מערכת הזרקה ישירה -GDI, שאלה אמריקאית וקצת תאוריה.

[BMW]

שלום לכולם.

השאלה נלקחה ממבחן בקורס כלשהו שהתקיים השבוע.

אשמח לשמוע את תשובתכם.

 

מערכת הזרקת דלק GDI הינה:

 

א.מערכת המזריקה דלק ישירות לתוך חלל הצילנדר בתזמון הדומה למחזור אוטו.

 

ב.מערכת המזריקה דלק ישירות לתוך חלל הצילנדר בתזמון הדומה למחזור דיזל.

 

ג.מערכת המזריקה דלק לתוך סעפת היניקה בתזמון הדומה למנוע דיזל.

 

ד.מערכת המזריקה דלק ישירות לתוך חלל הצילנדר בתזמון התלוי ברמת העומס על המנוע.

________________________________________________________________________

 

זאת התשובה שלי עם קצת רקע:

מערכת הזרקת דלק GDI הינה מערכת הזרקת דלק ישירה במנועי בנזין שפותחה בחברת מיצובישי היפנית.

המערכת משמשת מנועי בנזין שבהם הדלק מוזרק באופן ישיר לתא הבעירה בנפרד מהאוויר הנדחס.

לאורך שנים אופיינו מנועי הדיזל במערכת הזרקה ישירה בעוד שמנועי הבנזין ברובם היו בעלי הזרקה עקיפה.

בהזרקה עקיפה= אוויר ודלק נפגשים בסעפת היניקה ונדחסים יחדיו בתא הבעירה עד לפיצוץ.

בהזרקה ישירה=אוויר נדחס לבדו בתא הבעירה והדלק מוזרק בנפרד לאחר הדחיסה בתא הבעירה.

 

כמו מיצובישי, יצרנים רבים קידמו את הטכנולגייה להזרקה ישירה במנועי בנזין, המאפשרת שיפור בביצועי המנוע ובנצילותו. (FSI של VW למשל).

 

במנוע בנזין ללא הזרקה ישירה, מתקיים מחזור אוטו (מנוע בנזין כאמור) סטנדרטי.

במנוע שכזה ישנו ערך הנקרא יחס דחיסה- הוא היחס הנפחי של הצילנדר בין נקודה מתה עליונה TDC של הבוכנה לבין נקודה מתה תחתונה BDC.

תהליך הפיצוץ בתא הבעירה נקרא תהליך איזוכורי שבו הנפח אינו משתנה.( 2->3 בגרף). לאחר הפיצוץ (נקודה 3) הבוכנה יורדת למטה (והנפח גדל עד לנקודה 4).

 

במנוע דיזל בעל הזרקה ישירה מתווסף ליחס הדחיסה עוד ערך נוסף שנקרא יחס ההפסקה- זהו היחס הנפחי בין נפח הצילנדר בנקודה מתה עליונה TDC רגע לפני ההזרקה של הדלק והנפח לאחר ההזרקה של הדלק (באופן רגעי מיידי).

הזרקת הדלק לאחר דחיסת האוויר מאלצת את הבוכנה לרדת במעט מיד לאחר הגעה ל-TDC וגעית לפני הפיצוץ כיוון שהדלק מבקש עוד נפח עם הזרקתו.

התהליך מתבצע בלחץ קבוע (ולא בנפח קבוע כמו במחזור אוטו, נקרא גם תהליך איזוברי) וניתן לראות בגרף מטה כיצד מאופיין מנוע דיזל כאשר הנקודות 1->2 מראות את הגדלת הנפח בדיוק בזמן ההזרקה שמתרחשת בנקודה 1.

לאחר נקודה 2 שזה המצב הנמוך יותר של הבוכנה לאחר הזרקה, מתבצע הפיצוץ (נפח גדל עד ל-BDC בנקודה 3).

 

ועכשיו לתשובה:

אני טענתי שהתשובה הנכונה ביותר היא תשובה ב' !

 

ג' נפסלת מיידית כי זו הזרקה עקיפה.

א' נפסלה בגלל שהיא שאין השוואה נכונה.

 

אני אומר ב' כי ברגע שמנוע בנזין פועל בהזרקה ישירה הוא "מרוויח" את יחס ההפסקה בדיוק כמו מנוע הדיזל ששם החל האופיין הזה עם שנות פיתוח המנועים.

למעשה, מנוע בנזין עם הזרקה ישירה יתנהג באופן דומה למנוע דיזל מבחינת תזוזת הבוכנה רגע לאחר ההזרקה (יהיה שינוי בנפח רגע לפני הפיצוץ).

 

תשובה ד' נכונה גם היא כי אכן מדובר על הזרקה מדודה ומפוקדת אבל השאלה לא התייחסה לאופן הכמותי.

אם היה רשום "מהם יתרונותיה של מערכת GDI" אז באמת תשובה ד' יושבת בדיוק!

השורה התחתונה היא שהדלק מוזרק באופן ישיר ואין כאן בשאלה על העניין הכמותי לפי צורך ההספק הנדרש (לא לשכוח שיש מערכות כמו תזמון שסתומים שגם שם עובדים לפי רמת העומס במנוע).

 

הוויכוח שבשבילו כתבתי את ההודעה הזאת מתקיים בין תשובה ב' ל- ד'.

מדובר כאן בשאלה ממבחן והתשובות שלכם יכולות להשפיע.

 

תשובה ד' נכונה! אין ספק. אם כי אני חושב ש-ב' לא פחות נכונה ומתאימה אף יותר לעניין השאלה והניסוח.

 

תודה,

המשך יום מהנה.

[BMW]

איפה כל המומחים?

[danniel]

ב' גם לא נכון, הזרקה הדלק לא מתבצעת אחרי הניצוץ (מהלך דחיסה) כמו במנוע דיזל, אלא לפניו, כך שנותרנו עם תשובות ב' וד'.

ד' מתאימה מתאימה יותר מכוון שהתזמון הזרקה הוא כמו מחזור אוטו, בזמן היניקה, אך לא תמיד ולא בכל מצבי המנוע.