Systematyka silników - typy jednostek
Wyjaśniamy, czym różnią się poszczególne rozwiązania w systemach zasilania jednostek napędowych oraz wskazujemy ich największe wady i zalety.
Silniki benzynowe
Wśród silników benzynowych wyróżnia się jednostki wolnossące (silnik zasysa mieszankę wyłącznie dzięki podciśnieniu wytwarzanemu podczas suwu ssania w poszczególnych cylindrach) oraz doładowane (doładowanie realizowane jest za pomocą turbosprężarki lub sprężarki mechanicznej. Możliwe są różne ich konfiguracje).
Gaźnik
Silniki starszej daty wyposażone są w gaźnik, czyli urządzenie mechaniczne, w którym dzięki układom dysz tworzy się mieszanka paliwowo-powietrzna. W samochodach sportowych stosowano kilka gaźników - nawet po jednym na każdy cylinder. Wraz z nastaniem ery katalizatorów i sond Lambda, gaźniki zostały wyparte przez instalacje wtryskowe.
Plusy:
- brak elektroniki;
- odporność na niską jakość paliwa.
Minusy:
- problemy z serwisowaniem;
- współpraca tylko z tanimi instalacjami LPG;
- uciążliwa eksploatacja po przeróbce na gaz.
Jednopunktowy wtrysk paliwa
Popularny system zasilania w starszych lub tanich modelach. W układzie dolotowym znajduje się jeden wtryskiwacz, którego pracą (czyli dozowaniem paliwa) steruje komputer. Pozwala na zmianę składu mieszanki paliwowo-powietrznej w zależności od obciążenia silnika lub sygnałów sondy Lambda.
Plusy:
- niskie koszty serwisowania;
- prostota działania.
Minusy:
- sprawdza się tylko w niewysilonych silnikach;
- współpraca wyłącznie z tanimi instalacjami LPG.
Wielopunktowy wtrysk paliwa
Do niedawna najbardziej precyzyjny system podawania paliwa. Liczba wtryskiwaczy odpowiada w nim liczbie cylindrów. Są umieszczone możliwie blisko zaworów ssących. W latach 80. ubiegłego wieku ich pracą sterował zaawansowany układ mechaniczny. Obecnie nad dawkowaniem paliwa czuwa elektronika.
Plusy:
- gwarancja dobrych osiągów i niezłej ekonomiki.
Minusy:
- starsze generacje mechaniczne lub pracujące w trybie ciągłym nie współpracują z sekwencyjnymi instalacjami LPG.
Bezpośredni wtrysk paliwa
Najnowsze rozwiązanie. Benzyna jest podawana bezpośrednio do komory spalania za pośrednictwem wtryskiwaczy (na każdy cylinder przypada jeden). Bezpośredni wtrysk pozwala nie tylko na precyzyjne dawkowanie paliwa niezależnie od ruchu zaworów, ale także na kontrolę nad procesem jej spalania.
Plusy:
- maksymalne wykorzystanie potencjału silnika;
- niskie zużycie paliwa.
Minusy:
- kosztowny serwis, problemy;
- z przeróbką na zasilanie LPG, wrażliwość na jakość paliwa.
Silniki wysokoprężne
Wśród silników wysokoprężnych wyróżnia się jednostki wolnossące (silnik zasysa powietrze wyłącznie dzięki podciśnieniu wytwarzanemu podczas suwu ssania w poszczególnych cylindrach) oraz doładowane (w przypadku silników Diesla doładowanie odbywa się wyłącznie z wykorzystaniem jednej lub kilku turbosprężarek).
Wtrysk pośredni
Najstarszy, ale wcale nie najgorszy system. Wtryskiwacze dawkują paliwo do komór wstępnych, które znajdują się tuż nad właściwą komorą spalania. Liczba wtryskiwaczy odpowiada liczbie cylindrów. Wtryskiwacze zasilane są pompą wtryskową, która dzięki synchronizacji z rozrządem podaje paliwo pod ciśnieniem na ten wtryskiwacz, który ma w danej chwili wykonać pracę.
Plusy:
- odporność na niską jakość paliwa, tanie części zamienne;
- "miękka" praca (w porównaniu z wtryskiem bezpośrednim).
Minusy:
- te silniki zapewniają przeciętne osiągi i sporo palą.
Wtrysk bezpośredni z pompą wtryskową
Wtryskiwacze (jest ich tyle, ile cylindrów) podają paliwo bezpośrednio do komory spalania. System działa dokładnie tak samo jak opisany obok wtrysk pośredni. Jedyną różnicą jest wyższe ciśnienie paliwa oraz miejsce osadzenia wtryskiwaczy - sięgają bezpośrednio do komory spalania (komory wstępnej nie ma).
Plusy:
- niskie zużycie paliwa;
- ułatwiony rozruch w warunkach zimowych;
- dostępność tanich części zamiennych.
Minusy:
- głośna, "twarda" praca silnika;
- wibracje jednostki.
Pompowtryskiwacze
Zamiast klasycznych wtryskiwaczy zasilanych pompą wtryskową, silnik ma tzw. pompowtryskiwacze, czyli wtryskiwacze zintegrowane z własnymi modułami tłoczącymi. Pompowtryskiwacze są montowane pod wałkiem rozrządu, który wprawia w ruch ich tłoczki za pomocą wydzielonych do tego celu krzywek.
Plusy:
- wyjątkowo niskie zużycie paliwa;
- ograniczenie elementów osprzętu silnika.
Minusy:
- bardzo "twarda" praca silnika;
- wysokie wymagania wobec oleju silnikowego.
Common rail
Na każdy cylinder przypada jeden wtryskiwacz sterowany elektronicznie. Zamiast pompy wtryskowej jest pompa tłocząca paliwo pod wysokim ciśnieniem. Wtryskiwacze łączą się z pompą przewodami oraz wspólnym zasobnikiem, zwanym też szyną. Stąd nazwa common rail, czyli "wspólna szyna".
Plusy:
- najlepsza obecnie relacja między osiągami a zużyciem paliwa;
- cicha, łagodna praca.
Minusy:
- duża wrażliwość na jakość paliwa;
- wysokie koszty serwisowania.
