ΕΠΙΚΑΘΙΣΕΙΣ ΑΝΘΡΑΚΑ ΣΤΟΥΣ TFSI - FSI (ΑΜΕΣΟΥ ΨΕΚΑΣΜΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ)

ΕΠΙΚΑΘΙΣΕΙΣ ΑΝΘΡΑΚΑ ΣΤΟΥΣ TFSI - FSI (ΑΜΕΣΟΥ ΨΕΚΑΣΜΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ)

Το πρόβλημα των επικαθισεων άνθρακα στους κινητήρες TFSI και FSI είναι λίγο πολύ γνωστό σε όλους. Θα προσπαθήσουμε να προσεγγίσουμε το θέμα για να κατανοήσουν όλοι με όσο πιο απλό τρόπο γίνεται, τι είναι και γιατί δημιουργείται αυτό το πρόβλημα και πως λύνεται το θέμα.

O κινητήρας εσωτερικής καύσης παράγει άνθρακα που εµφανίζεται µε διάφορες µορφές. Αυτό οφείλεται στη χρήση των καυσίµων υδρογονανθράκων και λαδιού λίπανσης που γίνεται µέσα στον κινητήρα. Τα καύσιµα παράγουν άνθρακα ως αποτέλεσµα της διαδικασίας καύσης µέσα στον κύλινδρο.


Σύστηµα Έµµεσου Ψεκασµού
Κατά την τροφοδοσία του κινητήρα που παλιότερα γινόταν µε αναµικτήρα (καρµπυρατέρ) και αργότερα µε έγχυση καυσίµου (µε µπεκ ψεκασµού), το καύσιµο εισάγεται στην πολλαπλή εισαγωγής του κινητήρα. Έτσι, ο άνθρακας µέσα στην περιοχή του στοµίου εισαγωγής ξεπλένεται συνεχώς µε βενζίνη. Όπως γνωρίζετε, η βενζίνη είναι ένα πολύ καλό καθαριστικό και µπορεί να ξεπλύνει από τα εξαρτήµατα λάδια και άλλα κατάλοιπα. Επίσης, η βενζίνη µπορεί να αφαιρέσει µέρος της συσσώρευσης άνθρακα από το στόµιο της. βαλβίδας εισαγωγής.Η βενζίνη που ρέει συνεχώς και είναι σε επαφή µε την εναπόθεση άνθρακα καθώς σχηµατίζεται, θα αλλάξει επίσης τη σύσταση των καταλοίπων του άνθρακα του συστήµατος εισαγωγής.

Σύστηµα άµεσου ψεκασµού
Στους σύγχρονους κινητήρες µε άµεσο ψεκασµό βενζίνης (GDI, FSI, TFSI ), το καύσιµο ψεκάζεται κατευθείαν στο θάλαµο καύσης. Εποµένως, δεν υπάρχει διαθέσιµο καύσιµο για να πλύνει τις εναποθέσεις άνθρακα στην πολλαπλή εισαγωγής, όπως συµβαίνει µε τη µέθοδο έγχυσης καυσίµου πριν από τις βαλβίδες εισαγωγής. Αυτό δηµιουργεί ένα πρόβληµα καθώς ο άνθρακας θα εναποτεθεί και θα σχηµατίσει ένα παχύ στρώµα χωρίς να υπάρχει κάτι για προλάβει - εµποδίσει αυτόν το σχηµατισµό. Επίσης, η έλλειψη βενζίνης µέσα στο σύστηµα εισαγωγής θα δηµιουργήσει µια µορφή εναποθέσεων άνθρακα που µπορούν να γίνουν αρκετά εκτεταµένες και να δηµιουργήσουν προβλήµατα λειτουργίας του κινητήρα.
Σε µερικούς κινητήρες άµεσου ψεκασµού αυτές οι συσσωρεύσεις άνθρακα που δηµιουργούν προβλήµατα λειτουργίας στον κινητήρα µπορεί να εµφανιστούν σε µόλις 20.000-30.000 χιλιόµετρα.
Ο ίδιος ο σχεδιασµός του κινητήρα άµεσου ψεκασµού οδηγεί σε εναπόθεση άνθρακα στο σύστηµα εισαγωγής. Κανένας κινητήρας άµεσου ψεκασµού δεν έχει ανοσία σε αυτές τις εγγενείς εναποθέσεις άνθρακα, επομένως εδώ μιλάμε για κατασκευαστικό λάθος.

Βαριά κατάλοιπα άνθρακα στις βαλβίδες εισαγωγής
Ορισµένες εναποθέσεις άνθρακα µέσα στην περιοχή της βαλβίδας εισαγωγής του κινητήρα µε άµεσο ψεκασµό βενζίνης µπορεί να φτάσουν σε πάχος 8-12 mm. Αυτές οι βαριές εναποθέσεις άνθρακα µπορούν να προκαλέσουν προβλήµατα όπως: διακοπές ή ρετάρισµα, δισταγµό στο πάτηµα του γκαζιού, χαµηλή ισχύ, ανώµαλο ρελαντί, συχνά σβησίµατα, αυτανάφλεξη, προβλήµατα προσαρµογής καυσίµου, υψηλές εκποµπές καυσαερίων, κωδικούς βλάβης για το φάσµα λειτουργίας αισθητήρα MAF ή και του αισθητήρα MAP.
Για να εξακριβώσετε αν υπάρχουν εναποθέσεις άνθρακα στο σύστηµα εισαγωγής του κινητήρα  η καλύτερη µέθοδος είναι η οπτική εξέταση µε τη χρήση ενός ενδοσκοπίου (borescope), ανά 50.000-60.000 χιλιόμετρα.

Είναι σηµαντικό να καταλάβουµε ότι αυτές οι εναποθέσεις άνθρακα δεν χρειάζεται να είναι βαριές για να δηµιουργήσουν πολλά από τα προηγούµενα προβλήµατα.Στον κινητήρα µε άµεσο ψεκασµό βενζίνης ακόµα και µικρές συσσωρεύσεις άνθρακα στην περιοχή της βαλβίδας εισαγωγής µπορούν να προκαλέσουν προβλήµατα στη λειτουργία του.

Όποιος βελτιώνει κυλινδροκεφαλές αγωνιστικών κινητήρων, µπορεί να βεβαιώσει το γεγονός ότι ακόµα και πολύ µικρές αλλαγές που έγιναν στο εσωτερικό της πολλαπλής εισαγωγής ή στην περιοχή των βαλβίδων εισαγωγής, δηµιούργησαν διαφορές στη ροή του αέρα τόσο προς το καλύτερο όσο και προς το χειρότερο.Αυτές οι άνισες συσσωρεύσεις του άνθρακα απορροφούν ενέργεια, ροπή και αποβαίνουν σε βάρος της οικονοµίας καυσίµου. Η ανώµαλη ροή του αέρα που προκαλείται από τις εναποθέσεις άνθρακα είναι ιδιαίτερα επιβλαβής στον κινητήρα άµεσου ψεκασµού.

Πάμε λίγο με τεχνική ορολογία για τους πιο ψαγμένους

Η βαλβίδα εισαγωγής που είναι το πιο θερµό µέρος του στοµίου εισαγωγής, στους 200 °C έως 400 °C, θα βοηθήσει στην εξάτµιση κάποιας ποσότητας καυσίµου, ώστε αυτό να µπορεί να καεί κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καύσης. Μόλις το καύσιµο εγχυθεί, ανοίγει η βαλβίδα εισαγωγής επιτρέποντας στο µείγµα αέρα-καυσίµου να αναµειχθεί µε την κίνηση του αέρα µετά ​​από τη βαλβίδα.Επιπλέον, η κίνηση προς τα πάνω του εµβόλου κατά τη διάρκεια της διαδροµής στον χρόνο συµπίεσης πιέζει το µίγµα αυτό και το αναγκάζει να αναµειχθεί περαιτέρω µε το µίγµα του αέρα-καυσίµου. Αυτό που επιτυγχάνεται είναι ένα πολύ καλό µίγµα αέρα-καυσίµου που είναι πολύ όµοιο µε ένα πραγµατικά οµοιογενές µίγµα, πράγµα που σηµαίνει ότι το µίγµα (αέρας και καύσιµο) έχει οµοιόµορφη σύνθεση σε όλο τον χώρο του κυλίνδρου. Όταν συµβαίνει ο σπινθήρας, το καύσιµο βρίσκεται πέρα ​​από το σηµείο αυτόµατης ανάφλεξης και το µέτωπο της φλόγας διαδίδεται οµαλά µέσα στον θάλαµο καύσης.

Εάν το µίγµα του αέρα-καυσίµου είναι αναµεµειγµένο ανοµοιόµορφα, η διάδοση του µετώπου της φλόγας θα εµποδιστεί. Αυτό θα προκαλέσει την ατελή καύση του µίγµατος.

Εάν το µίγµα είναι οµοιογενές, το µέτωπο φλόγας θα διαδοθεί οµαλά µέσα στον θάλαµο καύσης επιτρέποντας την πλήρη (τέλεια) καύση του.

Ανάµιξη αέρα-καυσίµου στον κινητήρα άµεσου ψεκασµού
Στον κινητήρα άµεσου ψεκασµού το καύσιµο εισάγεται απευθείας στον κύλινδρο. Με αυτόν τον τύπο έγχυσης καυσίµου δεν υπάρχει δυνατότητα προανά­µειξης του αέρα µε το καύσιµο πριν από το άνοιγµα της βαλβίδας εισαγωγής.
Επιπρόσθετα, δεν µπορεί να χρησιµοποιηθεί το αποτέλεσµα στροβιλισµού ή παλινδρόµησης που συµβαίνει καθώς ανοίγει η βαλβίδα εισαγωγής. Ως εκ τούτου, η µορφή της ροής του αέρα µέσα στον κύλινδρο είναι κρίσιµης σηµασίας. Αυτή η ροή αέρα πρέπει να µπει στον κύλινδρο και να στροβιλιστεί σωστά για να πιάσει το αερόλυµα καυσίµου και να το αναµίξει µε τον αέρα. Ένας άλλος περιορισµός στην ανάµιξη των δύο αυτών συνιστωσών, είναι ο χρόνος.
Υπάρχει πολύ λίγος χρόνος για να αναµειχθεί ο αέρας µε το παρεχόµενο καύσιµο, οπότε οι συνθήκες πρέπει να είναι σωστές για να γίνει σωστά η ανάµιξη.
Αν η περιοχή του στοµίου εισαγωγής του κινητήρα άµεσου ψεκασµού και/ή η βαλβίδα εισαγωγής έχει µαζέψει τόσα κατάλοιπα και εναποθέσεις µέχρι το σηµείο να επηρεάζεται η ροή του αέρα εισαγωγής, τότε δεν µπορεί να γίνει η κατάλληλη ανάµιξη του αέρα µε το καύσιµο.
Αν το µίγµα αέρα-καυσίµου δεν έχει διαµορφωθεί σωστά, αυτό θα δηµιουργήσει ένα ανεπαρκές οµοιογενές µείγµα που θα οδηγήσει σε ατελή καύση.
Δεδοµένου ότι ο κινητήρας εσωτερικής καύσης είναι µια θερµική µηχανή, η θεµελιώδης λειτουργία του κινητήρα ως συσκευή είναι η παραγωγή και χρήση θερµότητας που µπορεί στη συνέχεια να µετατραπεί σε µηχανική ενέργεια.

Σε αυτούς τους κινητήρες, ότι γίνεται πριν από την καύση του καυσίµου αφορά τη ρύθµιση του µίγµατος αέρα-καυσίµου που υπάρχει στον κύλινδρο έτσι ώστε, το µίγµα να µπορεί να αναφλεγεί και να καεί τέλεια.
Στον κινητήρα βενζίνης, ένα καλά αναµεµιγµένο µίγµα αέρα-καυσίµου θα έχει µεγαλύτερο ρυθµό χηµικής µετατροπής σε θερµότητα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας καύσης.
Αν το µείγµα δεν είναι οµογενές, δεν µετατρέπεται σε θερµική ενέργεια το µέγιστο χηµικό δυναµικό και εποµένως η παραγόµενη µηχανική ενέργεια θα είναι µειωµένη. Όταν αναφερόµαστε στους κινητήρες άµεσου ψεκασµού βενζίνης GDI / FSI / TFSI πρέπει να τονιστεί ότι είναι επιτακτική η ανάγκη να περιοριστεί στο ελάχιστο δυνατό η συσσώρευση άνθρακα πάνω σε κρίσιµα σηµεία του συστήµατος εισαγωγής του κινητήρα. Αυτό µπορούµε να το επιδιώξουµε και να το επιτύχουµε µε διάφορους τρόπους.

Προφανώς, ένας τρόπος είναι η αποσυναρµολόγηση και ο καθαρισµός του κινητήρα. Όµως για να γίνει αυτό, θα πρέπει να αφαιρεθεί η πολλαπλή εισαγωγής από την κεφαλή.


Μια άλλη, λιγότερο χρονοβόρα εργασία και λιγότερο δαπανηρή ως επιλογή είναι να καθαρίσετε τον κινητήρα χρησιµοποιώντας χηµικά υγρά. Συνιστάται πάντοτε η ενδοσκόπηση της εισαγωγής πριν και µετά τον καθαρισµό. Ποτέ µην υποθέσετε ότι επειδή έχει καθαριστεί ο κινητήρας, έχουν αφαιρεθεί και όλες οι επικαθήσεις του άνθρακα.