Tajemnice pompowtryskiwaczy

05 Sty 2009, 23:50

Jak już pisałem w 1997 roku koncern VW zastosował w swoich silnikach nowy system wtryskowy oparty na pompowtryskiwaczach. Oczywiście jak zwykle normy spalin zmusiły tęgie głowy niemieckie do wydumki czegoś co spali duza dawkę paliwa i nie będzie z tego dymu zbyt wielkiego. No i dobrze byłoby gdyby do tego pojawiła sie odpowiednia moc motorka. Sięgnięto po pompowtryski. W pierwszej fazie zastosowań pękały w silnikach wałki rozrządu ale niemcy szybko zoriętowali się i zrobili zmiany konstrukcyjne które wyeliminowały ten problem. I tak do dzisiaj silniki te produkowane są masowo. Jak inne koncerny rzuciły się na stosowanie w swoich pojazdach systemu CR, tak VW pozostał wierny pompowtryskiwaczom a silniki zasilane tym systemem wtrysku...mało że spełniaja najostrzejsze europejskie normy spalin ..to jeszcze osiągaja rewelacyjne parametry pracy. Jeśli chodzi o pomowtryski to maja one dość skomplikowana budowę. Może rysuneczek schematyczny pomoże z przekazaniem wiedzy na temat budowy jego.

[Aby pobrać załącznik musisz być zalogowany na forum » zaloguj się]



Pompowtryskiwacz ma 2 fazy pracy. Faza napełniania. Sprężyna powrotna wymusza ruch tłoczka do góry. Elektrozawór jest otwarty. Paliwo ...tłoczone przez pompę paliwa (tandem-pump) swobodnie napływa do cylinderka. Tłok poruszajac się do góry powiększa przestrzeń w którą wpływa paliwko.



rysunek przedstawia faze napełniania.

Faza Tłoczenia



Wyodrębnienie ściśle określonego wtrysku wstępnego, jest rzeczą niezbędną we wszystkich silnikach wysokopreznych z wtryskiem bezpośrednim, montowanych w samochodach osobowych, w celu opanowania zakłuceń w spalaniu, emisji szkodliwego NOx (tlenek azotu) i zapewnienia cichobieżności pracy :twisted: :twisted: :twisted:
Tłok pompowtryskiwacza rozpoczyna wytwarzanie ciśnienia w momencie zamknięcia elektrozaworu. Wtrysk wstępny rozpoczyna się wkrótce po zasileniu elektrozaworu przez jednostke sterującą ECU. Dławik iglicy rozpylacza (patrz sch1) spowalnia ruch zaworu po swobodnym pokonaniu drogi 0,05mm, spowodowany oparciem sie na obudowie rozpylacza. Wytwarzane ciśnienie przez tłok nie jest dostatecznie wysokie do pokonania hydraulicznej blokady w rozpylaczu (po naszemu....nacisk igły do przylgni :twisted: )
Etap wtrysku wstępnego zaczyna się i kończy w momencie otwarcia się zaworu przelewowego (nurnika :wink: ). Ciśnienie wytworzone przez tłok zaczyna wzrastać i pokonuje blokadę hydrauliczną (czytaj ...unosi iglicę rozpylacza :roll: ) ściskając spręzynę od dołu. Powoduje to zamknięcie zaworu przelewowego u góry sprężyny. W tym momencie wzrost obiętości i spadek ciśnienia powodują chwilowe zamknięcie się iglicy rozpylacza. Faza wtrysku wstępnego została zakończona. Narastające ciśnienie w cylinderku otwiera jednak zawór przelewowy a także ponownie unosi iglicę rozpylacza. sprężyna zostaje ściśnięta z dwuch stron i następuje wtrysk zasadniczy :twisted: :twisted:

W czasie wtrysku zasadniczego...gdy silnik osiągnie dużą prędkość obrotową..przy pełnym obciązeniu wytwarzane są ciśnienia z rzędu 2050bar. W takich warunkach pracy elementy składowe pompowtrysków poddawane są działaniu dużych naprężeń. W celu uniknięcia zniszczenia spowodowanego przedwczesnym zużyciem, niemieccy konstruktorzy zastosowali najnowocześniejsze rozwiązania technologiczne...jak na przykład zastosowanie powlok węglowych o twardości zbliżonej do diamentu..na powierzchniach współpracujących pompowtryskiwacza...eliminując w ten sposób powstawanie zatarć :twisted: :twisted: :twisted: :twisted: . Z praktyki warsztatowej pragnę potwierdzić że aparatura wtryskowa silników z pumpe-duse jest wieczna :twisted: :twisted: :twisted: o ile stosowane paliwo jest super jakości :lol: :lol: :lol: . Ale wracamy do tematu :twisted:
Maxymalny czas trwania wtrysku nie powinien przekraczać 30* obrotu wału korbowego, gdyż może to doprowadzić do utrudnień spalania paliwa przy dużych prędkościach obrotowych silnika, gdy wymagana jest duża dawka paliwa :twisted: :twisted: :twisted: . Aby utrzymać tą wartość czasową wtrysku znacznie zmniejszona jest różnica między przedwtryskiem a wtryskiem zasadniczym podczas pracy na wysokich obrotach. Efekt ten uzyskiwany jest poprzez zmniejszenie wypełnienia komory dławika, wynikającego ze skrócenia odstępu pomiędzy obydwoma fazami wtrysku :twisted: :twisted: :twisted: :twisted: .
Bardzi istotnym czynnikiem jest precyzyjne sterowanie punktem przerwania wtrysku :) :) co realizowane jest przez zzastosowanie super szybkich elektrozaworów.
Na marginesie dodam że pomiędzy punktem, w którym jednostka sterująca ECU odcina zasilanie elektrozaworu a końcem wtrysku upływa zaledwie 500ms :twisted: :twisted: :twisted: . Tak podają niemieckie źródła z prac badawczych nad pompkami :wink: :wink: :wink:

Bardzo ważnym elementem silnika jest pasek rozrządu. Musi on przenosić bardzo duże obciązenia wynikające z napędu pompowtryskiwaczy oraz zaworów a także innego osprzętu biorącego napęd z wałka rozrządu. Warto wiedzieć że siła wymagana do uruchomienia pompowtryskiwacza pracującego pod ciśnieniem 2000bar to około 10,5kN. Siła ta wyliczona na układzie osi i dźwigni to 14kN. Dla porównania ....siła potrzebna do otwarcia zaworu wydechowego to 1,3kN :twisted: :twisted: :twisted: :twisted:

Poniższy rysunek przedstawia zużycie energii przez różne elementy silnika :twisted: :twisted:



To tyle o siłach i obciązeniach

W silniku zasilanym pompowtryskiwaczami zastosowano czujnik halla G-40 Umieszczono go przy kole pasowym rozrządu. Jego zadaniem jest tzw. identyfikacja 1-ego cylindra. Jeśli wał silnika obraca się do ECU docierają impulsy formujące o obrotach. Komputer >widzi< że silnik się kręci ale nie >wie< który cylinder jest w fazie sprężania. Nie >wie< którego pompowtryskiwacza zawór należy wysterować. G-40 dostarcza tą informację i J-248 (ECU) ma wiedzę jak "polewać" paliwko :twisted: :twisted: :twisted: (czyt. wysterowywać zawory). Koło pasowe posiada punkty odniesienia odpowiednio rozstawione kątowo....patrz rysunek poniżej :)



Ten rysynek odnosi się do silnika 3-cylindrowego :wink:
Jak widać impulsy dla różnych cylindrów będa wygladały inaczej gdyż odległości pomiędzy punktami odniesienia sa różne.
Jeśli porównamy to z impulsami nadawanymi z G-28....to uzyskamy taki wykresik jak poniżej :twisted: :twisted: :twisted:



Jeśli zostanie zakłucony ten sygnał albo wogóle go nie będzie (urwany kabel, uszkodzony czujnik G-40) to pierwszym objawem jest ciężki rozruch silnika bez wzgledu na jego stan termiczny. Oprócz tego że w sterowniku jest bląd dotyczący uszkodzenia G-40 to ECU przechodzi w awaryjny tryb i silnik zostaje z trudem uruchomiony. ECU robi wtedy następujące działania:
Podczas obracania silnika przez rozrusznik ECU bedzie impulsowało cewke sterującą N-240 :twisted: pompowtryskiwacza 1-ego cylindra co 240* na bazie sygnału z czujnika prędkości obrotowej G-28. Gdy nastąpi zwiększenie prędkości obrotowej w czasie jednego z wtrysków (zaplon w tym cylindrze) ECU automatycznie rozpozna suw spręzania w pierwszym cylindrze i na tej podstawie ...wszystkich pozostałych (potem pamięta kolejność) :) zapłonu. Gdy wał nie zwięjszy prędkości ECU bedzie działać w analogiczny sposób z tym że teraz zwiększy częstotliwość impulsowania tego pompowtryskiwacza co 120* aż do wykrycia zapłonu (przyspieszenia wału)

Na zakończenie przedstawię schemat głównych wartości roboczych podczas trwania cyklu pracy pompowtryskiwacza na biegu jałowym i przy pełnym obciązeniu

Na schemacie obrazowo widać co się dzieje z pompowtryskiem podczas pracy na biegu jałowym i podczas wysokich prędkości obrotowych

wszystkich pozdrawiam i zapraszam do dyskusji
studentki
Nowicjusz
 
Posty: 1

  • Ciekawe publikacje motoryzacyjne

    Ubezpieczenie OC i AC samochodu bez tajemnic
    Ubezpieczenie samochodu to jedna z najważniejszych kwestii, o której muszą pamiętać właściciele pojazdów. Zarówno ubezpieczenie OC, jak i AC mają swoje specyficzne role, które pozwalają chronić ...
    Jak uczyć dzieci bezpieczeństwa na drogach?
    Aby skutecznie uczyć dzieci w wieku od 4 do 12 lat odpowiedniego zachowania w zakresie bezpieczeństwa ruchu, trzeba wiedzieć o ograniczeniach związanych z wiekiem oraz o tym, że nikt nie zrobi tego tak skutecznie jak rodzice ...