A Bosch Befecskendező Szivattyú Működése
A dízelmotor szerkezetében hasonlít a benzinmotorhoz, hiszen alapvetően mindkettő henger(ek)ből, dugattyú(k)ból, főtengelyből, vezérműből, szelepekből áll. A fő különbség, hogy a dízelnél a tüzelőanyag (leginkább gázolaj) gyújtószikra segítsége nélkül, a legalább hússzoros kompresszió (légsűrítés) miatti felmelegedés hatására öngyulladással ég el és végez munkát a hengerben.
A Common Rail Befecskendező Rendszer
A FIAT a kilencvenes évek közepén fejlesztette ki az első common-rail, azaz közös nyomócsöves dízelmotort. Az első generációs common-rail motorok hengerei egyetlen közös, a hengersor mellett futó csőből kapják a gázolajat, ahol a nyomás nagysága 600 és 1200 bar közötti. A Common Rail nyomástárolós befecskendező rendszer esetében a nyomás előállítása és a befecskendezés szét vannak választva. A befecskendezési nyomás a motor fordulatszámától és a befecskendezett mennyiségtől függetlenül hozható létre.
A nyomás alá helyezett tüzelőanyag a common rail rendszer nyomástárolójában várja a befecskendezés pillanatát. A kívánt befecskendezési nyomást egy a dízelmotorról hajtott, folyamatosan üzemelő nagynyomású szivattyú állítja elő. Ez a rail-ben kialakuló nyomást a motor fordulatszámától és a befecskendezett mennyiségtől teljesen függetlenül adott értéken tartja. A hozzávetőleg állandó hozamú szállításnak köszönhetően a nagynyomású szivattyú mérete a hajtó nyomatéka is lényegesen kisebb lehet, mint az a hagyományos befecskendező rendszerek esetében szokásos.
A személygépkocsi-rendszereknél a kívánt rail-nyomást egy nyomásszabályozó-szelep a nagy nyomás oldalán állítja be. A fölösleges tüzelőanyag mennyiség a nyomásszabályozó-szelepen keresztül visszafolyik az alacsony nyomású körbe. Az első common rail rendszereknél a nagynyomású oldali szabályzást alkalmazták. A rail-nyomás szabályzásának egy másik módszerénél a betáplálási oldalon végeznek mennyiségszabályzást. A nagynyomású szivattyúra rögzített mennyiségszabályozó egység feladata, hogy a szivattyú pontosan annyi tüzelő anyagot szállítson az elosztócsőbe, amennyivel a rendszer az előírt befecskendezési nyomást tudja fenntartani.
Meghibásodás esetén egy nyomáskorlátozó szelep akadályozza meg a túlságosan nagy rail-nyomás kialakulását. A szívóoldalon megvalósított mennyiségszabályozással kevesebb tüzelőanyagot kell nagy nyomásra sűríteni, ezáltal a szivattyú teljesítményfelvétele is kisebb. Ennek pozitív hatása van a tüzelőanyag-fogyasztásra.
Bosch VE szivattyú - részletes leírás
Az injektorok a tüzelőanyagot közvetlenül a motor égésterébe fecskendezi be. A hengerbe jutó tüzelőanyag-mennyiséget a rendszernyomás és az injektor nyitási ideje határozza meg. A nyomás előállítás és a befecskendezés szétválasztása még nagyobb szabadságot ad a rendszernek az égési folyamat kialakításában: a befecskendezési nyomást a jellegmezőben tetszőlegesen lehet megválasztani. A maximális befecskendezési nyomás jelenleg 1600 bar, a jövőben1800 bar lesz.
A common rail rendszer az elő befecskendezés, illetve a többszörös befecskendezés alkalmazásának köszönhetően lehetővé teszi, hogy tovább lehessen csökkenteni az emissziós értékeket, valamint lényegesen mérsékelhető az égés zajszintje.
A Bosch Befecskendező Rendszer Története
Az első, a gépjárműipar számára sorozatgyártásba kerülő dízel befecskendező rendszer Robert Bosch nevéhez fűződik, 1927-ben. Ez a rendszer akkor még egy olajozószivattyúból átalakított, soros rendszerű adagolóból és porlasztócsúcsokból állt. Ettől az időponttól datáljuk az adagoló megszületését.
Az adagoló feladata a rendszerben az, hogy az üzemanyagot a tankból egyesével a hengerenként beépített befecskendező egységekhez, porlasztókhoz juttassa, amik a befecskendezéskor azt a motor égésterébe porlasztják. Ahhoz, hogy a porlasztás létrejöjjön, az adagolónak a megfelelő porlasztóhoz a megfelelő nyomáson a megfelelő üzemanyag mennyiséget kell eljuttatni a megfelelő időben.
Hogyan működik a forgó típusú üzemanyag-befecskendező szivattyú?
Adagoló Típusok
Két alapvető típust különböztethetünk meg, a soros és a forgóelosztó adagolót.
Bosch ablaktörlő lapát 550 teszt
Soros Adagolók
A soros adagolókra három fő, funkcionális részegység jellemző, a szivattyú, a regulátor és a tápszivattyú. A tápszivattyú általában a szivattyú oldalán keresendő egység, melynek feladata a gázolaj tankból a szivattyúig történő eljuttatása. A szivattyú a hengerenkénti nyomócsöveken keresztül juttatja el az üzemanyagot a porlasztókhoz. A regulátor pedig a szabályzásért felelős részegység.
Alapvető különbségek a szabályzási megoldások között vannak, ezek fejlődése jelentette az adagoló típus fejlődését is egyben. Sokáig mechanikus szabályzás létezett csak, és a felhasználási terület (közúti közlekedés, munkagépek, stabil alkalmazás) szerint alkalmazták az egyes szabályzó egységeket. A 90-es évek elejétől lehet találkozni elektronikus szabályzású soros adagolókkal, viszont már csak Bosch vagy Zexel kínálatában.
A nagynyomású rendszerek megjelenésével a soros adagolók gyártása a nagy gyártóknál teljesen leállt, viszont épp a speciális felhasználási területek miatt a dízel műhelyeknek a mai napig munkát adnak.
Forgóelosztó Adagolók
A forgóelosztó rendszerű adagolók kezdetben csak kisebb teljesítményű járművekbe kerültek. A soros adagolóknál jóval kisebb mérete széles körű felhasználhatóságot tesz lehetővé a személygépjárművek körében is. A teljesítményigény növekedése, valamint a környezetvédelmi előírások szigorodása tette szükségessé előbb az elektronikus majd a programozott szabályzás bevezetését. A teljesítmény fokozásnak köszönhetően az alkalmazási területük a személyautóktól kezdve a mezőgazdasági és egyéb munkagépeken át a kamionokig terjed.
A nagynyomású rendszerek megjelenésével a forgóelosztó rendszerek fejlesztése is leállt, elvétve kisszériás gyártásuk még előfordul.
Hátsó ablaktörlő lapát csere útmutató
Előforduló Meghibásodások
Megbízhatóság vonatkozásában mind a soros, mind a forgóelosztó rendszerek hosszú életűnek tekinthetők. Manapság, a természetes elhasználódásból eredő kopások, valamint a nem megfelelő üzemanyag okozta meghibásodások a legjellemzőbbek. Ilyenkor a jármű teljesítménye észrevehetően lecsökken, a kibocsátott kipufogófüst megnő és indítási problémák jelentkezhetnek meleg motornál.
Nagynyomású Szivattyúk
A nagynyomású szivattyú, amelyet gyakran használnak a modern dízelmotorok közös nyomócsöves Common-Rail üzemanyag-rendszereiben, kritikus szerepet játszik az üzemanyag nagy nyomáson történő előállításában és továbbításában. A nagynyomású szivattyú fő feladata az, hogy az üzemanyagot a megfelelő nyomásra (általában 1000-2000 bar, de akár ennél magasabb is lehet) emelje, amely szükséges a közös nyomócsöves rendszerben történő pontos befecskendezéshez.
Amikor a nagynyomású szivattyú meghibásodik, különösen ha a belső alkatrészek (például dugattyúk, szelepek) kopnak vagy törnek, valóban termelhet fémrészecskéket. A nagynyomású szivattyúk megfelelő karbantartása és az üzemanyagrendszer tisztán tartása kulcsfontosságú a meghibásodások megelőzésében.
A nagynyomású szivattyúk több gyártótól származhatnak, amelyek közül néhány a legnagyobb és legismertebb neveket képviseli az autóiparban és a mezőgazdasági gépekben.
- Bosch: A közös nyomócsöves (Common Rail) rendszerek egyik úttörője, és számos generációs nagynyomású szivattyút fejlesztett ki.
- Delphi: Szintén jelentős szereplő a közös nyomócsöves rendszerek piacán.
- Denso: A Toyota csoporthoz tartozik, szintén vezető szerepet játszik a dízelmotorok nagynyomású üzemanyag-rendszereinek fejlesztésében.
- Continental: A Siemens VDO üzletágának átvétele után vált jelentős szereplővé a nagynyomású szivattyúk piacán.
A nagynyomású szivattyúk fejlődése
- Magasabb nyomásértékek: Az újabb generációs nagynyomású szivattyúk egyre magasabb nyomásértékeket érnek el, amelyek lehetővé teszik a precízebb és tisztább égést.
- Új anyagok és gyártási technológiák: Az új anyagok és fejlett gyártási technológiák használata növelte a szivattyúk tartósságát és megbízhatóságát.
- Elektronikus integráció: A nagynyomású szivattyúk egyre inkább integrálják az elektronikát, amely lehetővé teszi a pontosabb szabályozást és a diagnosztikai képességeket.
- Kibocsátáscsökkentés: Az új szivattyúk és injektorok fejlesztése során a kibocsátáscsökkentés is fontos szempont.
- Rugalmasság és alkalmazkodóképesség: A modern nagynyomású szivattyúk folyamatosan fejlődnek, hogy megfeleljenek a növekvő hatékonysági, megbízhatósági és környezetvédelmi követelményeknek.
A CP4 Nagynyomású Szivattyú
A CP4 common rail nagynyomású szivattyú család két tagból áll:
- CP4.1: Egy adagolóhengerű szivattyú (1 plunger), 4 hengerű személygépkocsi-dízelmotorokban való felhasználáshoz; gyártáskezdet (SOP): 2006. szeptember.
- CP4.2: Két, V alakban elhelyezett adagolóhengerű szivattyú (2 plunger), 5 hengerű dízelmotoroktól felfelé a haszongépjármű-motorokig, 350 kW teljesítményig; SOP: 2007. február.
| Jellemző | CP4.1 | CP4.2 |
|---|---|---|
| Adagolóhengerek száma | 1 | 2 |
| Maximális nyomás | 1800 bar (CP4) / 2000 bar (CP4h) | 1800 bar (CP4) / 2000 bar (CP4h) |
| Elemdugattyú átmérő | 6,5 mm | 6,5 mm |
| Elem löket | bütyökméretfüggő, max. 7,5 mm | bütyökméretfüggő, max. 7,5 mm |
| Adagolóelem lökettérfogata (max.) | 248 mm3 | 248 mm3 |
| Tömeg | ~2,8 kg | ~3,6 kg |
A CP4 szivattyú elvi működési vázlatát a ➍. kép mutatja. A gázolaj az előszállító szivattyútól (vagy szivattyúktól) a CP4 (bütykös tengely - 9) házába lép be (5). Kenési és hűtési funkciót lát el. A görgős emelőtőke (10) csészéjét hengerfuratában, palástja mentén szintén a gázolaj keni, egy (!) hengerfalfuraton (ablakon) éri el a gázolaj a csészepalástot. Ez az elvi vázlaton is megfigyelhető (11).
A befecskendező vezeték
A befecskendező vezeték vagy nyomócső feladata a tüzelőanyag eljuttatása az adagoló szivattyútól a porlasztókig. A nyomócsőben az adagolóból elinduló nyomáshullám jelentős deformációt szenved, ami jelentős hatással lehet a befecskendezési törvényre. Az adagolóból távozó nyomás hullám a csőszakaszra jellemző hangsebességgel halad végig. A befecskendező vezeték kialakításánál számolni kell, hogy a porlasztótól visszafutó hullámok indulhatnak el.
A porlasztók
A porlasztók két alapvető része a porlasztótest a befecskendező fúvókával, és a porlasztó tű. A porlasztó tű a porlasztótest furatában könnyen elmozdítható, viszont, illesztése révén jól tömít. A tű vége kúposan végződik és a kissé eltérő kúpszögű porlasztótesttel vonalérintkezéssel záródik. Ezáltal jól tömíti az égésteret a tüzelőanyagtól. A porlasztó fúvókákból kilépő nagysebességű tüzelőanyag-sugár ütközik a nagynyomású levegő molekulákkal. Hatására cseppek szakadnak le róla, miközben a sugár szétterül, sebessége csökken.
tags: #bosch #befecskendező #szivattyú #működése