Sistemul de injectie Common Rail pentru MACProfesor indrumator: Prof.Dr.Ing Nicolae VasiliuStudent: Maglasu Ionut CristianGrupa: 8301ASpecializarea : Autovehicule Rutiere

Universitatea Politehnica Bucuresti, Facultatea de transpoturiNOTE:To change the image on this slide, select the picture and delete it. Then click the Pictures icon in the placeholder to insert your own image.Sistemul de injecie al unui motor cu aprindere prin comprimare (diesel) este alctuit n principal dintr-o pomp de injecie,ramp comun,injectori conductele de legtur.Elementele componente ale sistemului:1-pomp de nalt presiune2-ramp comun3-injectoare

Foto: Sistem de injecie BoschCRS 2.2Sursa: Bosch

Sistemul de injectie Common Rail pentru MACSistemul de injectie Common Rail pentru MAC

Un sistem de injecie este proiectat astfel nct s ndeplineasc mai multe funcii:s dozeze cantitatea de combustibil pe ciclu n funcie de regimul de funcionare al motorului;s creeze o presiune ridicat a combustibilului pentru a face posibil pulverizarea;s asigure pulverizarea li distribuia combustibilul n camera de ardere;s iniieze injecia de combustibil la un moment bine determinat pe ciclu i s asigure o durat a injeciei determinat;s asigure dozarea egal a combustibilului ntre mai muli cilindrii.

Motoarele diesel sunt caracterizate n principal derandament ridicat, n comparaie cu motoarele pe benzin, ceea ce conduce la un consum mai sczut de combustibil. Reglementrile tot mai stricte n ceea ce privete emisiile poluante, zgomotul i nevoia de reducere a consumului de combustibil au fcut ca sistemele de injecie s evolueze n mod considerabil. Sistemele de injecie de motorin, mai ales cele cu injecie direct, necesitpresiuni mari ale combustibilului. Din acest motiv toate pompele de injecie trebuie s fie de tipul cu piston, deoarece numai o astfel de pomp asigur presiunea necesar pentru pulverizare.

Sistemul de injectie Common Rail pentru MACSistemul de injectie Common Rail pentru MAC

Sistemul de injectie Common Rail pentru MACUn inconvenient al sistemelor de injecie cu pomp cu elemente n linie sau cu pomp cu distribuitor rotativ este dat de dependena presiunii de turaia i sarcina motorului. Din acest motiv este destul de dificil s se optimizeze combustia pentru fiecare punct de funcionare al motorului. Sistemele de injecie cu ramp comun nltur acest inconvenient datorit faptului c pompa de nalt presiune ridic presiunea i o stocheaz ntr-un acumulator numitramp comun. Injectoarele nu mai sunt conectate direct la pomp ci sunt alimentate la ramp. Principalul avantaj alsistemelor de injecie cu ramp comunconst nindependena presiunii combustibiluluifa depunctul de funcionare al motorului(turaie i sarcin). Aceast independen confer posibilitatea optimizrii injeciei pentru creterea performaelor dinamice i de consum ale motorului. De asemenea este posibil divizarea injeciei de combustibil n mai multe faze: pre-injecie, injecie principal i post-injecie.

Sistemul de injectie Common Rail pentru MACntr-un sistem de injecie cu ramp comun ridicare presiunii combustibilului i injecia propriu-zis sunt complet independente. Cantitatea de combustibil injectat este definit de conductorul auto, prin poziia pedalei de acceleraie, iar nceputul injecie i durata injeciei este controlat de calculatorul motorului. Toate sistemele de injecie cu ramp comun sunt controlate electronic i conin urmtoarele elemente:calculator de injecie(ECU Engine Control Unit)senzor turaie motorsenzor poziie arbore cu camesenzor poziie pedal de acceleraiesenzor presiune de supraalimentaresenzor presiune rampsenzor temperatur motorsenzor debit masic de aer(debitmetru)

Sistemul de injectie Common Rail pentru MAC Viteza de rotaie a motorului este determinat cu ajutorul senzorului de turaie iar ordinea injecie (de exemplu 1-3-4-2 pentru un motor cu patru cilindrii) prin intermediul senzorului de poziie al arborelui cu came. Tensiunea electric generat de poteniometrul senzorului de poziie al pedalei de acceleraie informeaz calculatorul de injecie asupra cererii de cuplu pe care o face conductorul auto. Masa de aer msurat este utilizat pentru calculul cantitii de combustibil ce trebuie injectat n motor astfel nct arderea s fie ct mai complet i cu emisii minime de substane poluante. Temperatura motorului este utilizat pentru a corecta debutul injeciei i cantitate de combustibil injectat. Astfel, cu ajutorul informaiilor citite de la senzori,calculatorul de injeciecontroleaz momentul deschiderii i nchiderii injectoarelor precum i durata injeciei. n figura de mai jos este prezentat un sistem de injecie cu ramp comun Bosch, utilizat pentru un motor diesel cu patru cilindrii:Sistemul de injectie Common Rail pentru MAC

Foto: Sistem de injecie diesel cu ramp comun BoschSursa: Bosch Componentele sistemului de injecie Bosch:debitmetru de aercalculator injeciepomp de nalt presiuneramp comun (acumulator de nalt presiune)injectoaresenzor turaie motorsenzor temperatur motorfiltru motorinsenzor poziie pedal de acceleraieSistemul de injectie Common Rail pentru MACRampa comun Principalele funcii alerampei comune(acumulatorul de presiune) sunt cele de acumulare de combustibil la presiune nalt precum i distribuia acestuia la injectoare. De asemenea rampa mai are rolul de filtru ale oscilaiilor de presiune produse pomp la ncrcare i injectoare la descrcare.

Rampa(1) este prevzut de asemenea cu unsenzor de presiune(3) care informeaz calculatorul de injecie nivelul presiunii pentruinjectoare(6). Controlul presiunii din ramp se face cu ajutorul unui electro-supape care are rol deregulator de presiune(2). Electro-supapa este comandat de ctre calculatorul de injecie iar cnd se deschide refuleaz combustibilul prin intermediulracordului(4). Alimentarea rampei cu combustibil sub presiune se face prinracordul(5) care este conectat la pompa de nalt presiune.

Foto: Ramp comun i injectoare de la DelphiSursa: DelphiSistemul de injectie Common Rail pentru MAC

Foto: Sistem de injecie diesel cu ramp comun sferic de la DelphiSursa: DelphiElementele componente ale sistemului de injecie:ramp comunfiltru de motorinpomp de nalt presiuneinjectoarecalculator de injecie Exist sisteme de injecie la care rampa comun nu este cilindric cisferic. Avantajul sistemelor de injecie cu ramp comun sferic const n gabaritul mai redus i costul sczut. Dezavantajul ns este dat de faptul c conductele ce leag injectoarele de ramp sunt mai lungi.Sistemul de injectie Common Rail pentru MACFiltrul de motorin

Impuritile din motorin pot provoca deteriorarea componentelor sistemului de injecie: pomp, injector, supape, etc. De asemenea motorina poate conine ap, care odat ajuns n sistemul de injecie poate conduce la griparea pieselor n micare sau la o corodare prematur. Din aceste motive este necesar utilizarea unui filtru care s rspund cerinelor de filtrare ale sistemului de injecie cum ar fi: diametrul minim al particulelor filtrate, reinerea apei i fiabilitate ridicat.

Elementele componente ale filtrului:racord rezervor combustibilracord pomp joas/nalt presiuneretur combustibilorificiu de eliminare a apei colectate

Foto: Filtru de motorin DelphiSursa: DelphiSistemul de injectie Common Rail pentru MAC Cerinele unui filtru de motorin se mpart n patru mari categorii:filtrarea impuritilorgestionarea apei din motorin (separarea apei, stocarea i detecia)nclzirea motorinei (prevzute la filtrele motoarelor ce opereaz i la temperaturi sczute)eliminarea gazelor (aerului)

Din aceste considerente funcionarea la parametrii nominali ai unui filtru este indispensabil unui motor diesel. Defectul total sau parial al unui filtru de motorin poate conduce chiar i la avarierea iremediabil a componentelor sistemului de injecie.Sistemul de injectie Common Rail pentru MACInjector cu comand electric

Introducerea combustibilului n cilindru se face prin intermediul injectoarelor. Prin durata deschiderii injectoarelor se controleaz cantitatea de combustibil injectat. Injectorul este conectat, n cazul sistemelor de injecie common-rail, la rampa de nalt presiune prin intermediul unui racord i a unei conducte. Acionare injectorului este electric i se face la comanda calculatorului de injecie.

Momentan exist dou soluii pentru acionarea injectoarelor: cu solenoid (electro-magnet) sau cu cristal piezoelectric. Soluia cu solenoid este mai puin costisitoare dect cea piezoelectric dar acionarea este mai puin rapid. Continental este productorul care are toat familia de sisteme de injecie cu acionare piezoelectric. Bosch, Delphi i Denso ofer soluii cu solenoid ct i piezoelectrice.Sistemul de injectie Common Rail pentru MAC Elementele componente ale injectorului: 1-corpul injectorului2-racord de joas presiune (retur)3-racord de nalt presiune4-conectori electrici5-solenoid6-supap de comand7-acul injectorului8-pulverizator

Foto: Injector Delphi acionat cu solenoidSursa: DelphiSistemul de injectie Common Rail pentru MACPentru a nelege mai bine cum funcioneaz injectorul Delphi acionat cu solenoid am reprezentat doar seciunea care conine solenoidul (1), supapa de control (5) i acul injectorului (3)

Elementele componente ale injectorului:solenoidarc elicoidalacul injectoruluipulverizatorsupap de comandarc elicoidal

Foto: Injector Delphi cu acionare cu solenoid - detaliuSursa: DelphiSistemul de injectie Common Rail pentru MAC Acul injectorului (3) este inut pe sediul, obturnd orificiile pulverizatorului, datorit forelor date de arcul elicoidal (2) i presiunii p1 ce acioneaz pe suprafaa S1. Cnd se dorete injecia de combustibil calculatorul de injecie comand solenoidul (1) care deschide supapa (5). Datorit deschiderii supapei de comand presiunea p1 scade (p1 < p2) iar acul injectorului este deplasat comprimnd arcul (2) astfel realizndu-se injecia. n momentul n care solenoidul nu mai este alimentat de calculatorul de injecie supapa de comand este nchis de ctre arcul (6). Se realizeaz echilibrul de presiuni (p1 = p2) iar acul injectorului revine pe sediu. Aceast succesiune de operaii se realizeaz foarte rapid, nchiderea i deschiderea injectoarelor se poate face de mai multe ori pe un ciclu (injecie multipl

Sistemul de injectie Common Rail pentru MACIntroducerea cristalelor piezoelectrice de ctre Continental (fostul Siemens VDO) a condus la mbuntirea performanelor sistemelor de injecie n ceea ce privete timpul de rspuns al injectoarelor i controlul cantitii de combustibil injectate.

Injector Continental (Siemens VDO) cu acionare cu cristal piezoelectric:corpul injectoruluiconectori electricicristal piezoelectricsupap de comandracord de nalt presiuneacul injectoruluipulverizator

Foto: Injector Continental cu acionare piezoelectric (Siemens VDO)Sursa: ContinentalSistemul de injectie Common Rail pentru MACPompa de nalt presiune

Legtura dintre pompa de transfer i rampa comun este realizat depompa de nalt presiune. Rolul pompei este a asigura o presiune ridicat a combustibilului n ramp, indiferent de condiiile de funcionare ale motorului, pe ntreaga durat de via a motorului cu ardere intern. Antrenarea pompei se face prin cuplarea acesteia la arborele cotit al motorului. Turaia maxim a pompei depinde de tipul pompei. De exemplu pompele de prim generaie Bosch sunt limitate la 3000 rot/min. Principalele elemente componente ale unei pompe de nalt presiune pentru sistemele de injecie cu ramp comun sunt prezentate n figura de mai jos. Pompa prezentat este Bosch de prim generaie cu trei pistoane dispuse la 120 C.

Foto: Pomp de injecie diesel de nalt presiune BoschSursa: BoschSistemul de injectie Common Rail pentru MAC

Pomp de nalt presiune Bosch de prim generaie - elementele componente:arbore de antrenareelectro-supap de control a debituluiexcentricpomp de transfer (integrat n pompa de nalt presiune)supap de refularepistonsupap de admisie