Che cos'è un ugello: dispositivo, pulizia e controllo

Gli iniettori del motore dell'automobile sono uno degli elementi principali del sistema di alimentazione del motore diesel e dell'iniezione. Durante il funzionamento, gli ugelli si intasano, scorrono, si guastano. Continua a leggere per maggiori dettagli.

Che cos'è un ugello?

L'ugello è parte integrante del sistema di alimentazione del motore, che fornisce carburante ai cilindri in un determinato momento in una certa quantità. Gli iniettori di carburante sono utilizzati nelle unità di potenza diesel, iniettori e monoiniettore. Ad oggi, esistono diversi tipi di ugelli fondamentalmente diversi l'uno dall'altro. 

Posizione e principio di funzionamento

A seconda del tipo di sistema di alimentazione, l'ugello può essere posizionato in diversi punti, vale a dire:

• l'iniezione centrale è un monoiniettore, il che significa che nell'impianto di alimentazione viene utilizzato un solo ugello, montato sul collettore di aspirazione, immediatamente prima della valvola a farfalla. È un collegamento intermedio tra un carburatore e un iniettore a tutti gli effetti;
• iniezione distribuita - iniettore. L'ugello è installato nel collettore di aspirazione, miscelato con l'aria che entra nel cilindro. Si distingue per il funzionamento stabile, poiché il carburante lava la valvola di aspirazione, è meno suscettibile alle incrostazioni di carbonio;
• iniezione diretta - gli ugelli sono montati direttamente nella testata. In precedenza, il sistema veniva utilizzato solo sui motori diesel e, negli anni '90 del secolo scorso, gli ingegneri automobilistici iniziarono a testare l'iniezione diretta su un iniettore utilizzando una pompa del carburante ad alta pressione (pompa del carburante ad alta pressione), che consentiva di aumentare potenza ed efficienza relative all'iniezione distribuita. Oggi l'iniezione diretta è ampiamente utilizzata, soprattutto sui motori turbocompressi.

Scopo e tipi di ugelli

L'ugello è una parte che inietta carburante nella camera di combustione. Strutturalmente, è una valvola elettromagnetica controllata da un'unità elettronica di controllo del motore. La scheda carburante ECU contiene i valori, in base al grado di carico del motore, al tempo di apertura, al momento in cui l'ago dell'ugello rimane aperto e viene determinata la quantità di carburante iniettato. 

Ugelli meccanici

Gli iniettori meccanici venivano utilizzati esclusivamente sui motori diesel, fu con loro che iniziò l'era del classico motore a combustione interna diesel. Il design di un tale ugello è semplice, così come il principio di funzionamento: quando viene raggiunta una certa pressione, l'ago si apre.

Dal serbatoio del carburante alla pompa del carburante ad alta pressione arriva il "gasolio". Nella pompa del carburante, la pressione viene pompata e il gasolio viene distribuito lungo la linea, dopo di che una parte del "diesel" sotto pressione attraverso l'ugello entra nella camera di combustione, dopo che la pressione sull'ago dello spruzzatore diminuisce, si chiude. 

La soluzione costruttiva dell'ugello è banale e semplice: un corpo, all'interno del quale è montato un ago con uno spruzzatore, due molle.

Ugelli a solenoide

Tali ugelli sono stati utilizzati nei motori a iniezione per oltre 30 anni. A seconda della modifica, il carburante viene iniettato in modo puntuale o distribuito lungo il cilindro. Il design è abbastanza semplice:

• un alloggiamento con un connettore per il collegamento ad un circuito elettrico;
• avvolgimento eccitazione valvola;
• ancoraggio elettromagnetico;
• molla di bloccaggio;
• ago, con spruzzatore e ugello;
• anello di tenuta;
• maglia del filtro.

Principio di funzionamento: l'ECU del motore invia tensione alla bobina di campo, formando un campo elettromagnetico che agisce sull'ago. In questo momento, la forza della molla si indebolisce, l'ancora viene ritratta, l'ago si alza per liberare l'ugello. La valvola di controllo si apre e il carburante entra nel motore a una certa pressione. Il computer imposta l'ora di apertura, l'ora in cui la valvola rimane aperta e il momento in cui l'ago si blocca. Questo processo si ripete per tutto il lavoro del motore a combustione interna, si verificano almeno 200 cicli in un minuto.

Ugelli elettroidraulici

L'uso di tali ugelli è realizzato nei motori diesel con un sistema classico (TNVD) e Common Rail. L'ugello elettroidraulico è costituito dai seguenti componenti:

• ugello con ago di bloccaggio;
• molla con pistone;
• camera di controllo con acceleratore di aspirazione;
• svuotare lo starter;
• avvolgimento di campo con connettore;
• raccordo di alimentazione del carburante;
• canale di scarico (ritorno).

Schema di funzionamento: il ciclo degli ugelli inizia con una valvola chiusa. Nella camera di controllo c'è un pistone, che è influenzato dalla pressione del carburante, mentre l'ago di bloccaggio è “seduto” saldamente sulla sella. Il computer fornisce tensione all'avvolgimento di campo e il carburante viene fornito all'ugello. 

Ugelli piezoelettrici

È utilizzato esclusivamente su motori diesel. Oggi, il design è il più progressivo, poiché l'ugello piezoelettrico fornisce il dosaggio più preciso, l'angolo di spruzzo, la risposta rapida e la spruzzatura multipla in un ciclo. L'ugello è costituito dalle stesse parti dell'elettro-idraulico, inoltre ha solo i seguenti elementi:

• elemento piezoelettrico;
• due pistoni (valvola di commutazione con molla e spintore);
• valvola;
• piastra acceleratore.

Il principio di funzionamento viene eseguito modificando la lunghezza dell'elemento piezoelettrico quando si applica tensione ad esso. Quando viene applicato un impulso, l'elemento piezoelettrico, modificando la lunghezza, agisce sul pistone dello stantuffo, la valvola di commutazione viene attivata e il carburante viene fornito allo scarico. La quantità di gasolio iniettato è determinata dalla durata dell'alimentazione di tensione dal computer.

Problemi e malfunzionamenti degli iniettori motore        

Affinché il motore funzioni in modo stabile e nel tempo non prenda più benzina con un peggioramento della dinamica, è necessario pulire periodicamente l'atomizzatore. Molti esperti raccomandano di eseguire una tale procedura preventiva dopo 20-30 mila chilometri. Anche se questo regolamento è fortemente influenzato dal numero di ore e dalla qualità del carburante utilizzato.

In un'auto che viene spesso utilizzata nelle aree urbane, si muove lungo il toffee e fa rifornimento dove colpisce, gli ugelli devono essere puliti più spesso, dopo circa 15 mila chilometri.

Indipendentemente dal tipo di ugello, il suo punto più doloroso è la formazione di placca all'interno della parte. Ciò accade spesso se viene utilizzato carburante di bassa qualità. A causa di questa placca, l'atomizzatore dell'iniettore cessa di distribuire uniformemente il carburante in tutto il cilindro. A volte capita che il carburante schizzi e basta. Per questo motivo, non si mescola bene con l'aria.

Di conseguenza, una grande quantità di carburante non brucia, ma viene gettata nel sistema di scarico. Poiché la miscela aria-carburante non rilascia energia sufficiente durante la combustione, il motore perde dinamismo. Per questo motivo, il conducente deve premere più forte il pedale dell'acceleratore, il che porta a un consumo eccessivo di carburante e la dinamica del trasporto continua a diminuire.

Ecco alcuni segnali che potrebbero indicare problemi agli iniettori:

1. Avviamento del motore difficile;
2. Il consumo di carburante è aumentato;
3. Perdita di dinamismo;
4. L'impianto di scarico emette fumo nero e odori di carburante incombusto;
5. Minimo fluttuante o instabile (in alcuni casi il motore si ferma completamente a XX).

Cause di ugelli ostruiti

Le cause principali degli iniettori di carburante intasati sono:

• Scarsa qualità del carburante (alto contenuto di zolfo);
• Distruzione delle pareti interne del pezzo per corrosione;
• usura naturale della parte;
• Sostituzione prematura del filtro del carburante (a causa di un elemento filtrante intasato, nel sistema potrebbe verificarsi un vuoto che rompe l'elemento e il carburante inizia a fluire sporco);
• Violazioni nell'installazione dell'ugello;
• Surriscaldare;
• L'umidità è entrata nell'ugello (questo può accadere nei motori diesel se il proprietario dell'auto non rimuove la condensa dalla coppa del filtro del carburante).

La questione del carburante di bassa qualità merita un'attenzione particolare. Contrariamente alla credenza popolare che piccoli granelli di sabbia possano ostruire l'ugello dell'iniettore nella benzina, ciò accade estremamente raramente. Il motivo è che tutto lo sporco, anche le frazioni più piccole, viene accuratamente filtrato nel sistema di alimentazione mentre il carburante viene fornito all'ugello.

Fondamentalmente, l'ugello è ostruito dai sedimenti della frazione pesante di benzina. Molto spesso, si forma all'interno dell'ugello dopo che il conducente ha spento il motore. Mentre il motore è in funzione, il blocco cilindri viene raffreddato dal sistema di raffreddamento e l'ugello stesso viene raffreddato dall'aspirazione di carburante freddo.

Quando il motore smette di funzionare, nella maggior parte dei modelli di auto, il liquido di raffreddamento smette di circolare (la pompa è collegata rigidamente all'albero motore tramite la cinghia di distribuzione). Per questo motivo nei cilindri permane per diverso tempo una temperatura elevata, ma allo stesso tempo non raggiunge la soglia di accensione della benzina.

Quando il motore è in funzione, tutte le frazioni di benzina vengono completamente bruciate. Ma quando smette di funzionare, piccole frazioni si dissolvono a causa dell'alta temperatura. Ma le frazioni pesanti di benzina o gasolio non possono dissolversi a causa della temperatura insufficiente, quindi rimangono sulle pareti dell'ugello.

Sebbene questa placca non sia spessa, è sufficiente modificare la sezione trasversale della valvola nell'ugello. Potrebbe non chiudersi correttamente nel tempo e, una volta staccata, alcune particelle potrebbero entrare nell'atomizzatore e modificare il ventaglio di spruzzatura.

Spesso si formano frazioni pesanti di benzina quando vengono utilizzati determinati additivi, ad esempio quelli che ne aumentano il numero di ottano. Inoltre, ciò può accadere se vengono violate le regole per il trasporto o lo stoccaggio di carburante in grandi serbatoi.

Naturalmente, l'intasamento degli iniettori di carburante si verifica lentamente, il che rende difficile per il guidatore notare un leggero aumento della gola del motore o una diminuzione della dinamica del veicolo. Molto più spesso, il problema con gli iniettori si manifesta nettamente con regimi del motore instabili o avviamenti difficili dell'unità. Ma questi segni sono anche caratteristici di altri malfunzionamenti nell'auto.

Ma prima di iniziare a pulire gli iniettori, il proprietario dell'auto deve assicurarsi che le scarse prestazioni del motore non siano legate ad altri sistemi, come malfunzionamenti nell'accensione o nel sistema di alimentazione. Occorre prestare attenzione agli ugelli solo dopo che sono stati controllati gli altri sistemi i cui guasti presentano sintomi simili a quelli di un iniettore intasato.

Come pulire gli ugelli

Durante il funzionamento, gli ugelli del carburante si intasano. Ciò è dovuto alla scarsa qualità del carburante, nonché alla sostituzione prematura del filtro del carburante con una pulizia fine e approssimativa. Di conseguenza, le prestazioni dell'ugello diminuiscono e questo è irto di un aumento della temperatura nella camera di combustione, il che significa che il pistone si consumerà presto. 

Il modo più semplice per risciacquare gli ugelli dell'iniezione distribuita, poiché sono più facili da smontare per una pulizia di alta qualità sul supporto, mentre è possibile allineare la portata e l'angolo di spruzzo. 

Pulizia con detergente tipo Wynns su supporto. Gli ugelli sono installati sul supporto, un liquido di almeno 0.5 litri viene versato nel serbatoio, l'ugello di ciascun ugello è immerso in boccette divise per ml, che consente di controllare le prestazioni degli ugelli. In media, la pulizia richiede 30-45 minuti, dopodiché gli o-ring sugli ugelli cambiano e vengono installati al loro posto. La frequenza della pulizia dipende dalla qualità del carburante e dalla gamma di sostituzione del filtro del carburante, in media ogni 50 km. 

Pulizia del liquido senza smontaggio. Un sistema liquido è collegato al binario del carburante. Il tubo attraverso il quale verrà fornito il fluido detergente è collegato alla rotaia del carburante. La miscela viene fornita ad una pressione di 3-6 atmosfere, il motore gira su di essa per circa 30 minuti. Anche il metodo è efficace, tuttavia non è possibile regolare l'angolo di spruzzo e le prestazioni. 

Pulizia con un additivo per carburante. Il metodo è spesso criticato in quanto l'efficacia della miscelazione del detergente con il carburante è discutibile. Funziona infatti se gli ugelli non sono ancora intasati, come misura preventiva: uno strumento eccellente. Insieme agli ugelli, la pompa del carburante viene pulita, piccole particelle vengono spinte attraverso il tubo del carburante. 

Pulizia ad ultrasuoni. Il metodo funziona solo quando si rimuovono gli ugelli. Lo speciale supporto è dotato di un'unità ad ultrasuoni, la cui efficacia è dimostrata. Dopo la pulizia, vengono rimossi i depositi di catrame che nessun liquido di lavaggio può lavare via. La cosa principale è non dimenticare di cambiare la rete del filtro, se i tuoi ugelli sono diesel o ad iniezione con iniezione diretta. 

Ricordare che dopo aver pulito gli ugelli, si consiglia di sostituire il filtro del carburante e il filtro grosso che è installato sulla pompa della benzina. 

Pulizia degli ugelli ad ultrasuoni

Questo metodo è il più complesso e viene utilizzato nei casi più trascurati. Durante l'esecuzione di questa procedura, tutti gli ugelli vengono rimossi dal motore, installati su un supporto speciale. Controlla il ventaglio di spruzzatura prima della pulizia e confronta il risultato dopo la pulizia.

Un tale supporto imita il funzionamento del sistema di iniezione di un'auto, ma invece di benzina o gasolio, uno speciale detergente viene fatto passare attraverso l'ugello. A questo punto il liquido di risciacquo forma delle piccole bolle (cavitazione) a causa delle oscillazioni della valvola nell'ugello. Distruggono la placca formata nel canale parziale. Allo stesso stand, si controllano le prestazioni degli iniettori e si determina se ha senso utilizzarli ulteriormente, o se è necessario sostituire gli iniettori carburante.

Sebbene la pulizia ad ultrasuoni sia uno dei metodi più efficaci, è anche il più costoso. Un altro svantaggio della pulizia ad ultrasuoni è che uno specialista eseguirà con competenza questa procedura. In caso contrario, il proprietario dell'auto getterà semplicemente via i soldi.

Vantaggi e svantaggi degli iniettori

Tutti i motori moderni sono dotati di un sistema di alimentazione a iniezione, perché rispetto a un carburatore presenta diversi vantaggi significativi:

1. Grazie ad una migliore atomizzazione, la miscela aria-carburante brucia completamente. Ciò richiede una minore quantità di carburante e viene rilasciata più energia rispetto a quando il BTS è formato da un carburatore.
2. Con un consumo di carburante inferiore (se confrontiamo motori identici con un carburatore e un iniettore), la potenza del propulsore è significativamente maggiore.
3. Con il corretto funzionamento degli iniettori, il motore si avvia facilmente in qualsiasi condizione atmosferica.
4. Non è necessario eseguire frequentemente la manutenzione degli iniettori di carburante.

Ma qualsiasi tecnologia moderna ha diversi seri inconvenienti:

1. La presenza di un gran numero di parti nel meccanismo aumenta le potenziali zone di rottura.
2. Gli iniettori di carburante sono sensibili alla scarsa qualità del carburante.
3. In caso di guasto o la necessità di pulire, sostituire o lavare l'iniettore è in molti casi costoso.

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Domande e risposte:

Cosa sono gli iniettori motore? È un elemento strutturale del sistema di alimentazione di un'auto che fornisce una fornitura dosata di carburante al collettore di aspirazione o direttamente al cilindro.

Quali tipi di ugelli esistono? Gli iniettori, a seconda del tipo di motore e sistema elettronico, possono essere meccanici, elettromagnetici, piezoelettrici, idraulici.

Dove sono gli ugelli in macchina? Dipende dal tipo di impianto di alimentazione. In un sistema di alimentazione distribuito, sono installati nel collettore di aspirazione. Nell'iniezione diretta, sono installati nella testata.