Dieselmotorinjector: apparaat en werkingsprincipe

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-19 18:14

De eisen die aan moderne dieselmotoren worden gesteld op het gebied van vermogen, efficiëntie en milieuvriendelijkheid worden steeds hoger. Om aan deze eisen te voldoen, moet worden gezorgd voor een goede mengselvorming. Hiervoor zijn de motoren uitgerust met moderne en efficiënte brandstofinjectiesystemen. Ze zijn niet alleen in staat om door de hogere druk de fijnste spray te leveren, maar ook om het injectiemoment en de hoeveelheid brandstof die aan de cilinders wordt toegevoerd zeer nauwkeurig te regelen. Zo'n systeem bestaat en voldoet volledig aan al die hoge eisen. Dit is een dieselmotorinjector. Het is een apart injectie-element voor elke cilinder in de motor. Het onderdeel wordt bestuurd door een elektronische unit.

Dieselideeën

Over het maken van een knooppunt waarin het mondstuk en de brandstofpomp zouden worden gecombineerd,dacht dat hij de maker van deze motoren was - Rudolf Diesel.

Hierdoor kunt u wegkomen van de brandstofleidingen en hogedrukleidingen, waardoor de injectiedruk toeneemt. Maar in de dagen van Diesel bestonden de kansen die er nu zijn nog niet.

Systeembeschrijving

De injectorpomp voor dieselmotoren is een brandstoftoevoerpomp en injector, die in één eenheid zijn gecombineerd. Net als bij injectiepompen met sproeiers, kan injectie op basis van deze elementen bepaalde taken uitvoeren. Het systeem zorgt voor voldoende druk, levert op het juiste moment een bepaald deel van het brandstofmengsel. Voor elke verbrandingskamer is er een aparte pomp. Dat is de reden waarom je nu motoren kunt vinden waar geen hogedrukbrandstofleidingen zijn, die zich op krachtbronnen met hogedrukbrandstofpompen bevinden.

Historische feiten

Dit injectiesysteem is geen nieuwe ontwikkeling. De dieselmotorinjector werd eind jaren '30 op auto's geïnstalleerd. Voor het eerst werd het ontwerp getest op dieselmotoren voor spoor-, zee- en vrachtvoertuigen. Al deze techniek was verenigd door één ding: lage snelheid. De kenmerken van deze motoren zijn de aanwezigheid van een aparte pomp voor elke cilinder en korte drukleidingen die naar het mondstuk gaan. De elementen worden aangedreven door pushers en buffers.

Serially begon dergelijke systemen sinds 1944 op vrachtwagens te gebruiken. Op personenauto's - sinds 1988. In 1938 werd het bedrijf Detroit-Diesel, dat toen toebehoorde aan de GeneralMotors, de eerste dergelijke eenheid werd gemaakt, waarin het dieselmotoraandrijfsysteem met pompsproeiers werd gebruikt. Ondanks dat het apparaat in de VS is ontwikkeld, zijn dit soort ontwerpen ook in de USSR ontwikkeld.

De eerste YaAZ-204-motoren waren al in 1947 uitgerust met dergelijke sproeiers. Maar deze eenheden werden geproduceerd onder licentie van Detroit-Diesel. Deze krachtbron, en daarna een aangepaste zescilindermotor, werd tot 1992 geproduceerd.

In 1994 werden het apparaat en de werking van de dieselmotorinjector opgemerkt door Volvo-ingenieurs. Het bedrijf produceert de eerste vrachtwagen FH12 met sproeiers van dit type. Daarna gaan ze hun Scania- en Iveco-trucks uitrusten met dezelfde units.

Bij personenauto's werd dit systeem voor het eerst gebruikt op Volkswagens. De Volkswagen dieselmotor injector verscheen in 1998. Eind jaren 90 bezetten motoren met een dergelijk systeem 20% van de automarkt.

Apparaat

Dus laten we eens kijken wat een dieselmotorinjector is. Het apparaat is uiterst eenvoudig. In het lichaam van de unit bevindt zich direct het mondstuk, de doseereenheid en de voedingseenheid. Dankzij deze krachtaandrijving heeft de pompverstuiver bepaalde voordelen ten opzichte van traditionele systemen. Zo wordt de bewegingstijd van een ontvlambare vloeistof onder hoge druk aanzienlijk verminderd. Het verhoogt ook de hydraulische efficiëntie en vermindert het gewicht.

De nieuwste generatie sproeiers zijn uitgerust met pompen die voldoende hoge drukken kunnen leveren (tot 2.500 bar). Ze kunnen direct reageren op commando's van de ECU, die actuele informatie van externe sensoren verzamelt en analyseert. Op basis van deze gegevens wordt de benodigde hoeveelheid van het mengsel en de injectietijd bepaald. Dit maakt het mogelijk om optimale vermogenswaarden te verkrijgen voor bepaalde bedrijfsomstandigheden. Bovendien helpen de units dieselbrandstof te besparen, waardoor schadelijke emissies in de atmosfeer tot een minimum worden beperkt en het geluid van een draaiende motor wordt verminderd. En tot slot is het apparaat zeer compact en kan het in de cilinderkop worden geplaatst. U kunt daar ook andere onderdelen en samenstellingen installeren.

Het mondstuk is ontworpen om de meest efficiënte mengselvorming te bieden. Hiervoor hebben ingenieurs fasen voorzien - dit is een voorlopige, hoofd- en aanvullende injectie. Preliminary geeft een soepele verbranding op het moment van de hoofdfase, wanneer een hoogwaardige vorming van het werkmengsel wordt gegarandeerd in verschillende motorbedrijfsmodi. Een extra is nodig voor regeneratieprocessen in het roetfilter.

Mechanisch injectorprincipe

De dieselmotorinjector wordt direct in de cilinderkop gemonteerd. Op de nokkenas zitten vier speciale nokken. Ze dienen om de injectoraandrijving te starten. Met behulp van tuimelaars wordt de kracht door middel van plunjers op de pompverstuivers overgebracht.

De aandrijfnok heeft een speciaal profiel dat zorgt voor een scherpe stijging en vervolgens een langzame verlaging van de rocker. Wanneer de laatste opkomtde zuiger wordt snel ingedrukt. Dit zorgt voor de juiste druk. Bij het langzaam laten zakken van de tuimelaar gaat de plunjer omhoog. Hierdoor kan de brandstof zonder luchtbellen in de hogedrukkamers komen.

Het injectieproces zelf vindt plaats wanneer stuurspanning wordt toegepast van de ECU naar de magneetklep.

Injectiefasen

Laten we het werkingsprincipe van de dieselmotorinjector eens nader bekijken. Wanneer onder invloed van de tuimelaar de plunjer naar beneden beweegt, stroomt het brandbare mengsel door de kanalen in de sproeiers. Wanneer de klep sluit, wordt de dieselstroom afgesneden. De druk begint te stijgen. Wanneer deze een niveau van 13 MPa bereikt, zal de spuitnaald de veerkracht overwinnen. Daarna begint de pre-injectiefase.

Zodra de klep begint te openen, eindigt de voorfase en wordt het brandstofmengsel door de toevoerleiding geleid. De druk begint te dalen. Afhankelijk van de bedrijfsmodus van de motor kunnen één of twee voorbereidende fasen worden uitgevoerd.

Wanneer de plunjer naar beneden beweegt, begint de hoofdinjectieslag. De klep sluit weer, de brandstofdruk stijgt weer. Bij het bereiken van een niveau van 30 MPa zal de spuitnaald de drukkracht overwinnen en omhoog gaan, waardoor het injectieproces wordt gestart. Hoe hoger de druk stijgt, hoe meer brandstof wordt gecomprimeerd. De hoeveelheid diesel en lucht die in de cilinder kan komen wordt vergroot.

Maximale voeding (en het wordt uitgevoerd wanneer de motor in de piekmodus draait)vermogen), wordt uitgevoerd bij een druk van 220 MPa. Het openen van de klep voltooit de hoofdinjectiefase. Druk da alt, naald sluit.

Er wordt een extra injectiefase uitgevoerd wanneer de zuiger verder naar beneden beweegt. Het werkingsprincipe van het apparaat in dit stadium is hetzelfde als de hoofdinjectie. Vaker wordt het algoritme in twee fasen uitgevoerd.

Als we kijken naar het apparaat van de pomp-injector van een TDI-dieselmotor, dan kan deze worden uitgerust met een sensor die het optillen van de naald bewaakt. De positie van de naald is nodig door de regeleenheid, waar ook de brandstofpompen elektronisch worden geregeld.

Voordelen

Terwijl het common rail-systeem gebruik maakt van batterij-injectie, levert de pompverstuiver het brandstofmengsel onder een hogere druk vanwege het ontbreken van lange leidingen.

Ze kunnen vaak worden vernietigd tijdens het gebruik van de auto. Dit is de zwakke schakel in klassieke energiesystemen. De pompinjector zorgt ervoor dat er meer brandstof in de verbrandingskamer kan worden gevoerd. Hierdoor wordt het spuiten efficiënter. Motoren die met dergelijke eenheden zijn uitgerust, zijn krachtiger.

Bovendien maken motoren met dit type injectie minder lawaai dan hun tegenhangers. Maar met de Common Rail of injectiepomp zal de pompinjector nog compacter zijn.

Flaws

Maar er zijn ook nadelen. Het grootste nadeel zijn de hoge eisen aan de kwaliteit van brandstof. De minste verstopping is voldoende om het systeem te laten stoppen met werken. Het tweede negatieve punt is de prijs.

Het is bijna onmogelijk om deze exacte assemblage buiten de fabriek te repareren. Een ander nadeel is dat deze knooppunten bij blootstelling aan hoge druk vaak de landingsbussen in het motorblok breken.

Hoe de pompinjector te onderhouden?

Zoals je kunt zien, stellen deze knooppunten veel eisen aan de kwaliteit van diesel, en deze is verre van hoog in ons land en in het GOS. Om dit dure element niet vaak te hoeven vervangen, is het raadzaam om regelmatig brandstof, lucht en alle andere filters te vervangen en originele verbruiksartikelen aan te schaffen.

Over flushes

Vaak zijn autobezitters geïnteresseerd in het doorspoelen van de injectorpomp op een dieselmotor. Experts raden spoelen niet aan - dit is niet goed voor elk mondstuk. Het is beter om de filters te vervangen en te tanken bij bewezen benzinestations.

Doorspoelen op de bank is geschikt als er sprake is van verneveling van slechte kwaliteit - onstabiel stationair draaien en soortgelijke problemen. Spoelen in een ultrasoonbad is toegestaan wanneer de naald volledig vastzit. Als het mondstuk aan het gieten is, zal hier niets helpen. Voor het wassen kun je de momenteel populaire LAVR- en VINS-producten gebruiken.

Als een injector niet werkt, is het over het algemeen het beste om deze te laten onderhouden en onderdelen te vervangen die niet in orde zijn. Flushen helpt alleen als het knooppunt op de een of andere manier werkt.

Conclusie

Dus we hebben ontdekt wat een dieselmotorinjector is en wat het apparaat is. Zoals u kunt zien, is dit een integraal onderdeel van het voedingssysteem van de dieselmotor. Hij heeftmeer technologisch geavanceerd ontwerp, maar zeer veeleisend voor de brandstofkwaliteit.