|
|
| (48 välissä olevaa versiota 8 käyttäjän tekeminä ei näytetä) |
| Rivi 1: |
Rivi 1: |
| − | [[Tiedosto:327 fuelie badge.jpg|right|250px]]
| + | #OHJAUS [[Polttoaineenruiskutus]] |
| − | '''Polttoaineensuihkutus''' on järjestelmä, jonka avulla [[polttoaine]] syötetään [[polttomoottori]]n palotilaan. [[Dieselmoottori|Dieselmoottoreissa]] polttoaineensuihkutus on välttämättömyys, [[Ottomoottori|ottomoottoreissa]] se on vaihtoehto [[Kaasutin|kaasuttimelle]]. Kaasuttimella ei kuitenkaan voitu säädellä polttoaineen syöttöä niin tarkasti, että 90-luvun alussa kiristyneet [[päästöluokitukset]] olisi voitu täyttää. Erityisesti kolmitoimikatalysaattorin toiminta edellyttää tarkasti oikeaa seossuhdetta, minkä aikaansaaminen ja jatkuva ylläpito eri käyttöolosuhteissa on kaasuttimen avulla lähes mahdotonta. Nämä ongelmat pakottivat lopulta siirtymään täysin suihkutuslaitteiden käyttöön.[http://uk.businessinsider.com/heres-what-idling-your-car-in-the-morning-is-doing-to-your-engine-and-its-not-good-2016-1?r=US&IR=T]
| |
| − | | |
| − | Kaasutin- ja suihkutusjärjestelmän suurin eroavaisuus löytyy tavasta, jolla polttoaine atomisoidaan ja sekoitetaan paloilmaan. Suihkutusjärjestelmässä polttoaine työnnetään ruiskusuuttimesta kovalla paineella, jolloin se hajoaa sumuksi. Ottomoottorin kaasuttimessa polttoaine syötetään moottoriin imuilman joukkoon ennen kaasuttimen kurkkua (kiinteäkurkkuiset kaasuttimet), joka kiihdyttää ilman ja polttoaineen muodostaman seoksen virtausnopeutta ja samalla atomisoi polttoaineen.
| |
| − | | |
| − | == Tavoitteet ==
| |
| − | Polttoaineen suihkutusjärjestelmän toiminnalliset tavoitteet saattavat vaihdella. Kaikkien järjestelmien päätehtävänä on toimittaa polttoainetta moottorin palotapahtumaan, mutta lisäksi järjestelmissä voidaan painottaa yhtä tai useampaa osa-aluetta. Alla on listattu joitain järjestelmille asetettavia tavoitteita, jotka saattavat osin jopa kamppailla toisiaan vastaan:
| |
| − | * Voiman tuotto
| |
| − | * [[Polttoainetaloudellisuus]]
| |
| − | * Kyky pysyä annetuissa päästörajoissa
| |
| − | * Kyky hyödyntää [[Vaihtoehtoiset polttoaineeta|vaihtoehtoisia polttoaineita]]
| |
| − | * Luotettavuus
| |
| − | * Ajettavuus ja pehmeä toiminta
| |
| − | * Valmistuskustannukset
| |
| − | * Huoltokustannukset
| |
| − | * Kyky itsediagnoosiin
| |
| − | * Kyky toimia eri ympäristöissä ja olosuhteissa
| |
| − | * [[Moottorin virittäminen]]
| |
| − | Modernit, digitaalista dataa hyödyntävät, elektronisesti ohjatut suihkutusjärjestelmät, kykenevät huomattavasti parempaan tavoitteiden yhdistämiseen ja optimointiin kuin vanhemmat mekaaniset järjestelmät ja kaasuttimet.
| |
| − | | |
| − | == Hyödyt ==
| |
| − | Polttoaineen suihkutusjärjestelmän etuja ovat täsmällisempi ja nopeampi [[Kaasuläppä|kaasuläpän]] liike, parempi kylmäkäynnistyvyys, tasalaautuinen toiminta eri lämpötiloissa ja ilmanpaineissa, vakaampi tyhjäkäynti, vähentynyt huollon tarve ja parempi polttoainetalous.
| |
| − | | |
| − | Suihkutusjärjestelmä eliminioi erillisen mekaanisen [[Kuristusläppä|rikastimen]] tarpeen. Yksinkertaisemmissa kaasutinjärjestelmissä kuljettajan oli huolehdittava manuaalisesti rikastimen säätämisestä moottorin lämpötilan mukaan. Sen lisäksi [[Polttoaineen suorasuihkutus|(suora)suihkutusjärjestelmien]] etuna on kyky kerrostettuun syöttöön. Kaasuttimella tätä ominaisutta ei ole.
| |
| − | | |
| − | Polttoaineen tasainen jakaminen sylintereittäin jo nelisylinterisessä rivimoottorissa yhdellä kaasuttimella on haastavaa, viisi- ja kuusisylinterisissä rivimoottoreissa vielä vaativampaa. Monet moottorivalmistajat käyttivät kahden tai useamman kaasuttimen järjestelmiä hiemankaan hintavamman luokan autoissa. Samoin esimerkiksi korkean suorituskyvyn omaavissa V8-moottoreissa saatettiin käyttää kahta tai kolmea kaksikurkkuista kaasutinta. Tällaiset järjestelmät olivat hintavia ja niiden säätäminen tasapainoon erikoisosaamista vaativa ala. Polttoaineen monipistesuihkutuksella on päästy tasaiseen sylinterikohtaiseen syöttöön.
| |
| − | | |
| − | Polttoaineen suihkutusjärjestelmä on lisäksi riippumaton asennon muutoksista. Uimurikammiolla varustettu kaasutin ei toimi ylösalaisin tai painottomassa tilassa, jotka ovat lentokonemoottoreille tyypillisiä toimintatiloja.
| |
| − | | |
| − | === Ympäristöhyödyt ===
| |
| − | Polttoaineen suihkutuksen voidaan yleisellä tasolla sanoa parantavan moottorin polttoainetaloutta ja siten vähetävän ympäristökuormitusta. Monipistesuihkutus mahdollistaa tarkan sylinterikohtaisen annostelun. Kaasuttimien ja yksipisteruiskun yhtenä heikkoutena on ollut, imujärjestelmän rakenteesta riippuen, seoksen epätasainen jakautuminen. Sen sivutuloksena, että kaikki sylinterit saavat tehon tuottamisen kannalta riittävän määrän polttoainetta, lähimpänä kaasutinta tai yksipisteruiskun syöttöä olevat sylinterit saavat sitä liikaakin.
| |
| − | | |
| − | Tarkan sylinterikohtaisen annostelun ja tehokkaamman palotapahtuman ansiosta pakokaasuissa on hyvin vähän palamatonta polttoainetta eli hiilivetyä (HC). Tällä taas on suora vaikutus [[katalysaattori]]n toimintaan, koska mitä puhtaampia pakokaasut ovat HC-jäämistä, sen tehokkaammin katalysaattori kykenee muuntamaan muita päästöjä vähemmän haitalliseen muotoon. Myös katalysaattorin käyttöikä pitenee, mitä vähemmän sinne kulkeutuu ylimääräisiä jäämiä.
| |
| − | | |
| − | == Historia ja kehitys ==
| |
| − | Englantilaisen [[Herbert Akroyd Stuart]] suunnittelema ja vuonna 1892 myyntiin tullut öljymoottori oli ensimmäinen polttomoottori, jossa paineistettu [[polttoöljy]] syötettiin suuttimen kautta sylinterin palotilaan. Järjestelmää käytettiin osana Stuartin kehittämää [[Kuulamoottori|kuulamoottoria]]. Saksalainen [[Robert Bosch GmbH|Robert Bosch]] ja amerikkalainen [[Clessie Cummins]] kehittivät Stuartin järjestelmää eteenpäin [[dieselmoottori]]en polttoaineen syötössä. [[Rudolf Diesel]]in alkuperäisessä järjestelmässä polttoaine atomisoitiin paineistetun ilman voimalla. Tämä vaati erillisen ahtimen, joka vei osan moottorin antamasta tehosta ja teki samalla siitä kalliimman valmistaa.[https://books.google.fi/books?id=Ek0Cxo4rfnMC&pg=PA12&lpg=PA12&dq=Rudolf+Diesel+air-blast+system&source=bl&ots=uMjKl2xbsA&sig=cNfUsmCX1XBdEdCK492f_nAZEwI&hl=fi&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q=Rudolf%20Diesel%20air-blast%20system&f=false] 1920-luvun puolivälissä polttoaineen suihkutus oli [[Dieselmoottori|dieselmoottoreiden]] järjestelmänä jo laajalti levinnyt.
| |
| − | | |
| − | Varhaisin bensiinin epäsuoran suihkutuksen järjestelmä näki päivänvalon vuonna 1902, jolloin ranskalainen ilmailuinsinööri [[Léon Levavasseur]] asensi tällaisen järjestelmän uraauurtavaan ''Antoinette 8V'' -lentokonemoottoriinsa. Kyseinen moottori oli ensimmäinen [[V8]]- konfiguraatiolla toteutettu moottori, joka on koskaan valmistettu.[http://web.archive.org/web/20141214235209/http://www.hydroretro.net/etudegh/antoinette.pdf]
| |
| − | | |
| − | Eräs varhaisimmista [[Bensiinin suorasuihkutus|bensiinin suorasuihkutusjärjestelmistä]] löytyy ruotsalaisen insinööri [[Jonas Hesselman]]in vuonna 1925 suunnittelemasta [[Hesselman-moottori]]sta. Hesselman-moottorit toimivat [[Laihaseos|laihaseos]]-periaatteella. Niissä polttoaine suihkutettiin palotilaan puristustahdin loppuvaiheessa ja sytytettiin [[Sytytystulppa|sytytystulpan]] avulla. Useimmiten moottorit käynnistettiin bensiinillä, jonka jälkeen siirryttiin käyttämään dieselöljyä tai moottoripetrolia.[http://www.directinjectionengine.com]
| |
| − | | |
| − | Useissa II maailmansodan aikaisissa lentokonemoottoreissa käytettiin polttoaineen suorasuihkutusta, huomattavimpina näistä saksalaiset ''Junkers Jumo 210, Daimler-Benz DB 601'' ja ''BMW 801'', sekä venäläinen ''Shvetsov ASh-82FN (M-82FN)''. Saksalaisten bensiinin suorasuihkutus oli kehitetty [[Robert Bosch GmbH|Boschin]] dieselmoottoreiden ruiskujärjestelmästä. Brittien ''Rolls-Royce Merlin'' -moottorissa siirryttiin vuonna 1943 käyttämään yksipisteruiskua, jota tuolloin kutsuttiin nimellä "Pressure Carburettor". Toisen maailmansodan loppuvaiheessa ''Wright R-3350'' -moottorissa siirryttiin polttoaineen suorasuihkutukseen. Japanilaisilla oli polttoaineen suihkutus käytössä kahdessa lentokonemoottorissa, ''Mitsubishi Kasei'' ja ''Kinsei'' -tähtimoottoreissa.
| |
| − | | |
| − | Eräs ensimmäisistä sähköisesti ohjatuista ruiskujärjestelmistä oli Alfa Romeon vuoden 1940 [[Mille Miglia]] -kilpailussa käyttämä ''Caproni-Fuscaldo'' -järjestelmä.[https://www.flightglobal.com/FlightPDFArchive/1941/1941%20-%200897.PDF] Kuusisylinterisellä rivimoottorilla ja monipisteruiskulla varustettu [[Alfa Romeo 6C]] 2500 "Ala spessa" ajoi kilpailun lävitse täysin ongelmitta.[http://digilander.libero.it/spideralfaromeo/1940b.htm]
| |
| − | | |
| − | == Rakenne ja toiminta ==
| |
| − | Ruiskutusjärjestelmät voidaan jakaa ruiskutusventtiilien suuttimien lukumäärän mukaan 1-piste- ja monipisteruiskutusjärjestelmiin. yksipisteruiskutuksessa yksi suutin syöttää polttoaineen kaikille moottorin sylintereille, kun taas monipisteruiskutuksessa jokaiselle sylinterille on oma ruiskutussuuttimensa. Ruiskutusjärjestelmät voidaan jakaa myös polttoaineen ruiskutuspaikan mukaan imusarjaruiskutusjärjestelmiin ja suoraruiskutusjärjestelmiin. Suoraruiskutusjärjestelmät suihkuttavat polttoaineen suoraan palotilaan. Imusarjaruiskutusjärjestelmissä polttoaine suihkutetaan imusarjaan, jossa se sekoituu imusarjassa virtaavaan ilmaan muodostaen polttoaineseoksen.
| |
| − | Ruiskutusjärjestelmät voidaan jakaa ruiskutustapansa mukaan jaksottais- eli pulssi- ja jatkuvasuihkutteisiin laitteistoihin.
| |
| − | | |
| − | Suihkutusjärjestelmässä on polttoainelaitteet, jotka hallitsevat polttonesteen liikkeet järjestelmässä, ja ohjausjärjestelmä, joka ohjaa polttoainelaitteita. Ohjausjärjestelmä on yleensä elektroninen järjestelmä, jossa on ohjausyksikkö, joka ohjaa suihkutusventtiileitä antureilta saamansa tiedon perusteella. Polttoainelaitteita ovat polttoainepumppu, joka tuottaa järjestelmään tarvittavan polttoaineen paineen, polttoaineputkisto, joka johtaa polttoaineen haluttuihin kohteisiin, paineensäädin, joka huolehtii oikean ruiskutuspaineen säilyttämisetä, ja suihkutusventtiilit, jotka ohjaavat polttoaineen pääsyä moottoriin.
| |
| − | | |
| − | === Yksipistesuihkutusjärjestelmät ===
| |
| − | Yksipistesuihkutusjärjestelmät eroavat toisistaan lähinnä rakenteellisesti. Kaikissa järjestelmissä on kuitenkin kaasuläpän yläpuolelle sijoitettu suihkutusventtiili, tasaisen seoksen jakautumisen vuoksi, ja niissä yleensä käytetään suihkutuspaineena hieman alle 1 baaria.
| |
| − | | |
| − | == Eri polttoaineensuihkutusjärjestelmiä ==
| |
| − | === Bosch-ruiskut ===
| |
| − | * [[K-Jetronic]]
| |
| − | * [[Ke-Jetronic]]
| |
| − | * [[L-Jetronic]]
| |
| − | * [[Le-Jetronic]]
| |
| − | * [[D-Jetronic]]
| |
| − | * [[Mono-Jetronic]]
| |
| − | * [[Mono-Motronic]]
| |
| − | * [[Motronic]]
| |
| − | | |
| − | === Muut ruiskut ===
| |
| − | * [[Denso]]
| |
| − | * [[Digifant]] (VW)
| |
| − | * [[GM Multec]]
| |
| − | * [[Hestec]]
| |
| − | * [[Hitachi]]
| |
| − | * [[IAW Weber]]
| |
| − | * [[Kefico]]
| |
| − | * [[Kugelfischer]]
| |
| − | * [[Lucas]]
| |
| − | * [[Magneti Marelli]]
| |
| − | * [[Mazda EGI]]
| |
| − | * [[Mitsubishi ECI]]
| |
| − | * [[Megasquirt]]
| |
| − | * [[Motec]]
| |
| − | * [[Pierburg]]
| |
| − | * [[Spica]]
| |
| − | | |
| − | == Katso myös ==
| |
| − | * [[Yhteispaineruiskutus]]
| |
| − | | |
| − | == Lähteet ==
| |
| − | * Ransome-Wallis, Patrick (2001). Illustrated Encyclopedia of World Railway Locomotives. Courier Dover Publications. ISBN 0-486-41247-4.
| |
| − | * Lindh, Björn-Eric (1992). Scania fordonshistoria 1891-1991. Streiffert. ISBN 978-91-7886-074-6.
| |
| − | * Olsson, Christer (1990). Volvo – Lastbilarna igår och idag. Förlagshuset Norden. ISBN 978-91-86442-76-7.
| |
| − | | |
| − | [[Luokka:Moottorit]] | |
