Sinik spalinowy to urządzenie zamieniające energię cieplną (pochodzącą ze spalania paliwa) w energię mechaniczną. Od momentu wynalezienia silnika spalinowego konstruktorzy dążą do osiągnięcia jego jak największej sprawności. Wysoka sprawność przekłada się na lepsze wykorzystanie paliwa co przekłada się na jego mniejsze zużycie oraz wyższą moc silnika. Widzimy iż proces generowania ciepła – czyli proces spalania pełni kluczową element w sprawnym działaniu silnika spalinowego. Precyzyjne sterowanie tym procesem to spore wyzwanie dla inżynierów projektujących silniki. Proszę wziąć pod uwagę iż przy jeździe z wskazaniem obrotomierza np. 3000 obrotów na minutę każdy tłok wykonuje 1500 kontrolowanych procesów zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej. W przeciętnym silniku 4 cylindrowym przy 3000 obr./min. dochodzi więc do 6000 cyklów zapłonu na minutę. Proszę wziąć pod uwagę iż nie jest to szczyt możliwości silnika, bowiem przeciętny silnik benzynowy posiada zakres do 6000 obr./min. a niektóre sportowe samochody oraz samochody japońskie potrafią kręcić się nawet do 8000 obr./min. Przy 3000 obr./min proces spalania musi odbyć się w czasie krótszym niż 10ms (1ms to jedna tysięczna sekundy). Powyższy przykład obrazuje jak szybko zachodzi proces spalenia oraz jak mało czasu mamy aby właściwie go kontrolować. Czym kontrolujemy proces spalania? Sposobem dawkowania paliwa oraz powietrza. Jeśli chodzi o powietrze to z uwagi na medium jakim jest powietrze mamy ograniczone możliwości.

Ogólna zasada działania silnika spalinowego nie zmieniła się od 120 lat. W ciągu tego okresu elementem który ulegał ciągłej ewolucji był układ zajmujący się przygotowaniem mieszanki paliwowo-powietrznej. Doskonalenie procesu przygotowania mieszanki paliwowo-powietrznej ma niebagatelny wpływ na najważniejszy proces zachodzący w silniku spalinowym tj. proces spalania. Ewolucja przebiegała od systemów gdzie mieszanka paliwowo-powietrzna była przygotowywana w kolektorze dolotowym tj. systemów gaźnikowych zastąpionych systemem monowtrysku, poprzez system wtrysku wielopunktowego gdzie każdy cylinder dysponuje własnym wtryskiwaczem. System wtrysku wielopunktowego ewoluował do systemu wtrysku bezpośredniego, gdzie wtryskiwacz podaje paliwo nie do kolektora dolotowego, lecz bezpośrednio do komór spalania którymi są kolejne cylindry silnika.

Obecnie z uwagi na restrykcyjne normy Euro producenci samochodów wykorzystują na szeroką skalę układy wielopunktowego wtrysku pośredniego do kolektora ssącego oraz system wtrysku bezpośredniego do komór spalania. W obydwu systemach najważniejszymi i najbardziej precyzyjnymi elementami wykonawczymi są wtryskiwacze paliwa dawkujące dokładnie określoną dawkę paliwa w czasach poniżej 2-3ms (1ms – jedna tysięczna sekundy). W takim czasie wtryskiwacz musi wytworzyć w ściśle określony sposób mieszankę paliwowo- powietrzną, od której w głównej mierze zależy przebieg spalania.

 

Parametry wtryskiwaczy:

  • czas otwarcia dyszy wtryskiwacza (podany w ms warunkujący minimalny czas wtrysku)
  • czas zamknięcia dyszy wtryskiwacza (podany w ms warunkujący minimalny czas wtrysku)
  • ciśnienie robocze (zakres ciśnień warunkujący liniową charakterystykę wydatku wtryskiwacza)
  • wydatek wtryskiwacza (podawany cc – centymetrach sześciennych)
  • napięcie pracy
  • prąd otwarcia
  • zasięg czoła strugi
  • kąt wierzchołkowy i powierzchnia strugi
  • wielkość kropel

Wszystkie powyższe parametry mają niebagatelne znaczenie i są mierzone i oceniane w procesie diagnostyki wtryskiwaczy.

 

Wszystkie wtryskiwacze pracujące w tym samym silniku muszą posiadać jednakową wydajność. Silniki w zależności od mocy mogą posiadać wtryskiwacze o większych lub mniejszych wydajnościach. Producenci silników często stosują do swych silników wtryskiwacze różnych producentów. Wydajności wtryskiwaczy różnych producentów różnią się wzajemnie od siebie. Nie należy mieszać wtryskiwaczy różnych producentów w przypadku tego samego silnika. W procesie produkcyjnym wtryskiwacze są grupowane pod względem wydajności w związku z zasadą iż wszystkie wtryskiwacze w danym silniku muszą posiadać jednakowy wydatek.

Niejednakowy wydatek wtryskiwaczy skutkuje nierówną pracą silnika zauważalną na biegu jałowym oraz w przypadku dużych różnic także podczas przyśpieszania.

 

Jeśli w Twoim aucie zauważyłeś jeden z poniższych objawów – bardzo podobne iż przyczyną stanu rzeczy jest niesprawny wtryskiwacz:

  • nierówna praca silnika
  • uszkodzenie głowicy
  • uszkodzenie katalizatora
  • uszkodzenie sondy lambda
  • błędy (Check Engine) związane z sondą lambda, wypadaniem zapłonów, zbyt ubogą lub bogatą mieszanką
  • zaklejanie zaworów
  • uszkodzenie pierścieni i gładzi silnika
  • paliwo w oleju
  • częste uszkadzanie przewodów wysokiego napięcia lub świec
  • uszkodzenia cewek wysokiego napięcia (szczególnie w samochodach z LPG)

Usuwając niesprawny element warto sprawdzić co było przyczyną uszkodzenia. Wymiana samego elementu bez ustalenia przyczyny może doprowadzić do kolejnych kosztownych napraw.

 

Wszystkie wtryskiwacze pracujące w danym silniku muszą posiadać jednakowy zasię czoła strugi. Ma to niebagatelne znaczenie bowiem wtryskiwacze w których nastąpiła zmiana długości czoła strugi tworzą mieszankę paliwowo-powietrzną w innym punkcie niż zostały do tego zaprojektowane, co powoduje większe zużycie paliwa, niewłaściwą pracę silnika, szybsze zużycie elementów silnika. Zasięg czoła strugi ma także duże znaczenie w generowaniu substancji szkodliwych w procesie spalania silnika.
Producenci silników stosują wtryskiwacze o różnych charakterystykach wtrysku paliwa, co spowodowane jest odmienną konstrukcją układów dolotowych silników, głowic silników 8V, 16V, 20V oraz odmiennymi parametrami tworzenia mieszanki paliwowo-powietrznej. Odpowiednia charakterystyka zapewnia właściwe parametry spalania, a tym samym właściwą pracę silnika.

Właściwe rozpylenie paliwa ma bardzo duży wpływ na parametry spalania paliwa. Maksymalne wykorzystanie paliwa tj. sprawne jego spalanie wymaga odpowiednio przygotowanej mieszanki paliwowo-powietrznej. Producenci stosują coraz wyższe ciśnienia wtrysku celem uzyskania jak najmniejszych kropli paliwa, które odparowując w czasie rzędu milisekund tworzą palną mieszankę paliwowo-powietrzną. Niewłaściwa atomizacja prowadzi do zwiększonego zużycia paliwa, zwiększonej emisji węglowodorów HC, tlenków azotu NOx, tlenku węgla CO, to z kolei może prowadzić do częstych usterek układu wydechowego.