Ποια είναι η αδυναμία του άμεσου ψεκασμού; (+video)

201

Οι παλαιότεροι μεγάλωσαν με τους ήχους των Dellorto κάτω από τα καπό. Οι μεταγενέστεροι εντυπωσιαζόμασταν στην θέα του σήματος «Injection» στο πίσω μέρος, ενώ οι ακόμα νεότεροι έμαθαν να έρχονται αντιμέτωποι με ακρωνύμια όπως «GDI» και «FSI». Μόλις περιγράψαμε την μετάβαση από τα καρμπιρατέρ στον ψεκασμό και από εκεί στην άμεση μορφή του.

Τη σήμερον ημέρα οι κινητήρες είναι πιο ισχυροί, οικονομικοί και καθαροί από ποτέ. Να πάρουμε για παράδειγμα το προαναφερθέν FSI, στα 1.600 κυβικά. Το Golf V 1.6 FSI που παρουσιάστηκε το 2003, απέδιδε 115 ίππους στις 6.000 σ.α.λ. και 155 Nm ροπής στις 4.000, κατανάλωνε κατά μέσο όρο 6,5 λίτρα/100 χλμ. (εργοστασιακή μέτρηση), επιβάρυνε το περιβάλλον με 166 γρ. CO2/χλμ., επιτάχυνε στα 100 χλμ./ώρα από στάση σε 11,0 δλ. και η τελική του έφτανε τα 190 χλμ./ώρα. Δυο γενιές μετά, το 1.0 TSI αποδίδει 116 ίππους και 200 Nm στις 2.000-3.500 σ.α.λ. από 999 κ.εκ., «καίει» 4,9 λίτρα/100 χλμ. (επίσης εργοστασιακά και βάσει NEDC), εκπέμπει 111 γρ. CO2/χλμ., θέλει 9,8 δλ. για να επιταχύνει στα πρώτα 100 χλμ./ώρα και η τελική του αγγίζει τα 200 χλμ./ώρα (198). Με δυο λόγια επιδόσεις 2.0 FSI με κατανάλωση και εκπομπές ρύπων… Lupo!

Τέτοια πρόοδος, ωστόσο, δεν υπήρχε περίπτωση να μην κρύβει παγίδες… Με μια από τις μεγαλύτερες και ίσως η πιο ύπουλη, να εντοπίζεται στον τρόπο έγχυσης του καυσίμου στον θάλαμο καύσης. Ο άμεσος ψεκασμός ήταν το πρώτο και σημαντικότερο βήμα στον ακριβή έλεγχο της ποσότητας και διαστρωμάτωσης του μείγματος εντός κυλίνδρων. Τη στιγμή που τα καρμπιρατέρ πρακτικά «έσταζαν» το καύσιμο και ο έμμεσος ψεκασμός εξαρτάτο από τους παλμούς της πολλαπλής εισαγωγής, ο άμεσος προσέφερε στους μηχανικούς την δυνατότητα απευθείας ελέγχου της έγχυσης. Το καύσιμο ψεκάζεται απευθείας στον κύλινδρο, επιτρέποντας μικρομετρικές ρυθμίσεις στην ανάφλεξη και μειώνοντας την κατανάλωση με τις εκπομπές, αυξάνοντας κατακόρυφα την απόδοση.

Δείτε ακόμα: Πώς μπορούμε να αποκαταστήσουμε την ισχύ στον κινητήρα; (+video)

Μέχρι το 1996 ο άμεσος ψεκασμός ήταν προνόμιο λίγων. Τότε ήταν που η Mitsubishi λάνσαρε τους 1.8 GDI και 2.0 GDI (θα τους θυμάστε από το Pajero Pinin) – όπου GDI βάλτε «Gasoline Direct Injection». Αρχικά υπήρχε έντονος σκεπτικισμός, ειδικά για την απόδοση του άμεσου ψεκασμού σε ακραίες θερμοκρασίες. Τα Lada και το Skoda Favorit, για παράδειγμα, χρησιμοποιούσαν τα καρμπιρατέρ Jikov 28-30 LEKR που μπορούσαν να λειτουργήσουν με άνεση ακόμα και στους -20 βαθμούς Κελσίου. Ο έμμεσος ψεκασμός είχε το πλεονέκτημα της ομαλοποιημένης ροής. Μπορεί να χανόταν απόδοση στην διαδρομή από πολλαπλή μέχρι κύλινδρο, όμως σε αυτό το διάστημα το μείγμα ομαλοποιείτο χάρις στην διαμόρφωση της εισαγωγής.

Όπως κάθε τι επαναστατικό, ο άμεσος ψεκασμός πήρε τον χρόνο του – αλλά εν τέλει, κυριάρχησε. Άργησε σχετικά, καθότι τα στατιστικά δείχνουν πως το 2007 μόλις το 2,3% των νέων μοντέλων έφερε την εν λόγω τεχνολογία. Χρειάστηκαν άλλα 10 χρόνια και η επικράτηση του downsizing, για να βρει η απευθείας έγχυση στον θάλαμο καύσης τον στην πλειονότητα των μηχανοστασίων. Όμως, όπως είπαμε, έχει τις αδυναμίες του.

Μπορεί οι εκπομπές CO2 να είναι μειωμένες, όμως αυτές του μονοξειδίου αζώτου (NOx) και των μικροσωματιδίων αυξάνονται. Αυτό οφείλεται στην φύση του άμεσου ψεκασμού. Η απευθείας έγχυση στον κύλινδρο με αυξημένη πίεση επιτρέπει ακριβέστερο έλεγχο στο αβάνς και του χάρτες ανάφλεξης, όμως μικρές ποσότητες καυσίμου περνάνε από τα τοιχώματα και καταλήγουν στον στροφαλοφόρο. Κατ’ αυτό τον τρόπο, όχι μόνο διυλίζεται το καύσιμο με το λάδι, αλλά κυρίως δημιουργούνται άτακτες εστίες θέρμανσης στον κύλινδρο – κοινώς «πειράκια».

Ένα άλλο ζήτημα που προκύπτει είναι οι επικαθήσεις στις βαλβίδες. Πολλά από τα προαναφερθέντα μόρια λαδιού-καυσίμου ξεφεύγουν από το δοχείο αναθυμιάσεων και καταλήγουν στην κυλινδροκεφαλή, μέσω του κυκλώματος λίπανσης. Από εκεί στρογγυλοκάθονται στις βαλβίδες, δημιουργώντας την χαρακτηριστική μαυρίλα που παρατηρούμε όταν ανοίξει η κεφαλή. Κατάσταση που επιδεινώνεται όταν οδηγούμε για σύντομο χρονικό διάστημα και με μικρή ταχύτητα, καθώς το μείγμα είναι πιο πλούσιο και δημιουργεί ακόμα περισσότερες επικαθήσεις.

Διαβάστε επίσης: Πόσο επικίνδυνα είναι τα «πειράκια» στους κινητήρες; (+video)

Φυσικά οι κατασκευαστές γνωρίζουν την συγκεκριμένη ιδιοτροπία και φροντίζουν να «σφραγίζουν» όσο γίνεται το διάκενο μεταξύ πιστονιού και τοιχώματος, έχοντας φτάσει παράλληλα την ακρίβεια στον έλεγχο της ανάφλεξης και καύσης σε πρωτόγνωρα επίπεδα.

Επίσης, ο διαχωριστής λαδιού είναι μια λύση που μπορούμε να καταφύγουμε και μόνοι μας. Διαχωρίζει το λάδι από την αναρρόφηση αναθυμιάσεων, με την φυγόκεντρο δύναμη να εκσφενδονίζει το λάδι στα τοιχώματα του διαχωριστή. Τα σταγονίδια λαδιού δημιουργούν στα τοιχώματα του διαχωριστή μεγαλύτερες σταγόνες και τέλος μέσα από μία οπή εκροής λαδιού στον διαχωριστή ρέουν μέσα στην κυλινδροκεφαλή. Οι καθαρές αναθυμιάσεις επιστρέφουν πάλι στην πολλαπλή εισαγωγής.