A Common Rail rendszer hatalmas előrelépést jelentett a dízelmotorok fejlesztésében. Nézzük meg, hogyan működik a befecskendező rendszer, valamint a Common Rail motorok előnyeit és hátrányait.

Az alapvető különbség

Az elosztó típusú rendszerrel ellentétben, ahol az injektorok egy bizonyos nyomáson nyílnak, és a HPV által szigorúan kijelölt üzemanyag-mennyiséget fecskendeznek be, a Common Rail rendszerben az összes injektornak egy közös tárolóból – az üzemanyagkeretből – kell dízelüzemanyagot juttatni (a common rail az angol common rail szóból ered). A HPF fő feladata, hogy nagy nyomáson üzemanyagot fecskendezzen a tüzelőanyag-sínbe, míg a motor ECU-je az üzemanyag-befecskendezésért felelős. A befecskendezés időzítését, a befecskendezett üzemanyag mennyiségét és a ciklusonkénti befecskendezések számát az injektorok időzítése és nyitási ideje határozza meg.

Eszköz

A sárga az alacsony nyomású kör, a piros a magas nyomású kör, a barna pedig az üzemanyag-visszavezetés a tartályba.

  1. Üzemanyag-felszívó szivattyú.
  2. Üzemanyagszűrő.
  3. Nagynyomású üzemanyagszivattyú.
  4. Adagolószelep.
  5. Üzemanyag-felhajtó nyomásérzékelő.
  6. Nagynyomású akkumulátor – üzemanyagcső.
  7. Nyomásszabályozó (vezérlőszelep).
  8. Injektorok.

A teljesítményrendszer kibővített diagramja lehetővé teszi, hogy megértse, mely érzékelők, működtető elemek és egységek vesznek részt a Common Rail befecskendező rendszerrel ellátott motor működésében.

Hogyan működik a közös sín

Common Rail működés közben

Az alacsony nyomású üzemanyagszivattyú (ez lehet az üzemanyagszivattyúházban lévő üzemanyag-ellátó rész vagy az üzemanyagtartályban lévő elektromos szivattyú) 2,6-7 bar nyomású üzemanyagot szállít az üzemanyagszivattyúhoz, ahol az nyomás alá kerül. A motor indítása közben a HPF 500-600 bar nyomást képes felépíteni. A motor beindítása után ez 1300-2000 barra emelkedik.

A sínben folyamatosan optimális nyomást tartanak fenn, amit egy nyomásérzékelő ellenőriz, a felesleges üzemanyagot pedig a visszaáramló vezetékben lévő szabályozóval elvezetik. A szabályozó az üzemanyagcsőben vagy az üzemanyagszivattyú házában is elhelyezhető. Ezenkívül a sínbe egy vészhelyzeti üzemanyag-levezető szelep is beépíthető, amely megakadályozza, hogy vészhelyzet esetén a sín felszakadjon. Egyes rendszerek a pontosabb működés érdekében üzemanyaghőmérséklet-érzékelőt is beépítenek az üzemanyagcsőbe. Egyes rendszerváltozatokban külön fúvóka található, amely az üzemanyag adagolásának növelésére és a részecskeszűrő kiégetésére szolgál, más rendszerekben a motor kiégetését az ECU befecskendezés időzítésének és a hengerekbe juttatott gázolaj mennyiségének megváltoztatásával érik el.

Fúvókák

A nyomás alatt lévő üzemanyagot az injektorokba vezetik, amelyek 2 típusból állhatnak.

  • Elektrohidraulikus. Ezek hagyományos elektromágneses befecskendezők, amelyeknél a fúvókatű felemelkedik, és az üzemanyag a mágnesszelepre kapcsolt feszültséget követően kerül befecskendezésre. Az elektromágneses injektorok nagyon megbízhatóak és nagyfokú karbantarthatósággal rendelkeznek.
    Hogyan működik a közös sín
  • Piezoelektromos. A piezokristály nagyon gyorsan kitágul, amikor feszültséget kapcsolunk rá, így a tű 3-4-szer gyorsabban emelkedik, mint az elektromágneses fúvókák esetében. Ezáltal az injektor gyorsabbá válik, így lökésenként több gázolaj fecskendezhető az égéstérbe, és a szállított üzemanyag mennyisége pontosabban mérhető. A konstrukció összetettsége azonban rövidebb élettartamot és nagyobb javítási nehézségeket eredményez.
    Hogyan működik a közös sín

HPF

A Common Rail rendszert a Bosch fejlesztette ki, amely a dízel befecskendező rendszerek terén a legnagyobb piaci részesedéssel rendelkezik. Jelenleg a Bosch Common Rail üzemanyag-befecskendező rendszereknek 5 generációja létezik.

  • A CP1 egy háromdugattyús üzemanyag-befecskendező szivattyú, a tartályban elhelyezett nyomásfokozó résszel. Nem rendelkezik üzemanyag-adagoló szeleppel, de a CP1 rendszerekre jellemző nyomásszabályozóval van felszerelve a sínre. A CP1-et leggyakrabban elektromágneses fúvókákkal szerelik fel.
  • A CP1H a CP1 továbbfejlesztett változata. A tartályban elhelyezett feltöltőszivattyú helyett egy mechanikus feltöltő rész van beépítve az üzemanyag-befecskendező szivattyú házába. A fő jellemzője egy szelep jelenléte, amely a sínbe bocsátott üzemanyag mennyiségét szabályozza. A CP1-hez képest nagyobb nyomást biztosít – 1600-1800 bar. Azért is hatékonyabb, mert az egyik dugattyút erőszakkal le lehet kapcsolni, ha nincs szükség nagyobb mennyiségű üzemanyagra.
  • A CP2 nehéz haszongépjárművekhez tervezett üzemanyag-befecskendezők.
  • CP3. Ennek jellemzője, hogy az üzemanyag mennyiségét nem a nagynyomású oldalon szabályozzák, hanem a szivattyúhoz szállított üzemanyag mennyiségének szabályozásával a kosokhoz vezető úton állítják be. A CP3 mechanikus üzemanyag-befecskendező részleggel rendelkezik (az elektromos szivattyúk nagyon ritkák). A CP3-as motorok csak CRI 3 piezoelektromos befecskendezővel voltak felszerelve.
  • CP4. A CP 4.1 egy dugattyús (1800 bar) és a CP 4.2 két dugattyús (maximális nyomás 2000 bar) két változata létezik. A HPF beépített nyomásszabályozóval és mechanikus alacsony nyomású rendszerrel (5 bar) rendelkezik. A legtöbb CP4-es motor piezo befecskendezővel van felszerelve, de léteznek elektrohidraulikus befecskendezővel ellátott rendszerek is.
    Hogyan működik a közös sín

A Bosch mellett a Delfi (Lukas), a Denso és mások is gyártanak alkatrészeket és fejlesztik a Common Rail rendszert.

Vezérlés

A gázpedál helyzetérzékelőjétől kapott adatok alapján az ECU megérti a vezető által kívánt nyomatékszintet. A HVAC, a VDC, a DPM, a kompresszor, az üzemanyag-hőmérséklet érzékelő adatainak leolvasásával az ECU kiértékeli a motor tényleges terhelését, és eldönti, hogy mikor jelezzen a befecskendezőknek, és mennyi üzemanyagot fecskendezzen a hengerekbe ciklusonként.

Mi a hatékonyság titka

A ciklustáp szétválasztása és a nagynyomású üzemanyag-befecskendezés az a két tényező, amely a Common Rail-befecskendezésű dízelmotorok teljesítményét, gazdaságosságát és környezetbarát jellegét biztosítja.

Az elektronikusan vezérelt elosztó típusú injektorok, nem beszélve a teljesen mechanikus szivattyúkról, nagy adagokban és viszonylag alacsony nyomáson juttatták a gázolajat a hengerekbe (például a Bosch VE injektora 2400 fordulat/percnél csak 700 bar nyomást tudott biztosítani). A megnövelt szórási nyomás lehetővé teszi az üzemanyag finomabb részecskékre bontását, ezáltal megnövelve a dízel részecskék és az oxidálószer – az oxigén – közötti érintkezési felületet. Minél kisebbek a porlasztott üzemanyagrészecskék, annál gyorsabban melegednek fel, és következésképpen annál hatékonyabban égnek el. Ennek eredményeként nagyobb motorteljesítményt kapunk, mivel az üzemanyag szinte teljesen elég, így több energia szabadul fel, és kevesebb üzemanyagot fogyasztunk. Egyetlen akkumulátor esetén nincs közvetlen kapcsolat a motor fordulatszáma és a rámpában lévő üzemanyagnyomás között, így még üresjárati fordulatszámon is elegendő a nyomás a minőségi porlasztáshoz.

A ciklikus adagolás ütemekre való felosztása azt jelenti, hogy az injektornak nem egyszer, hanem többször van ideje üzemanyagot befecskendezni a szívóütem során (a modern rendszerekben 2-től 7-ig). Különbséget kell tenni a következők között:

  • Előbefecskendezés – az égéstér hőmérsékletének emelésére és a főbefecskendezés jobb begyújtására tervezték, amely a dízelüzemanyag nagy részét teszi ki;
  • Fő injekció;
  • Kiegészítő befecskendezés – használható részecskeszűrő átégetésére.

A ciklustáplálás felosztása csökkenti a dízelmotor jellegzetes zaját, mivel az égéstérben a nyomás fokozatosan emelkedik, így a TPWS jellegzetes robbanása a kamrában lágyabb. A befecskendezések számát az ECU határozza meg, és az számos paramétertől függ (motor üzemmód, terhelés, hűtőfolyadék hőmérséklete stb.).

Előnyök és hátrányok

A Common Rail befecskendezéssel ellátott dízelmotorok fő előnyei:

  • Gazdaság;
  • A motor reakciója (rugalmasság), teljesítmény;
  • Rezgés- és zajcsökkentés;
  • Környezetbarátság.

Bármilyen furcsán hangzik is, az üzemanyagcsöves befecskendező rendszernek nincsenek nyilvánvaló hátrányai, hiszen az üzemanyag minőségére vonatkozó igényesség miatt nem lenne helyes mínusznak nevezni. Ön is egyetért azzal, hogy ez inkább a benzinkút és a szabályozó hatóságok, mint a dízel befecskendező rendszer problémája. Csak a befecskendező szivattyú, az injektor vagy az adott modell érzékelőinek tervezési jellemzői válhatnak negatív mozzanattá. Egyes szivattyúknak például meglehetősen puha alumíniumházuk van, és ezért idővel elkezdenek forgácsolódni, aminek megjelenése injektorhibával és az üzemanyag-befecskendező rendszer felgyorsult kopásával jár. Az is köztudott, hogy a piezoelektromos fúvókák élettartama rövidebb, és gyakran javíthatatlanok.

Common Rail rendszerű dízelmotorok üzemeltetésekor fontos szem előtt tartani az üzemanyag minőségére vonatkozó magas követelményeket és a szűrőcsere-intervallumok szigorú betartását.

“>

Similar Posts