Aiheet:
- toiminta
- Erot perinteisen ruiskutusjärjestelmän ja yhteispaineruiskutuksen välillä
- Matalapaineosasto
- Korkeapaineosasto
- Mittaa sähkömagneettisen injektorin jännite ja virta
- Moottorin elektroniikka
Operaatio:
Common rail on ruiskutusjärjestelmä, jota on käytetty dieselmoottoreissa vuodesta 1997. Ruiskutussuuttimia ohjaa moottorin ohjausyksikkö. Sekä ruiskutussuuttimen avautuminen ja sulkeminen (ruiskutusaika) että ruiskutusten lukumäärä polttosykliä kohden määräytyy moottorin ohjausyksikön toimesta. Moottorin ohjausyksikkö laskee ruiskutusajan useiden tekijöiden perusteella, kuten nopeuden, kuormituksen, ulkoilman ja moottorin lämpötilan jne.
Korkeapainepumppu syöttää polttoaineen paineen polttoainegalleriaan. Polttoainegalleriassa on aina jatkuva paine. Kaikki suuttimet on kytketty suoraan polttoainegalleriaan. Polttoaineen paine on siis myös suoraan kunkin ruiskutussuuttimen syöttöjohdossa. Ainoastaan heti, kun injektori saa avaussignaalin moottorin ohjausyksiköstä, se avautuu. Polttoainegallerian paine tulee nyt sylinteriin suuttimen kautta. Ruiskutus pysähtyy heti, kun moottorin ohjausyksikkö lopettaa signaalin.
Vihreä viiva näyttää matalapaineisen polttoaineen syöttölinjan.
Elektroninen polttoainepumppu (11) pumppaa polttoainetta enintään 5 baarin paineella suodatinelementin (9) kautta korkeapainepumppuun (1). Korkeapaineputki (punainen) kulkee korkeapainepumpusta polttoainekiskoon. Polttoainekiskossa on polttoaineen paine, joka riippuu korkeapainepumpun nopeudesta. Kiskon paineanturi tallentaa tämän arvon ja lähettää jatkuvasti nykyisen polttoainepaineen moottorin ohjausyksikköön.
Kaikkien suuttimien korkeapaineputket on kytketty polttoainekiskoon, kuten polttoainekiskon numero 8 ja suuttimen numero 16 osoittavat. Paluulinja (sininen) varmistaa, että kaikki ylimääräinen polttoaine ruiskusta, polttoaineputkesta ja korkeapainepumpusta palautetaan säiliöön. Polttoaine kiertää jatkuvasti jäähdyttämään komponentteja, jotka usein sijaitsevat moottoritilassa.
Erot perinteisen ruiskutusjärjestelmän ja yhteispaineruiskutuksen välillä:
(tavanomaisille) dieselmoottoreille, joissa ei ole yhteispaineruiskutusta (ts korkeapaineputkipumppu, pyörivä jakelupumppu tai elektronisesti ohjattu jakelupumppu) ruiskutussuuttimet avautuvat itse polttoaineen paineesta.
Polttoainepumppu pyörii nokka-akselin nopeudella ja kasvattaa painetta oikeaan aikaan. Paineen muodostuminen ja ruiskutus riippuvat siksi polttoainepumpun ajoituksesta suhteessa nokka-akseliin. Siksi polttoainepumpun tulee aina olla tukossa jakohihnaa vaihdettaessa.
Common-rail-moottoreissa polttoaine ruiskutetaan, kun moottorin ohjausyksikkö antaa signaalin. Ensimmäisen sukupolven yhteispaineruiskutusmoottoreissa pumpun asennolla ei siten ollut merkitystä. Tämä voidaan kääntää mihin tahansa asentoon jakohihnaa asennettaessa. Pumppu syöttää jatkuvan polttoainepaineen ruiskutuskiskoon.
Nykyään kaikki moottorit on viritetty paljon tarkemmin. Pumppu on myös usein estettävä. Tämä estää pumpun paineen nousuun liittyvän tärinän. Pumput on nyt rakennettu siten, että paineen nousuhuiput tapahtuvat samaan aikaan kuin moottorin puristustahti. Moottori käy hiljaisemmin ja jakohihna on vähemmän kuormitettu.
Matalan paineen osa:
Matalapaineosasto sisältää polttoainesäiliön, sähköisen polttoainepumpun, polttoainesuodattimen, matalapaineisen polttoaineletkun ja paluulinjan. Nämä komponentit on kuvattu alla.
- Polttoainesäiliö: tämä on paikka, jossa polttoainetta säilytetään. Säiliön tilavuus voi vaihdella 30 ja 70 litran välillä kevyemmille ja raskaammille luksushenkilöautoille. Napsauta tästä saadaksesi lisätietoja polttoainesäiliöstä.
- Sähköinen lisäpumppu: asennettu säiliöön. Tämä pumppu varmistaa, että polttoaine pumpataan säiliöstä alhaisella paineella korkeapainepumppuun (moottoritilassa). Common-rail-dieselmoottoreissa ei aina ole elektronista tehostuspumppua. Joskus korkeapainepumppuun on sisäänrakennettu hammaspyöräpumppu. Siksi polttoaine imetään säiliöstä korkeapainepumpusta ja paine kasvaa polttoainekiskoon. Napsauta tätä saadaksesi lisätietoja tehopumpusta.
- Polttoainesuodatin: polttoaine saattaa sisältää saastuneita hiukkasia. Nämä hiukkaset jäävät kiinni suodatinmateriaaliin, jotta ne eivät pääse ruiskutusjärjestelmään. Polttoainesuodatin toimii myös vedenerottimena. Dieselpolttoaine sisältää myös kosteutta. Tämä kosteus on erittäin haitallista pumpulle ja suuttimille/putkille. Tämä voi aiheuttaa korroosiota komponenttien sisällä. Tämän estämiseksi myös vesi erotetaan polttoaineesta ja jää suodattimeen. Tämä suodatin on tyhjennettävä säännöllisesti. Korvata.
- Matalapaineinen polttoaineputki: tämä polttoaineputki kulkee elektronisesta polttoainepumpusta korkeapainepumppuun. Tämän putken paine on noin 5 baaria.
- Polttoaineen paluuputki: liikaa pumpattu polttoaine palaa takaisin säiliöön paluulinjan kautta. Paluupolttoaine toimii myös jäähdytyksenä, koska se poistaa lämmön. Palautuspolttoainetta on siis aina oltava saatavilla. Kun hidastus tapahtuu (moottoria jarrutetaan), polttokammioon ei ruiskuteta polttoainetta. Palautettavan polttoaineen määrä on suurin silloin.
Paluupolttoainetta voidaan käyttää myös tunnistamaan, jääkö ruiskutussuutin vahingossa auki. Tämä voi johtua esimerkiksi likaantumisesta tai suuttimen viasta tai moottorin ohjausyksikön ohjauksen virheestä. Katkaisemalla kaikkien ruiskutussuuttimien paluulinjat ja keräämällä ne samaan aikaan, keskinäinen ero voidaan nähdä. Jos 1 ruiskutussuuttimessa on huomattavan vähän paluupolttoainetta, voi hyvinkin olla, että suutin pysyy auki liian kauan. Ruiskutetaan liikaa polttoainetta. Tämä näkyy alla olevassa kuvassa. Tässä yhdellä suuttimella ei ole paluupolttoainetta.
Korkeapaineosasto:
Korkeapaineosasto sisältää korkeapainepumpun, polttoainegallerian, korkeapainepolttoaineputket ja suuttimet.
- Korkeapainepumppu
Korkeapainepumppu on suunniteltu mäntäpumpuksi ja varmistaa, että polttoaineen paine polttoainekammiossa (järjestelmästä riippuen) pysyy vakiopaineena. Tämä vastaa 1300 1997 baaria ensimmäisen sukupolven yhteispaineruiskutusmoottoreille (vuodesta 2000) nykyisten järjestelmien XNUMX XNUMX baariin. Mitä korkeampi ruiskutuspaine, sitä pienemmät polttoainepisarat ovat ja sitä parempi palaminen ja siten pakokaasupäästöt. Polttoaineen määrä, jonka pumppu syöttää polttoainevalikoimaan, on rajoitettu, koska moottori tarvitsee vähemmän. Tällöin paine pysyy suunnilleen samana. Ohjaamalla sähkömagneettista ylivuotoa ohjausmäntä säätyy yhä pidemmälle jousen jännityksen seurauksena. Tämän jälkeen kiskon paine laskee. Korkeapaineinen polttoainepumppu -sivulla selitetään yksityiskohtaisesti useiden korkeapainepumpputyyppien, mukaan lukien yhteispaineruiskutusdiesel, toiminta.
- Polttoainegalleria
Polttoaine pumpataan korkeapainepumpusta polttoainegalleriaan. Polttoainegalleriassa on jatkuva polttoainepaine. Polttoaineputket kulkevat polttoainegallerialta suuttimiin. Kiskon paineanturi on myös kytketty polttoainegalleriaan (jos kiskon paine on liian korkea, moottorin hallinta varmistaa, että paineenalennusventtiili avautuu) ja paluulinja on olemassa.
- Korkeapaineiset polttoaineputket
Koska korkeapaineisten polttoainelinjojen on kestettävä korkeita paineita, niiden on oltava vahvoja. Ne on valmistettu metallista ja ne on yhdistetty sekä pumppuun että suuttimiin liitosmuttereilla. Nämä korkeapaineiset polttoainelinjat kuljettavat polttoaineen korkeapainepumpusta polttoainekiskoon ja polttoaineen kiskosta suuttimiin. Polttoainekiskon ja suuttimien väliset putket ovat kaikki saman pituisia ja paksuisia. Tämä estää keskinäiset ruiskutuserot. Jos polttoainekammion ja sylinterin 1 välinen etäisyys on suurempi kuin käyrän ja sylinterin 4 välinen etäisyys, sylinterin 4 putkeen tehdään mutka. Tämän mutkan vuoksi polttoaineen matka sylinteristä 4 on sama kuin sylinteristä 1. - Atomisoija
On sähkömagneettiset tai pietsosuuttimet sovelletaan. Näillä suuttimilla voidaan ohjata ruiskutusmäärää, ruiskutusjärjestystä ja ruiskutusmomenttia. Suuttimen imuaukossa on jatkuva polttoainepaine. Tämä on sama paine kuin polttoaineputkessa. Tämä paine on olemassa myös ohjauskammiossa niin kauan kuin magneettiventtiili on kiinni. Solenoidiventtiiliä ohjaa ECU.
Heti kun moottorin ohjaus aktivoi magneettiventtiilin, ruiskutussuuttimen neula nostetaan ja ruisku ruiskuttaa tietyn määrän polttoainetta. Koska kiskon paine ja ruiskutusaukot ovat aina vakioita, moottorin hallinta tietää tarkalleen, kuinka paljon polttoainetta ruiskutetaan tietyssä ajassa. Koska pienin poikkeama tapahtuu aina valmistuksen jälkeen, tämä poikkeama on ilmoitettava moottorin ohjausyksikölle. Valmistuksen jälkeen injektori testataan. Koodi määritetään muun muassa avautumispaineen ja injektorimäärän tuloksista. Tämä koodi on kaiverrettu injektoriin ja teknikko voi lukea sen (katso alla oleva kuva, koodi on 574-221). Tämä oppimismenetelmä on sama sekä bensiini- että dieselmoottorille. - Jännitteen ja virran mittaus sähkömagneettisessa injektorissa:
Jännitteen ja virran eteneminen sähkömagneettisen injektorin yli voidaan mitata oskilloskoopilla. Tämän avulla voidaan määrittää, ohjaako ECU ruiskua oikein.
Alla olevassa kuvassa punainen viiva on jännitekäyrä ja sininen viiva on virtakäyrä. Yllä olevassa kuvassa näkyy kaksi injektiota. Vasen on esiinjektio ja oikea on pääinjektio. Muilla moottoreilla voidaan suorittaa jopa kolme ruiskutusta peräkkäin.
Injektori avautuu korkealla jännitteellä ja virralla. Jännite on noin 80 volttia. Tämä korkea jännite voidaan saavuttaa ECU:ssa olevan kondensaattorin ansiosta. Tämä korkea jännite yhdistettynä alhaiseen kelaresistanssiin takaa nopean vasteen injektorilta. Injektorissa on siksi lyhyt päälle- ja poiskytkentäviive. Koska kelan läpi kulkeva virta aiheuttaa paljon lämpöä, sitä on rajoitettava. Ilman virtarajoitusta todellinen virta olisi jopa 300 ampeeria. Tätä arvoa ei kuitenkaan koskaan saavuteta, koska injektorikela on palanut kauan sitten.
Virran rajoitus näkyy jatkuvasti päälle- ja poiskytketyllä jännitteellä välillä 4,6-5,1 ms. Tämän virtarajoituksen aikana jännite (12 volttia) ja virta (12 ampeeria) ovat edelleen riittävän korkeita pitämään injektorineulan auki.
5,1 ms:n kohdalla ohjaus pysähtyy ja injektorin neula sulkeutuu.
Moottorin elektroniikka:
Moottorin hallinta (ECU) lasketaan antureiden tietojen perusteella (kaasupolkimen asentotunnistin, moottorin lämpötila, ajonopeus, kampiakselin nopeus, ilmamäärä ()ilmamassamittari), imuilman lämpötila, pakokaasun laatu (NOx) ruiskutettavan polttoaineen määrä ja aika, jolloin se tulee ruiskuttaa. Injektorien hallinta on kovaa työtä. Yli 300 ampeerin virran syöttäminen lyhyessä ajassa (max. 20 millisekuntia) edellyttää jopa 80 voltin jännitettä.
Tämä saavutetaan lataamalla kondensaattorit ja tehovahvistimen vaiheet.
