Gdzie montować dysze?

Montaż dysz wtryskowych w kolektorze dolotowym ma bardzo duży wpływ na prawidłowe i efektywne działanie silnika zasilanego paliwem gazowym. Przyjmuje się, że powinny być montowane jak najbliżej głowicy silnika, czyli w jak najbliższej odległości od zaworów dolotowych, co wpływa na prawidłowy przebieg procesu spalania. Potwierdzają to badania wykonane na Politechnice Lubelskiej.

fot. gazeo.plDysze wtryskowe w aluminiowym kolektorze dolotowym, wkręcone z wykorzystaniem odpowiedniego szczeliwa

Jako obiekt badań wykorzystano dwulitrowy silnik Holden, którego stosunkowo długi kolektor dolotowy pozwalał na montaż dysz w wielu miejscach. Ich odległość od zaworów dolotowych wahała się od 115 (tuż przy głowicy) do 310 mm. W czasie badań dla każdego położenia dysz zmieniano również kąt wyprzedzenia wtrysku gazu w granicach od 120^o przed GMP do 120^o po GMP (Górne Martwe Położenie tłoka). W każdym położeniu dysz mierzono wielkości charakteryzujące proces spalania (m.in. maksymalne ciśnienie i miejsce jego występowania w stosunku do GMP, zawartość szkodliwych składników w spalinach).

Najlepsze parametry spalania oraz toksyczności spalin uzyskano dla najbliższych głowicy (zaworów dolotowych) położeń dysz wtryskowych. W miarę wzrostu odległości wskaźniki charakteryzujące efektywność procesu spalania malały. Można było je jednak w znacznym stopniu korygować poprzez zmianę kąta wyprzedzenia wtrysku gazu.

Warunki warsztatowe nie pozwalają na regulację kąta wyprzedzenia wtrysku gazu, zatem nie pozostaje nic innego jak montaż dysz wtryskowych w kolektorze, możliwie najbliżej zaworów dolotowych. Wtedy proces spalania przebiega najefektywniej (najniższe zużycie paliwa, minimalny spadek parametrów przy zasilaniu gazem).

fot. gazeo.plDysza przedłużana umożliwia odsunięcie punktu jej osadzenia w kolektorze od głowicy przy zachowaniu niewielkiej odległości podawania paliwa gazowego od zaworów dolotowych. W niektórych silnikach ze względu na utrudniony dostęp do kolektora lub długie kanały dolotowe w samej głowicy ich zastosowanie jest wręcz konieczne

A jeśli nie ma dostępu?

Czasami z uwagi na konstrukcję silnika, rozmieszczenie osprzętu, czy sposób jego zabudowy w pojeździe zamontowanie dyszy jak najbliżej głowicy jest niestety niemożliwe. Można wtedy zastosować tzw. dysze przedłużane, które osadza się w większej odległości. Dzięki zastosowaniu części wewnętrznej skierowanej w kierunku zaworów uzyskuje się podobny efekt jak w przypadku osadzenia dyszy znacznie bliżej głowicy. Dysze przedłużane mogą być wykonane jako sztywne (miedziane) lub w postaci wykonanych z tworzywa sztucznego wężyków. W zależności od konkretnego zastosowania część umieszczoną w kanałach dolotowych docina się na odpowiednią długość. Dobrym przykładem zastosowania dysz przedłużanych jest silnik VR6 Volkswagena, w którym zastosowano kolektor dolotowy z jednej strony, a kanały do rzędu cylindrów po drugiej stronie jednostki napędowej są wykonane w głowicy. Aby zatem paliwo gazowe było podawane w jednakowej odległości od zaworów dolotowych stosuje się dysze przedłużane o różnych długościach.

Czasami zamiast dysz przedłużanych można zastosować specjalne podkładki pod kolektor dolotowy. Wykonany ze stopów aluminium element z osadzonymi dyszami montuje się pomiędzy kolektorem a głowicą. Wymaga to oczywiście demontażu kolektora.

fot. gazeo.plAluminiowa podkładka pod kolektor dolotowy z osadzonymi specjalnymi dyszami wykorzystywanymi w systemie wtrysku ciekłego firmy Vialle. Wyjścia z obsady wtryskiwaczy są przedłużone wykonanymi z tworzywa wężykami, których końcówki są mocowane w specjalnych nadlewach. Dzięki temu strumień wtryskiwanego w fazie ciekłej gazu jest odpowiednio ukierunkowany

Wyjątek potwierdza regułę

W niektórych przypadkach zamontowanie dysz bardzo blisko głowicy, może spowodować „uwarstwienie” mieszanki gazowo-powietrznej. Jest to szczególnie istotne w silnikach wielozaworowych, w których przez złe zamontowanie dyszy wtryskowej można doprowadzić do sytuacji, kiedy przez jeden z zaworów dolotowych będzie płynąć mieszanka gazowo-powietrzna, podczas gdy przez drugi zawór będzie przepływać prawie samo powietrze.

Wtrysk gazu w fazie ciekłej

W przypadku wtrysku gazu w fazie ciekłej bardzo precyzyjne, zgodne w zaleceniami producenta, osadzenie dysz wtryskowych jest bardzo istotne. Źle osadzona dysza może kierować strumień ciekłego paliwa gazowego na ściankę kanału dolotowego. Gwałtowne odparowujący gaz i związane z tym obniżenie temperatury może w skrajnych przypadkach doprowadzić do oblodzenia kanału i związanego z tym ograniczenia jego przekroju. Przepływające powietrze może powodować odrywanie lodu i przedostawanie się jego odłamków do silnika, przyczyniając się do występowania kłopotów w jego pracy lub doprowadzając nawet do uszkodzenia jednostki napędowej.

fot. gazeo.plDysze wtryskiwaczy LPG w fazie ciekłej (system Vialle LPi) muszą być osadzone bardzo precyzyjnie. Do wykonywania otworów w kolektorze używa się specjalnych szablonów

Kolektor - demontować czy nie?

Zdania na temat konieczności demontażu kolektora dolotowego w celu osadzenia dysz wtryskowych (tak, aby do wnętrza nie przedostały się opiłki) są podzielone, co z pewnością wynika z dużej pracochłonności tej czynności. Niektórzy twierdzą, że przy wykorzystaniu odpowiednich narzędzi przedostanie się opiłków do wnętrza kolektora jest niemożliwe. Czasami jednak, kiedy dostęp do kolektora jest mocno ograniczony warto go zdemontować, aby zamontować dysze wtryskowe możliwie blisko głowicy.

Poruszając temat montażu dysz wtryskowych w kolektorze dolotowym można dodać jeszcze jedną niezwykle istotną uwagę. Mianowicie, przy zdemontowanym kolektorze dolotowym, montując dysze wtryskowe w poszczególnych jego kanałach nie należy ich zabezpieczać nakrętką od strony wewnętrznej, ponieważ jej odkręcenie i przedostanie się do komory spalania może być przyczyną poważnej awarii silnika. Trudno w to uwierzyć, ale takie przypadki niestety się zdarzały. Wkręcenie dysz z wykorzystaniem odpowiedniego szczeliwa skutecznie zabezpiecza je przed możliwością odkręcenia.

Podsumowanie

W montażu dysz wtryskowych należy kierować się zaleceniami montażowymi producentów oraz własnym doświadczeniem, choć stosowanie generalnej zasady mówiącej o ich zamontowaniu jak najbliżej głowicy powinno zawsze skutkować pozytywnym efektem. Co do konieczności demontażu kolektora dolotowego nie ma jednoznacznie sformułowanych zasad. W przyfabrycznych montowniach obserwowaliśmy osadzanie dysz zarówno w zdemontowanych kolektorach jak i bez ich zdejmowania z silnika. Przekonaj się sam, oglądając filmy: Panda LPG - w dwie godziny i Centrum konwersji Czakram.