Valg av sprøyter 

Innledning

Denne informasjonen är skrevet for å gi et bilde av hvordan bränslespridare fungerer (ikke diesel eller piezo) og underlætte ved valg av spridare samt renske opp i vanlige misforståelser. Det forekommer alltid avvik i praksis, men fokuset her er å holde det veldig enkelt så derfor er bare noen punkter med.

1. Spridartyper
2. Mått
3. Förlängd spets
4. Flöde
5. Flödesmatchning
6. Resistans
7. Induktans
8. Arbetstryck
9. Arbetstemperatur
10. Kompabilitet med ulike medier
11. Spridarbild
12. Sprutvinkel
13. Plassering av spridare
14. Spänningsmata Spridare
15. Elektrisk kontaktstykke
16. Komponenter og materialvalg
17. Service
18. Problemer med spridare
    

Spridertyper

Drivstofftilførsel
Toppmatet injektor som mates med drivstoff gjennom toppen av spridaren og monteres på en drivstoffrør (fuelrail) som fordeler ut drivstoff til de ulike spridarna. Denne varianten sitter oftest på biler fra det europeiske og amerikanske markedet.

Side-matet injektor som mates med drivstoff fra siden og monteres i en drivstoffrør (fuelrail) som fordeler ut drivstoffet til de ulike spridarna. Disse finnes oftest på det asiatiske markedet.

De toppmatede spridarna, uansett merke, bruker ofte en eller annen slags Bosch-standard, selv om det kan variere litt i størrelse.

Mått

Kompakt kropp (33,6 mm mellom O-ringsporene)
Standard kropp (48,65 mm mellom O-ringsporene)
Lang kropp (60,65 mm mellom O-ringsporene)

Spridarspissen stikker da ned 11 mm fra øvre O-ringsspor i standardutførelse. Det finnes også en lengre spridarspiss som stikker ned 24 mm fra det øvre O-ringspor.

Utover ovennevnte finnes det en oppsjof av størrelser tilpasset spesifikke bilmodeller, men da er de vanskeligere å tilpasse til ettermarkedet, selv om en spridar fra en viss motor kan passe på andre også.

Spridarnas monteringshull eller O-ringens diameter betegnes ofte som 14,5 mm. Kragen på O-ringens spor er 13,2 mm, og største mål på en montert passende O-ring blir da 15,2 mm. Disse målene passer i 14,5 mm hull.

Spridar med forlångd spiss (xT)

Noen spridare har en forlånging fra nedre o-ringen som måler 24 mm. Denne kan føres inn i inntaket eller bygges bort med hjelp av en nedre adapter for å få standard 11 mm utstikk.

Strøm på spridare

Injektorens nyttiggjøringsgrad (Duty cycle)

Rettverdien for maks utnyttelsesgrad på spridare er i bransjen 80 % (0,8), men kan variere kraftig avhengig av applikasjon og valgte komponenter.

Hvorfor man ikke vil utnytte spridaren til maks avhenger av mange forskjellige faktorer, men muligheten for tilpasning under kjøring på grunn av ytre påvirkninger som tilstoppede filtre, slitte drivstoffpumper, kvalitet på drivstoff osv.

Drivstofffiltre som høytrykksfilter og forfilter samt drivstofftrykkregulator er tre av de vanligste årsakene til tapt drivstofftrykk. Noe man skal holde ekstra øye med.

Spennings-, trykk- og temperaturforhold er noen andre faktorer som påvirker og gjør at man ønsker å ha den siste margen.

BSFC - brake specific fuel consumption (effektspecifik drivstoffforbruk på norsk)

Et mål på hvor mye drivstoff per time som kreves for en gitt motor for å produsere én hestekraft.

Generelle verdier for bensinmotor som man kan bruke hvis man ikke har noen tidligere historikk fra motoren å gå på (Ved E85 legg til 0,15):
Motor uten overladning: 0,5
Kompressormotor: 0,6
Turbomotor: 0,65

Måttenheter

Det er vanlig at forskjellige produsenter og land bruker ulike måleangivelser på spridare. Vær nøye med dette, ellers blir det feil.

CM3/min
G/min
CC/min
LBS/time (LBS/time*10,5 = CC/min)
LB/time

Utrenskning
Det som bør nevnes først og fremst er at det finnes like mange måter å regne ut dette som det finnes personer. Også at man kan ta veldig mye mer informasjon i betraktning for å få ut et så eksakt verdi som mulig, som f.eks. motorens virkningsgrad, drivstoffets tetthet og energiinnehold osv. Men det viktige er at vi ikke velger en for liten spridare, så jobber vi med spridarens egenskaper og design for å finne en spridare som passer bra for motor og applikasjon.

Nå bruker vi generelle verdier for å bestemme spridarstørrelse:

(Motoreffekt x BSFC) / (Antall spridare x Nyttiggjøringsgrad)

Eksempel for en nybygd 4-sylindret overladet bensinmotor som estimert skal få 400hp.

(400 x 0,65) / (4x 0.8) = 81,25 LBS/time (81x25*10,5=853cc)

Her har vi kommet frem til at vi minst skal ha 853cc spridare til nevnte motor, og da velger man nærmeste spridartype som passer og fungerer med det drivstofftrykk, spridarbild, sprutvinkel, resistans, drivstoffkompatibilitet og arbeidstemperatur som beskrives på denne siden.

Hvor mye kan en spridare avvike?
Cirka 6 % avvikelse for spridare laget for flytende drivstoff (ikke CNG). Hvis det ikke er en gasspridare, så flyter de fleste spridare godkjent jevnt for en original til lett trimmet bil. Noen ganger skiller spridare seg mer, men da er de mest sannsynlig fra forskjellige produksjonsbatcher. Merk at med høyere motoreffekt / mindre sikkerhetsmargin så skal spridare matches.

Strømmatchning

Ved produksjon av spridare oppstår små variasjoner som gjør at strømmen på en størrelse av spridare kan variere med flere prosent. Det som skiller seg, avhenger av presisjonen ved produksjon og selvfølgelig den ekstra produksjonskostnaden som ville oppstå hvis man skulle lage disse eksakt direkte fra fabrikken. Faktorer som påvirker strømmen er vikling av spolen, injektor disk, ventiltetning for å nevne noen eksempler.

Bilfabrikanter bruker spridare med de variasjoner fabrikken skal holde seg innen og har veldig store feilmarginer i stedet.

Ettermarkedet bruker ofte små feilmarginer på grunn av høye effektuttak med mindre sikkerhetsmarginer og begrensninger av testmuligheter i virtuell miljø samt praktiske tester under forskjellige forhold.

Derfor er det bra å matche spridarna som ikke gjøres fra fabrikken. Dette innebærer kort og godt at man på f.eks. 100 spridare parer sammen de spridare som strømmer innen den nye rammen som på ettermarkedet pleier å ligge på 1 %, noe som er veldig bra sammenlignet med andre feilkilder som finnes som har betydelig større variasjon.

Et styresystem kan i dag kompensere drivstoff på hver sylinder sammen med separate lambdasensorer og EGT-sensorer på hver sylinder, men til tross for dette er det best å ha en oppsett spridare som strømmer likt på hver sylinder.

Tilnærming for statisk spridarmatching

Ved en matching eller kontroll av to eller flere spridare legges det et trykk på spridaren, f.eks. 3 bar. Deretter åpner spridaren i en gitt tid, f.eks. 20 sekunder (målt i millisekunder). Nå måles hvor mye drivstoff hver enkelt spridare har levert. Når folk snakker om matching innen 1-2 %, så er det statisk måling som menes.

Tilnærming for dynamisk spridarmatching

Når en spridare åpner, kan det ta forskjellig lang tid før den er helt åpen, og derfor kan også en dynamisk måling være interessant.

Testmiljø ved kontroll

Merk at testmiljø kontra praktisk bruk kan ha store varierende forutsetninger avhengig av tilleggsutstyr og andre tekniske faktorer. Dette er imidlertid veldig god informasjon om hva man kan forvente av spridarna og grunnleggende informasjon når man skal velge andre komponenter i drivstoffsystemet som drivstoffpumpe, drivstofftrykkregulator og drivstofffilter.

Noen forskjellige faktorer som påvirker den dynamiske kontrollen er type spridare, design, materiale, drivstofftrykk, drivstofftype, temperatur, spenning, arbeidstid og sist men ikke minst selve testen.

Spridartest

Hvordan testen utføres og hvilke verktøy som brukes er det som gir størst variasjon. En statisk kontroll gir ikke så stor variasjon, mens en dynamisk test, spesielt over en lengre tid, kan gi store variasjoner i måleverdier. Dette gjelder først og fremst hvis spridare testes i forskjellige maskiner med forskjellige medier og ulik arbeidstid.

Arbeidstid / Arbeidsgang

En annen del som ofte ikke diskuteres, er spridarens arbeidstid. Når spridaren er ny, får du en verdi. Når spridaren mekanisk kjøres inn, vil du få en annen verdi. Dette er ikke noe som må tas i betraktning ved en statisk matching, men kan gi mer avvikende verdier ved en dynamisk matching, spesielt når de andre faktorene er med og påvirker.

Spridarens resistans

Spridarens resistans
Resistans er en strømbegrensende evne hos en elektrisk krets (f.eks. en spole i en spridare). Jo høyere resistansverdi spolen har, desto høyere spenning kreves for å drive den. Resistans måles i ohm.

Spridarmotstand
Noen originale styresystemer støtter bare spridare med høy resistans, og de som av ulike grunner monterer "lavohms spridare" kobler et motstand i serie på hver spridares krets for å oppnå den resistansen som original styresystem er bygget for (høy resistans). Det finnes variasjoner og unntak her, men dette er ikke noe man ønsker å oppnå, så vi går ikke videre med det, da man på denne måten også manipulerer spridarens funksjon.

Peak and hold (lav resistans)
Peak and hold injektorer/signaler brukes for å styre "lavohms spridare". Det er to sekvenser der peak er akkurat som det høres ut, en første høy spenning (peak) sendes ut fra styresystemet for å raskt åpne spridaren. Deretter en andre sekvens (hold) der spenningen senkes for å bare holde spridaren åpen.

Saturated (høy resistans)
Dette er "lavohms spridare" som åpnes og lukkes med en lav spenning.

Lav eller høy resistans?
2-4 ohm er vanligvis det en spridare med lav resistans har, mens høy resistans vanligvis innebærer et sted mellom 8-16 ohm.

Tidligere ønsket man å ha Peak and hold injektorer, da de fantes i større størrelser og klarte høyere drivstofftrykk med bedre kontroll. I dag velger man den spridaren som passer applikasjonen best, da de fleste ettermarkeds styresystemer støtter begge typer. Uansett lav eller høy resistans, peak and hold eller ikke, så er dagens store spridare ofte "høyohms" og klarer å åpne og stenge minst like bra som "lavohms" på grunn av at de tåler en høyere spenning, har raskere responstid, lettere interne komponenter og generelt bedre kontroll enn de gamle.

Spridarens induktans

Induktans er en elektrisk strøm som flyter gjennom en krets (f.eks. en spole i en spridare) og forårsaker et magnetisk felt og dermed et magnetisk fløde gjennom kretsen. Forholdet mellom det magnetiske flødet og strømmens styrke kalles induktans. Dette er en av mange deler som måles ved spridarservice for å kontrollere at alle spridarna er i god stand og at ingen avviker, for å forhindre fremtidige problemer og driftsstopp.

Arbeidstrykk

Arbeidstrykket / strømmen hos en spridare angis av produsenten, og det er ofte ved 3 bar. Øker drivstofftrykket, så øker også strømmen ved lik åpningstid. Noen spridare gir et bedre spridarbild ved et høyt drivstofftrykk, og noen fungerer bedre på et lavt. Dette er vanskelig å vite uten å få data fra produsent eller distributør.

Har man funnet riktig spridare for den effekt man skal bruke, så er det nå viktig å sørge for at spridaren fungerer innenfor det området som drivstofftrykket kommer til å befinne seg i.

Eksempel:
Overladet turbomotor skal gi 3 bar overtrykk.
Drivstofftrykkregulatoren er lineær 1:1 mot overtrykk
3 bars grunn drivstofftrykk.

Nå kommer spridaren til å jobbe med 6 bars drivstofftrykk på topp, og da vil man at spridarbilden ikke skal påvirkes negativt, for da påvirkes også motorens effektivitet negativt.

Ofte har store originalspridare bare fin spridarbild opp til 5 bar, selv om unntak alltid kan forekomme. Her må man sørge for å se etter annen type spridardesign som klarer dette trykket. Ofte benevnes disse som motorsport spridare og klarer da ofte opp til 8 bar uten at spridarbilden blir lidende.

Arbeidstemperatur

Spridarens temperaturområde
En drivstoffspridare jobber mellom -40 grader til +110 grader uten å påvirkes nevneverdig. Det er oppsatte rammer innen bilindustrien for å klare forskjellige markeder der det er veldig kaldt samt veldig varmt. Dette gjelder også for motorsport spridare, og selv om det kan variere litt, er dette ingen temperaturer som vanligvis er et problem å holde seg innenfor. Dessuten er moderne spridare utformet slik at de kjøles bedre av drivstoffet enn før.

Kompatibilitet med ulike medier

De fleste spridare klarer å kjøre med E85 og BF95/98. E85 krever hyppigere spridarservice, da spridarnålen kan begynne å sette seg fast og får avleiringer som påvirker strømmen og spridarbilden. Dagens styresystemer kan ofte kompensere for spridarmengden med åpningstider, men man har fortsatt problemet med spridarens strøm og spridarbild. Derfor anbefales det alltid å bruke en drivstofftilsetning som smører ved bruk av etanol, samt spridarvask en gang per sesong.

Spridarbild

Det finnes ulike typer spridarbilder. Disse styres med forskjellige mengder hull i munningen på spridaren, som vi kaller disk. Man snakker om hullsteknikk, to-hullsteknikk og flerhullsteknikk. Flerhullsteknikk kan være mellom tre og åtte hull som fordeler drivstoffet i forskjellige spridarbilder.

De ulike spridarbildene kan deles opp i tre vanlige, selv om det også her finnes unntak med enda flere varianter.
Konisk spridarbild
Stråle
To stråler

Når man snakker om spridarbild, finnes de med ulike spridninger eller vinkler fra 10 til 85 grader. Det absolutt vanligste er 10-30 grader, der større spridare har en bredere spredning og mindre har en smalere.

Sprutvinkel

I tillegg til at det finnes ulike spridarbilder, kan man, selv om det ikke er like vanlig, velge sprutvinkel. Vinkelen kan da ofte vinkles i fire forskjellige retninger, regnet med det elektriske kontaktstykket som referansepunkt.

Det vanligste er rundt 15 grader vinkel mot noen av de fire retningene.

Plassering av spridare

Valg av spridare gjøres ofte kun basert på fire ting

1. Hvor mye den strømmer for å klare en toppeffekt
2. Om den er kompatibel med det styresystemet man skal bruke
3. Passer den størrelsesmessig
4. Er den kompatibel med det drivstoffet som skal brukes.

Noe som ofte blir glemt er hvilket trykk den skal jobbe med, om den skal brukes i daglig bruk eller bare 2 timer per sesong, spridarbild og sprutvinkel. Her bør man vurdere om man skal tilpasse spridaren til det inntak man har med faste monteringspunkter for spridaren, eller om man skal tilpasse inntaket for å møte spesifikke krav til hvilken type spridare som passer for bruksområdet på motoren. Også valg av kontaktstykket bør tas hensyn til, avhengig av bruksområdet.

Spenningsmatet spridaren

I en bil er ofte det elektriske systemet ikke helt stabilt, og derfor må komponenter som monteres klare svigninger i spenning. I dette tilfellet spridarna. Bilens generator er bygget for å levere en stabil spenning på rundt 14 volt.

Avvik skjer når startmotoren går, eller når batteriet er dårlig, eller generator og laderegulator, for å nevne noen eksempler. I tillegg finnes det en mengde forskjellige elektriske arbeidsområder for hver av de nevnte komponentene, så en spridare som klarer et bredt arbeidsområde er å foretrekke for å kunne justere og kompensere for dette i styresystemet.

En spridare kan ofte arbeide mellom 6-18 volt; det spesifiserte strømmen gjelder bare for det produsenten har målt, som ofte er 13,8 eller 14 volt. Det er derfor viktig å justere spridarens åpningstider i forhold til spenningen.

Når spolen får en puls fra styresystemet til å åpne, tar det en stund før det kommer noe drivstoff, da spridarnålen må ha tid på seg til å forlate setet og tillate drivstoffet å komme ut. Dette kalles for injector dead time (spridarens reaksjonsevne). Når man måler dette, ser man tydelig forskjellen mellom gammel og ny teknologi samt peak and hold (lav resistans) og saturated (høy resistans). Det pleier å være rundt en millisekund åpningstid, og alle disse detaljene gjør helheten.

Elektrisk kontaktstykke

Spridarens elektriske kontaktstykke inngår vanligvis ikke ved kjøp av spridare. Det finnes imidlertid en oppsjof av, og valget faller ofte på hva slags kontakt det sitter på den spridaren man har valgt i henhold til spesifikasjon. Det kan være tilfeller der man absolutt må ha et værbestandig kontaktstykke og må da ta det med i beregningene ved valg av spridare. Men oftest spiller ikke utformingen av kontaktstykker like stor rolle i valget av spridare, men man tilpasser kabelharnessen med de kontaktene som passer spridaren.

Det man aldri hører noen snakke om er kvaliteten på kontaktstykket og pinnene. Dette er svært viktig, da montering og demontering av spridare ved kontroll og service innebærer at kontaktstykket og pinnene må få god kontakt gang på gang uten å miste klemmekraft og passform. Et glappende kontaktstykke innebærer en spridare som ikke åpner ordentlig, med alvorlige motorskader eller motorhavari som følge.

Bruk riktig verktøy ved kontaktering/pinning av kabelharnessen og sørg for å skaffe kontaktstykker du kan stole på, så har du eliminert to punkter som kan glippe i et system.

Injektoren/spridaren drives av en spole, noe som betyr at den ikke er polaritetskänslig og pinnene kan vendes, men ved en ordentlig installasjon setter man alle enhetlig.

Spridarkomponenter og materialvalg

Kroppen på en drivstoffspridare er ofte laget av plast.

Den har en øvre og en nedre O-ring som er tilpasset det drivstoffet den skal brukes sammen med, samt i den størrelsen som passer monteringshullet.

Internt har en injektor sett ut på samme måte i mange, mange år, men har hele tiden blitt oppgradert med andre materialvalg og design for å få bevegelige deler lettere for bedre kontroll.

Längst opp i spridaren sitter et lite forfilter for å hindre smuss i å komme ned i spridaren og skade de bevegelige delene.

Så kommer spolen som styresystemet aktiverer med en strøm. Den trekker opp en fjærbelastet stempel eller spridarspiss som åpner for drivstoffet. Når strømmen fra styresystemet forsvinner, går stempelet tilbake til lukket posisjon ved hjelp av den innebygde fjæren og aktuelt drivstofftrykk som også hjelper til med å stenge.

Drivstoffet passerer en disk eller injektor topp som former sprutbilden sammen med utformingen av stempelet.

Dette er en veldig enkel grunnkonstruksjon som har blitt forfinet over årene med tilpassede egenskaper.

Service

En ny spridare har ofte et veldig fint spridarbild som med årene forverres på grunn av smuss, avleiringer og utmattelse. Ved bruk av bensin som drivstoff er ikke disse faktorene noe større problem, selv om de finnes. Det er når man bruker etanol / E85 at problemene blir påtagelige. I samme tidsperiode har moderne styresystemer fått individuell sylinderkompensasjon som skjuler disse problemene og kompenserer for dem i stedet.

Spridarservice er altså noe like selvsagt som bytte av drivstoffilter, membraner i drivstofftrykkregulator, bytte av oljefilter og andre servicepunkter. Uteblitt kontroll vil merkes i form av ujevn motorgang, motorslitasje og mindre sikkerhetsmarginer når styresystemet konstant kompenserer på en eller flere sylindre.

Sluttord

Vi på Speeding håper at du har fått nytte av denne spridarinformasjonen. Er det noe du lurer på eller trenger hjelp med, så ikke nøl med å kontakte oss.