Sistem de injecție cu camera de turbionare
Orez. 4,60. Secțiunea chiulasei cu cameră de turbionare: 1 - duză; 2 - bujie incandescente; 3 - camera vortex cu un canal de admisie; 4 - cilindru
Pentru motoarele diesel cu sistem vortex (orez. 4,60) camera de ardere este divizată. Camera de vortex este conectată la spațiul peste piston, iar când pistonul se apropie de punctul superior, se creează un flux de vortex în ea, care amestecă eficient combustibilul cu aerul. Amestecul, aprins, trece în camera de ardere principală. Motoarele cu camere turbionare s-au dovedit, mai ales la viteze mari (peste 5000 min-1).
Sistem de injecție precamerală (anticameră)
Orez. 4,61. Secțiunea chiulasei cu precamera: 1 - duză; 2 - bujie incandescente; 3 – precamera cu canal de admisie; 4 cilindri
Cu sistem precameral (orez. 4,61), care este folosit la motoarele diesel Mercedes, camerele de lucru sunt împărțite, ca și sistemul vortex. Precamera este situată în partea superioară a chiulasei. Aprinderea combustibilului din camera de ardere are loc prin duze subțiri care vin din precameră.
Injecție directă
Cu injecția directă, combustibilul este injectat în camera de ardere și arde instantaneu.
Acest sistem este foarte economic, dar are dezavantajele sale: un nivel ridicat de zgomot al motorului, mai ales la pornire și o creștere bruscă a vitezei.
Sistem common rail
Orez. 4,62. Injecție directă în sistemul Common Rail: 1 - duză; 2 – o conductă de ramură de admisie; 3 - piston cu o canelură specială
Orez. 4,63. Diagrama sistemului Common Rail: 1 - rampă de combustibil comună; 2 – senzor de presiune; 3 - pompa; 4 - duză; 5 - supapă de reglare a presiunii
sistem common rail (orez. 4,62, 4,63, 4,68) nu numai că oferă eficiență și emisie minimă de gaze nocive pentru mediu, dar depășește și motoarele diesel moderne cu injecție precamerală în ceea ce privește confortul și nivelul de zgomot al motorului. Prin urmare, motoarele diesel CDI au ocupat un loc major în dezvoltarea construcției de motoare Mercedes-Benz.
«Common Rail» mijloace «Autostrada generala». Dacă în sistemele cu injecție directă, combustibilul sub presiune a fost alimentat la fiecare duză separat, atunci în sistemul Common Rail, combustibilul, indiferent de secvența de injecție, se află într-o rampă de combustibil comună, așa-numitul acumulator.
Controlul electronic reglează presiunea de injecție în funcție de turația și sarcina motorului. Senzorii care primesc date despre modul de funcționare al arborelui cu came și al arborelui cotit emit comenzi pentru o injecție optimă în funcție de modul de funcționare al motorului. În plus, alimentarea cu combustibil și injecția sunt independente una de cealaltă.
Orez. 4,64. Elementele principale ale sistemului Common Rail: 1 - pompa de inalta presiune; 2 - pompa de presiune; 3 - duză; 4 - supapa magnetica a sistemului de dozare; 5 - conducta de retur combustibil; 6 - conductă de înaltă presiune; 7 - senzor presiune combustibil; 8 – acumulator de presiune; 9 - supapa de reglare a presiunii combustibilului
O caracteristică a acestei dezvoltări este o unitate specială (baterie) 8 (orez. 4,64), care menține întotdeauna o presiune de până la 1350 bar. Acest lucru este necesar pentru ca linia care leagă pompa de injectoare să aibă întotdeauna combustibil la presiunea potrivită, gata pentru injecție.
Linia se conectează la injectoare. Fiecare injector are o supapă magnetică care reglează presiunea și cantitatea de combustibil. Microcomputerul controlează funcționarea supapei în funcție de modul de funcționare și sarcina motorului. Acest sistem a crescut semnificativ eficiența motorului și a contribuit la o reducere semnificativă a emisiilor de gaze nocive în atmosferă.
Pompe de combustibil de înaltă presiune (pompa de injectie)
Pompele de combustibil de înaltă presiune sunt utilizate pentru a furniza combustibil diesel la injectoare la presiune înaltă (aproximativ 120 bar). Motoarele cu 4 și 5 cilindri sunt echipate cu o pompă de injecție de distribuție. Motorul cu 6 cilindri are o pompă de injecție în linie. Toate pompele de injecție sunt situate pe partea stângă a motorului și sunt antrenate de un lanț de la arborele cotit. În acest caz, frecvența de rotație a arborelui pompei de combustibil de înaltă presiune este jumătate din frecvența de rotație a arborelui cotit. Pompele de combustibil de înaltă presiune sunt controlate electronic.
Pompa de injectie de tip distributie
Motoarele E 220 D și E 290 TD sunt echipate cu o pompă de injecție de tip distribuitor (orez. 4,64, 4,65). Pompa de combustibil de înaltă presiune are încorporată o pompă de amorsare a combustibilului și un senzor de temperatură, care dă un semnal pentru oprirea alimentării cu combustibil. Supapele electromagnetice sunt amplasate în exterior, una pentru oprirea motorului, a doua pentru alimentarea cu combustibil. Pompa de combustibil de înaltă presiune furnizează combustibil prin canale subțiri către cilindrul corespunzător.
Orez. 4,65. Pompa de injectie de distributie pentru modelele E 220D si E 290 TD
Arborele pompei este conectat la canalul de cap, iar pistoanele de refulare sunt separate unul de celălalt prin presiunea combustibilului (aproximativ 8 bari), până când urechile camei exercită forță asupra capetelor lagărelor. În timpul rotației arborelui, canalul de refulare se închide și canalul de înaltă presiune se deschide.
Capul pompei de distribuție conține 4 (sau 5 pentru un motor cu 5 cilindri) canale de injecție și, în consecință, 4 (5) canale de înaltă presiune. De îndată ce camele de pe came sunt aliniate cu urechile de rulment, pistoanele încep să comprime combustibilul, presiunea crește, iar când ajunge la aproximativ 120 bar, are loc injecția.
Cantitatea de combustibil injectat este determinată de lungimea cursei pistonului de injecție, care este controlată de mișcarea axială a urechilor lagărului. Reglarea axială a arborelui pompei distribuitorului este controlată de două supape solenoide și un arc de retur al regulatorului cantității de combustibil.
Unghiul de avans al injecției de combustibil este controlat de poziția camei în raport cu capul pompei de distribuție. Prin răsucirea șaibei împotriva sensului de rotație, se stabilește un timp de injecție mai devreme, respectiv în sensul de rotație - mai târziu. Rotirea camei în jurul axei arborelui se realizează cu ajutorul unei supape de reglare și a unui arc de retur. Când este setat pe poziție «din timp» supapa de control se va deschide, presiunea va crește și pistonul de control se va deplasa spre stânga. Când supapa se închide, presiunea scade, iar pistonul se deplasează spre dreapta sub acțiunea arcului.
Pompe de injecție în linie
Orez. 4,66. Pompa de injectie de distributie instalata pe modelele E 220 D si E 290 TD, in sectiune
La modelele E 300 D este instalată o pompă de injecție în linie (orez. 4,66) cu control electronic - ERE (Elektronisch geregeltes Reien-Einspritzsystem). Pompele de injecție în linie au o secțiune separată de pompă pentru fiecare cilindru, care furnizează combustibil la injectorul corespunzător printr-o conductă de oțel de înaltă presiune. Principalele componente ale sistemului ERE sunt pompa de injecție în linie și unitatea electronică de control pentru sistemul de injecție.
Orez. 4,68. Pompă de injecție în linie (ERE) in sectiune: 1 - piesa de primire pentru conectarea conductei de înaltă presiune cu duza; 2 - supapa de refulare; 3 - piston; 4 - mecanism de reglare a numărului de rotații (ERE); 5 - șină de comandă; 6 - pârghie de instalare a pistonului; 7 - conector; 8 - împingător cu role; 9 - arc piston; 10 - pompa de combustibil; 11 – regulator electrohidraulic; 12 - arbore cu came
În partea de jos a pompei este un arbore cu came 12 (orez. 4,68). Cu ajutorul camelor sale, secțiunile pompei sunt acționate conform secvenței de injecție. Părțile principale ale secțiunii pompei sunt: supapa de refulare 2, cilindrul și pistonul 3, manșonul pistonului rotativ și arcul 9.
Când pistonul este în poziție în jos, cavitatea de deasupra acestuia este umplută cu combustibil prin orificiu de admisie. Cama arborelui pompei mișcă împingătorul în sus, arcul pistonului este comprimat, pistonul închide orificiul de admisie, presiunea crește.
Când presiunea atinge 120 bari, acul duzei se ridică și combustibilul intră în precamera. Injecția continuă până când pistonul deschide orificiul de control al combustibilului. În acest moment, presiunea de deasupra pistonului scade brusc, supapa de refulare se închide, după ce a trecut anterior o cantitate mică de combustibil înapoi în cilindru. Presiunea din conducta de combustibil și injector scade brusc. Duza se închide.
Pistonul are un canal elicoidal de împământare pe suprafața laterală și, în funcție de poziția pistonului, orificiul de reglare a alimentării cu combustibil rămâne închis pentru o perioadă de timp. Calea pe care o parcurge pistonul atunci când ieșirea este închisă se numește cursă de injecție. Cu cât cursa de injecție este mai lungă, cu atât se injectează mai mult combustibil în cilindrul motorului.
Bucșele pivotante ale pistonilor tuturor secțiunilor de pompare sunt conectate printr-o pârghie scurtă la șina de comandă. La asamblarea pompei, manșoanele pivotante sunt instalate astfel încât toate secțiunile pompei să livreze aceeași cantitate de combustibil.
Sina de control al combustibilului este o parte importantă a pompei de injecție, cu ajutorul căreia combustibilul injectat este dozat în fiecare cilindru. Raftul de control este conectat la pedala de accelerație printr-un regulator de viteză controlat electronic (ERE).
Orez. 4,67. Pompă de injecție în linie ERE instalată pe modelul E 300D
Controler de viteză
Controlerul electronic de viteză este situat pe partea din spate a pompei de combustibil și controlează rack-ul. Regulatorul este controlat de o tensiune de impuls dreptunghiulară cu o frecvență de aproximativ 190 Hz. În funcție de mod, forța magnetului de acționare se modifică și, depășind forța arcului, avansează șina în direcția «Start» sau, respectiv, «Volllast» (sarcina completa). Lungimea cursei rack-ului este de 19,5 mm.
Zgomot redus al motorului
În pompele de injecție utilizate anterior cu injecție directă la presiune ridicată (până la 145 bar), zgomotul motorului era mult mai mare decât cel al modelelor de precamera. Sistemul Common Rail înainte ca porțiunea principală de combustibil să injecteze o mică, așa-numita doză pilot de combustibil, care oferă «Incalzi» camere de ardere. Datorită acestui fapt, se creează condiții optime pentru aprinderea combustibilului principal, acesta se aprinde mult mai repede, deoarece presiunea și temperatura cresc fără probleme și nu brusc. Acest lucru afectează nu numai reducerea zgomotului, ci și reducerea toxicității gazelor de eșapament.
Pe baza acestui fapt, specialiștii Mercedes-Benz au luat măsuri suplimentare pentru a reduce nivelul de zgomot al motorului. Acestea includ o carcasă specială de absorbție a sunetului (amortizor) chiulasele și galeria de admisie, întărirea carterului și capacul arborelui cu came.