עקרון העבודה של מנוע דיזל בלחץ גבוה-Common Rail הזרקת דלק

עקרון העבודה של מערכת הזרקת דלק במנוע דיזל בלחץ גבוה-

קודם לכן דיברנו על עקרון העבודה של משאבת הדלק המכנית של מנוע הדיזל ועקרון העבודה של משאבת הדלק הבקרה האלקטרונית.

https://www.zwcummins.com/news/working-עיקרון-של-הזרקת-דלק מכנית--85619231.html
 

עקרון העבודה של משאבת הזרקה מכנית של מנוע דיזל (משאבת הזרקת בוכנה)

https://www.zwcummins.com/news/working-עיקרון-של-מנוע-דיזל-electronic-85619240.html

עקרון עבודה של משאבה מבוקרת אלקטרונית של מנוע דיזל (משאבת הזרקת בקרה אלקטרונית/משאבת נגיד אלקטרונית)
 

כעת, בואו נדבר על עקרון העבודה של מנוע דיזל בלחץ גבוה-מערכת דלק מסילה משותפת (הן גרסאות הדיוטות והן מקצועיות).

 

Ⅰ. ראשית, הבן את מהות הליבה:

מסילה משותפת בלחץ- גבוה:דיזל נלחץ באופן רציף ומאוחסן במסילה משותפת של-לחץ גבוה (צינור מסילה משותפת) לייצוב ואחסון לחץ. כל המזרקים חולקים את מקור הדלק בלחץ גבוה-; ה-ECU שולט ישירות על שסתומי הסולנואיד של המזרק כדי לשלוט באופן עצמאי בהזרקה עבור כל צילינדר.

 

שלושה מודולים עיקריים:יחידת אספקת דלק בלחץ גבוה-, יחידת ייצוב לחץ מסילה משותפת, יחידת ביצוע מזרק נשלטת אלקטרונית, ECU עם חיישנים רחבים- ברכב.

 

Ⅱ. תהליך מערכת הדלק השלם (פירוט-שלב אחר-שלב):

1. שלב אספקת הדלק-בלחץ נמוך (כניסת משאבת בלחץ גבוה{{2} → מיכל דלק):

1. משאבת דלק חשמלית המובנית במיכל הדלק שואבת את הסולר;
2. מסנן גס ← מסנן עדין, מסנן זיהומים ומים;
3. דיזל נכנס לתא כניסת-הלחץ הנמוך של משאבת הדלק בלחץ הגבוה-; עודפי סולר חוזרים למיכל הדלק דרך צינור ההחזרה, ומשיגים ייצוב לחץ ראשוני.

 

2. משאבת דלק בלחץ גבוה-: מייצרת לחץ גבוה ללא הרף (רכיב לחץ הליבה)

 

משאבות-בלחץ גבוה הן לרוב שלוש-משאבות רדיאליות בוכנה, המונעות על ידי גלגלי שיניים של גל ארכובה של המנוע. הם אינם מבחינים בין צילינדרים והם אחראים רק על הפעלת דיזל בלחץ מתמשך:
 

1. מהלך הבוכנה כלפי מטה:שסתום הכניסה נפתח, וסולר בלחץ נמוך-נשאב לתוך תא הבוכנה;

2. מהלך הבוכנה כלפי מעלה: שסתום הכניסה נסגר, והדיזל נדחס בכוח, כאשר הלחץ עולה ל-1300 ~ 2200 בר (עולה בהרבה על משאבות מכניות);

3. דיזל בלחץ גבוה- הוא חד-כיווני- שנאלץ לתוך צינור מצבר המסילה המשותפת;

4. למשאבה יש שסתום בקרת לחץ דלק-מובנה (שסתום PCV):ה-ECU מוציא עודף שמן בלחץ גבוה-בזמן אמת בהתאם לדרישת לחץ המסילה, תוך שמירה דינמית על הלחץ שנקבע בתוך המסילה המשותפת.

 

נקודת מפתח:משאבת הלחץ הגבוה- שומרת רק על לחץ המסילה ואינה שולטת בתזמון ההזרקה או בנפח ההזרקה, שהוא ההבדל המהותי ממשאבת בוכנה.

 

3. צינור מסילה משותפת:מצבר בלחץ גבוה- "מאגר שמן בלחץ גבוה-" צינור פלדה עבה ואטום בלחץ גבוה -מאחסן דיזל בלחץ גבוה-, המשרת שלוש מטרות:

1. הצטברות לחץ וייצוב:חוסם אספקת פעימת הבוכנה ממשאבת הלחץ הגבוה-, שומר על לחץ המסילה יציב לאורך כל הדרך, ללא תנודות עם מהירות המנוע;

 

2. חלוקה אחידה של שמן-בלחץ גבוה:כל מזרקי הצילינדר חולקים את אותו מקור שמן בלחץ;

 

3. מצויד בחיישן לחץ מסילה ושסתום שחרור לחץ:

- חיישן לחץ מסילה:שולח-לחץ מסילה בפועל בזמן אמת בחזרה ל-ECU לשליטה בלולאה סגורה-;

- שסתום שחרור לחץ:משחרר הגנת לחץ כאשר לחץ המסילה חורג מהמגבלה כדי למנוע קרע בצינור.

 

4. מזרק מבוקר אלקטרוני:שולט באופן עצמאי בהזרקה (מסוף הפעלה)

 

שמן בלחץ גבוה- מהמסילה המשותפת מועבר לכל מזרק צילינדר דרך צינורות מסועפים בלחץ גבוה-. למזרק יש -שסתום סולנואיד- מובנה במהירות גבוהה (פיזואלקטרי/אלקטרומגנטי), הנשלט ישירות על ידי כוח ECU לפתיחה וסגירה.

 

השלם הזרקת דלק בארבעה-שלבים
1. מצב המתנה:שסתום הסולנואיד כבוי ונסגר. השמן בלחץ גבוה- בתא הבקרה של המזרק שומר על שסתום המחט סגור היטב, אוטם את הזרבובית ומונע הזרקת דלק.

2. התחלת הזרקה:ה-ECU מפעיל את שסתום הסולנואיד, פותח את חור שחרור הלחץ, אשר משחרר במהירות את השמן בלחץ גבוה- בתא הבקרה. הלחץ מעל שסתום המחט יורד, ודיזל בלחץ גבוה- מהמסילה המשותפת מרים את שסתום המחט, ומפזר דלק לתוך הצילינדר בלחץ גבוה במיוחד.

3. הזרקה רציפה:שסתום הסולנואיד נשאר מופעל, שומר על שסתום המחט מורם והזרקת דלק ברציפות. ככל שהוא מופעל זמן רב יותר, כך מוזרק יותר דלק.

4. הפסק את ההזרקה: שסתום הסולנואיד כבוי, סוגר את חור ההקלה. תא הבקרה בונה מחדש לחץ גבוה, דוחף את שסתום המחט כלפי מטה כדי לאטום את הזרבובית, ומפסיק מיד את הזרקת הדלק.

יכולות מתקדמות:טרום-הזרקה, הזרקה ראשית, לאחר-הזרקה (משהו שמשאבות מכניות פשוט לא יכולות לעשות)

ה-ECU יכול להניע את שסתום הסולנואיד מספר פעמים במכת כוח אחת:

1. טרום-הזרקה:מזריק כמות קטנה של סולר מוקדם לתוך הצילינדר, מחמם מראש את תא הבעירה, מפחית רעשי דפיקה ומונע בעירה גסה.

2. הזרקה עיקרית:מזריק כמות גדולה של דיזל כדי לספק כוח.

3. לאחר-הזרקה:מזריק כמות קטנה בסוף מהלך הכוח כדי להעלות את טמפרטורת הפליטה, מה שעוזר לחדש את מלכודת החלקיקים DPF ולייעל את הפליטות.

3. מערכת בקרת לולאה-סגורה אלקטרונית (ECU Brain)

1. חיישנים שונים אוספים תנאי הפעלה:
- דוושת מצערת:דרישת עומס נהגים;
- חיישני מהירות גל ארכובה/מיקום גל זיזים:קבע את סדר ירי הצילינדר ותזמון ההזרקה;
- חיישן לחץ Common rail:מספק-משוב על לחץ מסילה בזמן אמת;
- טמפרטורת מים, לחץ/טמפרטורה בכניסה, לחץ דחיפה, חיישני פליטה: תקן פרמטרים של הזרקה.

2. חישובים ותפוקות ECU:
ל-ECU יש מפות כיול מסיביות, המחושבות בזמן אמת-על סמך סל"ד, עומס, טמפרטורת מים וגובה:

1. לחץ מסילת היעד הדרוש, מורה לווסת משאבת הלחץ הגבוה-להתאים;
2. תזמון מקדמת הזרקה לכל צילינדר (מתי להתחיל בהזרקה);
3. משך ההזרקה (כמה דלק להזריק);
4. עיתוי להתחיל לפני-הזרקה, הזרקה ראשית ולאחר-הזרקה.
3. תיקון לולאה סגורה-.

לחץ המסילה ומהירות המנוע מועברים בזמן אמת, מכוונים-כל הזמן פרמטרים עדינים, התאמה דינמית והסתגלותית לכל תנאי ההפעלה לאורך התהליך.

 

4. סיכום תמציתי ביותר במשפט אחד:

 

המשאבה החשמלית בלחץ-הנמוך מספקת דלק ← משאבת הלחץ הגבוהה-מגדילה את הלחץ ללא הרף, ואוגרת דיזל בלחץ גבוה-במיכל הדלק הנפוץ 'גבוה-לחץ (מסילה משותפת)' כדי לייצב את הלחץ;

ה-ECU קורא את תנאי הפעולה הכוללים של הרכב, שולט בנפרד על כל שסתום סולנואיד מזרק צילינדר, שולט בגמישות על תזמון ההזרקה, משך ההזרקה והזרקות מרובות;

לחץ המסילה נשאר יציב באופן עצמאי לאורך כל הדרך, מנותק ממהירות המנוע, ומשיג בקרת בעירה-בדיוק גבוה.