Spennende diesel-teknologi

Duratorq TDCi er et godt eksempel på at moderne elektronikk kan veie opp for gammel mekanikk.

SAMSPILL: Nederst til venstre rotasjonspumpen som bringer diesel under høyt trykk til reservoaret (i midten). Fra reservoaret bringes drivstoffet via fire tynne rør til sylindrene. Vis mer
[Ugjyldig objekt (NAV)]

Som nevnt i hovedartikkelen, er TDCi-motoren i utgangspunktet basert på en relativt gammel støpejernskonstruksjon med kun to ventiler per sylinder og et slagvolum på 1753 kubikkcentimeter. Likevel yter motoren 250 Nm og 115 hestekrefter. Forklaringen bak de høye ytelsene heter "Common Rail" og "direkte innsprøytning".

Common Rail

Uttrykket "Common Rail" kan oversettes med "felles reservoar". Dette reservoaret har som oppgave å fordele drivstoff til sylindrene. Reservoaret er forbundet med en rotasjonspumpe. Rotasjonspumpen skaper et ekstremt høyt trykk, ofte opp mot 2.000 bar, og tvinger drivstoffet videre til reservoaret, som sørger for å opprettholde et konstant høyt trykk. Ut fra reservoaret bringes dieselen via fire tynne rør til sylindrene, fortsatt under ekstremt høyt trykk.

Direkte innsprøytning

I tradisjonelle firetakts stempel-motorer føres en blanding av luft og bensin inn via ventilene i sylindertoppen. Moderne motorer med direkte innsprøytning benytter kun ventilene til å bringe inn luft. Drivstoffet kommer inn gjennom en egen dyse og sprøytes rett inn i sylinderen.

Forstøvning og spredning

Når motorfabrikantene utvikler nye dieselmotorer, er en av utfordringene å få til så god spredning og forstøving av drivstoffet som mulig. Jo bedre spredning og forstøving, jo mer effektiv forbrenning. Mer effektiv forbrenning gir i sin tur både mer kraft, lavere forbruk og mindre utslipp.

Rotasjonspumpen og reservoaret sørger for ekstremt høyt trykk, noe som i sin tur gir bedre forstøvning. Den direkte innsprøytningen gjør det mulig å få til en bedre fordeling av drivstoffet i sylinderen. Dette fordi drivstoffet slipper å passere ventilene. Drivstoffet sprutes i stedet rett inn i forbrenningskammeret via en egen dyse. Denne dysen har flere små hull, noe som sørger for bedre spredning.

Pilotinjeksjoner

En pilotinjeksjon er en mikroskopisk drivstoffdusj som sendes inn i sylinderen rett før hovedinjeksjonen. Formålet med pilotinjeksjonen er å få til en jevnere og mer kontrollert forbrenningsprosess. En jevnere forbrenningsprosess vil gi motoren en mykere gange, noe som i sin tur gir mindre vibrasjoner og bedre komfort for passasjerene.

Pilotinjeksjoner er ikke noe nytt. Ford har imidlertid videreutviklet idéen i TDCi-motoren.

  • For det første brukes to pilotinjeksjoner.
  • For det andre kan mengden drivstoff i hver pilotinjeksjon reguleres.
  • For det tredje kan tidspunktet for hver av de to pilotinjeksjonene reguleres.
  • Kontrollenheten som regulerer mengde og tidspunkt for hver av de to pilotinjeksjonene får informasjon fra en lang rekke sensorer. Sensorene registrerer blant annet kamaksel- og veivakselposisjon, drivstofftrykk og -temperatur, luft- og ladelufttrykk og pedalposisjoner.

    Utrolig presisjon

    Tenk deg en motor som går med 3.000 omdreininger per minuttet, eller for å si det på en annen måte; 50 omdreininger i sekundet. Det betyr at stemplene beveger seg opp og ned 50 ganger hvert sekund.

    Fordi en dieselmotor er en firetaktsmotor, spruter dysene kun inn drivstoff annenhver gang stempelet er oppe. Det sprutes altså diesel inn i sylinderen 25 ganger i sekundet. Med tanke på at TDCi-motoren benytter to pilotinjeksjoner, kan vi gange innsprøytningstallet med tre. Dysene skal altså åpne og lukke seg 75 ganger hvert sekund.

    Til sammenligning består en videofilm av 24 bilder i sekundet. Det menneskelige øyet klarer som kjent ikke å skille disse bildene fra hverandre. Dysene er med andre ord langt raskere enn vi kan oppfatte med våre øyne.

    Ikke nok med at dysene skal åpne og lukke seg 75 ganger i sekundet. Dysenes åpningstid og - tidspunkt varierer hele tiden med hvilke signaler de har fått fra styringsenheten. Men dette er ikke noe problem for dysene i en moderne direkteinnsprøytet motor. De magnetstyrte ventilene i TDCi-motoren har for eksempel en reaksjonstid på 0,3 millisekunder; mindre enn halvparten av et tusendels sekund.

    Bankesensor hindrer vibrasjon

    Hovedårsaken til at TDCi-motoren går så mykt, er at en bankesensor til enhver tid overvåker motorgangen. Hvis gangen blir hard og motoren begynner å vibrere, sender bankesensoren signaler til en styringsenhet som i sin tur justerer mengde og tidspunkt for pilotinnsprøytningene.