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Iniettori piezoelettrici Siemens: parte 1

Lettura stimata: 3 minuti

Vediamo nello specifico come sono fatti e come funzionano gli iniettori piezoelettrici Siemens.
Una particolarità rispetto agli iniettori elettromeccanici sono le dimensioni leggermente più contenute e il loro funzionamento elettrico di comando.
Per la loro attivazione si ha bisogno di tensioni pari a 70 Volt (mentre si raggiungono i 120 ÷ 140 Volt a fine processo) e di correnti di circa 8 ÷ 10 Ampere; le pressioni di iniezione possono variare da poche centinaia fino a circa 1500 bar.
Il principio di funzionamento è quello classico degli iniettori per impianti common rail, dove la differenza di pressione tra la zona superiore ed inferiore dello spillo di tenuta determina l’iniezione o meno di carburante nella camera di scoppio (stessa pressione spillo chiuso). Lo scarico della pressione superiore, a seguito del comando elettrico impartito dalla centralina all’iniettore, determina uno squilibrio con la pressione sulla faccia inferiore permettendo così l’alzata dello spillo e quindi l’iniezione di carburante.
Prima di analizzare cosa accade all’interno dell’iniettore è bene aprire una piccola parentesi relativa ai materiali piezoelettrici. Il nome “piezo” deriva dal greco “piezein” che significa premere.
La scoperta dei materiali con effetti piezoelettrici risale al 1880. Questi materiali hanno la caratteristica di generare ai loro estremi una tensione elettrica se sottoposti a deformazioni meccaniche; al contrario se sottoposti ad una tensione si deformano di conseguenza. Tale deformazione permane anche dopo aver tolto alimentazione al componente, e permane fino a che non venga applicata una corrente di polarità inversa. I cristalli di quarzo sono quelli più comunemente utilizzati.
La parte alta dell’iniettore ove è sistemato l’elemento piezoelettrico è composta da più strati sovrapposti di questo materiale; a seguito del comando impartitogli dalla centralina controllo motore con una tensione di 70 Volt, il materiale subisce una deformazione; questo fenomeno si riproduce per circa 200 volte (questo dato varia in funzione del numero di strati che compone l’iniettore), creando come effetto l’innalzamento della tensione fornita dalla centralina a circa 140 Volt.
La figura di seguito riportata mostra l’iniettore chiuso: com’è possibile vedere, la pressione carburante agisce sia sulla parte inferiore dell’ago dell’iniettore, sia nella parte superiore.
Condizione di iniettore chiuso, bilanciamento delle forze agenti sull’ago.

Figura 1

A seguito del comando da parte della centralina motore, il piezoelettrico si deforma andando a premere sulla leva amplificatrice. L’abbassamento della leva fa spostare il pistoncino sottostante, il quale consente l’apertura della valvola di scarico. L’apertura della valvola fa si che crolli la pressione del gasolio nella parte alta dell’ago dell’iniettore, scaricando parte del gasolio verso il ritorno; in questa condizione la pressione del gasolio che spinge nella parte bassa dell’ago permette che esso si sollevi creando l’iniezione di carburante attraverso i microfori presenti sulla punta dell’iniettore:

Figura 2

4 commenti
    • Redazione
      Redazione dice:

      Salve Carlo, la leva amplificatrice è un elemento che serve ad amplificare il movimento del pistoncino sottostante. La leva viene azionata dall’allungamento dell’elemento piezoelettrico interno all’iniettore. Nelle figure presenti nel nostro articolo è possibile identificare l’uscita del gasolio verso il ritorno, evidenziata dal colore verde. Dall’uscita degli iniettori il carburante viene poi veicolato attraverso una serpentina di raffreddamento posta sotto il veicolo, prima di tornare nel serbatoio. Un saluto dalla Redazione

      Rispondi
      • Bruno
        Bruno dice:

        Salve scusate ho bisogno di un informazione ho un iniettore rail non funzionante e di marca siemens ho trovato un altro con lo stesso codice però è di marca Bosch si puo montare un bosh su un impianto siemens ?oppure avrò dei grossi problemi?

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        • Redazione
          Redazione dice:

          Salve, secondo i nostri tecnici la soluzione che propone non è possibile in base alle differenze costruttive dei due iniettori, aspetto che si traduce poi in modi completamente diversi di gestire elettronicamente gli iniettori da parte della centralina motore. Sconsigliamo pertanto questo tipo di applicazioni, al fine di evitare problematiche più serie. Un saluto.

          Rispondi

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