Понеделник, 17 Май 2010 07:57   
Пиезотехнология - Директно впръскване с пиезоинжектори - 2005
Полезна информация - Техника и механика

PiezzoПиезотехнология - Директно впръскване с пиезоинжектори
Made in Germany. „Линейните" пиезоинжектори, използвани в Audi А6, се произвеждат в завода на Bosch в германския град Бамберг.
...не само в дизеловите двигатели на Audi. Mercedes и Renault също се насочват към модерните инжектори за дизелови двигатели.

Истинските революции в автомобила рядко са шумни... Типичен пример за тиха в буквалния смисъл революционна технология в последно време е пиезоелектрическият ефект, използван в инжекторите на третото поколение дизелови двигатели с директно впръскване на гориво по системата Common-Rail. По принцип в пиезоелектрическия ефект няма нищо ново -той е открит от братята Пиер и Жак Кюри още преди 125 години. Тогава френските учени установяват, че при оказване на механично въздействие (натиск, опън или усукване) върху някои кристали, при тях възниква електрическо напрежение. По-късните изследвания разкриват, че наред с естествените каменни минерали кварц
и турмалин, добри пиезоелектрически свойства демонстрират и някои керамични вещества, годни за масово инженерно, промишлено и битово приложение. Примери в тази насока може да даде всеки - газовите запалки с пиезоелемент вече са евтина стока за еднократна употреба, която отдавна измести бензиновите си колеги в колекционерската ниша, а кварцовите часовници, считани при появата им през седемдесетте години на миналия век за технологичен шедьовър, днес са само евтини и надеждно функциониращи предмети от ежедневието.

Новото в случая е това, че в последно време добрият стар пиезоефект изживява поредния си върхов момент на слава в областта на технологията за директно впръскване на гориво при дизеловите двигатели благодарение на гиганта Bosch. Наново преоткритите от специалистите на щутгартския концерн пиезокристали намират приложение в т. нар. „линейни инжектори", които вече се вграждат е успех в двигателите на серийните Audi A6 2.0 TDI и 3.0 TDI. Принципът на действие на новата технология е пределно прост - към изпълнителния пиезомодул, състоящ се от неколкостотин отделни кристала, се подава електрическо напрежение, вследствие на което той се разширява, увеличавайки своя обем. Процесът трае по-кратко от една десетохилядна от секундата, а движението на пиезо модула се предава директно,
без никакви механични посредници и загуби от триене на управляващия процеса на впръскване клапан, който получава възможност за извънредно бърза и адекватна реакция при управление на процесите. Благодарение на тази светкавична скорост, впръскващите дюзи могат да пропускат микроскопични количества (от порядъка на един кубически милиметър) гориво в цилиндрите, които изпълняват ролята на „пилотно" впръскване преди основната доза. Нещо повече - благодарение на новата технология, определеното за един работен такт гориво може да бъде разпределено на до пет частични процеса на впръскване под налягане от 1600 бара.
Всичко това може би звучи като доста суха теория, но има огромни практически предимства. Пример в тази насока е повишаването на екологичните показатели -двигателят на Audi 3.0 TDI изпълнява без проблеми изискванията на нормата Euro 4 дори и без филтър за твърди частици (какъвто междувременно се предлага от инголщатската компания).

Пиезо технология

Според специалистите от отдела за разработка на двигатели на Audi пиезотехнологията има огромен принос и в намаляването на разхода на гориво и нивото на шума, а от Bosch изтъкват като главен плюс на новата технология приносът й в повишаване на мощността на дизеловите двигатели. Явно предимствата наистина са впечатляващи, защото след Audi сред клиентите на Bosch скоро ще се наредят и марки като Mercedes-Benz и Renault, a след няколко години пиезотехнологията при впръскващите инжектори по всяка вероятност ще се прилага в преобладаващата част дизелови двигатели с директно впръскване.
При това потенциалът на Bosch акцентират на повишената мощност, но кривата на въртящия момент също изглежда убедително.
Старото откритие на Пиер и Жак Кюри в автомобилната област изглежда съвсем не е изчерпан. Bosch например планират да използват в Common-Rail агрегатите от четвърто поколение не само впръскване под налягане от 2000 бара, а и дюзи, позволяващи променлива геометрия на впръскваната струя. Специалистите на фирмата явно имат пределно ясна идея как да управляват иглите на дюзите за постигане на този ефект, защото серийният старт на инжекторите с такива възможности може да бъде даден още през следващата година.
Остава ни единствено да се надяваме, че старият ефект няма да доведе до поява на нови проблеми...
„Линейният" пиезоинжектор отбеляза своята серийна премиера в двигателя 3.0 TDI в новия А6. Николаус Дикман, снимки Bosch