Sistemul de alimentare cu combustibil pentru motoarele pe benzină cu injecție directă necesită presiuni ridicate ale combustibilului. Presiunea combustibilului pentru motoarele cu injecție directă variază între 5 și 130 de bari, sistemele de ultimă generație mergând până la 200 de bari. Cu cât presiunea de injecție este mai mare cu atât atomizarea (pulverizarea) combustibilului și penetrația jetului în cilindru sunt mai bune. Comparativ, la sistemele de injecție indirectă, în poarta supapei, presiune cobustibilului variază între 2.5 și 5 bari.
La un sistem de alimentare cu injecție directă de benzină, presiunea este clasificată în două categorii:
- Joasă: generată de pompa de alimentare, presiunea combustibilului fiind între 1 … 5 bari
- Înaltă: generată de pompa de injecție, presiunea combustibilului variind între 5 … 200 bari
Sistemul de alimentare cu combustibil (benzină, injecție directă) – schemă de principiu:
- rezervor combustibil
- pompa de joasă presiune/alimentare (electrică)
- filtru de combustibil
- pompa de înaltă presiune/injecție (mecanică)
- rampă combustibil
- supapă de control
- sensor presiune combustibil
- injectoare
Sistemul de alimentare cu combustibil – componentele de înaltă presiune
- pompă de injecție
- rampă combustibil
- senzor presiune combustibil
- injector
Pompa de injecție este antrenată mecanic, de o camă cu 2, 3 sau 4 lobi aflată pe arborele cu came. Dacă motorul este cu cilindri în V, pentru a asigura debitul necesar de combustibil, se pot utiliza și două pompe de injecție. Presiunea de lucru se situează între 5 … 10 bari (regim ralanti) sau 150 … 200 de bari (sarcină totală).
Pompă de injecție directă benzină Bosch
Pompă de injecție directă benzină Delphi
- supapă de control a presiunii
- racord admisie (presiune joasă)
- racord evacuare (presiune înaltă)
- suport arc de revenire
Componentele pompei sunt din oțel inoxidabil pentru a fi compatibile și cu motoarele care utilizează combustibil cu etanol în proporție variabilă (15%, 85%, etc.)
Funcțiile principale ale pompei de injecție sunt:
- să comprime combustibilul
- să livreze permanent injectoarelor cantitatea de combustibil cerută de calculatorul de injecție, indiferent de punctul de funcționare al motorului termic (sarcină, turație)
- să limiteze presiunea combustibilului la o valoare maximă pentru a evita defecțiunile cauzate de suprapresiune
Pompă de injecție directă de benzină – secțiune
- armătură mobilă supapă de control a presiunii
- supapă de admisie
- cilindru
- garnitură de etanșare (o-ring)
- piston
- suport arc de revenire
- arc de revenire
- flansă de fixare
- supapă de evacuare
- racord evacuare (către rampa de combustibil)
- supapă de siguranță
Pistonul (5) este acționat de o camă dedicată prevăzută pe arborele cu came al motorului. Contactul dintre camă și piston este menținut permanent datorită presiunii arcului de revenire (7). În faza de admisie pistonul se deplasează în jos (împins de arc) iar combustibilul pătrunde în cilindrulul pompei prin supapa de admisie (2). Pe faza de comprimare, cama acționează pistonul care începe faza de comprimare. Dacă supapa electromagnetică nu este energizată (alimentată cu energie electrică) supapa de asmisie rămâne deschisă și combustibilul este împins înapoi (refulare) în circuitul de joasă presiune.
FAZELE DE FUNCȚIONARE ALE POMPEI DE INJECȚIE DIRECTĂ DE BENZINĂ – SCHEMĂ DE PRINCIPIU
Presiunea combustibilului la ieșirea de pompă este controlată de calculatorul de injecție. Când este necesară
creșterea presiunii, supapa electromagnetică este energizată pe faza de comprimare, armătura mobilă (1)
permite închiderea supapei de admisie și pistonul începe să comprime combustibilul. Când presiunea din
cilindrul pompei (3) devine mai mare decât presiunea din rampa de combustibil, supapa de evacuare (9) se
deschide și combustibilul este împins în rampă.
Pompa de combustibil conține și un acumulator cu gaz (în partea superioară) care are rolul de a amortiza
oscilațiile de presiune ale combustibilului la intrarea în pompă.
De menționat că supapa electromagnetică controlează doar închiderea supapei de admisie deci implicit nu poate controla nivelul de presiune din rampă, în sensul reducerii acesteia. Astfel spus, presiune este doar
ridicată de pompă, scăderea presiunii se realizează datorită injecțiilor de combustibil. În cazul în care se
gripează injectoarele, pentru limitarea presiunii maxime din circuitul de înaltă presiune, pompa este prevăzută cu o supapă de siguranță (11).
Injecția directă a permis îmbunătățirea substanțială a performanțelor dinamice și de consum ale motoarelor
pe benzină. Comparativ cu sistemul de injecție indirectă de benzină, dezavantajul este costul mai mare al
sistemului de înaltă presiune, care se reflectă în costul final al automobilului. De asemenea, sensibilitatea
componentelor de înaltă presiune la calitatea combustibilului este mai pronunțată. Din acest motiv este
deosebit de important să se respecte indicațiile constructorului în ceea ce privește combustibilul utilizat cât
și condițiile de mentenanță și service.
