1

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową silników ZI (o zapłonie iskrowym) oraz zasadą ich działania.

Układ zasilania służy do przygotowania i dostarczenia do cylindrów mieszanki paliwowo powietrznej w ilości i o składzie odpowiadającym bieżącemu zapotrzebowaniu silnika. Paliwo jest zasysane ze zbiornika paliwa elektrycznie napędzaną pompą i tłoczone przewodem poprzez filtr do jednego wtryskiwacza centralnego (układ z wtryskiem jednopunktowym) lub do kilku wtryskiwaczy (układ z wtryskiem wielopunktowym). Regulator ciśnienia paliwa utrzymuje stałe ciśnienie w układzie zasilania paliwem. Nadmiar paliwa z regulatora ciśnienia jest odprowadzany przewodem powrotnym do zbiornika paliwa. Tylko elektronicznie sterowany wtrysk paliwa umożliwia proste i dokładne synchronizowanie pracy układu zasilania z katalizatorem za pomocą sondy lambda.

Klasycznym, choć już rzadko stosowanym rozwiązaniem układu zasilania w silniku o zapłonie iskrowym, jest układ gaźnikowy. W tym rozwiązaniu przefiltrowane wcześniej powietrze miesza się z paliwem w gaźniku, urządzeniu o działaniu podobnym do strumienicy. Paliwo do gaźnika podawane jest przez pompę paliwową. W nowoczesnych silnikach układ gaźnikowy został zastąpiony układem z wtryskiem elektronicznym, w którym wtryskiwacze, podobne jak w silnikach o zapłonie samoczynnym, sterowane są elektronicznym układem logicznym.

W gaźniku następuje dozowanie paliwa, jego odparowanie i wymieszanie par paliwa z powietrzem oraz dostarczenie odpowiedniej ilości wytworzonej mieszanki poprzez kolektor dolotowy do cylindra. Jest częścią układu zasilania silnika spalinowego.

Zasada działania gaźnika jest podobna jak w strumienicy. Powietrze (zasysane przez tłok w czasie suwu ssawnego) przepływa przez gardziel (zwężkę) gaźnika (1), w przewężeniu gardzieli występuje spadek ciśnienia powietrza, co powoduje zasysanie paliwa z komory pływakowej (2). Pływak (3) utrzymuje stały poziom paliwa w komorze pływakowej, trochę poniżej poziomu wypływu paliwa dyszy do gardzieli, tak by podczas postoju silnika paliwo nie wypływało z dyszy.

Zwiększenie otwarcia przepustnicy (4) zwiększa prędkość powietrza przepływającego przez gaźnik. W przewężeniu gardzieli spada przy tym bardziej ciśnienie, co powoduje zwiększenie ilości zasysanego z komory pływakowej paliwa. Otwarciem przepustnicy steruje kierowca (lub inny operator, często układ elektroniczny) wciskając z odpowiednią siłą pedał gazu.

W rzeczywistości budowa gaźnika jest dużo bardziej skomplikowana. Gaźnik musi pogodzić wiele sprzecznych interesów, głównie oszczędność paliwa, duża moc silnika, praca przy zimnym i ciepłym silniku, nagłe owarcie przepustnicy mówiące o tym, że kierowca zamierza nagle zwiększyć moc, i inne. W tym celu montuje się zazwyczaj dwie gardziele przepustnicy, z których druga otwiera się dopiero w określonych warunkach, pompka przyspieszenia wtryskuje paliwo do gardzieli w momencie gdy kierowca wciska gaz (pompowanie).

Układ ssania, stosowany w celu ułatwienia pracy zimnego silnika, zwiększa dawkę paliwa (wzbogacenie mieszanki). Jest on realizowany poprzez dodatkową dyszę znajdująca się za przepustnicą lub dodatkową przepustnicę przed gardzielą. System może być włączany i wyłączany ręcznie, włączany przez wciśnięcie pedału gazu do oporu, a wyłączany przez termostat (ssanie półautomatyczne), włączany i wyłączany przez termostat gdy temperatura silnika jest zbyt niska (ssanie automatyczne).

W wielu gaźnikach paliwo, przed wtryśnięciem do gardzieli gaźnika, jest mieszane z powietrzem w rurkach zwanych rurkami emulsyjnymi.

We współczesnych samochodach nie stosuje się gaźników, zostały wyparte przez układy wtrysku paliwa (układy jednopunktowego i wielopunktowego wtrysku paliwa). Układy te, sterowane komputerowo (sterowniki komputerowe), zapewniają lepsze dawkowanie paliwa w zależności od warunków pracy silnika, dzięki czemu silnik jest oszczędniejszy i posiada lepszą charakterystykę pracy. Na eliminację gaźników w układach zasilania silników benzynowych miały też wpływ wymogi ekologii, w tym kwestie czystości spalin i norm emisji gazów cieplarnianych.

Układy te różnią się od siebie sposobem określania ilości powietrza dolotowego i regulacją prędkości obrotowej biegu jałowego (w typie D odbywa się za pomocą zaworu powietrza dodatkowego, który umieszczony jest w kanale obejściowym przepustnicy, w typie Mono zaś za pomocą nastawnika przepustnicy).

Jednopunktowy układ wtryskowy posiada jeden elektronicznie sterowany wtryskiwacz (5, rys.). Jest on zamontowany na kolektorze dolotowym silnika, centralnie w stosunku do cylindrów, bezpośrednio nad przepustnicą (3) we wspólnej z nią obudowie i stanowi wraz z nią zespół wtryskowy. Kolektor dolotowy (4) przejmuje rolę rozdzielacza mieszanki palnej do poszczególnych cylindrów (6).

Wtryskiwacz elektromagnetyczny jest w uproszczeniu zaworem sterowanym elektrycznie, dozującym benzynę do cylindrów silnika. Jeżeli przez jego cewkę przepływa prąd elektryczny o odpowiedniej wartości, to wtryskiwacz zostaje otwarty, jeżeli prąd nie płynie - wtryskiwacz jest zamknięty. Dawkę przepływającego paliwa reguluje się przez zmianę czasu otwarcia wtryskiwacza. Wtryskiwacz podaje paliwo przed przepustnicę synchronicznie do kolejnych suwów napełniania poszczególnych cylindrów. Czas otwarcia wtryskiwacza zależy w dużym stopniu od temperatury, obciążenia, prędkości i warunków pracy silnika.

- układ wtryskowy typu L (ilość powietrza przepływającego przez kolektor dolotowy jest określana za pomocą przepływomierz powietrza),

- układ wtryskowy typu D (ilość doprowadzanego powietrza określana jest na podstawie pomiaru podciśnienia w kolektorze dolotowym przez czujnik podciśnienia).

Wielopunktowy układ wtrysku benzyny posiada zamontowane w kanałach dolotowych wtryskiwacze w liczbie równej liczbie cylindrów. Tworzenie mieszanki paliwowo-powietrznej odbywa się w kanale dolotowym oraz wewnątrz cylindrów. I

stnieją trzy typy wielopunktowych układów wtryskowych: z jednoczesnym wtryskiem paliwa do wszystkich cylindrów, z sekwencyjnym oraz półsekwencyjnym wtryskiem paliwa.

Wtryskiwacze sekwencyjnego układu wtrysku paliwa otwierają się w takt kolejności zapłonów w cylindrach. Czujnik umiejscowiony na wale korbowym lub przy wałku rozrządu wskazuje cylinder, w którym ma nastąpić wtrysk paliwa. W systemie półsekwencyjnym paliwo jest podawane do cylindrów przez wtryskiwacze włączane parami.

Bezpośredni wtrysk benzyny jest rodzajem wtrysku wielopunktowego, w którym wtryskiwacze podają paliwo od razu do komór spalania w cylindrach. Bezpośredni wtrysk jest projektowany tak, aby dostarczyć potrzebne paliwo o prawidłowym ciśnieniu i