Polttoaineen ruiskutus
Polttoaineen ruiskutus on menetelmä polttoaineen syöttämiseen polttomoottorille. Ruiskutus käyttää pumppua eikä männän liikkeen muodostamaa imua. Ruiskutus syöttää polttoaineen sylinteriin tasaisemmin kuin kaasutin, jolloin saadaan enemmän tehoa ja vähemmän haitallisia päästöjä.[1] Ruiskutus voi toimia mekaanisesti tai elektronisesti. Ruiskutus voi tapahtua epäsuorasti sylinteriin johtavaan putkeen tai suoraan sylinteriin.
Ruiskutuksen kehitykseen vaikutti brittiläinen Herbert Akroyd Stuart, joka johti ensimmäisen kuulamoottorin valmistamiseen lisenssillä vuonna 1891. Hornsby-Akroyd-moottoreita käytettiin maataloudessa ja laivoissa. Nämä olivat tavallisesti yksisylinterisiä kaksitahtimoottoreita. Ensimmäinen puristusta ja sytytystä käyttävä ruiskutusmoottori rakennettiin vuonna 1902 ja eteni tuotantoon vuonna 1906. Moottori oli Léon Levavasseurin Antoinette 8V. Suoraa ruiskutusta käyttävä Hesselman-moottori esiteltiin vuonna 1925 ja sitä käytettiin linja-autoissa ja kuorma-autoissa 1940-luvulle saakka.[2] Ruiskutuksen kehitykseen vaikutti toinen maailmansota, jolloin hävittäjäkoneiden moottoreiden sakkaaminen ilmataisteluissa haluttiin välttää. Sodan jälkeen tekniikkaa haluttiin käyttää myös autoissa, mutta aikakauden tekniikka rajoitti mahdollisuuksia.[3]
Kaasuttimet olivat tavallinen tapa bensiinikäyttöisissä autoissa 1980-luvun lopulle, jolloin polttoaineen ruiskutus tuli toivotuksi tavaksi.[4] Kaasuttimet olivat tulleet monimutkaisemmiksi eri tarpeiden vuoksi ja kiristyneet päästörajat sekä katalysaattorit johtivat tarpeeseen ohjata polttoaineseosta tarkemmin.[5] Polttoaineen suora ruiskutus on kehittyneempi askel epäsuoraan ruiskutukseen verrattuna, jolloin parempi tarkkuus saavuttaa täydellisemmän palamisen ja viileämmän moottorin, jolloin voi käyttää korkeampaa puristussuhdetta. Korkeampi puristussuhde parantaa hyötysuhdetta, joka parantaa polttoainetaloutta.[6]
Dieselmoottorit saivat varhain hyötyä mekaanisesta ruiskutuksesta.[7]
Mekaanista ruiskutusta kehitettiin autourheilun alkuaikoina ja käytetään edelleen tietyissä tapauksissa.[8] Jatkuvan virtauksen polttoaineen ruiskutuksen pioneeriksi sanotaan Stu Hilbornia 1940-luvun lopulla. Järjestelmää käytetään kun polttoaineen tarve on lähes lineaarinen suhteessa moottorin kierroslukuun. Moottorin käyttövoimaa käytetään polttoainepumppuun, josta se välitetään suuttimille putkia pitkin.[9]
Ruiskutuksen hyödyt kaasuttimeen ovat peräisin useista seikoista: virtaus moottoriin on parempi, jolloin hyötysuhde on parempi; seoksen jakaantuminen eri sylintereihin on tasaisempi; seoksen vahvuus on samanlainen jokaisessa sylinterissä; nestemäisen polttoaineen kaasuuntuminen on parempi kylmässä ilmassa; reagointi on parempi muuttuvaan kuormitukseen; venttiilit toimivat viileämpinä; ja ruiskujärjestelmä ei jäädy. Näiden johdosta kylmäkäynnistys on luotettavampi, tyhjäkäynti on tasaisempi ja polttoainetalous paranee.[10]
Lähteet
[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]- ↑ fuel injection britannica.com. Viitattu 19.6.2023. (englanniksi)
- ↑ A Song of Air and Fuel: The Origins of Fuel Injection skoda-motorsport.com. 7.9.2018. Viitattu 19.6.2023. (englanniksi)
- ↑ Gary Goms: Gasoline Direct Fuel Injection Systems counterman.com. 18.1.2012. Viitattu 19.6.2023. (englanniksi)
- ↑ Terry Welshans: A Brief History of Aircraft Carburetors and Fuel Systems enginehistory.org. Viitattu 19.6.2023. (englanniksi)
- ↑ Karim Nice: How Fuel Injection Systems Work auto.howstuffworks.com. Viitattu 19.6.2023. (englanniksi)
- ↑ Direct-injection engines improve performance and save fuel, but at a price consumerreports.org. 17.2.2015. Viitattu 19.6.2023. (englanniksi)
- ↑ Lewis Kingston: What is mechanical fuel injection? PH Explains pistonheads.com. 24.1.2018. Viitattu 19.6.2023. (englanniksi)
- ↑ Jennifer Szabo: What You Need To Know About Mechanical Fuel Injection enginelabs.com. 30.1.2018. Viitattu 19.6.2023. (englanniksi)
- ↑ What You Need To Know About Mechanical Fuel Injection motortrend.com. 1.10.2010. Viitattu 19.6.2023. (englanniksi)
- ↑ Setright, L. J. K.: Anatomy of the motor car, s. 47. Black Cat, 1988. Teoksen verkkoversio. (englanniksi)