Wtryskiwacze_benzyny.pdf

Diagnostyka i czyszczenie

wtryskiwaczy benzyny

Kompendium praktycznej wiedzy

Autor: mgr inż. Stefan Myszkowski

Dodatek techniczny do WIADOMOŚCI Inter Cars SA nr 37/Grudzień 2010

1. Wtryskiwacze benzyny - budowa i zasada działania ...................................................................................................................................................... 2

2. Wtryskiwacze benzyny - rodzaje ............................................................................................................................................................................................................... 4

2.1.

Podział wtryskiwaczy ze względu na ilość strug benzyny i ich cechy

2.2.

Wtryskiwacze układów bezpośredniego wtrysku benzyny

3. Zanieczyszczenie wtryskiwaczy benzyny - przyczyny, następstwa i przeciwdziałanie ................................................... 9

3.1.

Zawartość zanieczyszczeń w benzynie

3.2.

Żywice - ich rodzaje i zawartość w benzynie

3.3.

Trwałość chemiczna benzyny

3.4.

Zanieczyszczenie wtryskiwaczy benzyny

3.5.

Następstwa zanieczyszczenia wtryskiwaczy benzyny

3.6.

Przeciwdziałanie zanieczyszczeniu wtryskiwaczy benzyny

4. Diagnostyka i czyszczenie wtryskiwaczy benzyny na stanowisku irmy ASNU ...................................................................... 16

Diagnostyka i czyszczenie wtryskiwaczy benzyny

1. Wtryskiwacze

benzyny - budo-

wa i zasada

działania

Od autora

Szanowni Czytelnicy,

w Europie, Na początku tego stulecia,

mało irm i serwisów interesowało się

czyszczeniem wtryskiwaczy benzyny.

Wówczas jedną z nielicznych, była irma ASNU. Jej europejska

siedziba jest w Anglii. Dzięki niej, na targach Automechanika

we Frankfurcie, poznałem takie pierwsze stanowisko. Potem za

pośrednictwem irmy Best Produts przyjechało ono do Polski.

Zostałem wówczas przeszkolony w jego obsłudze. Dużo dowie-

działem się o wtryskiwaczach benzyny i ich diagnostyce.

Dzisiaj wiele irm oferuje podobne stoiska, ale bardzo mało

dostarcza również serwisom części zamienne do wtryskiwa-

czy benzyny. Uważam, że wymiana kilku demontowalnych

części wtryskiwacza benzyny, czyni czyszczenie wtryskiwacza

benzyny skuteczniejsze. Mechanik montując wtryskiwacz po

czyszczeniu, nie musi się wówczas martwić, czy połączenie

wtryskiwacza i listwy paliwowej będzie szczelne, gdy zostanie

zamontowany powtórnie wcześniej zdemontowany „oring”.

Dostęp do części demontowalnych, dla różnych typów wtry-

skiwaczy benzyny, różnych producentów, ułatwia wykonywa-

nie usługi diagnostyki i czyszczenia wtryskiwaczy benzyny, na

odpowiednim do tego stanowisku.

Od roku stanowisko irmy ASNU jest w ofercie Inter Cars SA.

W opinii producenta, to stanowisko nie powinno być wykorzy-

stywane od czasu do czasu - jest do tego za drogie. Docelowo,

serwis, który go kupi, powinien uruchomić usługę czyszczenia

wtryskiwaczy benzyny. Powinna ona dawać zajęcie stanowisku

i pracownikowi na całą zmianę. Powinna się tym zajmować

ograniczona ilość pracowników, bowiem istotne jest zbieranie

doświadczenia przy obsłudze wtryskiwaczy.

Ta usługa to nadal nowość na naszym rynku. Trzeba do niej

przekonać klientów - może najpierw „pewnych” - czyli po-

siadaczy samochodów o przebiegu od ok. 70000 km wzwyż,

a w szczególności samochodów jeżdżących dużo w ruchu miej-

skim (np. taksówki), zasilanych gazem lub „tanią” benzyną.

Wprawdzie benzyny są coraz lepsze, ale rosnące wymaga-

nia ekologiczne (systemy diagnostyczne silników będą coraz

bardziej surowe przy określaniu, co jest uszkodzeniem silnika,

a co nie - to wymóg norm homologacyjnych), rosnące tempe-

ratury pracy silników i rosnące temperatury panujące pod ma-

ską, powinny przysporzyć klientów.

Piszę powinny, bowiem z zaniepokojeniem patrzę na niekom-

petencje twórców krajowych przepisów w zakresie badań tech-

nicznych pojazdów, przynajmniej w zakresie emisji składników

szkodliwych przez pojazdy, oraz na coraz bardziej lekceważące

podejście diagnostów do tej kwestii.

Ich zadaniem jest rozdrobnienie benzyny na możliwie małe

krople - patrz rys.1, oraz wprowadzenie ich do:

• kolektora dolotowego - układy pośredniego wtrysku

benzyny, jedno lub wielopunktowe;

• komory spalania - układy bezpośredniego wtrysku

benzyny.

Rys.1 Szybkość parowania kropel benzyny, zależy również od ich sumarycznej

powierzchni. Przy tej samej objętości wtryśniętej benzyny, sumaryczna powierzchnia

kropel większych (rys.a) jest mniejsza od sumarycznej powierzchni kropel mniejszych

(rys.b). Z tego powodu mniejsze krople odparowują szybciej, i pewniejsze jest to, że cała

kropla benzyny odparuje.

Aby benzyna mogła zostać spalona, jej krople muszą naj-

pierw odparować. Benzyna w stanie płynnym nie spala się!

Pary benzyny powinny następnie utworzyć z powietrzem

mieszankę palną. Jest to mieszanka, która jest się w stanie

zapalić od iskry lub od płomienia, powstałego wcześniej

w komorze spalania. Mieszanka powinna ulec spaleniu

w komorze spalania, choć są stany pracy silnika, w których

zależy nam, aby jej część spaliła się w konwerterze katalitycz-

nym, dla podniesienia jego temperatury.

Stefan Myszkowski

stefan.myszkowski@skk.auto.pl

Zdjęcie na okładce - Robert Bosch

Dodatek techniczny

Diagnostyka i czyszczenie wtryskiwaczy benzyny

Rys.4 Elektromagnetyczny wtryskiwacz benzyny 2 steruje objętością benzyny, która

wypływa z listwy paliwowej 1 i jest wtryskiwana do przestrzeni 3 wypełnionej powie-

trzem (przestrzeń kolektora dolotowego lub komory spalania silnika). Wielkości charak-

terystyczne dla procesu wtrysku benzyny: p b - ciśnienie benzyny w listwie zasilającej

wtryskiwacze; p p - ciśnienie powietrza w przestrzeni wypełnionej powietrzem, do której

wtryskiwana jest benzyna; Δp - różnica pomiędzy ciśnieniem benzyny p b w listwie pali-

wowej a ciśnieniem powietrza p p ; Q b - objętościowe natężenie przepływu benzyny przez

wtryskiwacz; t w - czasu wtrysku benzyny.

Rys.2 Przekrój wtryskiwacza benzyny irmy Bosch, układu typu K-Jetronic, otwieranego

ciśnieniem paliwa, bez możliwości regulacji wielkości wtryskiwanej dawki paliwa. Na

rysunku są pokazane: rys.a - przekrój wtryskiwacza z zaworem iglicowym w pozycji

otwartej; rys.b - zawór iglicowy wtryskiwacza w pozycji zamkniętej. Elementy wtryski-

wacza: 1 - korpus wtryskiwacza; 2 - siatka iltracyjna; 3 - iglica zaworu wtryskiwacza;

4 - gniazdo iglicy zaworu wtryskiwacza. (Źródło: Bosch)

Gdy sięgniemy pamięcią wstecz, wielu z Państwa przypo-

mni sobie układ wtryskowy benzyny, irmy Bosch, typu K-Je-

tronic. Był to układ typu wielopunktowego, o tzw. wtrysku

ciągłym benzyny, co oznacza, że wtryskiwacze, w sposób

ciągły wtryskiwały benzynę do kolektora dolotowego, do

przestrzeni przed zaworami dolotowymi.

Przekrój wtryskiwacza układu K-Jetronic przedstawia rys.2a.

Jest to wtryskiwacz o konstrukcji całkowicie mechanicznej,

bez elementów elektrycznych. Otwiera się on samoczynnie

(rys.2a), gdy ciśnienie benzyny przekroczy ciśnienie otwar-

cia, wynoszące ok. 0,35 MPa. Benzyna wypływa przez zawór

iglicowy, którego iglica wykonuje drgania o wysokiej często-

tliwości - rys.2a pokazuje zawór iglicowy w pozycji otwartej,

a rys.2b w pozycji zamkniętej. Drgania, podobne do „szura-

nia nogami”, są słabo słyszalne. Po wyłączeniu silnika, zawór

iglicowy zamyka wypływ benzyny. Wtryskiwacze układu

K-Jetronic nie posiadają możliwości regulacji wielkości daw-

ki paliwa. Regulacja ta jest przeprowadzana w tzw. rozdzie-

laczu paliwa.

Od wielu lat, w konstrukcjach silników są stosowane tylko

wtryskiwacze, w których przepływ benzyny jest sterowany

sygnałem elektrycznym, tzw. elektromagnetyczne - rys.3.

Włączenie przepływu prądu przez cewkę elektromagnesu 3,

powoduje powstanie pola magnetycznego, które unosi ko-

twicę elektromagnesu 7, a wraz z nią iglicę 9 wtryskiwacza.

Jej stożkowa końcówka 12 otwiera lub zamyka wylot benzy-

ny z końcówki rozpylacza.

Po wyłączeniu przepływu prądu przez cewkę elektromagne-

su 3, zanika pole magnetyczne, a sprężyna 6 przesuwa igli-

cę 9 wtryskiwacza. Następuje zamknięcie wypływu paliwa.

Rys.3 Przekrój elektromagnetycznego wtryskiwacza benzyny, zasilanego paliwem od

góry, dla wielopunktowego układu wtrysku benzyny. Elementy wtryskiwacza: 1 - siatka

iltracyjna; 2 - złącze elektryczne; 3 - cewka elektromagnesu; 4 - korpus wtryskiwacza;

5 - pierścień uszczelniający; 6 - sprężyna powrotna iglicy wtryskiwacza; 7 - kotwica elek-

tromagnesu; 8 - korpus rozpylacza; 9 - iglica wtryskiwacza; 10 - pierścień uszczelniający;

11 - osłona końcówki rozpylacza; 12 - stożkowa końcówka iglicy wtryskiwacza, zamyka-

jąca lub otwierająca przepływ benzyny. (Źródło: Bosch)

Dodatek techniczny

Diagnostyka i czyszczenie wtryskiwaczy benzyny

• uszkodzeniem cewki elektromagnesu 3 wtryskiwacza lub

uszkodzeniem jej obwodu sterującego.

Obie przyczyny są opisane szerzej w podrozdziale 3.5.

Objętościowe natężenie przepływu benzyny przez wtryski-

wacz Q b - druga z wielkości ujęta we wzorze nr 1, zależy od

wymienionych poniżej wielkości.

• Różnica ciśnień ∆p, pomiędzy ciśnieniem benzyny p b w

listwie paliwowej, a ciśnieniem powietrza p p , które panu-

je w przestrzeni wypełnionej powietrzem, do której jest

wtryskiwana benzyna. Przedstawia ją wzór:

∆p = p b – p p

(2)

Im większa jest wartość różnicy ciśnień ∆p, tym większe

jest objętościowe natężenie przepływu benzyny przez

wtryskiwacz Q b . Przy stałej wartości czasu wtrysku rośnie

wówczas objętość dawki benzyny V wb wtryśniętej przez

wtryskiwacz - patrz wzór 1. Odwrotna zależność jest też

prawdziwa.

• Opór przepływu benzyny przez wtryskiwacz, np. wskutek

nieuniknionego zanieczyszczenia. Jego wzrost, zmniej-

sza objętościowe natężenie przepływu benzyny przez

wtryskiwacz Q b . Przy stałej wartości czasu wtrysku maleje

objętość benzyny V wb wtryśniętej przez wtryskiwacz

- patrz wzór 1. To zagadnienie jest tematem rozdziału

3. Usunięcie zanieczyszczeń obniża opór przepływu

benzyny przez wtryskiwacz, a w konsekwencji zwiększa

objętość dawki wtryśniętej benzyny V wp .

W układach wtrysku benzyny, zależnie od ich typu, są stoso-

wane różne rodzaje wtryskiwaczy:

• wtryskiwacze dla jednopunktowych (rys.5a) lub wielo-

punktowych (rys.5b i c) układów pośredniego wtrysku

benzyny;

• wtryskiwacze (rys.5d) układów bezpośredniego wtrysku

benzyny;

• wtryskiwacze zasilane paliwem z boku (rys.5a i b) lub od

góry (rys.5c i d).

Pracują one przy różnych ciśnieniach zasilania paliwem oraz

są sterowane różnymi impulsami sterującymi - dotyczy to

szczególnie wtryskiwaczy układów bezpośredniego wtry-

sku benzyny.

Rys.5 Różne wykonania elektromagnetycznych wtryskiwaczy benzyny, różnych produ-

centów: rys.a - dla jednopunktowego układu wtrysku benzyny, z bocznym doprowa-

dzeniem paliwa (tzw. side-feed); b) wielopunktowego układu pośredniego wtrysku

benzyny, z bocznym doprowadzeniem paliwa; c) wielopunktowego układu pośredniego

wtrysku benzyny, z górnym doprowadzeniem paliwa (tzw. top-feed); d) wielopunk-

towego układu bezpośredniego wtrysku benzyny, z górnym doprowadzeniem paliwa.

(Źródło: ASNU)

Wtryskiwacz jest więc otwarty tylko przez okres przepływu

prądu przez cewkę elektromagnesu 3. Pracę wtryskiwacza

w układzie wtrysku benzyny i wielkości charakterystyczne

dla niej, przedstawia schematycznie rys.4.

Objętość dawki benzyny V wb [mm 3 ], wtryśniętej przez wtry-

skiwacz elektromagnetyczny podczas jednego wtrysku, ob-

liczamy z wzoru:

V wb = t w x Q b

(1)

w którym:

t w - czasu wtrysku benzyny [s];

Q b - objętościowe natężenie przepływu benzyny przez

wtryskiwacz [mm 3 /s].

W praktyce warsztatowej przyjmujemy, że czas wtrysku

benzyny t w , czyli czas, przez który benzyna jest wtryskiwa-

na przez otwarty wtryskiwacz, jest równy czasowi trwania

impulsu otwierającego wtryskiwacz. W rzeczywistości, czas

wtrysku benzyny różni się od czasu trwania impulsu otwie-

rającego, bowiem należy uwzględnić bezwładność wtryski-

wacza podczas otwierania i zamykania, która wynika z zasad

izyki - szerzej wyjaśnia to rys.22. Ta różnica jest uwzględnio-

na w programie sterownika.

Może się jednak zdarzyć, że ta różnica stopniowo zwiększy

się. Czasy otwarcia wtryskiwacza będą się różnić nadmiernie

od tych, które wyznacza program sterownika. Może to być

spowodowane:

• zanieczyszczaniem wtryskiwacza, jeśli utrudnia ono ruch

iglicy 9 wtryskiwacza;

2. Wtryskiwacze

benzyny - rodzaje

Przebieg procesu powstawania mieszanki paliwowo-po-

wietrznej zależy od następujących cech wtryskiwacza ben-

zyny:

• ilość strug wtryskiwanego paliwa;

• kąt odchylenia i kąt strugi paliwa (patrz rys.17), dla każdej

ze strug paliwa;

• średnia wielkość kropli, na które dzieli się strumień ben-

Dodatek techniczny

Diagnostyka i czyszczenie wtryskiwaczy benzyny

Rys.6 Wtryskiwacz czopikowy benzyny: rys.a - przekrój końcówki rozpylacza, rys.b -

widok końcówki rozpylacza bez osłony. (Źródła: ASNU, Bosch)

Rys.8 Wtryskiwacz dwuotworowy benzyny: rys.a - przekrój końcówki rozpylacza, rys.b -

widok końcówki rozpylacza. (Źródła: ASNU, Bosch)

Rys.7 Wtryskiwacz jednootworowy benzyny: rys.a - przekrój końcówki rozpylacza, rys.b

- widok końcówki rozpylacza bez osłony. (Źródła: ASNU, Bosch)

Rys.9 Wtryskiwacz wielootworowy benzyny: rys.a - przekrój końcówki rozpylacza, rys.b

- widok końcówki rozpylacza. (Źródła: ASNU, Bosch)

(nie powinno być). Kształt czopika (rys.6b) ma decydujący

wpływ na:

• kąt strugi paliwa - wynosi on zazwyczaj od 10 do 30 O ;

• części dawki paliwa, które są wtryskiwane w fazie otwie-

rania lub zamykania wtryskiwacza.

Luz promieniowy pomiędzy czopikiem a otworem wylo-

towym rozpylacza, wynosi od 10 do 20 μm. Wtryskiwacze

czopikowe benzyny są wykorzystywane przeważnie w silni-

kach z jednym zaworem dolotowym, ale można je również

spotkać w silnikach o dwóch zaworach dolotowych.

zyny w chwili wtrysku do powietrza; z tych kropel składa

się struga paliwa.

O wyborze typu wtryskiwacza decyduje: konstrukcja układu

zasilania, ilość zaworów dolotowych, geometria układu do-

lotowego i kanałów dolotowych w głowicy oraz możliwość

zamontowania wtryskiwacza (ilość miejsca do zabudowy).

Dla diagnosty, który ocenia strugi paliwa wtryskiwanego

przez wtryskiwacz benzyny, istotna jest informacja jak pra-

widłowo powinny one wyglądać. Niestety, tych informacji

diagnosta przeważnie nie znajdzie w informacjach serwiso-

wych. Pomocna jest tu znajomość poszczególnych typów

wtryskiwaczy benzyny oraz cech konstrukcyjnych silników,

w których każdy typ wtryskiwacza jest wykorzystywany.

Niezbędne jest również doświadczenie nabyte w pracy.

W tryskiwaczejednootworowebenzyny. Przez pojedyn-

czy otwór rozpylacza (rys.7b) wtryskiwana jest jedna struga

paliwa (rys.7a). Krople paliwa wypełniają cały przekrój po-

przeczny strugi paliwa. Ze względu na tylko jeden otwór

wylotowy rozpylacza, ma on względnie dużą średnicę. Po-

wstające krople benzyny mają więc również dużą średnicę.

Duża średnica otworu rozpylacza powoduje, że ten typ wtry-

skiwacza jest bardziej niż inne typy wtryskiwaczy, odporny

na zanieczyszczenia. Jest on również tańszy w produkcji.

Wtryskiwacze jednootworowe są stosowane, gdy:

• ze względów technicznych, odległość pomiędzy miej-

scem zabudowy wtryskiwacza a zaworem dolotowym,

2.1.Podziałwtryskiwaczyzewzględu

nailośćstrugbenzynyiichcechy

Wtryskiwaczeczopikowebenzyny. Pojedyncza struga

paliwa wtryskiwacza czopikowego ma kształt tworzącej

stożka (rys.6a). W przekroju poprzecznym strugi paliwa, kro-

ple paliwa są rozłożone na okręgu, a w środku ich nie ma

Dodatek techniczny

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: