Šiandienos kuro įpurškikliai veikia kaip labai tikslūs vožtuvai, kurie tiesiogiai įpurškia mažyčius kuro lašelius ten, kur jiems reikia patekti variklyje – arba tiesiai į degimo kamerą, arba į įsiurbimo kolektorius. Jie taip pat veikia labai dideliu slėgiu, kartais viršijančiu 1 500 svarų kvadratiniam colyje. Tradiciniai karbiuratoriai leidžia orui tekėti tik pasyviai, tuo tarpu šiuolaikinės elektroninės valdymo sistemos (ECU) gali reguliuoti, kada ir kaip kuras yra purškiamas per sekundės trupmenas, pritaikydamos prie to, ko variklis iš tikrųjų reikalauja bet kuriuo metu. Pagal SAE International paskelbtą praėjusiais metais atliktą tyrimą, tokia tikslaus valdymo sistema užtikrina apie 12–15 procentų geresnį degimo efektyvumą lyginant su senesnėmis technologijomis. Kai varikliai naudoja tiesioginio įpurškimo metodus, jiems pavyksta sudeginti beveik visą kurą, nes jį sumaišo su oru optimaliomis proporcijomis – apie 14,7 oro dalių ir viena kuro dalimi. Tai padeda sumažinti nemalonius neišdegusius angliavandenilius, išeinančius per išmetimo sistemą, maždaug 30 procentų.
Degalų purkštuvai veikia variklio efektyvumą per tris matuojamus parametrus:
2023 m. Automobilių tyrimų tarybos atlikto tyrimo duomenimis, varikliai su kalibruotais purkštuvais pasiekia 4,2 % geresnį kuro sąnaudų rodiklį trasose ir 11 % žemesnes NOx emisijas. Būtent dėl šios tikslumo modernūs dyzeliniai varikliai remiasi daugiapakope įpurškimo sistema, siekdami subalansuoti galią ir emisijas.
Užsikimšę arba netinkamai sureguliuoti kuro įpurškikliai pablogina variklio našumą numatytu būdu:
Jeigu šios problemos nebus išspręstos, dažnai susidaro katalitinio neutralizatoriaus gedimai – remonto vidutinė kaina pagal pramonės standartus siekia 2 200 JAV dolerių. Profilaktinė priežiūra benzininiuose varikliuose pratęsia įpurškiklių tarnavimo laiką 60 000–100 000 mylių.
Kai kuro įpurškikliai užsikimšta, jie sutrikdo kuro purškimą į variklį, kas labai svarbu efektyviam degimui. Vietoj tolygaus smulkiadispersinio purslų sluoksnio, kuras paskirstomas netinkamai, sukuriant zonas, kuriose kuro trūksta (taip vadinamos skurdžios vietos), ir kitas, kuriose jo per daug (turtingos vietos). Rezultatas? Remiantis 2024 m. atliktomis studijomis, analizavusiomis komercinių transporto priemonių techninės priežiūros duomenis, varikliai turi sudeginti apie 12–30 procentų daugiau kuro, kad išlaikytų galingumą. Dauguma šių automobilių vairuotojų pastebi, kad kažkas ne taip, kai bandys greitai paspartinti arba pajaučia keistus impulsus važiuojant greitkeliu. Automobilio kompiuteris nuolat bando viską pataisyti, bet negali tiksliai susitvarkyti.
Kai vairuotojai naudoja prastą degalą su per daug etanolo ar kitų priemaišų, degalų įpuršktuvuose gali susikaupti anglies dioksido nuosėdos. Žmonės, kurie dažniausiai keliauja trumpomis kelionėmis, pablogina padėtį, nes jų varikliai neužkaip šildosi, kad galėtų tinkamai išvalyti. Remiantis "Smart Filtration" tyrimais, atliktais 2022 metais, po maždaug pusės metų iki metų, šis purvo kaupimas gali sumažinti injektorų angą net 40%. Tai reiškia, kad degalus turi perstrižti per siauresnes erdves ir didesnį spaudimą. Kas toliau? Degalų purškimas nėra toks subtilus, koks turėtų būti, todėl variklis degina nepakankamai. Mechanikai šią problemą gali lengvai pastebėti atliekant išmetamųjų teršalų kontrolės, nes iš išmetamųjų teršalų iš išmetamųjų teršalų vamzdžių išplaukia daugiau angliavandenilių nei įprastai.
Nuolatinės injektoriaus problemos sukelia mechanišką įtampą:
| Simptomai | Pažanga | Remonto išlaidų intervalas |
|---|---|---|
| Neatliekant deginimo | Stabdžių žiedo/cilindro sienos žymėjimas | $1,200—$4,500 |
| Degalų skiedimas aliejuje | Ankstyvas guolio nusidėvėjimas | $3,800—$8,200 |
| Valdymo bloko perdidelis kompensavimas | Katalizinio neutralizatoriaus gedimas | $1,100—$2,300 |
2023 m. atlikto komercinių dyzelinių variklių tyrimo metu nustatyta, kad parkai, vėluojantys purkštukų techninę priežiūrą, per 3 metus susiduria su 73 % didesnėmis variklio transmisijos remonto išlaidomis lyginant su aktyviai prižiūrinčiais operatoriais. Reguliarios ultragarsinės valymo procedūros ir kurų sistemos apžiūros kas 30 000 mylių padeda išvengti tokių kaskadinio pobūdžio gedimų, išlaikant gamintojo efektyvumo specifikacijas.
Pigūs kuro rūšys linkę palikti įvairias nuosėdas, kurios laikui bėgant kaupiasi mažyčiuose purkštuvų antgalio angose. Tyrimai rodo, kad šios nuosėdos gali iki 40 % pagreitinti variklio dalių nusidėvėjimą. Kita vertus, aukštesnės kokybės kurai pridedami specialūs valymo agentai, kurie sumažina šių nuosėdų kaupimąsi nuo 60 % iki 90 %. Ką tai reiškia? Antgalio angos išlieka beveik tokio paties dydžio, skirtumas siekia tik apie 5 mikronus nuo pradinio, naujo būvio. Toks tikslumas yra svarbus, nes jei kuras per angas nesprūkštuoja tinkamai, varikliai degina kurą neefektyviai. Tai ne tik blogai veikia kuro sąnaudas – tai tiesiogiai gali subraižyti variklio cilindrų vidaus paviršių.
Dauguma šiuolaikinių kuro rūšių yra pridėta polietero aminų (PEA) priedų, nes jie labai gerai susitvarko su senais anglies nuosėdomis ir neleidžia susidaryti naujoms. Kai mokslininkai tai išbandė kontroliuojamoje aplinkoje, jie pastebėjo kažką įspūdingo: varikliai, veikiantys su PEA priedais apdorotu kuru, po 15 000 mylių nuvažiavimo, rodė apie 83 % mažesnį skirtumą tarp kuro srauto per purkštuvus nei tie, kurie naudojo įprastą kurą. Tai labai svarbu ilgalaikiam variklio našumui. Kitas privalumas, kurį suteikia šie priedai, yra gebėjimas neutralizuoti rūgštines medžiagas, galinčias ardyti kuro purkštuvų viduje esančias vario lydinių dalis. Be tinkamos apsaugos nuo šių koroziją sukeliančių elementų, purkštuvų komponentai greičiau blogėja, dėl ko ateityje kyla įvairių problemų.
Aukščiausios kokybės degalai gali kainuoti flotės operatoriams papildomus 12–18 centų už galoną, tačiau ilgalaikė taupymo perspektyva yra įspūdinga. 2023 metų techninės priežiūros duomenys rodo, kad komercinių automobilių savininkams, pereinant aukščiausios kokybės degalus, apie 37 procentais rečiau reikėjo keisti purkštuvus. Dauguma įprastų vairuotojų pasiekia pelno be nuostolių tašką maždaug nuvažiavę 28 000 mylių, o po to kiekviena papildoma myla pradeda taupyti maždaug centą ir keturias dešimtąsias cento tiek degalų išlaidose, tiek detalių keitime. Skaičiavimai darosi dar palankesni tiems, kurie naudoja automobilius, kurių metinis nuvažiuotas atstumas yra labai didelis. Tokios įmonės paprastai sutaupo apie 217 JAV dolerių vienam automobiliui kasmetinėje techninės priežiūros biudžete, reguliariai naudodamos aukščiausios kokybės degalus. Be to, verta paminėti dar vieną paslėptą pranašumą – garantinių pretenzijų, susijusių su išmetamų teršalų sistemų gedimais, šiose flotėse sumažėja maždaug 50 procentų.
Šiandienos varikliai priklauso nuo kuro injektorių, kurie gali reguliuoti srautą esant apsukoms nuo apie 300 iki 6 000 pagal 2022 m. SAE standartus. Kai gamintojai tinkamai nustato šiuos srauto greičius, jie paprastai išlieka maždaug 10 procentų nuo to, kas laikoma idealu tinkamam degimui paspartinant. Tačiau jei detalės netinkamai suderintos, tai gali sumažinti variklio kuro deginimo efektyvumą net 12 procentų. Naujausi variklio valdymo blokai dabar nuolat analizuoja aukštos raiškos jutiklių duomenis, leidžiantys jiems labai greitai – kartais per pusę milisekundės – kompensuoti kuro srauto pokyčius. Toks atsakas daro didelį poveikį bendram našumui ir kuro ekonomijai.
| Injektoriaus dydis | Kuro sąnaudų poveikis | Galingumo išvestis |
|---|---|---|
| 150cc/min | +7% rida | -9% sukimo momentas |
| 220cc/min | Vidurkis | Vidurkis |
| 280cc/min | -11 % kuro sąnaudų | +14 % stangos |
Per dideli purkštuvai mažo apkrovimo metu cilindrus užtvindo nepalietais angliavandeniliais, o per maži – aukštos apkrovos metu bado variklį. 2023 m. variklių efektyvumo ataskaita rodo, kad tinkamai parinkti purkštuvai dalelių išmetimą sumažina 18 % lyginant su netinkamai suderintomis konfigūracijomis.
Našumo entuziastai dažnai teikia pirmenybę 280 cc/min purkštuvams turbokompresoriaus taikymui, nepaisant jų 23 % didesnių kuro sąnaudų mieste važiuojant ciklais. OEM kalibruoti 220 cc/min vienetai išlaiko EPA reikalavimus, tuo pačiu suteikdami 98 % maksimalios galios natūraliai įsiurbiamuose varikliuose.
ECU apdoroja 12 000 duomenų taškų per sekundę iš smūgio daviklių, deguonies daviklių ir kolektoriaus slėgio matuoklių, kad reguliuotų įpurškimo laiką su 0,01° krumpliaračio kampo tikslumu. Šis mikrosekundžių lygio valdymas neleidžia susidaryti liesai mišinei šaltam varikliui paleidžiant ir perteklinei mišinei aukštesniuose aukščiuose, kontroliuojamuose bandymuose pasiekiant 99,6 % degimo pilnumą.
Tinkamai prižiūrint kuro įpurškiklius, ateityje sutaupoma pinigų brangiems remontams ir užtikrinamas tikslus deginimas. Pagal pramonės ataskaitas, laikantis gamintojų rekomendacijų dėl techninės priežiūros, pvz., apie 30 tūkst. mylių atlikdami valymą ir reguliariai keisdami kuro filtrus, galima sumažinti nuosėdas viduje dyzelinio variklio maždaug dviem trečdaliais. Aukštos kokybės kuras, turintis tinkamų ploviklių priedų, labai padeda išvengti nemalonaus lako tipo nuosėdų ant įpurškiklių. Nepamirškite patikrinti, ar nėra nutekėjimų, nes susidėvėję sandarikliai ilgainiui gali sukelti įvairias problemas, jei nebus laiku pastebėti.
Užsikimšę purkštuvai sutrikdo purškimo modelį, dėl ko kyla uždegimo problemos ir nepilnas kuro sudegimas. Tokios būklės požymiai, kaip nestabilus tuščias eiga, sumažėjęs galios rodiklis ar padidėję išmetamų teršalų kiekiai, rodo, kad reikia valyti. Gamintojo patvirtintas ultragarsinis ar cheminis valymas atkuria pradinį srauto greitį pagal gamyklinius standartus, tačiau po to būtina pakeisti filtrus, kad nebūtų vėl įnešta šiukšlių.
2024 m. atlikto tyrimo duomenimis, transporto priemonės, kurių purkštuvams buvo atliekamas planuotas techninis aptarnavimas, pasižymėjo 11 % geresniu kuro efektyvumu ir 30 % ilgesniu komponentų tarnavimo laiku lyginant su neaptarnautomis. Logistikos įmonėms tai reiškia 4 200 JAV dolerių metinę sutaupymą vienam sunkvežimiui kuro ir remonto išlaidose – tai įrodo, kad prevencinis aptarnavimas tiesiogiai veikia operacinius pelno maržas.
Kuro įpurškikliai svarbiai prisideda prie kuro padavimo į variklį reguliavimo, įtakodami degimo efektyvumą ir mažindami išmetamų teršalų kiekį. Jie purškia kurą aukštu slėgiu tiesiogiai į degimo kamerą arba įsiurbimo kolektorių, optimizuodami oro-kuro mišinio santykį.
Užsikimšę kuro įpurškikliai sutrikdo purškimo modelį, sukeliant nevienodą oro-kuro mišinį. Tai sukelia užgesimus, padidėjusį kuro suvartojimą, sumažėjusį sukimo momentą ir galimą variklio pažeidimą.
Aukštos kokybės kurą sudaro priedai, kurie neleidžia kaupiantis nešvarumams ant įpurškiklių antgalio. Šie priedai padeda išlaikyti antgalių matmenis ir efektyvumą, neleidžia ankstyvo nusidėvėjimo bei neefektyvaus kuro sudeginimo.
Reguliarus techninis aptarnavimas padeda išlaikyti purkštuvų našumą, neleidžiant užsikimšti ir susidaryti nuosėdoms. Nuolatinis valymas ir apžiūros pailgina purkštuvų tarnavimo laiką, gerina degimo tikslumą ir variklio efektyvumą.
EN