Tartalomjegyzék: Örvénykamrás befecskendező rendszer ↡ Befecskendező rendszer előkamrával…↡ Közvetlen befecskendezés ↡ Common Rail rendszer ↡ Nagynyomású üzemanyag-szivattyúk…↡ Elosztó típusú befecskendező…↡ Soros befecskendező szivattyúk ↡ Sebesség szabályozó ↡ A motor zajszintjének csökkentése ↡
Ha egy benzinmotorban üzemanyag-levegő keveréket szállítanak, amelyet ezt követően a gyújtógyertya szikrája meggyújt, akkor a dízelmotorban ez magas levegőhőmérséklet hatására történik. A kompressziós ütem végén a hengerben a légnyomás eléri a 28 bar-t, a hőmérséklet pedig kb. +700°C. Az üzemanyagot forró levegő meggyújtja, az égéstérben a nyomás eléri a 145 bar-t (D, TD), illetve a CDI-nél az 1350 bar-t. A dízelmotorban a porlasztott üzemanyag azonnal eléget. Azt, hogy mikor és mennyi üzemanyagot kell befecskendezni a kamrába, a befecskendezés beállítása és felszerelése határozza meg.
Örvénykamrás befecskendező rendszer
Rajz. 4.60. Örvénykamrával ellátott hengerfej szakasza: 1 – fúvóka; 2 – izzítógyertya; 3 – örvénykamra bemeneti csatornával; 4 – henger
Az örvényrendszerű dízelek (4.60. ábra) osztott égésterűek. Az örvénykamra a dugattyú feletti térhez kapcsolódik, és amikor a dugattyú a felső ponthoz közeledik, örvényáram jön létre benne, amely hatékonyan keveri az üzemanyagot a levegővel. A meggyújtott keverék a fő égéstérbe kerül. Az örvénykamrával rendelkező motorok jól beváltak, különösen nagy fordulatszámon (több mint 5000 perc⁻¹).
Befecskendező rendszer előkamrával (előkamra)
Rajz. 4.61. Előkamrával ellátott hengerfej szakasza: 1 – fúvóka; 2 – izzítógyertya; 3 – előkamra bemeneti csatornával; 4 – hengeres
A Mercedes dízelmotoroknál használt előkamrás rendszerrel (4.61. ábra) a munkakamrák fel vannak osztva, mint az örvényrendszerben. Az előkamra a hengerfej tetején található. A tüzelőanyag meggyulladása az égéstérben az előkamrából érkező vékony fúvókákon keresztül történik.
Közvetlen befecskendezés
Közvetlen befecskendezéssel az üzemanyag az égéstérbe kerül, és azonnal ég.
Ez a rendszer rendkívül gazdaságos, de vannak hátrányai is: magas motorzaj, különösen indításkor, és meredek sebességnövekedés.
Common Rail rendszer
Rajz. 4.62. Közvetlen befecskendezés a Common Rail rendszerben: 1 – fúvóka; 2 – bemeneti cső; 3 – dugattyú speciális bemélyedéssel
Rajz. 4.63. Common Rail rendszer diagram: 1 – közös üzemanyagcső; 2 – nyomásérzékelő; 3 – szivattyú; 4 – fúvóka; 5 – nyomásszabályozó szelep
Common Rail rendszer (rizs. 4,62, 4,63, 4,68) nemcsak a hatékonyságot és a környezetre káros gázok minimális kibocsátását biztosítja, hanem a komfort és a motor működésének zajszintje tekintetében is felülmúlja a modern, előkamrás befecskendezésű dízelmotorokat. Ezért a CDI dízelmotorok központi helyet foglaltak el a Mercedes-Benz motortechnológia fejlesztésében.
"Common Rail" jelentése "közös autópálya". Ha a közvetlen befecskendezéses rendszerekben a nyomás alatti üzemanyagot minden egyes befecskendező szelephez külön táplálták, akkor a Common Rail rendszerben az üzemanyag a befecskendezési sorrendtől függetlenül egy közös üzemanyag-elosztócsőben, az úgynevezett akkumulátorban található.
Az elektronikus vezérlés a motor fordulatszámától és terhelésétől függően szabályozza a befecskendezési nyomást. A vezérműtengely és a főtengely működési módjára vonatkozó adatokat fogadó érzékelők parancsokat adnak ki az optimális befecskendezéshez a motor működési módjának megfelelően. Ezenkívül az üzemanyag-ellátás és a befecskendezés független egymástól.
Rajz. 4.64. A Common Rail rendszer fő elemei: 1 – nagynyomású szivattyú; 2 – befecskendező szivattyú; 3 – fúvóka; 4 – az adagolórendszer mágnesszelepe; 5 – visszatérő üzemanyag-vezeték; 6 – nagynyomású csővezeték; 7 – üzemanyagnyomás-érzékelő; 8 – nyomástároló; 9 – üzemanyag nyomás beállító szelep
Ennek a fejlesztésnek a különlegessége egy speciális meghajtó (akkumulátor) 8 (4.64. ábra), amelyben a nyomást mindig 1350 bar-ig tartják. Erre azért van szükség, hogy a szivattyút az injektorokkal összekötő vezetékben mindig legyen a szükséges nyomású, befecskendezésre kész üzemanyag.
A vezeték az injektorokhoz csatlakozik. Mindegyik befecskendezőnek van egy mágnesszelepe, amely szabályozza a betáplált üzemanyag nyomását és mennyiségét. Mikroszámítógép vezérli a szelep működését az üzemmód és a motorterhelés alapján. Ez a rendszer jelentősen növelte a motor hatásfokát, és hozzájárult a káros gázok légkörbe történő kibocsátásának jelentős csökkenéséhez.
Nagynyomású üzemanyag-szivattyúk (HPFP)
A befecskendező szivattyúk nagy nyomással dízel üzemanyagot szállítanak a befecskendezőkhöz (kb 120 bar). A 4 és 5 hengeres motorok elosztó befecskendező szivattyúval vannak felszerelve. A 6 hengeres motor soros befecskendező szivattyúval rendelkezik. Minden befecskendező szivattyú a motor bal oldalán található, és egy lánc hajtja a főtengelyről. Ebben az esetben a befecskendező szivattyú tengelyének fordulatszáma fele a főtengely forgási sebességének. A befecskendező szivattyúk elektronikus vezérlésűek.
Elosztó típusú befecskendező szivattyú
Az E 220 D és E 290 TD motorok elosztó típusú befecskendező szivattyúval vannak felszerelve (rizs. 4,64, 4,65). A befecskendező szivattyú beépített üzemanyag-feltöltő szivattyúval és hőmérséklet-érzékelővel rendelkezik, amelyek segítségével jelzést adnak ki az üzemanyag-ellátás leállítására. Külső mágnesszelepek találhatók, az egyik a motor leállítására, a másik az üzemanyag-ellátásra. A befecskendező szivattyú vékony csatornákon keresztül szállítja az üzemanyagot a megfelelő hengerbe.
Rajz. 4.65. Elosztó típusú befecskendező szivattyú az E 220D és E 290 TD modellekre telepítve
A szivattyú tengelye a fej furatához csatlakozik, és a befecskendező dugattyúkat üzemanyagnyomás választja el egymástól (kb 8 bar), amíg a bütykös alátét kiemelkedései erőt nem fejtenek ki a tartóvégekre. Ahogy a tengely forog, a nyomócsatorna bezárul és a nagynyomású csatorna kinyílik.
Az elosztószivattyú fejében 4 (vagy 5 hengeres motornál 5) nyomócsatorna és ennek megfelelően 4 (5) nagynyomású csatorna található. Miután a bütyöklapon lévő bütykök egy vonalba kerültek a csapágyfülekkel, a dugattyúk elkezdik összenyomni az üzemanyagot, a nyomás megnő, és a befecskendezés akkor történik meg, amikor az eléri a körülbelül 120 bar-t.
A befecskendezett üzemanyag mennyiségét a befecskendező dugattyú lökethossza határozza meg, amelyet a támasztó kiemelkedések tengelyirányú mozgása szabályoz. Az elosztószivattyú tengelyének axiális beállítását két mágnesszelep és az üzemanyagmennyiség-szabályozó visszatérő rugója szabályozza.
Az üzemanyag-befecskendezési szöget a bütykös alátétnek az elosztószivattyú fejéhez viszonyított helyzete határozza meg. Az alátét forgásiránnyal ellentétes elfordításával a befecskendezési idő korábban, illetve a forgásirányban - később. A bütykös alátét forgatása a tengely tengelye körül egy beállító szelep és egy visszatérő rugó segítségével történik. A "korai" állásba állítva a vezérlőszelep kinyílik, a nyomás megnő, és a vezérlődugattyú balra mozog. Amikor a szelep bezárul, a nyomás csökken, és a dugattyú a rugó hatására jobbra mozog.
Soros befecskendező szivattyúk
Rajz. 4.66. Elosztó típusú üzemanyag-befecskendező szivattyú az E 220 D és E 290 TD modellekre telepítve, metszeti nézet
Az E 300 D modelleken egy soros üzemanyag-befecskendező szivattyú (4.66. ábra) van felszerelve elektronikus vezérléssel - ERE (Elektronisch geregeltes Reien-Einspritzsystem). A soros befecskendező szivattyúk minden hengerhez külön szivattyúszakasszal rendelkeznek, amely nagynyomású acélcsővezetéken keresztül táplálja a megfelelő befecskendező szelepet. Az ERE rendszer fő elemei a soros befecskendező szivattyú és a befecskendező rendszer elektronikus vezérlőegysége.
Rajz. 4.68. Soros befecskendező szivattyú (ERE) keresztmetszete: 1 – fogadórész a nagynyomású csővezeték és a fúvóka csatlakoztatásához; 2 – nyomószelep; 3 – dugattyú; 4 – sebességszabályozó mechanizmus (ERE); 5 – vezérlő állvány; 6 – a dugattyú beépítő karja; 7 – csatlakozó; 8 – görgőtoló; 9 – dugattyúrugó; 10 – üzemanyag-szivattyú; 11 – elektrohidraulikus szabályozó; 12 – bütykös tengely
A 12 bütykös tengely a szivattyú aljára van felszerelve (4.68. ábra). A bütykök segítségével a szivattyúrészek a befecskendezési sorrendnek megfelelően aktiválódnak. A szivattyúrész fő részei: 2. nyomószelep, 3. henger és dugattyú, forgódugattyúhüvely és 9. rugó.
Amikor a dugattyú alsó helyzetben van, a felette lévő üreg megtelik üzemanyaggal a bemeneti nyíláson keresztül. A szivattyú tengely bütyök felfelé mozgatja a tolót, a dugattyú rugója összenyomódik, a dugattyú lezárja a bemenetet, és a nyomás nő.
Amikor a nyomás eléri a 120 bar-t, az injektortű felemelkedik, és az üzemanyag belép az előkamrába. A befecskendezés addig folytatódik, amíg a dugattyú ki nem nyitja az üzemanyag-szabályozó kimenetét. Ebben a pillanatban a nyomás a dugattyú felett élesen leesik, a nyomószelep bezárul, miután korábban egy kis mennyiségű üzemanyagot visszavezetett a hengerbe. A nyomás az üzemanyagcsőben és a befecskendező szelepben élesen csökken. A fúvóka bezárul.
[A cikk a portálról származik: Mercedesman.ru]
A dugattyú oldalfelületén spirális földelőcsatorna van, és a dugattyú helyzetétől függően az üzemanyag-beállító kimenet egy ideig zárva marad. Azt az utat, amelyet a dugattyú megtesz, amikor a kimenet zárva van, nyomólöketnek nevezzük. Minél hosszabb a befecskendezési löket, annál több üzemanyagot fecskendeznek be a motor hengerébe.
Az összes szivattyúrész dugattyúinak forgó perselyei egy rövid karon keresztül csatlakoznak a vezérlőállványhoz. A szivattyú összeszerelésekor a forgó perselyeket úgy kell felszerelni, hogy minden szivattyúszakasz azonos mennyiségű üzemanyagot szivattyúzzon.
A befecskendező szivattyú fontos része az üzemanyag-beállító sín, amelynek segítségével a befecskendezett üzemanyagot minden hengerbe adagolják. A vezérlőkar egy elektronikusan vezérelt sebességszabályozón (ERE) keresztül csatlakozik a gázpedálhoz.
Rajz. 4.67. ERE típusú befecskendező szivattyú, az E 300D modellre telepítve
Sebesség szabályozó
Az elektronikus fordulatszám-szabályozó az üzemanyag-szivattyú hátulján található, és az állványt vezérli. A szabályozót négyzet alakú impulzusfeszültség vezérli, amelynek frekvenciája körülbelül 190 Hz. Az üzemmódtól függően a működtető mágnes ereje megváltozik, és a rugó erejét leküzdve az állványt a "Start" vagy ennek megfelelően a "Volllast" irányába mozgatja (teljes terhelés). A fogasléc lökethossza 19,5 mm.
A motor zajszintjének csökkentése
Korábban használt üzemanyag-befecskendező szivattyúkban közvetlen befecskendezéssel nagy nyomáson (145 bar-ig), a motor működési zaja sokkal magasabb volt, mint az előkamrás modelleknél. A Common Rail rendszer egy kis, úgynevezett pilot adag üzemanyagot fecskendez be a fő üzemanyag-adag elé, ami biztosítja az égéstér "fűtését". Ennek köszönhetően optimális feltételeket teremtenek a fő tüzelőanyag begyújtásához, mivel a nyomás és a hőmérséklet simán, és nem hirtelen emelkedik. Ez nemcsak a zaj csökkentését, hanem a kipufogógázok toxicitásának csökkentését is befolyásolja.
Ennek alapján a Mercedes-Benz szakemberei további intézkedéseket hoztak a motorzaj csökkentésére. Ezek közé tartozik a hengerfej és a szívócsatorna speciális zajelnyelő burkolata (csillapító), a forgattyúház és a vezérműtengely burkolat megerősítése.