Tárgyak:
- működés
- Különbségek a hagyományos befecskendező rendszer és a közös nyomócsöves között
- Alacsony nyomású szakasz
- Nagynyomású szakasz
- Mérje meg a feszültséget és az áramerősséget az elektromágneses injektoron
- Motor elektronika
Művelet:
A Common rail egy befecskendező rendszer, amelyet 1997 óta használnak dízelmotorokhoz. Az injektorokat a motorvezérlő egység vezérli. Mind az injektor nyitását és zárását (a befecskendezési időt), mind az égési ciklusonkénti befecskendezések számát a motorvezérlő egység határozza meg. A motorvezérlő egység számos tényező alapján számítja ki a befecskendezési időt, mint például a fordulatszám, a terhelés, a külső levegő és a motor hőmérséklete stb.
A nagynyomású szivattyú biztosítja az üzemanyag nyomást az üzemanyaggalériába. Az üzemanyaggalériában mindig állandó nyomás van. Minden befecskendező szelep közvetlenül az üzemanyaggalériához csatlakozik. Az üzemanyagnyomás ezért közvetlenül az egyes befecskendező szelepek tápvezetékén van. Csak amint az injektor nyitási jelet kap a motorvezérlő egységtől, akkor nyit ki. Az üzemanyagtartály nyomása a befecskendező szelepen keresztül bejut a hengerbe. A befecskendezés leáll, amint a motorvezérlő egység befejezi a jelet.
A zöld vonal az alacsony nyomású üzemanyag-ellátó vezetéket mutatja.
Az elektronikus üzemanyag-szivattyú (11) legfeljebb 5 bar nyomással pumpálja az üzemanyagot a szűrőelemen (9) keresztül a nagynyomású szivattyúhoz (1). Egy nagynyomású cső (piros) fut a nagynyomású szivattyútól az üzemanyag-elosztócsőig. Az üzemanyag-elosztócsőben van egy üzemanyagnyomás, amely a nagynyomású szivattyú fordulatszámától függ. A sínnyomás-érzékelő rögzíti ezt az értéket, és folyamatosan továbbítja az aktuális üzemanyagnyomást a motorvezérlő egységnek.
Az összes befecskendező szelep nagynyomású vezetéke az üzemanyag-elosztócsőhöz csatlakozik, ahogy az a 8-as számú üzemanyag-elosztón és a 16-os számú befecskendezőn látható. A visszatérő vezeték (kék) biztosítja, hogy a befecskendező szelepből, az üzemanyag-elosztócsőből és a nagynyomású szivattyúból származó összes felesleges üzemanyag visszakerüljön a tartályba. A gyakran a motortérben található alkatrészek hűtése érdekében az üzemanyag folyamatosan kering.
Különbségek a hagyományos befecskendező rendszer és a közös nyomócsöves között:
Közös nyomócsöves befecskendezéssel nem rendelkező (hagyományos) dízelmotorokhoz (azaz a nagynyomású vezetékszivattyú, rotációs elosztószivattyú vagy elektronikusan vezérelt elosztószivattyú) a befecskendezőket magának az üzemanyagnak a nyomása nyitja ki.
Az üzemanyag-szivattyú a vezérműtengely sebességével forog, és a megfelelő időben nyomást hoz létre. A nyomásképződés és a befecskendezés ezért az üzemanyag-szivattyú vezérműtengelyhez viszonyított időzítésétől függ. Ezért a vezérműszíj cseréjekor az üzemanyag-szivattyút mindig blokkolni kell.
A közös nyomócsöves motoroknál az üzemanyagot akkor fecskendezik be, amikor a motorvezérlő egység jelet ad. A közös nyomócsöves motorok első generációjánál ezért a szivattyú helyzete nem számított. Ez a vezérműszíj beszerelésekor tetszőleges pozícióba forgatható. A szivattyú állandó üzemanyagnyomást biztosít az injektorsínnek.
Manapság minden motort sokkal pontosabban hangolnak. A szivattyút is gyakran le kell zárni. Ez azért van így, hogy elkerüljük a szivattyú nyomásnövekedésével kapcsolatos rezgéseket. A szivattyúk most úgy vannak felszerelve, hogy a nyomásnövekedés csúcsai a motor sűrítési ütemével egy időben következzenek be. A motor halkabban jár, és a vezérműszíj kevésbé terhelt.
Alacsony nyomású szakasz:
Az alacsony nyomású rész tartalmazza az üzemanyagtartályt, az elektromos üzemanyag-szivattyút, az üzemanyagszűrőt, az alacsony nyomású üzemanyag-vezetéket és a visszatérő vezetéket. Ezeket az összetevőket az alábbiakban ismertetjük.
- Üzemanyagtartály: itt tárolják az üzemanyagot. A tartály térfogata 30 és 70 liter között változhat a könnyebb és nehezebb luxus személyautók esetében. Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni az üzemanyagtartályról.
- Elektromos nyomásfokozó szivattyú: a tartályba szerelve. Ez a szivattyú biztosítja, hogy az üzemanyagot a tartályból alacsony nyomáson a nagynyomású szivattyúba (a motortérben) pumpálják. A közös nyomócsöves dízelmotorok nem mindig rendelkeznek elektronikus nyomásfokozó szivattyúval. Néha fogaskerék-szivattyút építenek be a nagynyomású szivattyúba. Ezért az üzemanyagot a tartályból szívja ki a nagynyomású szivattyú, és a nyomás az üzemanyag-elosztócsőig emelkedik. Kattintson ide, ha többet szeretne megtudni a nyomásfokozó szivattyúról.
- Üzemanyagszűrő: az üzemanyag szennyezett részecskéket tartalmazhat. Ezek a részecskék a szűrőanyagban maradnak, így nem tudnak bejutni a befecskendező rendszerbe. Az üzemanyagszűrő vízleválasztóként is szolgál. A dízel üzemanyag is tartalmaz nedvességet. Ez a nedvesség nagyon káros a szivattyúra és az injektorokra/csövekre. Ez korróziót okozhat az alkatrészek belsejében. Ennek megelőzése érdekében a vizet is elválasztják az üzemanyagtól, és a szűrőben marad. Ezt a szűrőt időnként le kell üríteni. cserélni.
- Alacsony nyomású üzemanyagvezeték: ez az üzemanyagvezeték az elektronikus üzemanyag-szivattyútól a nagynyomású szivattyúig fut. A nyomás ezen a csövön körülbelül 5 bar.
- Üzemanyag-visszavezető vezeték: a túl sokat pumpált üzemanyag a visszatérő vezetéken keresztül visszakerül a tartályba. A visszatérő tüzelőanyag hűtésre is szolgál, mert elvezeti a hőt. Ezért mindig rendelkezésre kell állnia a visszatérő üzemanyagnak. Ha lassítás történik (a motor fékezett), nem fecskendeznek üzemanyagot az égéstérbe. A visszatérő üzemanyag mennyisége ekkor a legnagyobb.
A visszatérő üzemanyag arra is használható, hogy felismerje, hogy egy befecskendező szelep véletlenül nyitva marad-e. Ennek oka lehet például a befecskendező szelep szennyeződése vagy hibája, vagy a motorvezérlő egység vezérlésének hibája. Az összes injektor visszatérő vezetékének leválasztásával és egyidejű összegyűjtésével a kölcsönös különbség megtekinthető. Ha 1 befecskendezőben észrevehetően kevés a visszatérő üzemanyag, akkor nagyon könnyen előfordulhat, hogy a befecskendező szelep túl sokáig nyitva marad. Túl sok üzemanyagot fecskendeznek be. Ez látható az alábbi képen. Itt az egyik befecskendezőnek nincs visszatérő üzemanyaga.
Nagynyomású szakasz:
A nagynyomású rész tartalmazza a nagynyomású szivattyút, az üzemanyaggalériát, a nagynyomású üzemanyag-vezetékeket és az injektorokat.
- Nagynyomású szivattyú
A nagynyomású szivattyút dugattyús szivattyúnak tervezték, és biztosítja, hogy a tüzelőanyag-tartályban az üzemanyagnyomás (rendszertől függően) állandó nyomáson maradjon. Ez 1300 bart jelent a közös nyomócsöves motorok első generációja esetén (1997-től) és 2000 bar a jelenlegi rendszerekben. Minél nagyobb a befecskendezési nyomás, annál kisebbek az üzemanyagcseppek, és annál jobb az égés és ezáltal a kipufogógáz-kibocsátás. A szivattyú által az üzemanyagtartályba szállított üzemanyag mennyisége korlátozott, mivel a motornak kevesebbre van szüksége. Ekkor a nyomás nagyjából azonos marad. Az elektromágneses túlcsordulás szabályozásával a vezérlődugattyú a rugófeszesség hatására egyre jobban beáll. Ekkor a sínnyomás csökken. A Nagynyomású üzemanyag-szivattyú oldalon részletesen ismertetjük többféle nagynyomású szivattyú működését, köztük a közös nyomócsöves dízeleket is.
- Üzemanyaggaléria
Az üzemanyagot a nagynyomású szivattyúból az üzemanyaggalériába szivattyúzzák. Az üzemanyaggalériában állandó üzemanyagnyomás van. Az üzemanyag-vezetékek az üzemanyaggalériától a befecskendezőkig futnak. A sínnyomás-érzékelő is csatlakozik az üzemanyaggalériához (ha túl magas a sínnyomás, a motorvezérlés gondoskodik arról, hogy a nyomáscsökkentő szelep kinyíljon), és van egy visszatérő vezeték.
- Nagynyomású üzemanyag-vezetékek
Mivel a nagynyomású üzemanyag-vezetékeknek nagy nyomást kell elviselniük, erősnek kell lenniük. Fémből készülnek, és hollandi anyákkal csatlakoznak a szivattyúhoz és az injektorokhoz. Ezek a nagynyomású üzemanyag-vezetékek szállítják az üzemanyagot a nagynyomású szivattyútól az üzemanyag-elosztócsőhöz és az üzemanyag-elosztócsőtől a befecskendezőkhöz. Az üzemanyag-elosztócső és a befecskendezők közötti csövek azonos hosszúságúak és vastagságúak. Ez megakadályozza a kölcsönös befecskendezési különbségeket. Ha a tüzelőanyag-tartály és az 1-es henger közötti távolság nagyobb, mint a karzat és a 4-es henger között, a 4-es henger csövében meghajlik. Ennek a kanyarnak köszönhetően a 4-es henger üzemanyagának meg kell haladnia ugyanazt a távolságot, mint az 1-es hengerből. - porlasztó
Vannak elektromágneses vagy piezo injektorok alkalmazott. Ezekkel az injektorokkal szabályozható a befecskendezési mennyiség, a befecskendezési sorrend és a befecskendezési nyomaték. Állandó üzemanyagnyomás van a befecskendező szelep bemeneténél. Ez ugyanaz a nyomás, mint az üzemanyag-elosztócsőben. Ez a nyomás a vezérlőkamrában is fennáll, amíg a mágnesszelep zárva van. A mágnesszelepet az ECU vezérli.
Amint a motorvezérlés aktiválja a mágnesszelepet, az injektortű felemelkedik, és a befecskendező szelep bizonyos mennyiségű üzemanyagot fecskendez be. Mivel a sínnyomás és a befecskendező nyílások mindig állandóak, a motorvezetés pontosan tudja, hogy egy adott idő alatt mennyi üzemanyagot fecskendeznek be. Mivel minimális eltérés mindig a gyártás után következik be, ezt az eltérést közölni kell a motorvezérlővel. A gyártás után az injektort tesztelik. A kód meghatározása többek között a nyitónyomás és a befecskendező szelep mennyisége alapján történik. Ez a kód az injektorra van gravírozva, és a technikus elolvashatja (lásd az alábbi képet, a kód 574-221). Ez a tanulási módszer benzinmotornál és dízelmotornál is ugyanaz. - Feszültség és áram mérése az elektromágneses injektoron:
Az elektromágneses injektoron keresztüli feszültség és áram előrehaladása az oszcilloszkóp segítségével mérhető. Ez felhasználható annak meghatározására, hogy az injektort megfelelően vezérli-e az ECU.
Az alábbi képen a piros vonal a feszültséggörbe, a kék vonal pedig az áramgörbe. A fenti képen két injekció látható. A bal oldali az előinjekció, a jobb pedig a főinjekció. Más motoroknál legfeljebb három befecskendezés történhet egymás után.
Az injektor nagy feszültség és áramerősség esetén nyílik. A feszültség körülbelül 80 volt. Ez a nagy feszültség az ECU-ban található kondenzátornak köszönhetően érhető el. Ez a nagy feszültség az alacsony tekercsellenállással kombinálva biztosítja a gyors reagálást az injektortól. Az injektor ezért rövid be- és kikapcsolási késleltetéssel rendelkezik. Mivel a tekercsen áthaladó áram sok hőt okoz, korlátozni kell. Áramkorlátozás nélkül a tényleges áramerősség akár 300 amper is lenne. Ezt az értéket azonban soha nem fogják elérni, mert az injektor tekercs már régen kiégett.
Az áramkorlátozás a folyamatosan be- és kikapcsolt feszültségen látható, 4,6 és 5,1 ms között. Ezen áramkorlátozás alatt a feszültség (12 volt) és az áram (12 amper) még mindig elég magas ahhoz, hogy az injektortű nyitva maradjon.
5,1 ms-nál a vezérlés leáll, és az injektortű bezáródik.
Motor elektronika:
A motorvezérlés (ECU) az érzékelőktől kapott adatok alapján kerül kiszámításra (gázpedál helyzetérzékelő, motor hőmérséklet, menetsebesség, főtengely fordulatszám, levegőmennyiség ()légtömeg mérő), a beszívott levegő hőmérséklete, a kipufogógáz minősége (NOx) a befecskendezendő üzemanyag mennyisége és a befecskendezési idő. Az injektorok vezérlése nehéz feladat. Ahhoz, hogy rövid időn belül (max. 300 ezredmásodperc) 20 ampernél nagyobb áramot tudjon szolgáltatni, legfeljebb 80 voltos feszültség szükséges.
Ezt a töltéssel érik el kondenzátorok és teljesítményerősítő fokozatok.
