Zaletą układu zasilania o regulowanej wydajności jest to, że zarówno elektryczna pompa paliwa, jak i pompa wysokiego ciśnienia tłoczą tylko tyle paliwa, ile silnik potrzebuje w danej chwili. Zmniejsza to zużycie energii elektrycznej i mechanicznej, a zatem i zużycie samego paliwa.
Zastosowanie w samochodzie VW Golf V z silnikiem 1.4i TSI z doładowaniem dwustopniowym sterownika silnika Bosch Motronic MED 17.5.20 sprawdzającego wysterowanie elektrycznej pompy paliwa pozwoliło zrezygnować z czujnika ciśnienia paliwa obwodu niskociśnieniowego. W każdym cyklu jazdy sterownik dławi wydajność elektrycznej pompy paliwa aż do chwili, gdy w obwodzie wysokociśnieniowym zanotowany zostanie spadek ciśnienia paliwa. Podczas tej próby sterownik porównuje wypełnienie sygnału sterującego elektryczną pompą paliwa z wypełnieniem sygnału zapisanym w swojej pamięci. W razie odchyłki sterownik dopasowuje zapamiętaną wartość wypełnienia.
Pompa wysokociśnieniowa jest przykręcona do obudowy wałków rozrządu. Do jej napędu służy podwójna krzywka umieszczona na wałku zaworów dolotowych. Ze względu na wyższe ciśnienia wtrysku i większe zapotrzebowanie na paliwo w stosunku do dotychczasowych silników FSI zwiększono skok pompy do 5,7 mm. Zastosowano też rolkowy popychacz pompy, co zmniejszyło tarcie na tyle, że do napędu pompy potrzebny jest o połowę mniejszy moment. Elektryczna pompa paliwa dostarcza przy tym tylko tyle paliwa, ile jest potrzebne silnikowi do regulacji wymaganego ciśnienia w systemie. Odbywa się to za pomocą komputera sterującego silnikiem i elektroniki sterowania mocą, które regulują obroty pompy paliwa poprzez modulowanie wypełnienia impulsów.
Tryby pracy
Silnik działa w dwóch różnych trybach pracy.
1. Podwójny wtrysk podczas rozruchu zimnego silnika
Podwójny wtrysk jest specjalnym trybem pracy stosowanym w celu szybszego rozgrzania katalizatora. Polega on na wtryśnięciu dawki częściowej w suwie ssania przy ok. 300° przed GMP. Paliwo rozdrabnia się homogenicznie dzięki długiemu czasowi potrzebnemu do wystąpienia zapłonu. W fazie sprężania przy ok. 60° przed GMP następuje drugi wtrysk paliwa. Na skutek tworzenia w ten sposób bogatej mieszanki w obszarze świecy zapłonowej może dochodzić do bardzo opóźnionych kątów wyprzedzenia zapłonu przy jednocześnie stabilnej pracy silnika.
Oba te wtryski wpływają na wskazania pierwszej sondy lambda. Ponieważ zawory wydechowe już są otwarte, temperatura spalin rośnie bardzo szybko. W efekcie katalizator po krótkim czasie (30 do 40 sekund) doprowadzany jest do temperatury roboczej (350°C). W chwili otwarcia drzwi kierowcy za pomocą przełącznika stykowego drzwi uruchamia się elektryczna pompa paliwa. Przebieg ten służy do skrócenia czasu uruchomienia silnika i do szybszego wytworzenia wysokiego ciśnienia. Aby nie uszkodzić pompy, zamontowano licznik wartości maksymalnej.
2. Główny tryb pracy przy temperaturze roboczej katalizatora
W tym trybie ma miejsce tylko wtrysk homogeniczny w obszarze świecy zapłonowej, ponieważ już nie trzeba dodatkowo rozgrzewać katalizatora. Silnik porusza się w zakresie regulacji lambda 1. Aby uniknąć tworzenia się pęcherzyków par paliwa w przewodzie paliwowym, elektryczna pompa paliwa uruchamia się także przy silniku rozgrzanym do temperatury roboczej.
Układ dolotowy silnika
Układ dolotowy silnika wyposażony jest w dwa rodzaje doładowania. W zakresie niskich obrotów doładowanie odbywa się za pośrednictwem sprężarki mechanicznej. W wyższym zakresie obrotów sprężarka mechaniczna jest zastępowana turbosprężarką napędzaną energią wylotową gazów spalinowych.
[...]
Jarosław Baranowski
Więcej informacji o silnikach benzynowych z bezpośrednim wtryskiem w najnowszym „autoEXPERCIE" 9/2012.