Amb una estricta normativa anticontaminant, tots els fabricants es veuen obligats a reduir les emissions. Els últims estàndards EURO6 han elevat el llistó a un nivell encara més alt.
Una de les maneres d'obtenir resultats és fer que la detonació del combustible dins dels cilindres a processar sigui de la manera més eficient possible. Els injectors piezoeléctrics tindran un paper decisiu en aquest sentit.
Com es pot fer això?
Fer injeccions més freqüents amb menys volum de combustible i amb pressions d'injecció més altes, una manera de cremar combustible més net i complet. Els injectors piezoelectrònics utilitzen cristalls de quars com a actuador, que és més ràpid en comparació amb els injectors electromagnètics tradicionals.
Què és la piezoelectricitat?
La piezoelectricitat és una combinació d'efectes del comportament elèctric del material, particularment dels cristalls. Això vol dir que quan s'aplica una força a un cristall, el centre d'equilibri de les càrregues positives i negatives es desplaça, fent que el material es polaritza i el consegüent desplaçament del corrent elèctric.
Què constitueix un injector piezoelèctric?
L'injector piezoelèctric està format per una sola peça en forma de llapis mecànic, però al seu interior conté diverses parts estàtiques i altres mòbils.
Comencem per la part superior de l'injector. Aquí tenim els terminals de connexió elèctrica, que van seguits d'una entrada de combustible formada per un terminal de cargol d'alta pressió, que es connecta a la tira d'injecció. Aquest canal d'entrada de combustible passa per l'interior de l'injector i just al seu inici hi ha un petit filtre metàl·lic en forma de cartutx.
Al mateix temps, hi ha el circuit de retorn de combustible en una sortida independent. Passant a la zona intermèdia de l'injector, tenim el mòdul Piezo, que conté l'actuador Piezo compost per una pila de cristalls i que al seu torn està connectat al mòdul actuador que conté 2 vàlvules, una composta pel pistó i la corresponent. molla de pressió i l'altra per la vàlvula de commutació que gestiona part del cabal de combustible procedent de la línia d'alimentació i contingut en el dipòsit.
A continuació, i limitant el desplaçament d'aquests components a la zona inferior, hi ha la placa de restricció. La part final de l'injector està formada per l'agulla de l'injector i la molla respectiva seguida de l'anell de retenció, que acaba en la broca de l'injector. L'àrea terminal del broquet de l'injector és on es troben els orificis de vaporització del combustible a pressió.
Com funcionen els injectors piezoeléctrics?
El funcionament dels injectors piezoeléctrics consisteix a fer passar un corrent elèctric a través de la pila de cristalls, fent-los expandir. A mesura que els cristalls descarreguen el corrent també es retrauen a la seva mida original. Aquesta expansió i contracció dels cristalls fa que el combustible circuli a l'interior de l'injector, fent que la vàlvula d'agulla del broquet de l'injector s'obri i tanqui molt ràpidament.
Què passa amb la velocitat i la precisió?
Per exemple, si l'ECU indica a l'injector que tingui un temps obert de 0,5 s i l'injector indica que estava obert 0,496 s, l'ECU sap que pot utilitzar una mica més de temps en el següent cicle d'injecció per compensar. I com que els piezoinjectors són més ràpids, poden fer més injeccions, més precisament fins a 7 per cicle, i a pressions més altes, la qual cosa augmenta l'atomització del combustible.
Què és això de l'atomització del combustible?
Com més gran sigui l'atomització del combustible, millor, ja que això significa que les partícules moleculars del combustible s'uneixen millor amb l'oxigen present dins del cilindre, donant lloc a una injecció més eficient, que produeix menys pics de temperatura, alhora que l'explosió/ la combustió es produeix d'una manera més controlada, utilitzant menys combustible.
I què se'n pot treure d'això?
És aquesta gestió del combustible extremadament precisa la que es tradueix en guanys amb millors corbes de parell i potència, amb menors emissions contaminants, per a un consum de combustible molt menor.
Els injectors piezoelèctrics són actualment millors que els solenoides tradicionals?
Definitivament sí, però els injectors piezoeléctrics encara tenen alguns inconvenients. La seva producció té uns costos elevats que els converteixen en un producte car, principalment per la novetat de la pròpia tecnologia. Un altre inconvenient és la fiabilitat, tot i que els fabricants hi estan treballant.
Els piezoinjectors ja són una realitat en alguns blocs de gasoil i comencen a aparèixer als blocs de gasolina. Sens dubte marcaran la seva presència constant en un futur proper, fet que farà que els motors de combustió interna siguin màquines cada cop més eficients i intel·ligents.
En aquest vídeo podeu veure el procés de funcionament del piezoinjector:
Aquí podem veure un injector piezoelèctric al banc de proves a una pressió de 2000 bar:
T'ha agradat aquest article d'Autopedia? Deixa'ns els teus comentaris aquí i a les nostres xarxes socials i envia'ns-los els vostres suggeriments de temes!