Injecció indirecta
En els motors de gasolina o diésel de injecció indirecta[1] el combustible s'introduïx fòra de la cámara. En els motors de gasolina, el carburant és injectat en el colector d'admissió, a on s'inicia la mescla aire-combustible abans d'entrar en el cilindre. En els diésel d'injecció indirecta, el gasoil s'injecta en una precámara, ubicada en la culata i conectada en la cambra principal de combustió dins del cilindre per mig d'un orifici de chicoteta secció. Part del combustible es crema en la precámara, aumentant la pressió i enviant el restant del combustible no cremat a la cambra principal, a on es troba en l'aire necessari per a completar la combustió.
És un sistema d'injecció en el que el combustible no s'introduïx directament en el cámara.
Els motors de gasolina equipats en sistemes d'injecció indirecta, a on un injector suministra el combustible en algun punt abans de la vàlvula d'admissió, han caigut en desús en comparació als motors de gasolina d'injecció directa. No obstant, alguns fabricants, com Volkswagen, Toyota i Ford, han desenrollat un sistema de doble injecció, que combina injectors directes en injectors indirectes, sumant les seues ventages. L'injecció directa permet dosificar el combustible en precisió en la cámara a alta pressió, lo que pot resultar en major potència i eficiència de combustible. El problema de l'injecció directa és que generalment produïx majors cantitats de partícules en suspensió i, al no entrar el combustible en contacte en les vàlvules d'admissió, es pot acumular carbonilla en estes en el temps. L'injecció indirecta manté la pulverización de combustible sobre les vàlvules d'admissió, reduint o eliminant l'acumulació de carbonilla en estes. Ademés, en condicions de baixa càrrega, l'injecció indirecta permet obtindre una millor mescla de combustible i aire. Este sistema s'utilisa principalment en models de major preu pel seu cost i complexitat adicionals.
L'injecció en el port d'admissió es referix a la pulverización del combustible sobre la part posterior de la vàlvula d'admissió, lo que accelera el seu evaporament.[2]
Un sistema d'injecció indirecta en un motor diésel suministra combustible a una cambra contigua a la cámara, ya siga una precámara o una cambra de mola, a on comença la combustió i després s'estén a la cámara principal. La precámara està cuidadosadament dissenyada per a assegurar una mescla adequada del combustible atomizado en l'aire calfat per compressió.
Motors de gasolina
[editar | editar còdic]Una ventaja de l'injecció indirecta en motors de gasolina front a l'injecció directa és que els depòsits de les vàlvules d'admissió del sistema de ventilació de gasos del cárter (PCV) es netegen en el propi combustible.[3] Els motors d'injecció indirecta també tendixen a produir menors cantitats de partícules en suspensió en comparació als d'injecció directa, ya que el combustible i l'aire es mesclen de manera més uniforme.
Motors diésel
[editar | editar còdic]Descripció general
[editar | editar còdic]El propòsit de la cámara dividida és accelerar el procés de combustió i aumentar la potència en incrementar la velocitat del motor.[4] L'adició d'una precámara aumenta la pèrdua de calor al sistema de refrigeració i, per lo tant, reduïx l'eficiència del motor. El motor requerix bugies de precalentamiento per a arrancar. En un sistema d'injecció indirecta, l'aire es mou ràpidament, mesclant el combustible i l'aire. Açò simplifica el disseny del motor (cap del pistón, culata, vàlvules, injector, precámara, etc.) i permet l'us de dissenys en tolerància menys estrictes, que són més senzills de fabricar i més fiables. l'injecció directa, pel contrari, utilisa aire de moviment llent i combustible de moviment ràpit; tant el disseny com la fabricació dels injectors són més complexos. L'optimisació del fluix d'aire en el cilindre és molt més complicada que dissenyar una precámara. Hi ha molta més integració entre el disseny de l'injector i el motor.[5] Per este motiu, els automòvils en motor diésel varen tindre casi tots injecció indirecta, fins que es va poder dispondre de sistemes potents de simulació de mecànica de decorreguts que varen permetre l'adopció d'injeccions directes en la pràctica.[5]
Classificació de les cámara indirectes
[editar | editar còdic]Cambra de mola
[editar | editar còdic]Les cambres de mola són cavitats esfèriques ubicades en la culata i separades del cilindre del motor per un conducte tangencial. Aproximadament el 50% de l'aire entra en la cambra de mola durant la carrera de compressió del motor, produint una mola.[6] Despuix de la combustió, els productes retornen al cilindre principal a través del mateix conducte a una velocitat molt major, per lo que es pert més calor en les parets del conducte. Este tipo de cambra s'utilisa en motors a on el control del combustible i l'estabilitat del motor són més importants que l'aforro de combustible. També li les coneix com a cambres Ricardo, en honor al seu inventor, Harry Ricardo.[7][8]
Cambra de precombustión
[editar | editar còdic]Esta cambra es troba en la culata i està conectada al cilindre del motor per mig de menuts orificis. Ocupa el 40% del volum total del cilindre. Durant la carrera de compressió, l'aire del cilindre principal entra en la cambra de precombustión. En este moment, s'injecta combustible en la precámara de combustió i comença la combustió. La pressió aumenta i les gotes de combustible són forçades a través de menuts orificis cap al cilindre principal, lo que resulta en una mescla òptima de combustible i aire. La major part de la combustió té lloc en el cilindre principal. Este tipo d'cámara permet l'us de múltiples combustibles, ya que la temperatura de la precámara vaporiza el combustible ans que es produïxca la combustió principal.[9]
Cámara
[editar | editar còdic]La cámara és una chicoteta cambra cilíndrica en un orifici en un extrem. Està montada de forma més o menys coaxial en l'injector, l'eix del qual és paralel al cap del pistón. L'injector dispara a través d'una chicoteta cavitat oberta al cilindre, cap a l'orifici en l'extrem de la cámara, que està montada de manera que es minimise el contacte tèrmic en la massa de la culata. S'utilisa un injector d'agulla en un patró de pulverización estret. En el punt mort superior (PMS), la major part de la càrrega es troba dins de la cavitat i la cámara.
Quan l'injector s'activa, la chorrada de combustible entra en la cámara i s'encén. Açò genera una chorrada de flama que ix disparat de la cámara directament cap a la chorrada de combustible que encara ix de l'injector. La calor i la turbulència proporcionen excelents propietats de vaporisació i mescla del combustible. Ademés, ya que la major part de la combustió té lloc fòra de la cámara, en la cavitat que es comunica directament en el cilindre, es reduïx la pèrdua de calor en transferir la càrrega en combustió al cilindre.
L'injecció en cámara pot considerar-se un punt intermig entre l'injecció indirecta i la directa, ya que obté algunes de les ventages d'eficiència de l'injecció directa, mantenint la simplicitat i facilitat de desenroll de l'injecció indirecta.
Les cámara es coneixen comunament com a cámara Lanova.[10] El sistema de combustió Lanova va ser desenrollat per l'empresa Lanova, fundada en 1929 per Franz Lang, Gotthard Wielich i Albert Wielich.[11]
En Estats Units, el sistema Lanova va ser utilisat per la marca de camions Mack Trucks. Un eixemple és el motor diésel Mack-Lanova ED instalat en el camió Mack NR.
Ventages de les cámara d'injecció indirecta
[editar | editar còdic]- Es poden produir motors diésel més menuts.
- La pressió d'injecció requerida és baixa, per lo que l'injector és més econòmic de produir.
- La direcció de l'injecció és menys important.
- L'injecció indirecta és molt més senzilla de dissenyar i fabricar, especialment per a motors de gasolina. Es requerix menys desenroll de l'injector i les pressions d'injecció són baixes (1500 psi/100 bar front a 5000 psi/345 bar o més per a l'injecció directa).
- Les menors tensions que l'injecció indirecta impon als components interns permeten produir versions de gasolina i diésel d'injecció indirecta del mateix motor bàsic. En el millor dels casos, estos tipos solament es diferenciaven en la culata i en la necessitat d'instalar un distribuïdor i bugias en la versió de gasolina, mentres que en la diésel s'instalava una bomba d'injecció i injectors. Alguns eixemples són els motors BMC de les séries A i B, i els motors de quatre cilindres Land Rover 2.25/2.5-litros. Estos dissenys permeten fabricar versions de gasolina i diésel del mateix vehícul en mínimes modificacions.
- Es poden alcançar velocitats de motor més altes, ya que la combustió continua en la precámara.
- Els combustibles alternatius com el biodiésel i l'oli vegetal combustible tenen menys provabilitats de danyar el sistema de combustible en un motor diésel d'injecció indirecta, ya que no es requerixen altes pressions d'injecció. En els motors d'injecció directa (especialment en els models moderns que utilisen sistemes de combustible del tipo common-rail d'alta pressió), és fonamental mantindre els filtres de combustible en bon estat, ya que els residus poden danyar les bombes i els injectors en utilisar oli vegetal usat o oli de motor usat.
Desventages
[editar | editar còdic]- L'eficiència del combustible en els motors diésel en injecció indirecta és menor que en els que utilisen injecció directa, ya que les àrees expostes més grans tendixen a dissipar més calor i l'aire que passa pels conductes tendix a aumentar les caigudes de pressió. No obstant, l'us de relacions de compressió més altes compensa en certa mida esta ineficiència.
- Són necessàries bugies de precalentamiento per a l'arrancada en fret, i molts motors diésel d'injecció indirecta no poden arrancar en absolut en clima fret sense bugies incandescents.
- Degut a que la calor i la pressió de la combustió s'apliquen a un àrea molt chicoteta del pistón en eixir de la cambra de precombustión o de turbulència, estos motors són menys adequats per a altes relacions potencia específica (com a motors en turbocompressor, sobrealimentador o reprogramación) que els diésel d'injecció directa. L'aument de temperatura i pressió en una part de la corona del pistón provoca una expansió desigual que pot causar clavills, deformacions o atres danys, encara que els alvanços en les tècniques de fabricació han permés als fabricants mitigar en gran medida els efectes de l'expansió desigual, lo que permet que els diésel d'injecció indirecta utilisen turbocompressor.
- Els motors d'injecció indirecta solen ser molt més sorollosos que els motors en common-rail d'injecció directa.
- El líquit d'arrancada (éter) a sovint no es pot usar en un motor diésel d'injecció indirecta, ya que les bugies incandescents aumenten considerablement el risc de preignición en comparació als motors diésel d'injecció directa.
Galeria
[editar | editar còdic]Cap del cilindre d'un chicotet motor d'injecció indirecta Kubota.
-
Part superior del cap -
Pistón -
Orificis de l'injector -
Cap del cilindre
-
Bomba d'injecció -
Cap de prop
-
Cámara
-
Calfadors
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ «Injecció indirecta sense regulació de càrrega per mig de vàlvula de palometa en un motor Otto». Archivat des d'el original, el 5 de juny de 2004. Consultat el 8 d'abril de 2009.
- ↑ «Direct vs. port injection». Consultat el 28 de juny de 2016.
- ↑ Smith, Scott. “Formation of Intake Valve Deposits in Gasoline Direct Injection Engines” (en). SAE International Journal of Fuels and Lubricants 9 (3): 558–566. doi:. ISSN 1946-3960.
- ↑ Stone, Richard. "An introduction to ICE", Palgrace Macmillan, 1999, p. 224
- ↑ 5,0 5,1 Motor de dos temps
- ↑ [enllaç trencat]
- ↑ Tens que especificar urlarchiu = i fechaarchiu = al usar {{cita web}}.«Sir Harry Ricardo». oldengine.org. Archivat des d'el original, el 17 d'octubre de 2010. Consultat el 8 de giner de 2017.
- ↑ Dempsey, P. (1995). Troubleshooting and Repairing Dièsel Engines, TAB Books, p. 127. ISBN 9780070163485.
- ↑ Dempsey, Paul (2007). Troubleshooting and Repair of Dièsel Engines, McGraw Hill Professional. ISBN 9780071595186.
- ↑ Dempsey, P. (1995). Troubleshooting and Repairing Dièsel Engines, TAB Books, p. 128. ISBN 9780070163485.
- ↑ “The Lanova Combustion System” . The Commercial Motor.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Inyección indirecta» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.