A Common Rail Befecskendező Szelep Működése

A modern dízelmotorok egyik legfontosabb eleme a common rail befecskendező rendszer, amely a közvetlen befecskendezésű motoroknál biztosítja az üzemanyag hatékony és pontos adagolását. A common rail rendszer lényege, hogy a dízel üzemanyag nyomásának előállítása és a befecskendezés ebben a rendszerben szét vannak választva.

A ma eladott dízel üzemű járművek szinte kivétel nélkül közös nyomócsöves rendszerűek.

A Common Rail Rendszer Alapelvei

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 common rail rendszerben a dízel üzemanyag egy úgynevezett nyomástárolóban várja a befecskendezés pillanatát. 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.

Tünetek: Common Rail hibák BMW

A common rail rendszer előnye, hogy az állandó nyomásnak és hozamnak köszönhetően a nagynyomású szivattyú mérete és belső terhelése lényegesen kisebb, mint a hagyományos dízel befecskendező rendszerek esetében.

A Nyomás Előállítása és Szabályozása

A nyomás előállítását és a befecskendezést egy tároló térfogat segítségével lehet megvalósítani. A kívánt nyomást egy a dízel motorról hajtott, állandóan üzemelő nagynyomású szivattyú állítja elő.

Az adott rendszertől függően különféle nyomásszabályozási eljárásokat alkalmaznak. 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.

A szívóoldalon megvalósított mennyiségszabályozással kevesebb tüzelőanyagot kell nagy nyomásra sűríteni, ezáltal a szivattyú teljesítményfelvétele is kisebb. Ennek pozitív hatása van a tüzelőanyag-fogyasztásra.

Befecskendező rendszer részletei

Meghibásodás esetén egy nyomáskorlátozó szelep akadályozza meg a túlságosan nagy rail-nyomás kialakulását.

Befecskendezés

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 befecskendező szelepek (injektorok, porlasztók) az elmúlt - viszonylag rövid - idő alatt jelentős fejlődésen mentek keresztül. A common rail megjelenésekor kizárólag mágnestekercs működtetésű injektorok léteztek, de alapjaiban más működési módon működtek, mint amit az Otto-motorok esetén megszoktunk.

Alig néhány év után már megjelent a befecskendező szelepek újabb generációja, a jóval gyorsabb működésű, piezoelektromos vezérlésű. A piezo kristályrétegek sajátosságai miatt az injektorok vezérlése ez esetben összetettebb feladat, mint hagyományos szelepeknél.

Gyakorlati tapasztalatok a Common Rail javításában

A befecskendező szelepek nyitását és zárását a központi vezérlőegységtől kapott jelek felhasználásával a mágnesszelep vagy piezoelektromos elem vezérli. A kapott jel hatására beáramláskor kinyit a fúvókatű és megkezdődik a befecskendezés.

Az elektromágneses befecskendezők esetén zárt helyzetben a vezérlőkamra rail-nyomáson van, mivel az elektromágnes aktuátor által mozgatott szervoszelep lezárja annak eleresztő csatornáját. A befecskendezés kezdetén az aktuátor kinyitja a vezérlőkamra eleresztő csatornáját, a vezérlőkamra nyomása csökken és a felboruló erő egyensúly miatt a fúvókatű kinyit és elkezdődik a befecskendezés.

A piezo aktuátoros porlasztóknál alkalmazott úgynevezett 2/3-as szervoszelep segítségével a befecskendezést megelőzően a fúvókát a vezérlőkamrában uralkodó rail-nyomás zárva tartja. A működtető elem vezérlésével kinyit a szervoszelep és lezárja a megkerülő furatot. A kilépő- és a belépő fojtófuratok átfolyási mennyiségei közötti különbség hatására lecsökken a nyomás a vezérlő kamrában, a fúvóka pedig kinyit. A keletkező vezérlőmennyiség a szervoszelepen keresztül a teljes rendszer visszafolyó körébe kerül.

A zárási folyamat bevezetéséhez a szervoszelep újra kinyitja a megkerülő csatornát. A bemenő és a kilépő fojtásokon való fordított áramlással a vezérlőkamra újra feltöltődik, a vezérlőkamrában pedig megnő a nyomás.

A piezo aktuátoros porlasztók kiegészülnek egy un. hidraulikus csatolóval.

A nagynyomású szivattyú feladata, hogy meghatározott nyomáson megfelelő mennyiségű üzemanyagot biztosítson a közös nyomócsövön keresztül az injektoroknak. A nagynyomású szivattyú meghajtását a motor főtengelyéről kapja, szabályzását a motorvezérlő elektronika végzi.

A közepes és nagy dízel motorok befecskendező rendszerénél jellemzően mágnesszelepes befecskendezőket alkalmaznak, a Bosch (CRS3-25) EURO 6-os rendszerét kivéve.

A railnyomást a hengerenkénti szivattyú-nyomócső-porlasztó (PLD) korszerű rendszereknél használt idővezérlésű ún. steck-pumpa (electronic unit pump - EUP) állítja elő.

Az egyedi szivattyúkat a motor oldalán lévő bütykös tengely hajtja, és ezek dolgoznak a közös nyomócsőre. Ennél a rendszernél a CR-injektorokból kétféle van, az egyik a „non-pumping” a másik a „pumping” injektor.

Minden common rail befecskendező szelepre igaz, hogy nagyon finoman, rendkívül kis tűréssel munkálják meg. Ezek általában egyszerre szorulnak cserére, és előfordulhat, hogy a jármű „életében” többször is cserélni kell.

Ha a szerviz megmondja, hogy pontosan melyik common rail dízel alkatrész beszerzésére van szükség, akkor keressen meg minket. Járművének pontos beazonosítása után máris árat tudunk adni Önnek a szükséges common rail alkatrész beszerzésére.