Üdvözlöm a technikai áttekintőnkben a
Common Rail Rendszerekről
Common Rail Rendszerek A Common Rail előnyei: • Igény szerint elérhető üzemanyagnyomás • Nagyobb befecskendezési nyomás és jobb porlasztás • A befecskendezési nyomás független a motor fordulatszámától • Hengerenként többszörös befecskendezés is lehetséges.
További előnyök: • A károsanyag-kibocsátás csökkentése • Kevesebb zajszennyezés • Kevesebb egyéb szennyezés • Fejlett üzemanyag használat • Nagyobb teljesítmény
Common Rail Rendszerek Néhány általánosabb CR rendszer maximális üzemanyagnyomásának bemutatása: • Bosch:
1.generáció: akár 1350 Bar (19845 psi). Unijet 2.generáció: akár 1600 Bar (23520 psi) EDC 16 3.generáció: akár 2000 Bar + (29400 psi)
• Denso:
1.generáció: akár 1450 Bar (21315 psi) ECD-U2P 2.generáció: 1800 Bar + (26460 psi) HP3/HP4
• Delphi
Multec: 2000 Bar Közvetlenül működő CR rendszer esetén: akár 2000 Bar
Néhányuk ugyan eltérhet kinézetre a többitől, esetleg a felhasznált anyagok terén, de mindegyik hasonló elven működik.
Bosch EDC16
Denso ECD-U2P
Common Rail Rendszerek Az üzemanyag rendszerek 3 egységre bonthatók: Magas nyomású tápáramkör
• Kis nyomású tápáramkör • Magas nyomású tápáramkör • Üzemanyag visszafolyás
Kis nyomású tápáramkör
Üzemanyag visszafolyás
Példa: Bosch EDC16
Common Rail Rendszerek Részeinek áttekintése (példa: Bosch EDC 16) Üzemanyag adagoló Magas nyomású üzemanyagpumpa
Üzemanyag nyomócső szabályozó szelep Nyomócső ny.érzékelő
Üzemanyag szűrő
Üzemanyag -szivattyú
Kis nyomású Magas nyomású Visszafolyás
Injektorok
Common Rail Rendszerek Magasnyomású üzemanyag szivattyú A magasnyomású üzemanyag szivattyú a magas és az alacsony nyomású részek között megtalálható illesztőegység.
Bosch CP3
Bosch CP1
Denso HP4
Denso HP3
Fő funkciója: Feladata biztosítani, hogy megfelelő nyomású és kellő mennyiségű gázolaj érkezzen a motorba annak működése során, ez magába foglalja a kellő mennyiséget a motor elindításához és a kellő mennyiséget a nyomás növekedéséhez a rendszerben.
Common Rail Rendszerek Magasnyomású üzemanyag szivattyú Üzemanyag adagoló (szolenoid)
Visszatérő gázolaj
Befecskendező
Példa: Bosch CP3
Nagy nyomású kimenet
Excentrikus kamrájú szivattyútengely
Üzemanyagtápszivattyú
Poligon gyűrű
Nyomószelep Szívószelep
A szivattyúnak több kamrája is van
Common Rail Rendszerek Magasnyomású üzemanyag szivattyú 3
2 3 Szivattyú kamra 1
(Piros)
Tápszivattyú
1: Nyomószelep 2: Szívószelep 3: Kis nyomás (sárga) 4: Magas nyomás
Common Rail Rendszerek Magasnyomású üzemanyag szivattyú
Adagolószelep
Üzemanyagtápszivattyú
A tápszivattyú üzemanyagot szállít a tankból a magasnyomású szivattyú kamráiba Az adagoló szelep szabályozza a magasnyomású szivattyú kamráiba beáramló gázolaj mennyiségét.
Common Rail Rendszerek Magasnyomású üzemanyag szivattyú
Szivattyú tengely
Poligon gyűrű
Szivattyúdugattyú Excentrikus kamra
3 szivattyúdugattyút működtet az excentrikus kamrán található polygon gyűrű.
Common Rail Rendszerek Magasnyomású üzemanyag szivattyú
Szivattyú tengely
Poligon gyűrű
Szivattyúdugattyú Excentrikus kamra
A polygon gyűrű körkörös mozgást végezve működteti a szivattyúdugattyút.
Common Rail Rendszerek Tápszivattyú Üzemanyag beömlőnyílás
Üzemanyag kiömlőnyílás
Fogaskerekes típusú (Bosch CP3)
Trochoidális típusú (Denso HP3)
Esetenként egy elektromos előtápszivattyút használnak a tankban egy tápszivattyú helyett. Néhány rendszer pedig a táp és az elektromos szivattyú kombinációját alkalmazza.
Common Rail Rendszerek Üzemanyag adagoló szelep Példa: Bosch CP3
• A magasnyomású szivattyú hátulján található. Bemenet
Kimenet
• A szivattyúba beáramló gázolaj mértékét szabályozza. • Az áramellátását a motorvezérlő-egység biztosítja. • Impulzusszélesség-moduláció által működtetett. • Működési frekvencia: körülbelül 180Hz.
Common Rail Rendszerek Üzemanyag adagoló szelep
Amikor a szolenoid nincs áram alatt, a szelep nyitva van Bemenet
= KIS mennyiségű gázolajat kell továbbítani. Amikor a szolenoid áram alatt van, a szelep zárva van
Kimenet
= NAGY mennyiségű gázolajat kell továbbítani.
A befecskendezett üzemanyag mennyisége a következők szerint van szabályozva…
Common Rail Rendszerek Üzemanyag mennyiségének szabályozása 1
2
13 3 4 12 5 11 6
7
1. Szivattyúdugattyú 2. Nyomószelep 3. Közös nyomócső 4. Szívószelep 5. Vissza 6. Biztonsági szelep 7. Adagoló szelep 8. Fogaskerék szivattyú 9. Üzemanyag adagoló 10. Gáz furat 11. Vezérlődugattyú 12. Kenőolaj furat 13. Magasnyomású szivattyú
8
10 1.
Szelep NYITVA ,nincs áram alatt Több 9
gázolaj kerül vissza a tankba KIS mennyiségű gázolajat kell szivattyúzni
Common Rail Rendszerek Üzemanyag mennyiségének szabályozása 1
2
13 3 4 12 5 11 6
7
8
10
1 Szivattyúdugattyú 2 Nyomószelep 3 Közös nyomócső 4 Szívószelep 5 Vissza 6 Biztonsági szelep 7 Adagoló szelep 8 Fogaskerék szivattyú 9 Üzemanyag adagoló 10 Gáz furat 11 Vezérlődugattyú 12 Kenőolaj furat 13 Magasnyomású szivattyú
Szelep ZÁRVA áram alatt. Kevesebb megy a tankba Nagyobb 9
mennyiséget kell továbbítani
Common Rail Rendszerek Az üzemanyag mennyiség szabályozásának előnyei: • Csak a szükséges mennyiségű üzemanyag kerül a nagynyomású szivattyúból a közös nyomócsőbe. • A csökkentett üzemanyag-áramlás a rendszerben azt eredményezi, hogy a visszatérő üzemanyag hőmérseklete is alacsonyabb.
Kis mennyiség
Nagy mennyiség
Common Rail Rendszerek Üzemanyag adagoló hibajelek és vizsgálatuk A szolenoid áramkört a motorvezérlőegység felügyeli. Nyílt áramkört vagy rövidzárlatot diagnosztizált: A motor megáll vagy el sem indul. Diagnosztikai hibakód mentése, hibajelző lámpa felvillan.
Az üzemanyag adagoló szelep meghibásodása nem minden esetben gátolja meg a motor indítását.
Common Rail Rendszerek Nagynyomású szabályozó szelep A rendszer része. A nagynyomású szivattyú hátulján található. Gázolaj eljuttatása a közös nyomócsőbe
Feladata: az üzemanyag eljuttatása a közös nyomócsőbe. A felesleges gázolaj visszakerül a tankba.
Az üzemanyag hűtő szükséges a
tartályba visszakerülő üzemanyag lehűtésére.
Vissza folyás Üzemanyag beömlő /a tank felől/
Nagynyomású szabályozó szelep
Common Rail Rendszerek Nagynyomású tároló (common rail) Az üzemanyag nagy nyomáson kerül átszállításra a nagynyomású szivattyúból. A cső eltárolja az üzemanyagot, majd elosztja egyenként a különböző injektorok között.
Ezek mellett tompítja a nagynyomás miatt keletkező nyomásvibrációkat is. Tipikusan tárolt üzemanyag mennyisége: 16 – 20cm³.
Common Rail Rendszerek Nagynyomású tároló (common rail) Tipikus nyomócső nyomás/ alapjárat és üzemi hőmérséklet esetén/ : 300 – 400 Bar (4410 – 5880 psi)
Maximális nyomócső nyomás: 1600 - 2000 Bar között (23520 – 28400 psi)
Common Rail Rendszerek Nagynyomású tároló (common rail) Tipikus nyomócső nyomás/ alapjárat és üzemi hőmérséklet esetén/ : 300 – 400 Bar (4410 – 5880 psi)
Egészség és biztonság A rendszerben lévő magas nyomás miatt SOHA ne próbáljunk eltávolítani komponenseket, míg a motor jár és nagy nyomás található a rendszerben! Maximális nyomócső nyomás: 1600 - 2000 Bar között (23520 – 28400 psi)
Common Rail Rendszerek Nyomócső nyomásérzékelő Üzemanyag nyomás szenzor
A nyomócső nyomásérzékelő az üzemanyagnyomócsőn található.
Common Rail Rendszerek Nyomócső nyomásérzékelő A közös nyomócsövekben áramlő üzemanyag nyomását ellenőrzi. 3 részből áll:
• 5 Volt áramellátás. • Földelés. • Jelfeszültség.
A jel hasznosítása: Ahhoz, hogy a motorvezérlő-egység meg tudja állapítani, hogy mekkora az üzemanyag-nyomócső nyomása…
Common Rail Rendszerek Nyomócső nyomásérzékelő
Jelfeszültség (0 - 5V) 5 V áramellátás/ECM /
Földelés (<0.2 Volt)
Piezo kristály szenzor
Nyomás
A motorvezérlő-egység 5 Voltnyi feszültséget biztosít az üzemanyagnyomás érzékelő fő vezetékének számára… A szenzor ellenállási értéke a feszültség megváltozását idézi elő a fő vezetékben a nyomócső nyomásához képest.
Common Rail Rendszerek Nyomócső nyomásérzékelő
Jelfeszültség (0 - 5V) 5 V áramellátás/ECM /
Földelés (<0.2 Volt)
Piezo kristály szenzor
Nyomás
Tipikus feszültség értékek: Álló motor esetén: körülbelül 0.5 volt. Alapjárat esetén: körülbelül 1.32 volt. Hirtelen gyorsítás esetén: körülbelül 3.77 volt.
Common Rail Rendszerek Nyomásszabályzó szelep Néhány rendszernél megtalálható egy mechanikus nyomásszabályzó szelep is, mely az üzemanyagnyomócső végénél helyezkedik el.
Nyomásszabályzó szelep (mechanikus)
Funkciója a nyomás megnövekedése esetén annak visszaállítása a normális szintre.
Common Rail Rendszerek Nyomásszabályzó szelep Amennyiben túlnyomás keletkezik, kinyílik a visszaömlő szelep. Visszaömlő
A felesleges üzemanyag visszakerül a tankba. Nyomásszabályzó szelep (mechanikus)
Common Rail Rendszerek Nyomásszabályzó szelep
Az üzemanyag visszakerül a tankba
Például: A nyomásszabályzó szelep üzemi értéke (Denso HP3 rendszer): A szelep 230 MPa nyomásnál nyit (2300 Bar) és 50 MPa nyomásnál pedig zár. (500 Bar)
Common Rail Rendszerek Nyomócső nyomásirányító szolenoid szelep A nyomócső nyomásszabályzó szelepe a közös nyomócsőben található meg néhány esetben. Visszaömlő
Nyomócső nyomásszabályozó szelep (szolenoid)
A szelep a visszaömlő szelep kinyitásával és bezárásával szabályozza az üzemanyagnyomást a csőben. A felesleges üzemanyag visszakerül a tankba.
Common Rail Rendszerek Nyomócső nyomásirányító szolenoid szelep A motorvezérlő egység biztosítja az áramellátását. A negatív impulzusszélesség-moduláció által.
Működési frekvencia: körülbelül 1000Hz
Common Rail Rendszerek Nyomócső nyomásszabályozó nincs áram alatt Több gázolaj kerül vissza a tankba. A nyomás csökken.
0
A
max.
600 900 300 0
1200
motorvezérlő-egység
1500
Nyomócső nyomás
Visszaáramlás
Common Rail Rendszerek Nyomócső nyomásszabályozó áram alatt Kevesebb gázolaj kerül vissza a tankba. A nyomás megnő.
0
A
max.
600 900 300 0
1200
motorvezérlő-egység
1500
Nyomócső nyomás
Visszaáramlás
Common Rail Rendszerek Nyomócső nyomásszabályozó hibájának tünete és diagnosztikája: A legvalószínűbb következménye: A motor megáll vagy el sem indul. A szolenoid áramkört a motorvezérlőegység felügyeli. Nyílt áramkört vagy rövidzárlatot diagnosztizált: Diagnosztikai hibakód mentve, a hibajelző lámpa ég.
Minimális szintű üzemanyag nyomás szükséges a motor indításához. Tipikus érték: 200 - 300 Bar közötti érték
Common Rail Rendszerek Nyomócső nyomásszabályozó hibájának tünete és diagnosztikája: A legvalószínűbb következménye: A motor megáll vagy el sem indul. A szolenoid áramkört a motorvezérlőegység felügyeli. Nyílt áramkört vagy rövidzárlatot diagnosztizált: Diagnosztikai hibakód mentve, a hibajelző lámpa ég. Mechanikus hiba: Szelep nyitva marad = Alacsony a nyomás a csőben. Szelep zárva marad = Magas a nyomás a csőben.
Common Rail Rendszerek Nyomócső nyomásszabályozó szelep tesztje Multiméter: A szolenoid belső ellenállását méri. Tipikus érték: körülbelül 3.6 Ohm. Diagnosztikai eszközök: Diagnosztikai hibakódok és nyomás mérő programok. Oszcilloszkóp: Felméri a motorvezérlő-egység energia leadását és a megfelelő földelést is.
Common Rail Rendszerek A nyomásszabályozó szelep hullámformája: motori alapjáratnál
Zöld = % munkaciklus Kék = nyomócső nyomás Piros = jelenlegi ábra
Common Rail Rendszerek A nyomásszabályozó szelep hullámformája: hirtelen gázadás esetén
Zöld = % munkaciklus Kék = nyomócső nyomás Piros = jelenlegi ábra
Common Rail Rendszerek A nyomásszabályozó szelep hullámformája
Fontos: A motor megáll vagy el sem indul ha a üzemanyagnyomás szelep meghibásodik!
Common Rail Rendszerek Injektorok
Az injektorok vagy egy szolenoid vagy piezo szerkezet által működnek. A motorvezérlő-egység működteti őket felváltva. A motorvezérlő-egység folyamatosan árammal látja el az injektorokat és földelést is biztosít számukra. Hengerenkénti többszörös befecskendezés is lehetséges.
Common Rail Rendszerek Injektorok
Visszaáramlás Szolenoid szerkezet
Injektor szelep
Elektromos kapcsolat
Szelep dugattyú Nagy nyomású befecskendező
Szívócső
Gáz mű Szeleptű
Common Rail Rendszerek Az üzemanyag-befecskendezők
Visszaáramlás
működése Nagy nyomású befecskendező
Az üzemanyagnyomás adagolásra kerül a fúvókatűbe.....
Dugattyú Injecktor szelep
Bemenet Fúvókatű
és a dugattyú felett található kamrába a bemeneti nyíláson keresztül.
Common Rail Rendszerek Az üzemanyag-
Visszaáramlás
befecskendezők működése Amint a szolenoid áram alá kerül, a befecskendező szelep kinyílik.
A szelep nyílik
Nagy nyomású befecskendező
Dugattyú
Fúvókatű
Az üzemanyagnyomás felszabadul a dugattyú felett és visszatér az üzemanyagtartályba a visszaáramló szelepen keresztül.
Common Rail Rendszerek Az üzemanyagbefecskendezők működése
Visszaáramlás
Ez a folyamat nyomás eltérést eredményez a dugattyú fölött és alatt.
Nagy nyomású befecskendező
Dugattyú
Fúvókatű
A tűt a rá ható üzemanyagnyomás emeli fel.
Common Rail Rendszerek Az üzemanyag-befecskendezők működése A gázolaj most már a hengerbe kerül.
Résolaj csatlakozás
Nagy nyomású befecskendező
Dugattyú
Fúvókatű
Maximális szelep emelkedés: körülbelül 50 mikrométer (0.05 mm).
Common Rail Rendszerek Piezo injektor Bemenet Visszafolyás
Piezo rész Dugattyú Injektor szelep
Fúvókatű
Fő előnye: Négyszer gyorsabb válaszidő, mint a mágnestekercs által irányított injektoroknál.
Tulajdonságai: A Piezo rész több száz hajszálvékony piezo kristályból áll. Amint feszültség éri ,a piezo rész kitágul és kinyílik a befecskendező szelep
Működési elve hasonlít a szolenoid injektor működési elvéhez.
Common Rail Rendszerek Injektor kódok Az injektor kódok a motorvezérlő-egységbe vannak programozva.
Bosch injector 2. generáció IMA kód, mely megadja az átfolyás sebességét.
Denso injector QR (Quick Response) kód
A kód kapcsolatban van az injektor becsült átfolyási sebességével. Elérhetővé teszi a motorvezérlő-egység számára, hogy korrigálja a befecskendezés mennyiségét.
Common Rail Rendszerek Oszcilloszkóp hullámforma: Szolenoid injektor, nincs áram alatt
Kék = switched + Piros = switched Zöld = jelenlegi ábra
Common Rail Rendszerek Oszcilloszkóp hullámforma: Szolenoid injektor áram alatt
Kék = switched + Piros = switched Zöld = jelenlegi ábra
Common Rail Rendszerek Oszcilloszkóp hullámforma: Piezo injektor, nincs áram alatt
Kék = switched + Piros = switched Zöld = jelenlegi ábra
Common Rail Rendszerek Oszcilloszkóp hullámforma: Piezo injektor áram alatt
Kék = switched + Piros = switched Zöld = jelenlegi rajz
Common Rail Rendszerek A zártkörű motorvezérlés ellenőrző funkciói: Nyomócső nyomás számítása
Nyomás számítása (előértékek)
Álló motor
Example: Bosch EDC16 (2 pontos kontroll)
Motor indít % Munkaciklus:
Összehasonl ítás: Aktuális érték az előre megadottal.
Zárt rendszer felügyelet
Az üzemanyag és a nyomócső irányítja a szolenoidot
Nyomócső nyomás szabályzó szelep
Common Rail Rendszerek A zártkörű motorvezérlés ellenőrző funkciói: Nyomócső nyomás számítása
Példa: Bosch EDC16 (2 pontos vezérlés)
APP CKP ECT B+ DPF
ECM
Common Rail Rendszerek Az üzemanyagrendszer ellenőrzése A Common Rail rendszerek zártkörűek. A rendszer komplex számításokat végez annak érdekében, hogy megfelelő legyen a befecskendezés ideje és a befecskendezett üzemanyag mennyisége. Széles választék áll a rendelkezésünkre eszközökből, melyek segítenek karbantartani a CR rendszereket. A következőkben néhány általános diagnosztikát mutatunk be.
Common Rail Rendszerek Az üzemanyagrendszer ellenőrzése Először néhány általános szempont: • Elegendő-e a tankban lévő gázolaj? • Üzemanyag szennyezettség (pl. olaj). • Szivárgó üzemanyag, egyéb részek sérülése. • Akkumulátor töltöttségi állapota? • Megfelelően alacsony nyomású a tankból érkező üzemanyag? • Elindul-e a motor vagy csak az indító? • Látunk-e bármilyen fehér elszíneződést a kipufugógázban? (Nem mindig könnyű észrevenni, a hengerbe jutó üzemanyagra utal). • Van bármilyen diagnosztikai hibakód a motorvezérlő-egységben?
Common Rail Rendszerek Az üzemanyagrendszer ellenőrzése Képes-e a rendszer, hogy elegendő üzemanyagnyomást hozzon létre?
Általános minimum nyomási érték, mely a motor indítása közben jön létre: körülbelül 200 és 300 Bar között. A mindennapokban azonban mégis azt tapasztalhatjuk, hogy a jó rendszer előjele, ha ezeknél az értékeknél magasabb nyomást mérünk.
Common Rail Rendszerek Az üzemanyagrendszer ellenőrzése Injektor visszafolyás teszt
A műanyag tárolókba még a legkisebb mennyiségben sem kerülhet gázolaj a motor indítása közben. Példa a megengedett visszafolyás mértékére alapjáraton üzemelő motornál: körülbelül 20ml/injekter/2 perc.
Common Rail Rendszerek Az üzemanyagrendszer ellenőrzése Maximális üzemanyagnyomás
Motor alapjáraton(kb. 362 Bar) Motor indítás (kb. 500 Bar)
Hirtelen gázadás (kb. 1519 Bar)
Köszönöm a figyelmet!
