TIESIOGINIO ĮPURŠKIMO VARIKLIAI

 

Visi techniniai automobilių patobulinimai iš pirmo žvilgsnio atrodo gana paprasti. Pavyzdžiui, kad ir naujausias technikos žingsnis -tiesioginio įpurškimo benzininiai varikliai. Argi taip sudėtinga įpurkšti degalus ne į įsiurbimo kolektorių, o tiesiogiai į cilindrą?
Techninis veikimo principas -lyg ir nesudėtingas tereikia purkštuką įrengti variklio galvutėje , tačiau kad šis purkštukas atliktų savo "pareigą"realiame variklyje, konstruktoriams teko padirbėti keletą ar keliolika metų -kol "teorija buvo įkūnyta metale".
Bene patsįdomiausias -keičiamų dujų fazių mechanizmas. Tokius mechanizmus, veikiančius vienokiu ar kitokiu principu, turi ne vienas gamintojas, t.y. elektrohidraulinį keičiamų dujų fazlų mechanizmą, kuris keičia ne tik vožluvo atidarymo ir uždarymo pradžią (fazės ilgį), bet ir vožtuvo atidarymo dydį. Kaip teigia gamintojai tokie sprendimai įgalina pasiekti 10-15proc.mažesnes kuro sąnaudas. 10-15 proc. didesnę galią ir iki 15 proc didesnį sukimo momentą.
Skirstymo velenas neturi tiesioginio mechaninio ryšio su vožtuvu. Jį pakeitė minihidraulinė sistema Judesys nuo veleno kumštelio perduodamas kėliklio stūmokliui , kuris slegia cilindre esančią alyvą. Alyva savo ruožtu perduoda slėgj -įsiurbimo vožtuvo stūmokliuką ir patį vožluvą priverčia judėti žemyn. Esant tam tikram alyvos slėgiui , dujų skirstymo mechanizmas veikia kaip įprastas dujų skirstymo mechanizmas.
Tačiau reguliuojant alyvos kiekį cilindre  galima keisti vožtuvo atidarymo dydį ir pradžią išleidus dalį alyvos ir sumažinus jos slėgį , vožtuvo kėliklis vėliau sudarys reikiamą slėgj ir nugalės vožtuvų spyruoklės tamprumą, t y .pasikeis vožtuvo atidarymo pradžia. Kadangi cilindre alyvos kiekis bus mažesnis, tad ir vožtuvo cilindriuko eiga bus mažesnė. Dėl to sumažės atidarymo dydis. Alyvos kiekį cilindre ir jos slegį reguliuoja elektromagnetinis vožtuvas , sujungtas su hidroakumuliatoriumi,  kuriuo galima greitai papildyti alyvos kiekį cilindriuke priklausomai nuo variklio darbo režimo.
Įdomu tai, kad, skirtingai nuo mechaninių keičiamų dujų skirstymo mechanizmų, kuriuose vožtuvų atidarymo ir uždarymo charakteristikos ribotos tam tikrame reikšmių
diapazone,  šias charakteristikas galima keisti. Taip yra todėl. kad kiekvieną elektromagnetinį vožtuvą valdo elektroninis variklio valdymo blokas. Tai suteikia motoristams didesnę laisvę siekiant norimų sukimo momento ir galios charakteristikų.
Šis procesas panašus, kaip ir keičiant įpurškimo bei uždegimo kampo charakteristikas, kai siekiama didesnės variklio galios ir ekonomiškumo Su naujaja sistema tai galima padaryti keičiant įpurškiamų degalų kiekį ir įpurškimo pradžią, uždegimo kampą bei vožtuvų atidarymo pradžią bei dydį. Nereikia pamiršti, kad galima ne tik padidinti galią, bet ir sumažinti teršalų toksiškumą, nes dozuojant tiekiamą į cilindrus orą galima optimizuoti degimo procesą. Be to, įmanoma, kad daugiacilindriame variklyje bus galima ''atjungti' kelis cilindrus.
Dar vienas įdomus projektas -''Multijet'' įpurškimo sistema, kurią numatoma montuoti tiesioginio įpurškimo dyzeliuose su ''common rail'' maitinimo magistrale ''Multijet" privalumas -ne tiek mechaninė dalis, kiek pati įpurškimo programa. Šiuolaikiniuose tiesioginio įpurškimo dyzeliuose degalai tiekiami į cilindrą porcijomis: "pilotinė'' porcija ir pagrindinė. Tai leido sumažinti kuro sąnaudas, priversti dyzelį veikti tyliau ir žvaliau reaguoti į akceleratoriaus paspaudimą
"Multijet" kūrėjai nusprendė modifikuoti šį išpurškimo algoritmą ir pasiūlyti savo, pagal kurį ciklinis degalų kiekis išpurškiamas keliais etapais. Taip darbinis mišinys tolygiau dega, o tai reiškia, kad variklis veikia tyliau, be to, optimaliai sudeginus kurą gaunamas apie 30-40 proc mažesnis teršalų kiekis ir apie 6 - 7 proc pagerėja variklio dinaminės charakteristikos Be to,variklis taps elastingesnis, nes elektronika, valdanti kiekvienos įpurškimo porcijos pradžią ir išpurškiamų degalų kiekį (purkštuko atidarymą), gali greitai prisitaikyti prie nuolat kintančių važiavimo sąlygų ir variklio apkrovų

Pagrindinė dyzelio ''bėda" ta, kad darbinis mišinys privalo būti stoiciometrinis (idealiu atveju 1:14, 7) Keičiant darbinio mišinio santykj (liesinant arba riebinant) gaunami arba kietieji teršalai (suodžiai) , arba didelis azoto oksidų kiekis (NOX). Šių teršalų formavimuisi turi įtakos ir temperatūros netolygumas cilindruose kur darbinis mišinys liesas, o temperatūra aukšta -deguonies perteklius formuoja NOX, ten, kur mišinys riebus, o temperatūra palyginti žema (prie degalų purkštuko) formuojasi suodžiai
Naudojant tiesioginį įpurškimą ir ''Multijet'', galima optimizuoti degimo procesą taip, kad šis neturėtų minėto trūkumo, nes dyzelio galingumą bus galima keisti ne keičiant išpurškiamų degalų kiekį esant pastoviam oro kiekiui, tačiau keičiant ir tiekaimo į cilindrą oro kiekį bei išpurškiamų degalų kiekį. Tad, esant mažai apkrovai, mažiau oro  ''Multijet"tam tikru nuoseklumu išpurkš mažesnj degalų kiekį, kad oro pertekliaus
koeficientas (lambda)būlų optimalus. Galima ne tik dozuoti oro kiekį. Ši sistema leidžia dozuoti ir grąžinamų i cilindrą deginių kiekį. be to, kartu galima kontroliuoti
oro sūkurio, padedančio degalams geriau susimaišyti su oru,
formą ir intensyvumą.