Tlaková nádoba - rail, regulátor tlaku, snímač tlaku a teploty klikové a vačkové hřídele
Obsah
Vysokotlaká palivová nádrž (kolejnice - rozdělovač vstřikování - kolejnice)
Působí jako vysokotlaký akumulátor paliva a současně tlumí kolísání tlaku (kolísání), ke kterému dochází, když vysokotlaké čerpadlo pulzuje palivo a neustále otevírá a zavírá vstřikovače. Proto musí mít dostatečný objem, aby omezil tyto výkyvy, na druhou stranu by tento objem neměl být příliš velký na to, aby po nastartování rychle vytvořil potřebný konstantní tlak pro bezproblémové startování a provoz motoru. K optimalizaci výsledného objemu se používají simulační výpočty. Objem paliva vstřikovaného do válců je neustále doplňován do kolejnice díky přísunu paliva z vysokotlakého čerpadla. K dosažení efektu skladování se používá vysokotlaká stlačitelnost paliva. Pokud je poté z kolejnice odčerpáno více paliva, tlak zůstává téměř konstantní.
Dalším úkolem tlakové nádrže - kolejnic - je přivádět palivo do vstřikovačů jednotlivých válců. Konstrukce nádrže je výsledkem kompromisu mezi dvěma protichůdnými požadavky: má podlouhlý tvar (kulový nebo trubkový) v souladu s konstrukcí motoru a jeho umístěním. Podle způsobu výroby můžeme nádrže rozdělit do dvou skupin: kované a laserem svařované. Jejich konstrukce by měla umožňovat instalaci snímače tlaku na kolejnici a omezovacího příl. tlakový regulační ventil. Regulační ventil reguluje tlak na požadovanou hodnotu a omezovací ventil omezuje tlak pouze na maximální přípustnou hodnotu. Stlačené palivo je přiváděno vysokotlakým potrubím přes vstup. Poté je distribuován ze zásobníku do trysek, přičemž každá tryska má své vlastní vedení.
1 - vysokotlaká nádrž (kolejnice), 2 - napájení z vysokotlakého čerpadla, 3 - snímač tlaku paliva, 4 - pojistný ventil, 5 - zpátečka paliva, 6 - omezovač průtoku, 7 - potrubí ke vstřikovačům.
Přetlakový ventil
Jak název napovídá, přetlakový ventil omezuje tlak na maximální přípustnou hodnotu. Omezovací ventil funguje výhradně na mechanickém základě. Má otvor na straně spoje kolejnice, který je uzavřen zúženým koncem pístu v sedle. Při provozním tlaku je píst tlačen do sedla pružinou. Při překročení maximálního tlaku paliva je překročena síla pružiny a píst je vytlačen ze sedla. Přebytečné palivo tedy proudí průtokovými otvory zpět do sběrného potrubí a dále do palivové nádrže. To chrání zařízení před zničením v důsledku velkého nárůstu tlaku v případě poruchy. V nejnovějších verzích omezovacího ventilu je integrována nouzová funkce, díky které je udržován minimální tlak i v případě otevřeného vypouštěcího otvoru a vozidlo se může pohybovat s omezeními.
1 - přívodní kanál, 2 - kuželový ventil, 3 - průtokové otvory, 4 - píst, 5 - tlačná pružina, 6 - doraz, 7 - těleso ventilu, 8 - zpětný chod paliva.
Omezovač průtoku
Tato součást je namontována na tlakové nádrži a palivo přes ni proudí do vstřikovačů. Každá tryska má svůj vlastní omezovač průtoku. Účelem omezovače průtoku je zabránit úniku paliva v případě poruchy vstřikovače. To v případě, že spotřeba paliva jednoho ze vstřikovačů překročí maximální povolené množství stanovené výrobcem. Konstrukčně se omezovač průtoku skládá z kovového těla se dvěma závity, jedním pro montáž na nádrž a druhým pro přišroubování vysokotlakého potrubí k tryskám. Píst umístěný uvnitř je přitlačován pružinou k palivové nádrži. Snaží se udržet kanál otevřený. Při provozu vstřikovače dochází k poklesu tlaku, který posune píst směrem k výstupu, ale nedojde k jeho úplnému uzavření. Když tryska funguje správně, dojde během krátké doby k poklesu tlaku a pružina vrátí píst do původní polohy. V případě poruchy, kdy spotřeba paliva překročí nastavenou hodnotu, pokles tlaku pokračuje, dokud nepřekročí sílu pružiny. Poté se píst opře o sedlo na výstupní straně a zůstane v této poloze, dokud se motor nezastaví. Tím se uzavře přívod paliva k vadnému vstřikovači a zabrání se nekontrolovanému úniku paliva do spalovací komory. Omezovač průtoku paliva však funguje i v případě poruchy, kdy dojde pouze k mírnému úniku paliva. V této době se píst vrátí, ale ne do původní polohy a po určité době - počet vstřiků dosáhne sedla a zastaví přívod paliva do poškozené trysky, dokud se motor nevypne.
1 - připojení hřebenu, 2 - blokovací vložka, 3 - píst, 4 - tlačná pružina, 5 - pouzdro, 6 - připojení se vstřikovači.
Čidlo tlaku paliva
Snímač tlaku slouží řídicí jednotce motoru k přesnému určení okamžitého tlaku v palivové nádrži. Na základě hodnoty naměřeného tlaku snímač generuje napěťový signál, který je následně vyhodnocen řídící jednotkou. Nejdůležitější částí snímače je membrána, která je umístěna na konci přívodního kanálu a je přitlačována přiváděným palivem. Polovodičový prvek je umístěn na membráně jako snímací prvek. Snímací prvek obsahuje elastické odpory napařené na membráně v můstkovém zapojení. Rozsah měření je určen tloušťkou membrány (čím silnější membrána, tím vyšší tlak). Působením tlaku na membránu dojde k jejímu prohnutí (přibližně 20-50 mikrometrů při 150 MPa) a tím ke změně odporu elastických rezistorů. Při změně odporu se napětí v obvodu změní z 0 na 70 mV. Toto napětí se následně ve vyhodnocovacím obvodu zesílí na rozsah 0,5 až 4,8 V. Napájecí napětí snímače je 5 V. Zkrátka tento prvek převede deformaci na elektrický signál, který se upraví - zesílí a odtud jde do řídící jednotky k vyhodnocení, kde je pomocí uložené křivky vypočítán tlak paliva. V případě odchylky je regulována tlakovým regulačním ventilem. Tlak je téměř konstantní a nezávislý na zatížení a rychlosti.
1 - elektrické připojení, 2 - vyhodnocovací obvod, 3 - membrána se snímacím prvkem, 4 - vysokotlaká armatura, 5 - montážní závit.
Regulátor tlaku paliva - regulační ventil
Jak již bylo zmíněno, v tlakové palivové nádrži je nutné udržovat prakticky konstantní tlak bez ohledu na zatížení, otáčky motoru apod. Funkce regulátoru spočívá v tom, že při požadavku nižšího tlaku paliva se otevře kulový kohout v regulátoru a přebytečné palivo je směrováno zpětným potrubím do palivové nádrže. Naopak poklesne-li tlak v palivové nádrži, ventil se uzavře a čerpadlo vytvoří požadovaný tlak paliva. Regulátor tlaku paliva je umístěn buď na vstřikovacím čerpadle nebo na palivové nádrži. Regulační ventil pracuje ve dvou režimech, ventil je zapnutý nebo vypnutý. V neaktivním režimu není solenoid pod napětím, takže solenoid nemá žádný účinek. Kulička ventilu je vtlačena do sedla pouze silou pružiny, jejíž tuhost odpovídá tlaku cca 10 MPa, což je otevírací tlak paliva. Pokud je na cívku elektromagnetu přivedeno elektrické napětí - proud, začne spolu s pružinou působit na kotvu a tlakem na kuličku uzavře ventil. Ventil se zavírá, dokud není dosaženo rovnováhy mezi tlakovými silami paliva na jedné straně a elektromagnetem a pružinou na straně druhé. Poté se otevře a udržuje konstantní tlak na požadované úrovni. Na změny tlaku způsobené jednak kolísavým množstvím dodávaného paliva a odběrem trysek reaguje řídicí jednotka různým způsobem otevíráním regulačního ventilu. Ke změně tlaku protéká elektromagnetem menší nebo větší proud (jeho působení se buď zvyšuje nebo snižuje), a tím je kulička více či méně zatlačena do sedla ventilu. První generace common rail používala tlakový regulační ventil DRV1, druhá a třetí generace ventil DRV2 nebo DRV3 je instalován společně s dávkovacím zařízením. Díky dvoustupňové regulaci dochází k menšímu zahřívání paliva, které nevyžaduje dodatečné chlazení v přídavném chladiči paliva.
1 - kulový ventil, 2 - kotva elektromagnetu, 3 - elektromagnet, 4 - pružina.
Snímače teploty
Snímače teploty se používají k měření teploty motoru na základě teploty chladicí kapaliny, teploty plnicího vzduchu sacího potrubí, teploty motorového oleje v mazacím okruhu a teploty paliva v palivovém potrubí. Principem měření těchto senzorů je změna elektrického odporu způsobená zvýšením teploty. Jejich napájecí napětí 5 V se změní změnou odporu a poté se převede v digitálním převodníku z analogového signálu na digitální. Poté je tento signál odeslán do řídicí jednotky, která vypočítá příslušnou teplotu podle dané charakteristiky.
Snímač polohy a rychlosti klikového hřídele
Tento senzor detekuje přesnou polohu a výsledné otáčky motoru za minutu. Jedná se o indukční Hallovo čidlo, které je umístěno na klikovém hřídeli. Senzor vysílá elektrický signál do řídicí jednotky, která vyhodnotí tuto hodnotu elektrického napětí, například pro spuštění (nebo ukončení) vstřikování paliva atd. Pokud snímač nefunguje, motor nenastartuje.
Snímač polohy a rychlosti vačkového hřídele
Snímač otáček vačkového hřídele je funkčně podobný snímači otáček klikového hřídele a používá se k určení, který píst je v horní úvrati. Tato skutečnost je potřebná k určení přesného časování zážehu u benzínových motorů. Kromě toho slouží k diagnostice prokluzu rozvodového řemene nebo přeskakování řetězu a při startování motoru, kdy řídicí jednotka motoru pomocí tohoto snímače určí, jak se vlastně na začátku celý mechanismus klika-spojka-píst otáčí. U motorů s VVT se pro diagnostiku činnosti variátoru používá systém variabilního časování ventilů. Motor může existovat i bez tohoto snímače, ale je potřeba snímač otáček klikového hřídele a následně se otáčky vačkového a klikového hřídele rozdělí v poměru 1 : 2. U vznětového motoru hraje tento snímač pouze iniciační roli při startu -up, sdělující ECU (řídicí jednotce), který píst je první v horní úvrati (který píst je na kompresním nebo výfukovém zdvihu při pohybu do horní úvrati). centrum). To nemusí být patrné ze snímače polohy klikového hřídele při startování, ale za chodu motoru je informací získaných z tohoto snímače již poměrně dost. Díky tomu vznětový motor stále zná polohu pístů a jejich zdvih, i když selže snímač na vačkovém hřídeli. Pokud tento snímač selže, vozidlo nenastartuje nebo bude nastartování trvat déle. Stejně jako v případě poruchy snímače na klikovém hřídeli se zde na přístrojové desce rozsvítí kontrolka ovládání motoru. Obvykle tzv. Hallův senzor.
