Bujii incandescente cu senzor de presiune

Bujia incandescentă cu senzor de presiune (PSG) combină o bujie incandescentă foarte eficientă pentru a îmbunătăți pornirile la rece ale motoarelor diesel cu un senzor de presiune integrat pentru a îmbunătăți eficiența motorului.În cele ce urmează vom prezenta acest tip de bujie de la 2 producători de top și anume BORG WARNER și BERU

Principiul de funcționare

Prin instalarea de bujii incandescente cu senzor de presiune se pot implementa presiuni de vârf mai mari în motoarele mai mici de astăzi, procesele de combustie standard și viitoare pot fi împinse și mai departe la limitele lor și se poate obține un control constant și stabil al emisiilor pe întreaga durată de viață a motorului.

În fiecare cilindru, bujia cu senzor de presiune măsoară presiunea care se schimbă rapid în camera de ardere în timpul fiecărui ciclu de combustie și transmite aceste informații în mod continuu către sistemul electronic de control al motorului. Bujiile incandescente cu senzor de presiune BERU sunt astfel extrem de importante pentru controlul precis al proceselor de combustie.

Construcția și funcționarea

Bujia incandescentă cu senzor de presiune BERU PSG este compusă dintr-o tijă de încălzire mobilă robustă și un senzor care determină, pentru fiecare cilindru, semnalele de presiune precise și constant stabile din camera de ardere pentru un sistem de reglare în buclă închisă. Acestea sunt procesate în sistemul electronic de analiză și apoi transmise către ECU. Injecția de combustibil este astfel ajustată constant și în timp real la combustia reală.

Părțile componente ale bujiei PSG sunt (vezi Figura 1):
1 – Conector
2 – Placă de circuite cu electronice
3 – Corpul bujiei incandescente
4 – Tija de încălzire a bujiei incandescente
5 – Conexiune de înaltă tensiune
6 – Diafragmă de măsurare
7 – Garnitură

PSG este o bujie incandescentă cu un senzor de presiune integrat pentru a îmbunătăți eficiența motorului. Senzorul măsoară presiunea din interiorul cilindrului, care se schimbă rapid în camera de combustie, și o raportează continuu unității de control a motorului.
Prin stabilirea unui control în buclă închisă a presiunii motorului, PSG permite controlerului motorului să regleze în mod constant cantitatea și momentul injecției de combustibil pentru a optimiza procesul de combustie. Construit cu o tijă de încălzire robustă din oțel și un senzor piezorezistiv, PSG de la BorgWarner ajută la îmbunătățirea eficienței motorului pentru performanțe maxime, porniri fiabile la temperaturi scăzute, economie de combustibil îmbunătățită, emisii mai mici de NOx și control optim al cuplului.

Caracteristici constructive:
● Combustie optimizată: PSG măsoară presiunea din camera de combustie cu un senzor integrat și o raportează către sistemul electronic de control al motorului.
● Principiul senzorului: piezorezistiv
● Tijă de încălzire flexibilă pentru transmiterea presiunii
● Element de etanșare robust între corp și tija de încălzire
● Electronică miniaturizată integrată în partea superioară a bujiei incandescente
● Calibrată și programată în funcție de client
● Bujie concentrică integrată pentru automobile
● Disponibil cu tijă de încălzire din oțel sau ceramică

Caracteristici tehnice:
● Presiunea în cilindri poate fi înregistrată până la 200 bar, cu o precizie de +/- 2% și cu o rezoluție de până la 700 de pași pe ciclu de combustie.
● ECU este capabil să adapteze în mod constant injecția de combustibil, presiunea de supraalimentare și rata de reciclare a gazelor de eșapament.
● Aprinderea poate fi optimizată pentru fiecare cilindru.
● Motorul poate fi operat în cadrul ferestrei optime între puterea maximă și cantitatea minimă de gaze de eșapament.
● Zgomotul de ardere poate fi redus.
● Permite o stabilitate constantă a procesului de ardere.
● Compensarea eficientă a îmbătrânirii injectorului.
● Îmbunătățește pornirile la rece și calitatea funcționării la rece.
● Permite controlul optim al cuplului.
● Compensează toleranțele componentelor, inexactitățile în măsurarea combustibilului, precum și diferitele condiții de funcționare și calități ale combustibilului (cum ar fi gama largă a cifrei cetanice din SUA).
● Nu este nevoie de senzori de emisii costisitori de NOx netratați în etapa OEM. Un obiectiv de dezvoltare care constă în renunțarea la debitmetrul de aer pare, de asemenea, realist.
● Tratamentul gazelor de eșapament poate fi redus la minimum.

Controlerul în sistemul cu buclă deschisă:

În cazul motoarelor diesel, combustia a fost până în prezent controlată aproape exclusiv în buclă deschisă, mai degrabă decât în buclă închisă. Aceasta înseamnă – luând ca exemplu un sistem common-rail – că valorile de intrare sunt obținute cu ajutorul unor senzori diferiți.
Pe baza acestor intrări și a hărților caracteristice stocate în ECU se calculează variabilele de ieșire/variabilele de acționare relevante. Aceste ieșiri sunt transmise către actuatoare (cum ar fi injectoarele etc.) și sunt puse în aplicare de acestea. Arderea inițiată în acest mod are loc fără monitorizare ulterioară. În consecință, opțiunile de optimizare a emisiilor brute sunt foarte limitate; în special, nu se poate lua în considerare în mod corespunzător deriva proprietăților componentelor legată de îmbătrânire.
De exemplu, este imposibil să se verifice dacă valoarea inițială calculată de unitatea de control ca punct de referință corespunde efectiv valorii reale. Prin urmare, valoarea reală ca valoare de ieșire curentă nu are o influență directă asupra intrărilor importante pentru unitatea de control.
Aceasta înseamnă că nu se pot compensa interferențele (de exemplu, scurgerile de aer, toleranțele maxime de proiectare sau toleranțele de combustibil).

Reglarea în interiorul sistemului în buclă închisă:

Pentru a respecta limitele mai stricte ale emisiilor de gaze de eșapament care vor fi impuse în curând, motorul diesel trebuia să funcționeze ca un sistem cu circuit închis. Pentru a construi un sistem de reglare de acest tip, este esențial ca informațiile primite de la camera de combustie să fie fiabile. Astfel de informații asigură faptul că variabilele de ieșire determinate de unitatea de control afectează la rândul lor calculele ECU sub formă de variabile de intrare.
Deoarece sistemul detectează orice abatere de la valorile nominale, este posibilă, de asemenea, compensarea variabilelor perturbatoare, cum ar fi aerul de scurgere, toleranțele componentelor și ale combustibilului în funcție de proiect etc. Acest lucru face posibilă obținerea unor valori stabile ale emisiilor pe parcursul întregului ciclu de viață și, astfel, respectarea specificațiilor legale stricte. Bujia incandescentă cu senzor de presiune PSG dezvoltată de BERU joacă un rol crucial într-un sistem de reglare de această natură. Acesta măsoară presiunea din cilindru și transmite semnalele relevante pentru a asigura o combustie super-eficientă.

Motoarele mai mici au un consum și emisii de CO2 mai mici datorită capacității cilindrice mai mici, dar mențin puterea motorului. Ideea din spatele acestui lucru este că motoarele cu o capacitate cilindrică mai mică sunt mai ușoare, au o pierdere de frecare absolută mai mică și pierderi mai mici în ciclul de schimb de gaze în sarcină parțială. Acestea funcționează la o sarcină mai mare și, astfel, ating un nivel de eficiență mai bun.
Și în acest caz, PSG BERU joacă un rol important: Prin măsurarea precisă a presiunii din camera de ardere, pot fi implementate presiuni de vârf mai mari, astfel încât procesele standard de ardere pot fi aduse mai aproape de limitele lor. Rezultatul – o putere mai mare a motorului, combinată cu o eficiență mai mare – cu alte cuvinte, valori minime ale consumului și gazelor de eșapament.

Demontarea bujiei (exemplu pentru o bujie BERU):

Lista aplicațiilor pentru bujiile cu senzor de presiune este lungă: și devine din ce în ce mai lungă – până la urmă, BERU este singurul furnizor de bujii incandescente cu senzor de presiune pentru toți producătorii de automobile care utilizează această tehnologie avansată, o tehnologie cheie pentru respectarea limitelor actuale și viitoare ale gazelor de eșapament.
În cazul schimbării bujiei, este necesară o atenție deosebită pentru a preîntâmpina deteriorarea senzorului extrem de sensibil și pentru a asigura funcționalitatea deplină:

• O cădere de la doar 2 cm înălțime poate deteriora PSG.
• Scoateți conectorul numai manual, pentru a evita riscul deteriorării fișei.
• Instalarea și îndepărtarea numai cu instrumentul personalizat BERU. Împingeți dispozitivul pe bujie astfel încât capul hexagonal al bujiei incandescente să fie complet acoperit; rețineți cuplul.
• Îndepărtați capacul de protecție numai după instalarea bujiei incandescente.
• Demontarea bujiei:
• Îndepărtați capacul motorului și celelalte componente care împiedică accesul la bujiile incandescente (1).
• Deconectați manual conectorul electric (2) de pe fiecare bujie de incandescență.
• Pentru a vă asigura că niciun corp străin nu pătrunde în camerele de combustie, curățați zona din jurul bujiei incandescente în cauză (3). Dacă a fost deschis sistemul de alimentare cu combustibil, acordați de asemenea atenție curățeniei și sigilați cablurile cu un capac, dacă este posibil.
• Folosiți în exclusivitate burghiul BERU pentru a slăbi PSG; astfel se evită deteriorarea blocului de conectare. Important: Acoperirea completă a capului hexagonal PSG (4) + (5) Vă rugăm să utilizați o cheie dinamometrică și să rețineți cuplul de rupere admisibil (6).
• Scoateți bujia incandescentă (7).

Montajul bujiei (exemplu pentru o bujie BERU)

• Înainte de montaj, acoperiți filetul și arborele noii PSG cu unsoare de instalare a bujiei incandescente BERU GKF01 (nr. articol 0 890 300 034), pentru a evita „lipirea” ulterioară (8).
• Curățați canalul bujiei incandescente și filetul din capul cilindrului pentru a îndepărta uleiul și produsele de ardere.Important: Asigurați-vă că nu pătrunde murdărie în camera de combustie !
• Înșurubați mai întâi bujia incandescentă cu mâna (9), apoi strângeți-o ulterior cu o cheie dinamometrică (respectați cuplul de instalare!) prevăzută cu o inserție de soclu BERU (10). Important: Acoperirea completă a capului hexagonal PSG (4) + (5)
• Îndepărtați acum (și nu înainte de acum!) capacul de protecție de pe bujie pentru a evita deteriorarea conectorului și a conectorului de potrivire.
• Împingeți conectorul fasciculului de cabluri până când acesta se fixează pe bujie (11).
• Montați capacul motorului și toate celelalte piese dezasamblate anterior (12).
• La final, verificați memoria unității de comandă a motorului pentru a vedea dacă există înregistrări de coduri de eroare și ștergeți-le.