Common Rail tüzelőanyag-betápláló rendszer
A modern közvetlen befecskendezésű dízelmotorok fejlődése elképzelhetetlen lenne a befecskendező rendszerek evolúciója nélkül. A modern dízelmotorok üzemanyag-befecskendező rendszerei jelentős fejlődésen mentek keresztül az elmúlt évtizedekben. A dízelmotorok nagynyomású üzemanyag-szivattyúja a hagyományos dízelmotorok üzemanyag-ellátó rendszerének egyik legfontosabb eleme. Az adagoló-fúvóka (Pumpe-Düse, PD) rendszer, amelyet elsősorban a Volkswagen-csoport alkalmazott a 2000-es évek elején, egy jelentős fejlődési lépést jelentett. Mára azonban a legfejlettebb megoldások vették át a helyüket.
A Common Rail (közös nyomócsöves) rendszer ma a legelterjedtebb és legfejlettebb üzemanyag-ellátó technológia a dízelmotorokban. Ennek lényege, hogy egy nagynyomású szivattyú folyamatosan fenntartja a nyomást egy közös gyűjtőcsőben, azaz a „rail”-ben. A ma eladott dízel üzemű járművek szinte kivétel nélkül közös nyomócsöves rendszerűek. Ezeket a különböző gyártók különböző módon jelölik (TDCi, CDI, DCI, CDTI, CRDI, HDI), de a jelzések minden esetben a common rail rendszert takarják. A legismertebb common rail rendszer gyártók/fejlesztők: Bosch, Siemens, Delphi, Denso.
A Common Rail rendszer működési elve és előnyei
A Common Rail nyomástárolós befecskendező rendszer esetében a nyomás előállítása és a befecskendezés szét vannak választva. A diesel üzemanyag egy úgynevezett nyomástárolóban várja a befecskendezés pillanatát. A kívánt nyomást egy a diesel motorról hajtott, állandóan üzemelő nagynyomású szivattyú állítja elő. Ez tartja az üzemanyag nyomását a motor fordulatszámától és a befecskendezett mennyiségtől függetlenül. Innen a tüzelőanyag nyomásálló csöveken át jut el az elektromos szabályzású befecskendező szelepekhez (injektor), amelyek az égéstérbe juttatják azt.
A Common Rail rendszer legnagyobb előnye a rugalmasság. A befecskendezés időzítése, mennyisége, és sőt, a befecskendezések száma egy égési ciklus alatt teljesen szabadon programozható a motorvezérlő egység (ECU) által. Ez a rendszer teszi lehetővé, hogy a befecskendezés kezdetét adott fordulaton belül nagy pontossággal lehet megválasztani, illetve magát a befecskendezést több szakaszra lehet bontani akár hengerenként eltérő értékekkel. Ez a technika nagyobb teljesítményt és nyomatékot kölcsönöz a dízelmotornak, ugyanakkor csökkenti az üzemanyag-fogyasztást, a zajkibocsátást és az emissziós értékeket.
A rendszer legfontosabb jellemzői
- Üzemanyag-takarékosság: Magas hatásfokú működés és optimalizált égés.
- Környezetbarát jellemzők: Csökkentett károsanyag-kibocsátás a többlépcsős befecskendezésnek köszönhetően.
- Csendesebb működés: Az előbefecskendezés csökkenti a kemény égési zajt és a mechanikai túlterhelést.
- Rendkívül érzékeny a tisztaságra: Az injektorok toleranciáit mikronokban mérik, így a rendszer kiemelten érzékeny a szennyeződésekre.
- Komplex és drága javítás: A precíziós alkatrészek magas szintű szakértelmet és technológiát követelnek meg.
12. Common-Rail befecskendező próbapad (Nádudvari István - KF GAMF)
A Common Rail rendszer főbb alkatrészei
A Common Rail rendszer működése több kulcsfontosságú alkatrész összehangolt munkáján alapul:
Tünetek: Common Rail hibák BMW
- Alacsony nyomású üzemanyag-szivattyú: Az üzemanyagtartályban található vagy a nagynyomású szivattyúba van beépítve.
- Üzemanyagszűrő: Rendkívül fontos szerepet játszik a precíziós alkatrészek védelmében.
- Nagynyomású üzemanyag-szivattyú: Meghatározott nyomáson megfelelő mennyiségű üzemanyagot biztosít a közös nyomócsövön keresztül.
- Üzemanyag-adagoló szelep és nyomásszabályzó szelep: Ezek az elemek tartják a rail nyomását az optimális szinten.
- Közös nyomócső (Rail cső): Nyomástárolóként szolgál az injektorok előtt.
- Befecskendező szelepek (Injektorok): A tüzelőanyagot közvetlenül a motor égésterébe fecskendezik be.
Az alábbi táblázat bemutatja a nagynyomású szivattyúk típusait és a fejlesztések során elért maximális üzemi nyomásértékeket:
| Gyártó és Típus | Dugattyúk száma / Kialakítás | Maximális nyomás (bar) |
|---|---|---|
| BOSCH CP1 (első generáció) | háromdugattyús | 1350 bar |
| DENSO HP2 | kétdugattyús | 1450 bar |
| BOSCH CP1H / CP3, SIEMENS VDO | háromdugattyús | 1600 bar |
| DELPHI DFP1 | kétdugattyús forgó elosztós | 1600 bar |
| BOSCH CP4.1, DENSO HP3 | egydugattyús / kétdugattyús | 1800 bar |
| BOSCH CP4.2, DELPHI DFP3 | kétdugattyús | 2000 bar |
| DELPHI DFP6 | egydugattyús | 2200 bar |
Injektorok típusai: Mágnesszelepes és Piezo porlasztók
A befecskendező szelepek nyitását és zárását a központi vezérlőegységtől (ECU) kapott jelek felhasználásával a mágnesszelep vagy a piezoelektromos elem vezérli. A kapott jel hatására beáramláskor kinyit a fúvókatű és megkezdődik a befecskendezés.
Mágnesszelepes Befecskendezők: 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 erőegyensúly miatt a fúvókatű kinyit, majd elkezdődik a befecskendezés.
Piezo Aktuátoros Porlasztók: 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. Lecsökken a nyomás a vezérlőkamrában, a fúvóka pedig kinyit. A piezo aktuátoros porlasztók kiegészülnek egy hidraulikus csatolóval, amelynek feladata a működtető elem löketének erősítése, a holtjáték kiegyenlítése és a vészleállítás.
Miért kritikus az üzemanyagszűrés?
A dízelmotorokban található precíziós alkatrészek nagyon érzékenyek az üzemanyagban található folyékony vagy szilárd szennyeződések által okozott sérülésekre. Nem számít, mennyire óvatosan kezelik az üzemanyagot, por, víz és szennyeződés kerülhet bele. A mai fejlett motoroknál, ahol a nyomás a 2000 bart is eléri, és az injektor toleranciáit mikronokban mérik, nem meglepő, hogy akár már egy kis mennyiségű por vagy víz is komoly problémát idézhet elő. Például 5 gramm súlyú, 2 és 5 mikron közötti méretű porrészecske végzetes sérüléseket okozhat az üzemanyagrendszerben.
Befecskendező rendszer részletei
A víz és a részecskék mikroszkopikus felületi sérüléseket okoznak, amelyek a magas nyomás miatt továbbterjednek az üzemanyag áramlásának irányába. Ezen szennyeződések végül az üzemanyagpumpa és az injektor komoly kopásához, csökkent motorteljesítményhez, elégtelen járáshoz és indítási problémákhoz vezetnek. Ezért elengedhetetlen, hogy a dízel üzemanyagszűrők megfelelő intervallumonként, a gyártó előírásainak megfelelően cserére kerüljenek, és minden esetben OE-minőségű szűrőt válasszunk.
Gyakori problémák és a diagnosztika szerepe
A common rail injektorok nagyon apró gyártási tolerancia-tartomány mellett készülnek, pár mikronos illesztéssel az alkatrészek között. Ugyanakkor a gyártás közbeni megmunkálási és mágneses eltérések miatt minden injektor különböző. Amikor egy injektor javításra kerül, új kód generálására van szükség. Egy nem jóváhagyott műhely nem tud új kódot generálni, ezért nincs más választása, mint a régi injektorkódot újra felhasználni. Ez a régi kód azonban már nem pontos, mivel a javított injektor befecskendezési profilja megváltozott.
Amennyiben a műhely a régi injektor kódját használja újra, az ECU visszaállítódik a korábbi paraméterekre, amelyek nem képezik le megfelelően a javított alkatrész tulajdonságait. A hibák pontos feltárásához és elhárításához a modern diagnosztikai eszközök használata és a magasan képzett specialisták szakértelme ma már elengedhetetlen feltétellé vált.
tags: #common #rail #tuzeloanyag #betaplalo #rendszer