Početna stranica

Injektor je električno kontrolirani ventil koji sadrži u sebi elektro magnet koji, kada ga uključimo, podiže iglu ventila i ispušta gorivo.

injektor1

Injektor je smješten u sabirnik goriva (fuel rail) koji je konstantno pod tlakom. 

 

Tlak goriva nam omogućava gorivna pumpa smještena u rezervoaru goriva.
S obzirom da nam je sustav pod tlakom dovoljno je da imamo fine difuzore na ventilu koji će se otvoriti u datom trenutku da iz njega počne izlaziti fina maglica goriva.
Brizgaljka injektora je napravljena baš tako precizno da atomizira gorivo u finu mglicu.
Količina goriva koju će nam injektor ubrizgati u motor određena je tlakom goriva i širinom pulsa koji će držati injektor otvorenim.

injektor2

Dužinu pulsa nam određuje ECU po dobivenim parametrima od svih senzora.
Algoritmi po kojemu ECU upravlja motorom su prilično komplicirani, ali postoji da bi motor zadovoljio ekološke standarde koji danas postoje barem 100000km.
Da bi smo lakše vidjeli kako i o čemu nam širina pulsa zavisi, dati ćemo primjer formule koja će nam pokazati kako ECU računa širinu pulsa.
Širina pulsa= (Bazna širina pulsa) x (faktor A) x (faktor B)

Da bi mogla izračunati dužinu pulsa, ECU prvo gleda baznu širinu pulsa u tablici koja joj je zapisana. Bazna širina pulsa je funkcija okretaja motora i opterećenja(koji se izračunava tlaka u usisu (MAF).

Recimo da je brzina okretaja motora 2000 o/min i opterećenje je 4. Vidjet ćemo da je broj u tablici koji se križa s ovim brojevima 8 milisekundi

RPM Load
1 2 3 4 5
1,000 1 2 3 4 5
2,000 2 4 6 8 10
3,000 3 6 9 12 15
4,000 4 8 12 16 20

U slijdećem primjeru, A i B su parametri koji nam dolaze od senzora. Recimo da je A temperatura rashladne tekućine, a B je količina kisika (lambda).

Ako je temperatura rashladne tekučine jednaka 100 i razina kisika jednaka 3, tablica nam kaže da su faktor A = 0.8 i faktor B = 1.0.

Factor A Factor B
0 1.2 0 1.0
25 1.1 1 1.0
50 1.0 2 1.0
75 0.9 3 1.0
100 0.8 4 0.75

S obzirom da znamo da je bazna širina pulsa funkcija opterećenja i broja okretaja motora, a da je širina pulsa=(bazna širina pulsa) x (faktor A) x (faktor B), konačna širina pulsa u našem primjeru će biti :

8 x 0.8 x 1.0 = 6.4 milisekund
Iz ovoga primjera, možemo vidjeti kako kontrolni sustav (ECU) radi neprekidna podešavanja unutar sustava.

injektor3

Ovisno o tome da li je bogata ili siromašna smjesa plinova u motoru, ECU će je obogatiti ili osiromašiti, zavisno o stanju.
Svaki sustav tj. motor ima svoju tabelu po kojoj računa te kontrolna jedinica može preračunavati i nekoliko stotina kalkulacija u sekundi da bi zadovoljila tvornički podešene parametre.

Naravno, o ispravnosti motora nam zavise i ostale komponente kao npr. katalizator.

Ako je smjesa uvijek poremećena zbog nekog razloga ili kvara, trajnost katalizatora će biti uvelike smanjena.

malo o lambda sondi

Još davne 1976. godine Volvo je predstavio svetu trokanalni katalitički konvertor sa lambda sondom, čija je namena bila kontrola emisije izduvnih gasova. Danas, trideset godina kasnije, svi moderni motori širom sveta poseduju ovaj  uređaj od ključne važnosti za zaštitu životne sredine. 

lambda11 

“Ovaj uređaj je najvažniji prodor ikada napravljen u kontroli emisije izduvnih gasova” izjavio je Tom Quinn, predsednik CARB, kada se 1977. godine na američkom tržištu pojavio Volvo 244 opremljen sa lambda sonda sistemom . Njegove reči važe do današnjeg dana. Lambda sonda je bila prvi efektan odgovor na pitanje smanjenja štetnih materija u izduvnim gasovima, posebno azotnih oksida (Nox), a princip na koji današnji automobili obavljaju isti posao je i dalje istovetan. Treba napomenuti da put do postizanja cilja nije bio lak.

lambda12

Švedski Volvo je dao obećanje da će preuzeti korake ka smanjenju emisije štetnih gasova, kada su ljudi krajem šezdesetih počeli da razmišljaju na datu temu. Prvi koraci su bili povećanje količine i predgrevanje vazduha u usisnom sistemu, ali na taj način bilo je moguće smanjiti emisiju štetnih gasova u blagoj meri. To nije bilo ni blizu željnoj vrednosti smanjenja.
 
 lambda13
Već 1972. godine načinjen je prvi veliki korak, a zaslužan je bio Pehr Gyllenhammar, tada izvršni drektor AB Volvoa. On je na svetskoj konferenciji posvećenoj životnoj sredini u Stokholmu naglasio da su vozila u velikoj meri doprinela postepenom zagađenju životne sredine.

Ishod tog sastanka je bila deklaracija Volvoa koja se može primeniti i danas, a ona glasi:

Volvo ne želi da brani automobile, motorni saobraćaj uopšte, ni po koju cenu i u bilo kom kontekstu. Automobili su neizbežan deo svakodnevnog transportnog sistema. U interesu Volvoa je da automobili ne predstavljaju pretnju ili da čine štetu. Volvo je odgovoran ne samo da njegovi proizvodi namenjeni transportu funkcionišu dobro, već da oni takođe funkcionišu dobro u jednom širem kontekstu, u našoj životnoj sredini., a to je ono što mi danas zovemo održiva mobilnost.

lambda14

Otprilike istovremeno inžinjeri Volvoa su otkrili da oksidirajući katalitički konvertori, koji su trebali biti tada predstavljeni, mogu pod određenim okolnostima biti usavršeni da predstavljaju mnogo efikasniju branu za ugljovodonike (HC), ugljenmonoksid (CO) i azotove okside (Nox).

Rad na razvoju ove mogućnosti, putem preciznog regulisanja odnosa vazduha i goriva u optimalnom odnosu za rad katalitičkog konvertora je počeo. Čovek koji je stajao iza lambda sonda projekta Volvoa, Stephen Wallman se seća:

“Komponente koje smo koristili za tehničko rešenje ovog projekta su već postojale, ali su korišćene u sasvim druge svrhe i na drugi način. Trik je bio u tome da ih povežemo u jedinstven sistem i nateramo ih da rade u automobilu sa benzinskim motorom”.

Ključ za rešenje kompletnog problema bio je uređaj veličine prsta.  

Lambda sonda je senzor koncentracije kiseonika koji se u engleskoj terminologiji označava kao OCS (Oxygen concetration sensor). Lambda sonda je pozicionirana u izduvnoj cevi između motora i katalitičkog konvertora. Katalitički konvertor može biti potpuno delotvoran u vršenju svoje funkcije jedino kod potpunog sagorevanja goriva, a ono je moguće samo kod tačnog odnosa vazduh/gorivo u usisnom sistemu.

Za potpuno sagorevanje jednog kilograma benzina potrebno je 14,7 kilograma vazduha i to je optimalan stehiometrijski odnos gorivo/vazduh (14,7 : 1). Inače, lambda sonda (senzor koncentracije kiseonika) ima istoimeni faktor (koeficijent) lambda, koji predstavlja odnos između stvarne i teoretski optimalne količine vazduha u smesi. Kad je koeficijent lambda manji od jedinice, smesa je bogata, a kad je veći, smesa je siromašna.

Da bi katalizator mogao dobro prečišćavati izduvne gasove, neophodno je održavati optimalan odnos vazduh/gorivo u usisnoj smesi, tj. održavati koeficijent lambda na jedinici. To se postiže posredno – merenjem sadržaja kiseonika u izduvnim gasovima. U izduvnim gasovima nakon sagorevanja zaostaje od 0,2 do 0,4 % kiseonika, što odgovara koeficijentu lambda od 0,95 do 1,05. Mereći sadržaj kiseonika posredno se meri i koeficijent lambda.

Osnovni elemenat lambda sonde je kruti elektrolit (keramika) od cirkonijevog oksida ZrO koji se nalazi između dve elektrode. Sadržaj kiseonika u izduvnim gasovima znatno menja napon na sondi. Merenjem napona lambda sonde meri se sadržaj zaostalog kiseonika u izduvnim gasovima, odnosno koeficijent lambda.

Zatim se šalje električni signal u upravljački sklop sistema za ubrizgavanje goriva, te se na temelju te informacije neprestano podešavaju ulazni parametri (odnos vazduh/gorivo) potrebni za potpuno sagorevanje goriva i dobar rad katalizatora.

O-Kat – skraćenica od  Oxidationskatalysator (nemački. oksidacijski katalizator) su katalitički konverteri koji se koriste za uklanjanje ugljenmonoksida i ugljovodonika iz izduvnih gasova, što se postiže hemijskom reakcijom – oksidacijom. Uz prisutnost katalizatora (platine, rodija ili paladija) ugljenmonoksid oksidira u ugljendioksid, a ugljovodonici u ugljendioksid i vodenu paru. Kancerogeni  azotovi oksidi se redukuju u inertni azot. Katalizatori su hemijski elementi koji olakšavaju i ubrzavaju hemijsku reakciju, ali ne učestvuju u njoj.

U ovim uslovima katalitički konvertor je bio efikasan u toj meri da je eliminisao 90 posto štetnih gasova formiranih u toku sagorevanja.

U Kaliforniji su 1977. godine predstavljeni novi standardi po pitanju emisije izduvnih gasova: ugljovodonici 0,41 gr/milji, ugljenmonoksid 9 gr/milji, azotni oksidi 1,5 gr/milji. U to vreme pomenuta norma po pitanju gasova je bila najstrožija u svetu. Volvo automobili sa opisanim katalitičkim konvertorom i lambda sondom su emitovali 0,2 gr/milji ugljovodonika, 3 gr/milji ugljenmonoksida i 0,2 g/milji azotovih oksida! To su bile neverovatno niske vrednosti emisije u to vreme. Niska emisija posebno azotovih oksida je bila senzacionalna i trud je bio nagrađen. Volvo je primio nagradu od veća Predsednika Kartera koje se bavilo zaštitom životne sredine.

Da bi lambda sonda radila ispravno, neophodni su joj bili ispravan katalitički konvertor i bezolovno gorivo, što je slučaj i danas. Kada je lambda senzor predstavljen bezolovno gorivo je bilo moguće kupiti samo u Severnoj Americi i Japanu. Danas ga je moguće naći svuda i nezamenljivo je kao i lambda i katalitički konvertor. Originalna lambda sonda je je usavršena u proteklih 30 godina da bi se redukovla emisija još više. Radi se o uređaju koji je pomerio čevečanstvo korak unapred. Bilo je moguće preduzeti još velikih broj malih koraka u usavršavanju ovog sistema tako da današnji Volvo automobili eliminišu 95 posto štetnih gasova. Trenutno je u centru pažnje smanjene nivoa karbon dioksida  (CO2) u izduvnim gasovima.

Nedavno Volvo je uveo i PremAir® sistem hlađenja koji smanjuje vrednost  ozona pri tlu tokom vožnje. PremAir® najbolje možemo opisati kao prevlaku na hladnjaku koja ozon pretvara u kiseonik dok vazduh prolazi kroz nju. Na visokim temperaturama gotovo 75% ozona pretvara se u čisti kiseonik.

“Iako je bilo zahteva koje smo morali ispoštovati, ambicija Volvoa i naša lična je bila da postignemo pravi proboj koji nas je i doveo do ovog više nego uspešnog rešenja” zaljučio je otac lambda sonde Stephen Wallman.