Le discussioni sull'iniezione diretta di carburante si concentrano quasi interamente sui motori diesel. Sempre più, però, l'iniezione diretta viene utilizzata nei motori a benzina che vanno da quello dell'auto di famiglia ai pickup e ora ai motori più piccoli. Ancora, l'iniezione di carburante del motore a gas è completamente diversa dai sistemi di ugelli della linea di pompaggio diesel.

La metà degli anni '70 ha visto l'introduzione di un sistema di iniezione meccanica Bosch su molte auto europee importate qui. Negli anni '80, GM e Ford hanno introdotto un sistema di alimentazione ibrido chiamato iniezione del corpo farfallato (TBI). Consisteva in una(e) piastra(e) dell'acceleratore e un iniettore(i) sopra di essa. Il combustibile è stato introdotto in un ambiente a pressione atmosferica.

Ford è stata la prima a portare la vera iniezione di carburante sul mercato dei pickup nel 1986. Questa innovazione è stata il sistema di iniezione del carburante portuale (PFI). Con questo disegno, c'è un iniettore di carburante per ogni cilindro che è montato alla giunzione del collettore di aspirazione alla testata (situato a circa 100 mm o meno di 4 pollici dalla valvola di aspirazione).

Vantaggi di Port Inject

Considerando che la General Motors TBI operava a bassa pressione del carburante (da 9 a 13 psi), il sistema Ford funzionava a 45 psi. Una volta che l'industria è passata a PFI, l'intervallo di pressione del carburante operativo era compreso tra 45 e 60 psi.

La necessità di soddisfare standard più severi in materia di emissioni e risparmio di carburante ha portato all'introduzione dell'iniezione diretta di benzina (GDI).

Con questo disegno, un iniettore appositamente progettato è posto nella camera di combustione della testata simile a quello di un iniettore di carburante in un diesel. Questo dispositivo inietta il gas direttamente nella camera di combustione a pressioni fino a 2, 200 psi.

Il vantaggio di GDI rispetto a PFI è che non vi è alcuna perdita di carburante durante il trasporto poiché la miscela emulsionata viaggia attraverso il canale di aspirazione della testata. Il vantaggio principale sta nel cambio di fase che avviene con il gas in bombola. A causa del calore latente di vaporizzazione, ciò fornisce un effetto di raffreddamento alla miscela aria-carburante poiché il calore viene utilizzato per convertire la benzina liquida in uno stato rarefatto.

La temperatura dell'aria caricata più fredda da GDI consente quindi di aumentare il rapporto di compressione del motore in molte applicazioni fino a un valore quasi simile al diesel di 14:1. Il metodo più efficace per migliorare il risparmio di carburante in un motore a combustione interna è aumentare il rapporto di compressione.

Iniettori multipli

Ancora, l'evoluzione di questi sistemi non si è fermata. L'ultima tendenza è la combinazione del motore PFI e GDI. Con questo disegno, il numero di iniettori è il doppio del numero di cilindri. C'è un iniettore PFI all'estremità della testata del condotto del collettore di aspirazione e un iniettore nella camera di combustione. Il controller del motore alterna avanti e indietro tra questi due iniettori di carburante.

Tradizionalmente, il motore viene alimentato tramite l'iniettore PFI quando avviato o funzionante al minimo e con carichi molto leggeri. Durante altri stati operativi, il motore è alimentato dal sistema GDI. Non esiste uno stato operativo quando entrambi i sistemi vengono utilizzati contemporaneamente.

Problemi con i depositi delle valvole

Poiché molti produttori eseguono test nella vita reale prima che un progetto entri in produzione, non possono duplicare tutti gli scenari che portano alle insidie ​​di GDI. Con GDI, non c'è bagnatura di carburante sul lato posteriore della valvola di aspirazione. Ancora, durante la sovrapposizione delle camme, i gas di combustione vengono qui reintrodotti e si trasformano in depositi di carbonio. Questi depositi si accumulano sulla valvola di aspirazione e bloccano il flusso d'aria nel cilindro.

Un fenomeno chiamato preaccensione a bassa velocità (LPSI) può verificarsi quando il motore è freddo o a temperature intermedie e guidato a basso numero di giri e sotto carichi moderati.

Nella migliore delle ipotesi, LSPI provocherà solo rumore di combustione o creerà una candela. Ancora, in molti casi, è così grave che ci vorrà un anello che atterra da un pistone o piegherà una biella.

La serie di eventi che può produrre LSPI è troppo tecnica e approfondita per essere trattata qui. È stato determinato che l'olio motore contribuisce enormemente, anche se. È stato scoperto che gli oli motore con un alto livello di calcio sono molto inclini a causare LSPI.

Per questa ragione, è imperativo che se si utilizza un motore GDI si utilizza l'olio esatto specificato dal produttore, che sarà una miscela a basso contenuto di calcio. Motori generali, Per esempio, etichetta il suo olio a basso contenuto di calcio come Dextros.

Prendersi cura dei depositi sulle valvole

Con l'impiego di un sistema PFI/GDI, lo stato di funzionamento del motore con LSPI può essere indotto dal sistema PFI e non è più un problema. Tieni presente che nessuna delle aziende automobilistiche sarà obbligata a onorare un reclamo per un motore distrutto da LSPI una volta scaduta la garanzia del motore.

Se hai un motore che è solo GDI, è necessario utilizzare un sistema di alimentazione di buona qualità e un detergente per iniettori per mantenere pulito il perno dell'iniettore. Però, a causa del carburante introdotto nell'alesaggio del cilindro, un detergente nel serbatoio non rimuoverà i depositi dalla valvola di aspirazione.

Ci sono molti ottimi prodotti per la pulizia ora sul mercato che possono essere introdotti nel sistema di induzione con il motore a un regime di minimo elevato che lavorerà per allentare i depositi della valvola in modo che possano essere bruciati.

È un protocollo sonoro per eseguire questo servizio ogni 5, 000 a 7, 000 miglia. Una volta che il carbonio diventa troppo duro o spesso, sarà impossibile rimuoverlo chimicamente. In quel caso, la testata deve essere rimossa.

Se il motore è un sistema PFI/GDI, la sua cura non richiede molto di più che utilizzare l'olio motore specificato e un buon detergente per il sistema di alimentazione nel serbatoio ogni 3, 000 miglia. La chimica manterrà le valvole pulite insieme ai perni degli iniettori PFI e GDI e renderà il sistema spensierato.

Non preoccuparti di possedere un motore solo GDI. Ma consiglio vivamente di seguire i passaggi di manutenzione che ho descritto qui per anni di servizio senza problemi. Altrimenti, probabilmente metterai un nuovo motore nel veicolo lungo la strada.