Předměty:
- Operace
- Rozdíly mezi konvenčním vstřikovacím systémem a common rail
- Nízkotlaká sekce
- Vysokotlaká sekce
- Změřte napětí a proud na elektromagnetickém vstřikovači
- Elektronika motoru
Úkon:
Common rail je vstřikovací systém, který se u dieselových motorů používá od roku 1997. Vstřikovače jsou řízeny řídicí jednotkou motoru. Jak otevření a zavření vstřikovače (doba vstřiku), tak počet vstřiků na spalovací cyklus určuje řídicí jednotka motoru. Řídicí jednotka motoru vypočítává dobu vstřiku na základě řady faktorů, jako je rychlost, zatížení, venkovní vzduch a teplota motoru atd.
Vysokotlaké čerpadlo dodává tlak paliva do palivové galerie. V palivové galerii je vždy konstantní tlak. Všechny vstřikovače jsou napojeny přímo na palivovou galerii. Tlak paliva je tedy také přímo na přívodním potrubí každého vstřikovače. Teprve poté, co vstřikovač obdrží signál otevření z řídicí jednotky motoru, dojde k jeho otevření. Tlak z palivové galerie nyní vstupuje do válce přes vstřikovač. Vstřikování se zastaví, jakmile řídicí jednotka motoru ukončí signál.
Zelená čára ukazuje nízkotlaké přívodní vedení paliva.
Elektronické palivové čerpadlo (11) čerpá palivo pod tlakem max. 5 barů přes filtrační vložku (9) do vysokotlakého čerpadla (1). Vysokotlaké vedení (červené) vede od vysokotlakého čerpadla k rozdělovači paliva. V rozdělovači paliva je tlak paliva, který závisí na otáčkách vysokotlakého čerpadla. Snímač tlaku v railu zaznamenává tuto hodnotu a neustále přenáší aktuální tlak paliva do řídicí jednotky motoru.
Vysokotlaká vedení všech vstřikovačů jsou připojena k rozdělovači paliva, jak je znázorněno na rozdělovači paliva s číslem 8 a vstřikovači s číslem 16. Zpětné vedení (modré) zajišťuje návrat veškerého přebytečného paliva ze vstřikovače, rozdělovače paliva a vysokotlakého čerpadla zpět do nádrže. Dochází k neustálé cirkulaci paliva pro chlazení součástí, které se často nacházejí v motorovém prostoru.
Rozdíly mezi konvenčním vstřikovacím systémem a Common Rail:
Pro (konvenční) dieselové motory bez vstřikování Common Rail (tj vysokotlaké potrubní čerpadlo, rotační distribuční čerpadlo nebo elektronicky řízené distribuční čerpadlo) vstřikovače se otevírají tlakem samotného paliva.
Palivové čerpadlo se otáčí rychlostí vačkového hřídele a vytváří tlak ve správný čas. Nárůst tlaku a vstřikování tedy závisí na časování palivového čerpadla ve vztahu k vačkovému hřídeli. Při výměně rozvodového řemene je proto nutné vždy zablokovat palivové čerpadlo.
U motorů common-rail se palivo vstřikuje, když řídicí jednotka motoru vydá signál. U první generace motorů common-rail tedy na poloze čerpadla nezáleželo. Ten lze při montáži rozvodového řemene otočit do libovolné polohy. Čerpadlo dodává konstantní tlak paliva do vstřikovací lišty.
V dnešní době jsou všechny motory naladěny mnohem přesněji. Často se také musí zablokovat čerpadlo. Tím se zabrání vibracím souvisejícím s nárůstem tlaku v čerpadle. Čerpadla jsou nyní konstruována tak, že vrcholy nárůstu tlaku nastávají současně s kompresním zdvihem motoru. Motor běží tišeji a rozvodový řemen je méně zatěžován.
Nízkotlaká sekce:
Nízkotlaká část zahrnuje palivovou nádrž, elektrické palivové čerpadlo, palivový filtr, nízkotlaké palivové potrubí a zpětné potrubí. Tyto komponenty jsou popsány níže.
- Palivová nádrž: zde je uloženo palivo. Objem nádrže se může pohybovat mezi 30 a 70 litry u lehčích a těžších luxusních osobních vozů. Klikněte zde pro více informací o palivové nádrži.
- Elektrické posilovací čerpadlo: namontované v nádrži. Toto čerpadlo zajišťuje čerpání paliva z nádrže pod nízkým tlakem do vysokotlakého čerpadla (v motorovém prostoru). Naftové motory Common-Rail nemají vždy elektronické posilovací čerpadlo. Někdy je do vysokotlakého čerpadla zabudováno zubové čerpadlo. Palivo je tedy nasáváno z nádrže z vysokotlakého čerpadla a tlak je zvyšován až k palivové liště. Kliknutím sem zobrazíte další informace o posilovacím čerpadle.
- Palivový filtr: palivo může obsahovat kontaminované částice. Tyto částice zůstávají uvízlé ve filtračním materiálu, takže se nemohou dostat do vstřikovacího systému. Palivový filtr slouží zároveň jako odlučovač vody. Motorová nafta také obsahuje vlhkost. Tato vlhkost je velmi špatná pro čerpadlo a vstřikovače / potrubí. To může způsobit korozi uvnitř součástí. Aby se tomu zabránilo, voda se také oddělí od paliva a zůstane ve filtru. Tento filtr je nutné pravidelně vypouštět. nahradit.
- Nízkotlaké palivové potrubí: toto palivové potrubí vede od elektronického palivového čerpadla k vysokotlakému čerpadlu. Tlak na tomto potrubí je přibližně 5 barů.
- Zpětné vedení paliva: příliš načerpané palivo se vrací zpět do nádrže zpětným vedením. Vratné palivo slouží také k chlazení, protože odvádí teplo. Proto musí být vždy k dispozici zpětné palivo. Při zpomalení (motor je brzděn) se do spalovací komory nevstřikuje žádné palivo. Množství vratného paliva je v té době největší.
Zpětné palivo může být také použito k rozpoznání, zda vstřikovač nezůstal neúmyslně otevřený. Příčinou může být například znečištění nebo závada na vstřikovači nebo chyba v ovládání řídicí jednotky motoru. Odpojením zpětných vedení všech vstřikovačů a jejich současným sběrem lze vidět vzájemný rozdíl. Pokud má 1 vstřikovač znatelně málo zpětného paliva, může se velmi dobře stát, že vstřikovač zůstane otevřený příliš dlouho. Je vstřikováno příliš mnoho paliva. To je vidět na obrázku níže. Zde jeden vstřikovač nemá zpětné palivo.
Vysokotlaká sekce:
Vysokotlaká část zahrnuje vysokotlaké čerpadlo, palivový kanál, vysokotlaké palivové potrubí a vstřikovače.
- Vysokotlaké čerpadlo
Vysokotlaké čerpadlo je konstruováno jako plunžrové čerpadlo a zajišťuje, aby tlak paliva v palivové galerii (v závislosti na systému) zůstal konstantní. To činí 1300 barů pro první generaci motorů Common Rail (od roku 1997) až 2000 barů pro současné systémy. Čím vyšší je vstřikovací tlak, tím menší jsou kapky paliva a tím lepší je spalování a tím i emise výfukových plynů. Množství paliva, které čerpadlo dodává do palivové galerie, je omezeno, protože motor potřebuje méně. Tlak pak zůstává přibližně stejný. Řízením elektromagnetického přetečení se řídicí píst nastavuje stále více v důsledku napětí pružiny. Tlak v kolejnici pak klesá. Na stránce Vysokotlaké palivové čerpadlo je podrobně vysvětlena obsluha několika typů vysokotlakých čerpadel, včetně nafty common rail.
- Galerie paliva
Palivo je čerpáno z vysokotlakého čerpadla do palivové galerie. V palivové galerii je konstantní tlak paliva. Palivová potrubí vedou od palivové galerie ke vstřikovačům. Snímač tlaku v railu je také napojen na palivovou galerii (pokud je tlak v railu příliš vysoký, management motoru zajistí otevření přetlakového ventilu) a je zde zpětné potrubí.
- Vysokotlaké palivové potrubí
Protože vysokotlaké palivové potrubí musí vydržet vysoký tlak, musí být pevné. Jsou vyrobeny z kovu a jsou spojeny jak s čerpadlem, tak se vstřikovači převlečnými maticemi. Tato vysokotlaká palivová potrubí přivádějí palivo z vysokotlakého čerpadla do rozdělovače paliva a z rozdělovače paliva do vstřikovačů. Trubky mezi rozdělovačem paliva a vstřikovači mají všechny stejnou délku a tloušťku. Tím se zabrání vzájemným rozdílům vstřikování. Pokud je vzdálenost mezi palivovým kanálem a válcem 1 větší než mezi kanálem a válcem 4, je v potrubí válce 4 vytvořen ohyb. Díky tomuto ohybu je vzdálenost, kterou musí palivo z válce 4 urazit, stejná jako z válce 1. - rozprašovač
Existují elektromagnetické nebo piezo vstřikovače aplikovaný. Pomocí těchto vstřikovačů lze řídit vstřikované množství, sled vstřikování a vstřikovací moment. Na vstupu vstřikovače je konstantní tlak paliva. To je stejný tlak, jaký je v rozdělovači paliva. Tento tlak existuje také v řídicí komoře, dokud je elektromagnetický ventil uzavřen. Elektromagnetický ventil je řízen ECU.
Jakmile je elektromagnetický ventil aktivován řízením motoru, jehla vstřikovače se zvedne a vstřikovač vstříkne určité množství paliva. Protože tlak v railu a otvory vstřikovačů jsou vždy konstantní, management motoru přesně ví, kolik paliva je vstřikováno za určitý čas. Protože po výrobě vždy dochází k minimální odchylce, musí být tato odchylka sdělena řídicí jednotce motoru. Po výrobě je vstřikovač testován. Kód je určen mimo jiné na základě výsledků otevíracího tlaku a množství vstřikovače. Tento kód je vyrytý na vstřikovači a může jej přečíst technik (viz obrázek níže, kód je 574-221). Tento způsob učení je stejný pro benzínový i naftový motor. - Měření napětí a proudu na elektromagnetickém vstřikovači:
Pomocí osciloskopu lze měřit průběh napětí a proudu přes elektromagnetický injektor. To lze použít k určení, zda je vstřikovač správně řízen ECU.
Na obrázku níže je červená čára křivka napětí a modrá křivka proudu. Obrázek dalekohledu výše ukazuje dvě injekce. Vlevo je předvstřik a vpravo hlavní vstřik. U jiných motorů mohou proběhnout až tři vstřiky za sebou.
Injektor se otevírá při vysokém napětí a proudu. Napětí je přibližně 80 voltů. Tohoto vysokého napětí lze dosáhnout díky kondenzátoru v ECU. Toto vysoké napětí v kombinaci s nízkým odporem cívky zajišťuje rychlou odezvu vstřikovače. Injektor má tedy krátkou prodlevu zapnutí a vypnutí. Protože proud procházející cívkou způsobuje velké teplo, musí být omezen. Bez omezení proudu by skutečný proud byl až 300 ampérů. Této hodnoty však nebude nikdy dosaženo, protože cívka vstřikovače již dávno shořela.
Omezení proudu je patrné z napětí, které se neustále zapíná a vypíná, mezi 4,6 a 5,1 ms. Během tohoto omezení proudu jsou napětí (12 voltů) a proud (12 ampérů) stále dostatečně vysoké, aby udržely jehlu vstřikovače otevřenou.
Po 5,1 ms se ovládání zastaví a jehla vstřikovače se uzavře.
Elektronika motoru:
Řízení motoru (ECU) se vypočítává na základě dat ze senzorů (snímač polohy plynového pedálu, teplota motoru, rychlost jízdy, otáčky klikového hřídele, objem vzduchu (měřič hmotnosti vzduchu), teplota nasávaného vzduchu, kvalita výfukových plynů (NOx), množství paliva, které má být vstřikováno, a čas, kdy má být vstřikováno. Ovládání vstřikovačů je těžká práce. Aby bylo možné dodat proud větší než 300 ampérů v krátkém čase (max. 20 milisekund), je nutné napětí až 80 voltů.
Toho je dosaženo s nábojem kondenzátory a stupně výkonového zesilovače.
