Hoe werkt brandstofinjectie?
Inhoud
Als het gaat om motorprestaties, zijn er weinig dingen belangrijker dan brandstoftoevoer. Alle lucht die je in de cilinders kunt persen, doet niets zonder de juiste hoeveelheid brandstof om te verbranden. Naarmate motoren zich gedurende de twintigste eeuw ontwikkelden, kwam er een moment waarop carburateurs de zwakste schakel in de transmissie werden in termen van efficiëntie en betrouwbaarheid. Brandstofinjectie is sindsdien een standaardfunctie geworden in elke nieuwe auto.
De brandstofinjectoren vernevelen het gas, waardoor een gelijkmatigere en consistentere ontsteking in de verbrandingskamer ontstaat. In tegenstelling tot carburateurs, die afhankelijk zijn van het vacuüm dat door de motor wordt gecreëerd om brandstof aan de cilinders te leveren, leveren brandstofinjectiesystemen nauwkeurig een constant brandstofvolume. Moderne auto's gebruiken elektronische brandstofinjectiesystemen die worden aangestuurd door de ECU.
De groei van brandstofinjectie was net zo voorspelbaar als de stijgende populariteit van de auto's zelf. Aan het begin van de 20e eeuw was het ongelooflijk dat een auto 60 km/u haalde. Aan het begin van de 21e eeuw kreunden mensen over files die met slechts 60 mijl per uur over snelwegen reden. Auto's zijn tegenwoordig betrouwbaarder en meer gericht op passagierscomfort en veiligheid dan iemand zich een eeuw geleden had kunnen voorstellen.
Wat heeft de brandstofinjectie vervangen?
Brandstofinjectiesystemen werden aangeboden als upgrades voor carburateurs toen ze voor het eerst verschenen en bleven in die rol tot de jaren tachtig, toen ze standaarduitrusting werden op elke nieuwe auto. Brandstofinjectie biedt een aantal voordelen ten opzichte van een carburateur, maar uiteindelijk hebben de productiekosten de carburateur gedood.
Carburateurs zijn lange tijd de gemakkelijkste en goedkoopste manier geweest voor autofabrikanten om hun motorcilinders van brandstof te voorzien. Een reeks olietekorten in de jaren zeventig dwong de regering om het brandstofverbruik van auto's te reguleren. Omdat fabrikanten efficiëntere carburateurontwerpen moesten ontwikkelen en complexere onderdelen moesten produceren, werden de productiekosten van auto's met carburateur zo hoog dat brandstofinjectie een meer kosteneffectieve oplossing werd.
Voor consumenten was dit geweldig nieuws. Voertuigen met brandstofinjectie rijden consistenter en vergen minder onderhoud en aanpassingen. Emissies zijn ook gemakkelijker te beheersen en het brandstofverbruik wordt verbeterd door een efficiëntere brandstoftoevoer. Er zijn veel verschillende brandstofinjectiesystemen, maar ze kunnen allemaal worden onderverdeeld in twee categorieën: mechanische brandstofinjectie en elektronische brandstofinjectie.
Elektronische brandstofinjectie (EFI)
Elektronische brandstofinjectie maakt een zeer nauwkeurige controle mogelijk van de hoeveelheid brandstof die in de cilinders wordt geïnjecteerd. Het volgt een vrij eenvoudig proces:
Brandstof verlaat de brandstoftank erdoor benzine pomp. Het gaat door de brandstofleidingen naar de motor.
Gokmachine brandstofdrukregeling versmalt de brandstofstroom en geeft alleen de berekende hoeveelheid door aan de injectoren.
De brandstofdrukregelaar weet hoeveel brandstof er naar de injectoren moet, blijkt uit een signaal van luchtmassameter (MAF). Deze sensor controleert hoeveel lucht er op een bepaald moment de motor binnenkomt. Het totale luchtvolume dat de motor binnenkomt, geeft samen met de optimale lucht/brandstofverhouding die door de fabrikant is ingesteld elektronische besturingseenheid (ECU) voldoende informatie om de exacte hoeveelheid brandstof te berekenen die de motor nodig heeft.
De brandstofinjectoren zelf gaan open om het vernevelde gas rechtstreeks in de verbrandingskamer of in het gasklephuis te laten.
Mechanische brandstofinjectie
Mechanische brandstofinjectie werd ontwikkeld vóór EFI en maakte de weg vrij voor de ontwikkeling van EFI-technologie. Het belangrijkste verschil tussen de twee systemen is dat mechanische brandstofinjectiesystemen mechanische apparaten gebruiken om de juiste hoeveelheid brandstof in de motor te krijgen. Deze systemen moeten worden afgesteld voor optimale prestaties, net als carburateurs, maar leveren ook brandstof via injectoren.
Behalve dat ze nauwkeuriger waren, verschilden deze systemen niet veel van hun tegenhangers met carburateur. Ze waren echter buitengewoon nuttig voor vliegtuigmotoren. Carburateurs werken niet goed tegen de zwaartekracht in. Om de door vliegtuigen gegenereerde g-krachten het hoofd te bieden, werd brandstofinjectie ontwikkeld. Zonder brandstofinjectie zou gebrek aan brandstof ervoor zorgen dat veel vliegtuigmotoren tijdens moeilijke manoeuvres afslaan.
Brandstofinjectie van de toekomst
In de toekomst zal brandstofinjectie steeds nauwkeuriger worden en een steeds hogere efficiëntie en veiligheid bieden. Elk jaar hebben motoren meer pk's en produceren ze minder afval per pk.
