrizgavanje u više tačaka) koristi po jednu brizgaljku za svaki cilindar. Kod ovih konstrukcija, gorivo se ubrizgava u struju vazduha neposredno pre njegovog ulaska u svaki cilindar posebno. Ovaj sisitem je efikasniji jer se njime postiže pravilnija razmera goriva i vazduha.

Danas svi proizvođači koriste sistem direktnog ubrizgavanja u sam cilindar motora. Kod ovog sistema radna smeša se obrazuje u samom cilindru motora, slično kao kod dizel-motora. Ovaj sisitem je najefikasniji u smislu iskorišćenja energije goriva, a samim tim i ekološki najpogodniji.

Prema načinu doziranja goriva, sistemi se dele na sisteme za kontinualno i periodično ubrizgavanje sa elektronskom regulacijom. Kod kontinualnog ubrizgavanja brizgaljke se otvaraju pod dejstvom pritiska goriva i ostaju otvorene neprekidno dok motor radi. Nedostaci su manja preciznost regulacije i slabije raspršivanje goriva, naročito pri nižim režimima rada motora. Koristi se kod MPI sistema. Periodično ubrizgavanje se obavlja pomoću elektromagnetnih brizgaljki. One se periodično otvaraju i zatvaraju pod dejstvom električnih impulsa koje šalje elektronska upravljačka jedinica.

Ubrizgavanje dizela

Različiti oblici direktnog ubrizgavanja kod dizel motora

Dizel motori su uvek koristili ubrizgavanje goriva. Nekada je ono bilo rešeno brizgaljkom smeštenom u posebnu pretkomoru, a danas se gotovo jedino primenjuje direktno ubrizgavanje. Gorivo se u dizel motorima, to jest njihovim brizgaljkama, nekada dostavljalo pojedinačnim vodovima koji su od pumpe visokog pritiska (zvana Boš pumpa) vodili do svake zasebne brizgaljke.

Danas je najuobičajenije rešenje komon rejl sistem, zajednički vod za gorivo pod visokim pritiskom, koji povezuje sve brizgaljke. Međutim, sistemi ubrizgavanja kod dizel motora koriste značajno viši pritisak nego kod benzinskih motora. Komon rejl sistemi četvrte generacije kompanije Boš rade s pritiskom goriva višim od 2000 bara. Sistem komon rejl je dobio naziv prema zajedničkom vodu goriva visokog pritiska koji snabdeva sve brizgaljke. Međutim, benzinski motori su već i pre pojave tog termina koristili sličnu tehnologiju. Komon rejl za automobile razvili su Magneti Marelli i Centro Ricerche Fiat, a projekt je ubrzo prodat nemačkoj kompaniji Boš. Prvi automobili u kojima se ugrađivao dizel komon rejl sistem bili su Alfa Romeo 156 1.9 JTD i Mercedes-Benc 220 CDI, 1997. godine.

Folksvagen grupa je od 1998. do kraja 2010-tih koristila u svojim dizel TDI motorima sistem pumpa-brizgaljka (engl. Unit Injector, nem. Pumpe-Düse Einheit). Kod ove konstrukcije pumpa i brizgaljka čine jedinstvenu celinu. Za svaki cilindar u glavu motora ugrađuje se po jedna pumpa sa brizgaljkom koje se pokreću pomoću podizača i klackalica ili direktno sa bregastog vratila. Za razliku od komon rejl sistema gde snabdevanje gorivom svakog cilindra ide zajedničkim kanalom, kod sistema pumpa-brizgaljka gorivo putuje odvojenim kanalima do svakog cilindra, i onda se ubrizgava direktno u njega.

Literatura

• Dekanj, Jožef (2005). Električni sistem paljenja i ubrizgavanja (na jeziku: (jezik: srpski)). Beograd. str. 416. ISBN 978-86-17-12802-7. CS1 održavanje: Neprepoznat jezik (veza)