Piezoelektrický vstřikovač vs vstřikovač s přímým vstřikováním: Technická příručka

Vstřikovače paliva v moderních motorech: Od přímého vstřikování k piezoelektrickému ovládání

Vstřikovač paliva je komponenta, která zavádí palivo do spalovacího procesu s přesným časováním, řízeným množstvím rozstřiku a spektrem kapek optimalizovaným pro rychlé promíchání a úplné spalování. Vývoj technologie vstřikovačů za poslední tři desetiletí – od jednoduchého vstřikování přes port přes rané přímé vstřikování až po současnou generaci piezoelektrických vstřikovačů schopných více vstřiků za cyklus při vstřikovacích tlacích nad 2 500 barů – byl řízen stále náročnějšími emisními předpisy, cíli v oblasti spotřeby paliva a hledáním vyššího specifického výkonu motorů s menším zdvihovým objemem.

Přímé vstřikování a piezoelektrické vstřikování nejsou konkurenčními alternativami – představují dvě úrovně stejné technologické hierarchie. Piezoelektrický vstřikovač je typ vstřikovače s přímým vstřikováním, který k ovládání jehlového ventilu používá spíše piezoelektrický ovladač než solenoid. Přímé vstřikování je kontext aplikace; piezoelektrické ovládání je mechanismus, který umožňuje nejvýkonnější provedení přímého vstřikování.

Pochopení toho, jak jednotlivé technologie fungují, proč piezoelektrické ovládání poskytuje výkonnostní výhody oproti přímému vstřikování řízenému elektromagnetem, a jaké jsou praktické důsledky pro výkon motoru, diagnostiku a opravy, poskytuje základ pro informovaná rozhodnutí při návrhu motoru, výběru vozidla a servisních pracích.

Injektor s přímým vstřikováním : Principy, tlak a tvorba spreje

Vstřikovač s přímým vstřikováním vstřikuje palivo přímo do spalovací komory spíše než do sacího otvoru před sacím ventilem. Tento zásadní rozdíl v místě vstřikování – spalovací komora versus sací otvor – umožňuje řadu funkcí spalovacího systému, které vstřikování nemůže zajistit, včetně homogenní tvorby náplně při vysokých vstřikovacích tlacích, provozu vrstvené náplně při částečném zatížení (v systémech přímého vstřikování benzínu určených pro tento režim), chlazení náplně odpařováním paliva přímo ve spalovací komoře a přesné řízení hmotnosti vstřikovaného paliva po jednotlivých cyklech nezávisle na dynamice sacího potrubí.

Přímé vstřikování benzínu (GDI)

U benzínových motorů s přímým vstřikováním (GDI) se palivo vstřikuje při tlacích typicky v rozmezí od 100 barů do 350 barů v moderních systémech, přičemž některé pokročilé motory používají tlaky až 500 barů. Vysoký vstřikovací tlak vytváří jemné kapičky, které se rychle rozprašují v horké, stlačené náplni ve válci. Odpařování kapiček paliva přímo ve spalovací komoře absorbuje teplo z náplně, snižuje teplotu náplně a umožňuje vyšší kompresní poměry (které zlepšují termodynamickou účinnost) bez nástupu abnormálního spalování (klepání), které by omezovalo kompresní poměr u ekvivalentního motoru se vstřikováním z portu.

Vstřikovací systémy GDI se vyznačují dodávkou vstřikovacího tlaku (prostřednictvím vysokotlakého palivového čerpadla poháněného od vačkového hřídele), počtem vstřikovacích událostí za cyklus (který se postupně zvýšil z jednoho vstřiku na pět nebo více v systémech současné generace) a geometrií vstřikovací trysky - ať už jde o víceotvorový vzor vytvářející diskrétní stříkací trysky, vířivý vstřikovač, který vytváří dutý ventil s otevřeným kuželem nebo novější.

Diesel s přímým vstřikováním Common Rail

Přímé vstřikování nafty prostřednictvím systému Common Rail je dominantní architekturou vstřikování nafty v osobních automobilech, lehkých užitkových vozidlech a stále častěji v aplikacích pro těžké zatížení. Common Rail ukládá palivo při cílovém vstřikovacím tlaku (v rozmezí od 1 600 barů u raných systémů po 2 700 barů u současných generací vysoce výkonných systémů) ve sdíleném objemu akumulátoru – railu – ze kterého jednotlivé vstřikovače čerpají palivo. Vysokotlaký zásobník v railu odděluje vstřikovací tlak od otáček motoru, což umožňuje použití maximálního vstřikovacího tlaku v jakémkoliv provozním bodě motoru, nikoli omezení na podmínky vysoké rychlosti jako u předchozích systémů vstřikování čerpadlo-potrubí-tryska.

Naftové vstřikovače Common Rail musí spolehlivě fungovat v tlakovém rozsahu od klidových podmínek po špičkový tlak při plném zatížení, otevírat a zavírat jehlový ventil s dobou odezvy v rozsahu mikrosekund až milisekund, aby bylo dosaženo přesného načasování a trvání vstřiku, a udržovat přesnost množství vstřiku po miliony vstřikovacích událostí s minimálním kolísáním výkonu. Tyto požadavky vyžadují přesné výrobní tolerance, materiály nejvyšší kvality a ovládací mechanismus schopný splnit požadavky na dobu odezvy a sílu v celém provozním rozsahu.

Jehlový ventil vstřikovače a tvorba spreje

Jehlový ventil na špičce tělesa vstřikovače je prvkem, který řídí tok paliva z vysokotlakého palivového systému do spalovací komory. Když se jehla zvedne ze svého sedla, vysokotlaké palivo proudí objemem vaku na špičce trysky a vystupuje definovaným počtem otvorů (typicky 5 až 10 u moderních dieselových trysek, 3 až 12 u trysek GDI) jako vysokorychlostní proudy, které se rozprašují na jemné kapičky prostřednictvím turbulentního rozpadu a aerodynamické interakce s hustým plnicím vzduchem ve válci.

Zdvih jehlového ventilu, rychlost otevírání a zavírání a tlakový rozdíl mezi otvory trysky v okamžiku otevření, to vše ovlivňuje počáteční rozdělení velikosti kapiček, průnik spreje (jak daleko trysky urazí, než ztratí hybnost a smíchají se s náplní) a množství paliva vstřikovaného na událost. Ovládací mechanismus vstřikovače – ať už solenoidový nebo piezoelektrický – přímo řídí rychlost a přesnost pohybu jehlového ventilu, což z něj činí klíčový určující faktor kvality vstřikování.

Solenoidové ovládání vstřikovačů s přímým vstřikováním

Většina dnes používaných vstřikovačů s přímým vstřikováním používá jako ovládací mechanismus elektromagnetický ventil. Solenoidový vstřikovač je dominantní konstrukcí od zavedení vstřikování Common Rail v 90. letech a zůstává celosvětově nejrozšířenějším typem vstřikovače s přímým vstřikováním.

Jak funguje solenoidový vstřikovač

U solenoidem ovládaného dieselového vstřikovače Common Rail není jehlový ventil poháněn přímo elektromagnetem. Místo toho solenoid ovládá malý řídicí ventil (dvoucestný nebo třícestný řídicí ventil) ve vysokotlakém palivovém okruhu v tělese vstřikovače. Řídicí ventil řídí tlak v hydraulické řídicí komoře nad jehlou, která určuje, zda čistá hydraulická síla na jehlu směřuje k sedlu (jehla zavřená, vstřikování zastaveno) nebo pryč od sedla (jehla otevřena, vstřik probíhá).

Když je solenoid pod napětím, otevře řídicí ventil a odvzdušní tlak v řídicí komoře zpět (nízký tlak). Tlakový rozdíl mezi řídicí komorou a tlakem trysky působí směrem nahoru na jehlu, zvedne ji z jejího sedla a zahájí vstřikování. Když je solenoid bez napětí, řídicí ventil se uzavře, v řídicí komoře se obnoví tlak a jehla se vrátí do svého sedla společným působením hydraulické vratné síly a jehlové pružiny. Doba vstřikování je proto období mezi aktivací elektromagnetu a deaktivací a vstřikované množství je určeno integrálem průtoku za tuto dobu.

Základním omezením ovládání elektromagnetu při přímém vstřikování je doba mechanické odezvy systému solenoid-ventil-jehla. Solenoidové elektromagnety vyžadují čas na vytvoření a zhroucení magnetického pole a hydraulický zesilovací obvod přidává další zpoždění mezi aktivací elektromagnetu a odezvou jehlového ventilu. To omezuje minimální dosažitelnou dobu vstřiku a minimální odstup mezi po sobě jdoucími vstřiky, což omezuje počet vstřikovacích událostí, které lze provést v rámci jednoho cyklu motoru při vysokých otáčkách motoru.

Piezoelektrický vstřikovač : Jak funguje piezoelektrické ovládání

Piezoelektrický injektor nahrazuje solenoidový ovladač piezoelektrickým sdruženým ovladačem - sloupcem piezoelektrických keramických prvků (nejčastěji olovnatý zirkoničitan titaničitý nebo PZT), které se roztahují, když je na ně aplikováno napětí, a smršťují se, když je napětí odstraněno. Toto fyzické roztahování a smršťování svazku poskytuje ovládací sílu a posunutí, které ovládá řídicí ventil vstřikovače nebo v některých konstrukcích přímo řídí polohu jehlového ventilu.

Piezoelektrický efekt v aktuátorech vstřikovačů

Piezoelektrická keramika vykazuje opačný piezoelektrický efekt: když je na keramiku aplikováno elektrické pole, materiál se mechanicky deformuje. V soustavách PZT navržených pro ovladače vstřikovačů paliva vytváří napětí 100 až 200 V aplikované na soustavu 200 až 400 jednotlivých keramických destiček (každá o tloušťce přibližně 0,1 mm) celkový lineární posun přibližně 30 až 60 mikrometrů. K posunu dochází během mikrosekund při aplikaci napětí – tato téměř okamžitá odezva je základní výkonnostní výhodou piezoelektrického ovládání oproti ovládání elektromagnetem u vstřikovačů s přímým vstřikováním.

Vztah mezi aplikovaným napětím a posunem zásobníku je téměř lineární, což znamená, že aplikace částečného napětí vytváří proporcionální částečný posun. Tato charakteristika umožňuje piezoelektrickému vstřikovači provádět přesné částečné zdvihy řídicího ventilu nebo jehly – vstřikování malých, přesně řízených množství při libovolném zlomku plného zdvihu jehly, které solenoidový systém nemůže replikovat.

Přímočinné a hydraulicky zesílené piezoelektrické vstřikovače

Ve sériových vozidlech se používají dvě hlavní architektury piezoelektrických vstřikovačů:

• Hydraulicky zesílený piezoelektrický vstřikovač : Piezoelektrický komín ovládá servoventil ve vysokotlakém palivovém okruhu (v principu podobný přiblížení elektromagnetického ovládacího ventilu), který pak hydraulicky ovládá polohu jehly. Hydraulický zesilovací stupeň znásobuje malé mechanické přemístění piezoelektrické soustavy do většího zdvihu jehly, a to za cenu určité doby odezvy. Toto je architektura použitá v Bosch CRI3 (vstřikovač common rail) a podobných systémech, které byly prvními komerčními piezoelektrickými dieselovými vstřikovači.
• Přímočinný piezoelektrický vstřikovač : V této architektuře je piezoelektrická sestava mechanicky spojena přímo s jehlovým ventilem přes spojovací prvek, typicky hydraulickou spojku, která kompenzuje na teplotě závislé rozměrové změny materiálu sestavy a tělesa vstřikovače (oba mají různé koeficienty tepelné roztažnosti). Přímá vazba zcela eliminuje hydraulický řídicí obvod a poskytuje nejrychlejší možnou odezvu - otevření jehly během přibližně 50 až 100 mikrosekund od aplikace napětí. Společnost Delphi (nyní BorgWarner Fuel Systems) byla první, kdo zavedl přímo působící piezoelektrický vstřikovač common rail do výroby a tato architektura poskytuje maximální rychlost odezvy vstřikování dostupnou v současné technologii.

Hydraulická spojka v přímočinných systémech

Hydraulická spojka v přímo působícím piezoelektrickém vstřikovači je malá, utěsněná hydraulická komora mezi piezoelektrickou soustavou a spojovací tyčí jehlového ventilu. Jeho primární funkcí je kompenzovat čistý rozdíl v tepelné roztažnosti mezi ocelovým tělem vstřikovače a keramickým svazkem PZT, který by jinak způsobil, že vstřikovač dodává nepředvídatelná množství při změnách teploty během zahřívání a provozu při plném zatížení. Hydraulická spojka věrně přenáší mechanickou sílu ze svazku na jehlovou spojku během rychlé dynamiky vstřikování (časová měřítka mikrosekund až milisekunda), přičemž pomalu prosakuje, aby se přizpůsobila rozdílům v tepelné roztažnosti (časová měřítka sekund až minut). Tato elegantní mechanická konstrukce je jedním z klíčových technických úspěchů přímo působícího piezoelektrického vstřikovače a je zásadní pro jeho dlouhodobou stabilitu množství vstřiku.

Výkonnostní výhody piezoelektrických vstřikovačů oproti solenoidovým vstřikovačům

Výkonové výhody piezoelektrického ovládání oproti solenoidovému ovládání u vstřikovačů s přímým vstřikováním vedly k přijetí piezoelektrických vstřikovačů v aplikacích s nejvyšším výkonem a nejvíce citlivými na emise, zejména v dieselových systémech common rail, kde jsou požadavky na přesnost vstřikování největší.

Rychlejší doba odezvy

Piezoelektrické aktuátory reagují v mikrosekundách ve srovnání s milisekundovým časovým rozsahem solenoidových aktuátorů. Tato rychlejší odezva umožňuje kratší minimální dobu vstřiku, což je kritické pro pilotní a následné vstřikování, které se používají v pokročilých vznětových systémech spalování ke snížení hluku spalování, regulaci emisí pevných částic a podpoře regenerace filtru pevných částic. Piezoelektrický vstřikovač může spolehlivě vstřikovat množství nižší než 1 mm3 na zdvih – množství, která by vyžadovala dobu vstřikování příliš krátkou na to, aby byl solenoidový vstřikovač přesně řízen.

Vyšší počet událostí vstřikování na cyklus

Minimální odstup mezi po sobě jdoucími vstřikovacími událostmi (doba prodlevy mezi vstřiky) je u piezoelektrických vstřikovačů kratší než u solenoidových vstřikovačů, protože jehlový ventil dosáhne své plně uzavřené polohy rychleji po příkazu k vypnutí. Moderní piezoelektrické dieselové vstřikovače common rail mohou provádět až osm nebo více vstřikovacích událostí za cyklus (více pilotů, hlavní vstřikování a vícenásobné vstřikování) při vysokých otáčkách motoru, kde by solenoidové vstřikovače byly omezeny na méně událostí svou pomalejší odezvou. Zvýšený počet vstřikovacích událostí na cyklus umožňuje strategie spalování, které dramaticky snižují hluk (více malých pilotních vstřiků před hlavní událostí předmíchá malé množství paliva před zážehem, čímž se snižuje rychlost nárůstu tlaku) a emise (dodatečné vstřiky podporují následné zpracování částic a strategie snižování emisí NOx).

Proporcionální ovládání zdvihu jehly

Protože je posun piezoelektrického svazku úměrný aplikovanému napětí, může být zdvih jehlového ventilu řízen v mezilehlých polohách, spíše než aby byl omezen na úplné otevření nebo úplné uzavření. Tato schopnost proporcionálního řízení umožňuje plynule měnit průtok skrz otvory trysky během vstřikování - schopnost nazývaná rychlostní tvarování - ve které je rychlost dodávky paliva záměrně řízena tak, aby sledovala požadovaný profil (například náběh na začátku vstřikování, trvalé plató během hlavního vstřiku a řízený náběh na konci). Tvarování rychlosti může dále snížit hluk spalování a emise NOx ve srovnání s konvenčními obdélníkovými profily rychlosti vstřikování.

Nižší spotřeba energie a tvorba tepla

Piezoelektrické kapacitní aktuátory ukládají a vracejí elektrickou energii během každého vstřikovacího cyklu (hromada ukládá energii jako náboj, když je přivedeno napětí a vrací ji, když je vybito), na rozdíl od solenoidových aktuátorů, které přeměňují elektrickou energii na teplo v odporu cívky. Tato kapacitní rekuperace energie znamená, že špičkový výkon elektroniky ovladače vstřikovače je vysoký, ale čistá spotřeba energie na vstřikovací událost je nižší než u ekvivalentního solenoidového systému. Nižší tvorba tepla v samotném pohonu snižuje tepelné namáhání součástí vstřikovače a zjednodušuje požadavky na tepelné řízení elektroniky ovladače vstřikovače.

Elektronika ovladače piezoelektrického vstřikovače a strategie řízení

Piezoelektrický vstřikovač vyžaduje vyhrazený vysokonapěťový řídicí obvod v řídicí jednotce motoru (ECU) nebo samostatný modul ovladače vstřikovače. Pohon piezoelektrického vstřikovače se zásadně liší od řízení solenoidového vstřikovače, protože piezoelektrický ovladač je kapacitní zátěž spíše než indukční zátěž.

K otevření injektoru ovladač nabije piezoelektrickou sadu na cílové napětí - obvykle 100 V až 200 V - z baterie zesíleného napájecího kondenzátoru. Nabíjecí proud je řízen tak, aby se vytvořila požadovaná rychlost nárůstu napětí, která určuje rychlost otevírání jehly a rychlost vstřikování během otvíracího přechodu. Pro uzavření injektoru je uložený náboj vybit ze zásobníku zpět do napájecích kondenzátorů pro obnovení.

Přesná úroveň napětí aplikovaného na zásobník určuje stupeň zdvihu jehly, který přímo ovlivňuje vstřikované množství paliva při jakémkoli daném vstřikovacím tlaku. ECU proto musí řídit výstupní napětí budiče s vysokou přesností – obvykle v rozsahu 1 až 2 volty v celém provozním rozsahu – k dosažení přesnosti vstřikovaného množství požadované pro vyhovění emisím a ovladatelnosti. Korekce vstřikovaného množství v uzavřené smyčce pomocí dat z modulu pro měření průtoku nebo snímače zdvihu jehly je běžně implementována pro kompenzaci odchylek mezi vstřikovači a dlouhodobého posunu v charakteristikách odezvy zásobníku.

Údaje o kalibraci specifické pro vstřikovač

Piezoelektrické vstřikovače jsou během výroby individuálně kalibrovány a je jim přiřazena sada korekčních kódů (kódy IMA, kódy C3I nebo ekvivalentní v závislosti na výrobci a platformě vozidla), které kódují specifické výkonnostní charakteristiky vstřikovače v klíčových provozních bodech vzhledem k nominální specifikaci. Tyto korekční kódy jsou naprogramovány do ECU při instalaci vstřikovače, což umožňuje softwaru pro řízení vstřikování kompenzovat charakteristiky jednotlivých vstřikovačů a dodávat přesné vstřikované množství navzdory výrobním odchylkám v rámci povoleného tolerančního pásma. Při výměně piezoelektrického vstřikovače je nezbytným krokem naprogramování kalibračních kódů náhradního vstřikovače do ECU – pokud tak neučiníte, dojde k chybám v množství vstřiku, které způsobí hrubý chod, zvýšené emise a potenciálně poškození motoru přečerpáním paliva.

Aplikace piezoelektrických vstřikovačů ve sériových vozidlech

Piezoelektrické vstřikovače byly poprvé představeny ve sériově vyráběných vznětových osobních automobilech počátkem 21. století a od té doby byly přijaty v celé řadě aplikací přímého vstřikování nafty a benzínu, zejména tam, kde je vyžadován nejvyšší výkon vstřikování a emisní schopnosti.

Dieselové aplikace

Piezoelektrické vstřikovače common rail se používají v osobních automobilech a lehkých užitkových vznětových motorech u různých výrobců. Přímo působící piezoelektrické systémy CRI3 (Common Rail Injector 3) od společnosti Bosch a přímočinné piezoelektrické systémy Delphi DFI1 (později DCO) byly prvními představiteli výroby a tato technologie byla od té doby zdokonalována v několika generacích, aby dosáhla na současné systémy pracující při tlaku v railu až 2 700 barů s počtem případů vstřikování sedm až osm za cyklus. Kromě osobních automobilů se piezoelektrické vstřikování používá v těžkých vznětových motorech pro nákladní vozidla a terénní zařízení, kde výhody výkonu vstřikování pro splnění emisních požadavků (normy Euro VI, EPA 2010 a novější) odůvodňují vyšší náklady na vstřikovače ve srovnání se solenoidovými systémy.

Aplikace přímého vstřikování benzínu

Piezoelektrické ovládání se také používá v systémech přímého vstřikování benzínu, i když nižší vstřikovací tlaky u GDI (100 až 500 barů oproti 1 600 až 2 700 barů u dieselu) znamenají, že výhody piezoelektrického ovládání oproti solenoidovému ovládání jsou méně extrémní než u dieselového common railu. Vysoce výkonné GDI aplikace a systémy zaměřené na nejpřísnější limity počtu částic (PN) – kde je zapotřebí přesně řízených více vstřiků na cyklus ke snížení smáčení stěn a tvorby částic – nejvíce těží z piezoelektrického ovládání v kontextu benzínu.

Vznikající aplikace

Přímé vstřikování vodíku pro spalovací motory – nově vznikající technologie hnacího ústrojí pro vozidla a těžkou dopravu – představuje budoucí aplikační oblast, kde je výkon piezoelektrických vstřikovačů obzvláště důležitý. Nízká hustota energie vodíku, široký rozsah hořlavosti a velmi vysoká rychlost plamene vytvářejí dynamiku spalování, která vyžaduje rychlé a přesné řízení vstřikování, aby se zabránilo abnormálním událostem spalování. Díky vysoké rychlosti odezvy a schopnosti proporcionálního řízení piezoelektrických vstřikovačů jsou vhodné pro požadavky spalování vodíku DI.

Diagnostika, údržba a výměna piezoelektrických vstřikovačů

Piezoelektrické vstřikovače představují specifické diagnostické a servisní požadavky, které se liší od solenoidových vstřikovačů. Jejich vyšší cena – obvykle dvojnásobek až pětinásobek ceny ekvivalentních solenoidových vstřikovačů – činí správnou diagnostiku poruch vstřikovacího systému důležitou před provedením výměny. Požadavek na jejich kalibrační kód dělá z programování povinný krok v jakémkoli postupu výměny.

Běžné poruchové režimy

Piezoelektrické vstřikovače mohou selhat několika mechanismy:

• Piezoelektrická delaminace nebo praskání : Na keramickém souvrství se mohou vyskytnout praskliny nebo delaminace jednotlivých vrstev, typicky v důsledku tepelného šoku, mechanického nárazu z vodního rázu v palivovém systému nebo poškození napěťovými špičkami. Porucha zásobníku způsobí ztrátu funkce ovladače, přičemž vstřikovač obvykle přejde do režimu selhání zablokování-otevřeno nebo zablokování-zavřeno v závislosti na typu poruchy.
• Zaseknutí nebo zadření jehlového ventilu : Nahromadění uhlíku na jehle a sedle z produktů degradace paliva nebo zpětného rázu spalování může způsobit zaseknutí jehly, které neprodukuje žádné vstřikování (jehla se zasekla zavřená) nebo nepřetržité vstřikování (jehla se zasekla otevřená). Tento poruchový režim je častější u paliv nízké kvality nebo u motorů s prodlouženými servisními intervaly nad rámec plánu výměny palivového filtru.
• Netěsnost těla vstřikovače : Vysokotlaké palivové přípojky a těsnění tělesa vstřikovače mohou unikat vnitřně nebo zvnějšku, přičemž vnitřní netěsnost způsobuje zvýšení zpětného toku paliva, což snižuje tlak v potrubí a množství vstřiku, a vnější netěsnost vytváří riziko požáru.
• Degradace hydraulického spřáhla (přímočinné systémy) : Olej hydraulické spojky může degradovat nebo prosakovat za těsnicí prvky spojky, což způsobí ztrátu funkce tepelné kompenzace a progresivní posun vstřikovaného množství, jak se vůle spojky zvětšuje nebo zmenšuje oproti kalibrovanému stavu.

Diagnostický přístup

Závady piezoelektrických vstřikovačů jsou diagnostikovány kombinací čtení chybového kódu ECU, testování příspěvku vstřikovače paliva (balance válce), měření vraceného množství paliva a testování elektrického odporu a kapacity vstřikovače. Kapacita piezoelektrické sady (měřená s injektorem odpojeným od kabelového svazku vozidla) je přímým indikátorem integrity sady – prasklá nebo delaminovaná sada bude vykazovat výrazně sníženou kapacitu ve srovnání s hodnotou specifikace a zkratovaná sada bude vykazovat téměř nulovou kapacitu. Tento kapacitní test je nejdefinitivnějším elektrickým testem na selhání zásobníku a lze jej provést standardním LCR metrem schopným příslušného rozsahu měření.

Přesnost vstřikovaného množství se vyhodnocuje pomocí testu vyvážení příspěvku válců, který je k dispozici ve většině diagnostických skenovacích nástrojů kompatibilních s vozidlem – tento porovnává korekci volnoběžných otáček aplikovanou na každý válec softwarem pro řízení vstřikování, aby se vyrovnala kvalita volnoběhu, přičemž válce potřebují velké pozitivní korekce, které indikují, že vstřikovače dodávají pod cílové množství, a negativní korekce indikující překročení. Tento test identifikuje, který vstřikovač pracuje mimo toleranci, ale neidentifikuje mechanismus selhání způsobující chybu množství.

Postup výměny

Výměna piezoelektrického vstřikovače zahrnuje mechanickou demontáž a instalaci (která probíhá v podstatě podobným způsobem jako výměna solenoidového vstřikovače, s důrazem na měděnou těsnicí podložku, odstranění uhlíkových usazenin z otvoru vstřikovače a správný utahovací moment pro upínací uspořádání nebo spojovací matici) a kritický dodatečný krok programování kalibračních kódů náhradního vstřikovače do ECU.

Kalibrační kódy jsou dodávány s náhradním vstřikovačem (buď na štítku na těle vstřikovače nebo na samostatné datové kartě v balení) a musí být zadány do ECU pomocí kompatibilního diagnostického nástroje, který podporuje funkci kódování vstřikovačů pro konkrétní platformu vozidla. Většina profesionálních diagnostických systémů podporuje kódování piezoelektrických vstřikovačů pro hlavní systémy řízení motoru (Bosch EDC17, Delphi DCM, Continental, Denso a další) a tato funkce je obvykle dostupná v nabídce speciálních funkcí ECU motoru.

Pokud po výměně nenaprogramujete kalibrační kódy, ECU použije k ovládání nového vstřikovače kódy předchozího vstřikovače (nebo výchozí hodnotu), což způsobí chyby v množství vstřiku, které se projeví jako hrubý volnoběh, kouř při volnoběhu nebo částečném zatížení, zvýšené emise a ve vážných případech poškození nového vstřikovače nebo motoru chronickým přeplňováním jednoho nebo více válců. Kódování vstřikovače po výměně není volitelný krok, není doporučeným osvědčeným postupem.

Srovnání: Solenoid vs. Piezoelektrické vstřikovače s přímým vstřikováním