Curs Inject Diesel

Curs Dacotec Injecţia diesel: Sistemul de injecţie Pag.1/45

1. Introducere.

Vehiculele echipate cu motoare Diesel ocupă un loc din ce în ce mai important în vânzările de vehicule noi. Motivele alegerii acestui tip de motorizare, de către clienţi, sunt multiple:

Carburantul utilizat este încă mult mai ieftin decât cel pentru motoarele cu benzină,

Randamentul motoarelor Diesel este superior celui de la motoarele cu benzină, consumul este deci mai scăzut,

Uşurinţa în conducere şi performanţele motoarelor Diesel le fac să fie folosite de către constructorii de automobile şi la echiparea cabrioletelor.

Toate drepturile de autor apartin S.C.Automobile Dacia S.A. Reproducerea sau traducerea integrala sau partiala a acestui document

este interzisa fara autorizarea scrisa şi prealabila din partea S.C.Automobile Dacia S.A

Curs Dacotec Injecţia diesel: Sistemul de injecţie. Pag.2/45

2. Generalităţi.

2.1. Principiul motorului Diesel.

Diferit de motorul cu benzină unde aprinderea este comandată, motorul Diesel funcţionează datorită aprinderii spontane a carburantului în timp ce este injectat în camera de ardere. Pentru aceasta, mai multe condiţii sunt necesare:

Temperatura aerului în momentul injecţiei trebuie să fie de aproximativ 600° C (400° C minimum). Această temperatură este atinsă prin comprimarea aerului admis în motor.

Motorina este injectată sub presiune înaltă (de la 130 la mai mult de 1000 bars) pentru a obţine o pulverizare care să permită arderea completă a carburantului.

Exemplu de motor F9Qt.

Admisie. Compresie. Injecţie. Injecţie(văzută de sus).

2.2. Ciclul mixt.Pentru motoarele Diesel rapide, se utilizează un ciclu care permite arderea în doi timp: o parte se face la volum constant, cealaltă se face la presiune constantă (ciclul lui Sabathé).

P Presiune.V Volum.PMS Punct Mort Superior.PMI Punct Mort Inferior.

A Admisie.B Compresie.C Ardere.D Destindere.E Evacuare.




2.2.1. Temperatura la sfârşitul compresiei.Compresia aerului admis trebuie să permită obţinerea temperaturii necesare la finele compresiei odată cu începerea injectării de carburant.

Mai mulţi factori influenţează această temperatură: Presiunea la sfârşitul compresiei. Trebuie să fie de 20 bari minimum cu o diferenţă

de maximum 4 bari între cilindrii. Rapoartele volumetrice utilizate sunt de aproximativ 15/1 pentru motoarele cu injecţie directă la 22/1 pentru motoarele cu injecţie indirectă.

Temperatura aerului admis. În anumite cazuri de funcţionare este necesară încălzirea aerului admis (pre-postîncălzire).

Suprafaţa de schimb de căldură între camera de ardere şi exterior (motoarele cu injecţie directă au un raport volumetric mai scăzut).

2.2.2. Fazele de ardere.Carburantul pătrunde în cameră, fiind pulverizat prin injector. Fiecare particulă de motorină intră în contact cu aerul supraîncălzit.Fiecare moleculă de carburant gazos începe să se amestece cu aerul, fazele de ardere fiind următoarele:

Oxidarea motorinei şi formarea de peroxizi. Particulele fine de carburant care se formează în momentul injecţiei se oxidează prin contact cu oxigenul din aerul comprimat pentru a forma peroxizi.

Descompunerea peroxizilor. Separarea moleculelor de motorină şi oxigenarea provoacă zgomotul caracteristic motorului diesel.

Cracarea. Căldura degajată realizează o cracare a picăturilor rămase în stare iniţială. Conţinutul în carbon a moleculelor de carburant este puternic diminuat prin această cracare şi antrenează o diminuare a vitezei de ardere.




2.3. Comparaţie între motorul cu benzină şi motorul Diesel.

TIMPI MOTOR. DIESEL. BENZINĂ.

ADMISIE.

Presiune (P).(mini – maxi).

Dozaj.

Aer aspirat.

0,95 bar la P supraalimentare(nu are clapetă de acceleraţie).1 la 15,84.(1 la 20 ; 1 la 30 în practică).

Amestec aer-benzină aspirat.

0,35 bar la P atmosferică (P este în funcţie de sarcină) sau supraalimentare.

1 la 14,8.

COMPRESIUNE.

Raport volumetric.

(V+v)/v

P la sfârşit de compresie.

18/1(Injecţie Directe) la 22/1(Injecţie Indirectă).

35 la 40 bari.

8/1 la 10/1.

8 la 12 bari.

ARDERE.

Aprindere.

P la sfârşit de ardere.

Temperatura la sfârşit de ardere.

Aprindere spontană.

50 la 90 bari.

1800 la 2000°C.

Aport energetic comandat.

35 la 50 bari.

2000 la 2500°C.

EVACUARE.

Poluare.

Temperatura de evacuare.

NOx.CO, HC, Particule (sarcină mare)

450 la 750°C.

CO, HC (în amestec bogat).NOx (în amestec sărac şi sarcini mari).

600 la 900°C.

CARBURANT. Motorină (Cetan C16H34).

Indicele cetanic caracterizează capacitatea carburantului de a se autoaprinde.Motorina are o anumită capacitate de lubrefiere.

Benzină (Octan C8H18).

Indicele octanic caracterizează capacitatea carburantului de a rezista la autoaprindere.

REGIM MAXIM.

Aproxim. 5000 tr/mn. De 5000 la 8000 tr/min aproxim.




2.4. Soluţii pentru optimizarea funcţionării motorului.

2.4.1. Injecţia directă / injecţia indirectă.

Există două tipuri de motoare Diesel :

Motoarele cu injecţie directă.

Injecţia este realizată direct în camera de ardere, care se găseşte de regulă în piston. Se utilizează pentru aceste motoare injectoare cu găuri care necesită presiuni de injecţie ridicate pentru pulverizarea carburantului.

Motoarele cu injecţie indirectă.

Injecţia este realizată într-o antecameră care poate fi de trei tipuri:

Cameră de preardere,

Cameră de turbulenţă ("Ricardo" foloşite pe motoarele Renault),

Cameră auxiliară.

Constructorii aleg un anumit tip de motor potrivit cu aplicaţia respectivă.

Injecţia directă. Injecţia indirectă.

Consum mai mic de combustibil. Zgomot la regimuri scăzute. Presiune de injecţie ridicată. Greu de depoluat (NOx). Necesitatea supraalimentării (creştere

randament).

Consum mai ridicat de combustibil. Mai puţin zgomot. Uşor de depoluat. Necesitatea preîncălzirii aerului.

2.4.2. Gestionarea dozajului.Parametrii fundamentali pentru gestionarea dozajului de carburant sunt turaţia şi sarcina motorului. În anumite cazuri, se consideră şi alţi parametri.Gestionarea electronică permite integrarea mai multor parametri şi deci obţinerea unui debit injectat mai precis:

Viteza vehiculului: permite calculul raportului angajat(optimizarea performanţelor).

Temperatura motorinei: Permite calculul masei volumice de motorină (emişiile de fum).

Debitul de aer : Permite calculul masei de aer admis în motor (dozaj).




Presiune atmosferică: Permite corecţia altimetrică.

Temperatura apei : Permite calculul debitului la pornire (suprasarcină)

Stare decodor : Interdicţie debit şi antidemaraj activ.

Constrângerile cu privire la depoluare şi exigenţele clienţilor face imposibilă gestionarea mecanică aşa cum a fost realizată până în prezent.

Sinoptica gestionării dozajului.

2.4.3. Gestionarea începutului de injecţie (avansul).

Avansul la injecţie este necesar pentru compensarea întârzierilor:

Întârzierea injecţiei: timpii care se scurg între debutul injecţiei la pompă şi debutul injecţiei la injector (timpi constanţi).

Întârzierea arderii: timpii necesari pentru aprinderea motorinei (timpi variabili).

Este necesar să se compenseze aceste întârzieri începând injecţia la pompă înaintea Punctului Mort Superior al motorului.

Sinoptica avansului.




Evoluţia avansului trebuie, în principal, să ţină cont de viteza motorului, deoarece pentru o aceiaşi întârziere, unghiul efectuat de arborele cotit variază în funcţie de regim.

În funcţie de aplicaţie, alţi parametrii pot fi conşideraţi cum ar fi:

Sarcină motor: Corecţiile sunt necesare în funcţie de principiul de pompaj. La pompele rotative cu pistoane radiale se constată o variaţie naturală a avansului în funcţie de sarcină care trebuie să fie considerată pentru evitarea emisiilor de fum şi a zgomotelor de motor. Adică, începutul injecţiei este variabil deoarece galeţii atacă inelul cu came în funcţie de cantitatea de motorină (sarcină) care pătrunde între cele două pistoane plonjoare.

Temperatură apă : În cazul funcţionării la rece, întârzierea arderii este mai importantă, fiind necesară o compensare printr-o corecţie a avansului.

Temperatură aer : Temperatura aerului are o influenţă directă asupra temperaturii sfârşitului de compresie şi deci întârzierea arderii.

Presiune atmosferică: Dacă presiunea de admisie scade, presiunea la sfârşitul compresiei scade. Temperatura la sfârşitul de compresiei devine mai mică şi întârzierea arderii creşte.

Viteză vehicul: Permite calculul raportului de cutie pentru a efectua corecţiile în scopul ameliorării performanţelor şi a uşurinţei de a conduce.

Informaţie debut injecţie: La un Common Rail calculatorul comandă direct începutul deschiderii injectoarelor în funcţie de poziţia cilindrilor.

Atunci când la o pompă rotativă avansul este gestionat electronic, calculatorul defineşte avansul real la transmiterea informaţiei PMH motor şi informaţiei începutului de injecţie livrată printr-un injector instrumentat sau un captor de cursă rotor. Dacă avansul comandat este diferit de avansul real, se efectuează o corecţie a comenzii de actuator.




3. Circuit de alimentare de joasă presiune.

3.1. Principiul de funcţionare.

12

34 5a

b c

Funcţionarea sistemului de injecţie impune alimentarea continuă, cu carburant joasă presiune şi fără aer, a elementului de pompaj înaltă presiune.

Motorina este aspirată din rezervor printr-o pompă de joasă presiune (motorina din conducta de alimentare se găseşte sub depresiune; datorită rezistenţelor interne create prin conducte şi filtre, pompa de joasă presiune aspiră cu dificultate) apoi filtrată, apoi utilizată de pompa de înaltă presiune. Returul la rezervor se face odată ce regularea joasei presiuni a fost efectuată şi injectoarele au fost alimentate.

3.2. Elementele componente.

3.2.1. Rezervorul. Ca şi rezervorul de benzină, rezervorul de motorină utilizează mai multe supape.Principalele supape sunt:

Supapa de securitate a depresiunii instalată în rezervor prin care se evită crearea depresiunii în rezervor datorită obturării supapei de punere la aerul liber.

Punerea la aerul liber a rezervorului.

Supapa anti-scurgere la răsturnare instalată la buşonul de umplere.

Zona de admisie a motorinei în rezervor este de regulă închisă pentru a evita emisiile (buşon etanş).

3.2.2. Filtrul de motorină.

Precizia mare de realizare a elementelor componente ale sistemelor Diesel impune alimentarea cu motorină a motorului printr-un filtru care poate opri particule foarte fine de la 2 la 3 microni.

Motorina este aspirată din rezervor printr-o pompă internă pompei de injecţie.

Circuitul funcţionează sub depresiune. Un defect de etanşeitate generează o priză de aer şi deci o dezamorsare a circuitului.




a) Filtrul.

Principalele funcţii ale filtrului sunt: Filtrează impurităţile de ordinul micronului, Decantează apa, Scoaterea aerului din motorină, Încălzirea motorinei.

Elemente componente filtru : 1 Amonte de filtru venind de la rezervor.2 Aval de filtru mergând către pompă.3 Şurub de purjare apă.4 Şurub de purjare a circuitului amonte.5 Conexiune încălzitor motorină.

Există mai multe tipuri de filtre: Fără încălzire, Cu încălzire electrică, Cu regulator.

b) Rolul încălzirii carburantului.

Pentru temperaturi negative, variabilele conforme calităţii carburantului şi aditivii, parafina conţinută în motorină se cristalizează şi colmatează filtrul.

Încălzirea are un rol preventiv, de încălzire a motorinei care circulă în tot circuitul şi de a împiedica parafina să cristalizeze în conductele care trec pe sub vehicul.

3.3. Pompa de joasă presiune.Pompa de joasă presiune (pompa de transfer) este de tip volumetric. Aceasta permite, pe de o parte, aspirarea motorinei din rezervor şi pe de altă parte, de generare a unui debit către pompa de înaltă presiune. Presiunea este controlată printr-un regulator fie mecanic (cu ajutaj la capăt de circuit pentru o pompă rotativă) fie electric (Common rail).1 – regulator2 – pompă3 – filtru4 - rezervorA – presiune de transferB – joasă presiune




3.4. Controlul circuitului de joasă presiune a unei pompe rotative.

Controlul unui circuit este realizat prin măsurarea presiunii în aval şi amonte de filtru. Valorile obţinute dau o imagine asupra pierderii de sarcină din circuit permiţând apoi diagnosticarea.

Pentru a fi relevante, controalele trebuie să fie efectuate în timp ce debitul în circuit este maxim. În acest scop, este necesar să se măsoare presiunea când motorul este la regim maxim (atenţie la precauţii).

12

3

4

5

a

b

c

Normale : -0,01 bar.Maximum : -0,1 bar.

Normale : -0,1 bar.Maximum : -0,2 bar.

Normale : 0,3 l/mn.Maximum : -0,7 l/mn.

Presiunea din amonte şi aval sunt semnificativ inferioare presiunii atmosferice.




Condiţii de control: Interpretare:

Circuit aval: Valoare normală de - 0,1 Bar. Valoare maximă de - 0,2 Bar.

Circuit amonte:

Valoare normală de -0,05 Bar.

Valoare maximă de - 0,1 Bar.

Dacă valoarea este inferioară la "- 0,1 Bar" (de exemplu - 0,3 Bar) :

Circuitul amonte este colmatat.

Conducta este obturată sau comunicarea rezervorului cu atmosfera este blocată.

Diferenţa între presiuni:

De exemplu:

Aval = - 0,3 Bar.

Amonte = - 0,05 Bar.

Pierdera de sarcină este:

0,3 - 0,05 = 0,25 bar.

Dacă diferenţa între presiunea în aval şi cea în amonte este superioară valorii de 0,15 Bar :

Cartuşul este colmatat sau circuitul de retur nu este conform (calibrare sau clapeta de retur a unei pompe rotative dau prea mult debit).

Debit retur: Pentru determinarea cauzei unei presiuni aval necorespunzătoare, va fi necesară măsurarea debitului de retur.

Presiunea în aval şi debitul de retur normal sau scăzut:

Presiunea în aval scăzută şi debitul de retur important:

Filtrul este colmatat.

Şurubul sau clapeta de retur de la pompă defecte sau neconforme.

Aceste valori se iau cu motorul cald fiind în aproape sarcină maximă (debit important).




4. Circuitul de alimentare de înaltă presiune.

Carburantul trebuie să fie dozat cu exactitate. Trebuie să fie supus la o presiune bine determinată (înaltă presiune) şi pulverizat în condiţii precise: fineţe, viteză de penetrare şi forma jetului adaptat tipului de motor (cu sau fără antecameră de ardere).

Începutul de injecţie trebuie să fie declanşat la un anumit moment pentru fiecare cilindru. De asemenea, durata de injecţie terbuie să fie foarte precisă pentru a optimiza energia furnizată prin fiecare picătură de motorină.

4.1. Circuitul de alimentare claşic de înaltă presiune.

1

2

3

A

A

B

Circuit de alimentare claşic de înaltă presiune.

Pompa de înaltă presiune trimite la fiecare injector motorină sub înaltă presiune.

4.1.1. Schema de principiu a pompei Bosch cu element de pompare axial

1- platou cu came2- platou port galeti3- partea de aspiratie a pompei4- pompa de transfer5- fulie de antrenare6- presiunea de transfer7- sertăraş de avans8- levier de sarcina9- regulator de turatie10-levier regulator de turatie11-inel de sfirşit de injecţie12-element de pompaj13-partea de alimentare a capuluihidraulic14-refularea catre injectoare




a) Funcţionare

Faza de admisie a pompei

Faza de refulare a pompei



1 Platou portgaleţi.2 Platou cu came.3 Bucşă de sfârşit de injecţie.X Cursă piston.PMS Punct Mort Superior (piston).

1 Platou port-galeţi (fix).2 Platou cu came (se roteşte).3 Alimentare.4 Cap hidraulic.5 Bucşă de sfârşit de injecţie.PMI Punct Mort Inferior (piston).


În timp ce pistonul pompei este la punctul mort inferior, orificiile de alimentare ale pistonului comunică cu intrarea motorinei din capul hidraulic. Camera de compresie se umple.

Alimentare.

Rotirea pistonului permite închiderea admisiei şi punerea în comunicare cu refularea. Translaţia pistonului antrenează de asemenea comprimarea volumului camerei de ardere. Pompa debitează.

Debut de refulare.

Pistonul continuă cursa sa catre PMS până ce orifciul de punere la ieşire este întâlnit. Sfârşitul de injecţie şi deci debitul pompei, sunt determinate prin poziţionarea inelului de sfârşit de injecţie. Controlul poziţiei inelului de sfârşit de injecţie permite gestionarea debitului.

Sfârşit de injecţie.

Rotaţia finală permite coborârea pistonului către PMI ca şi o nouă corespondenţă pentru admisia de motorină. O rotaţie de pompă trebuie să permită atâtea injecţii câţi cilindrii există (6 maximum la Bosch).

Debut de alimentare.




Acest sistem de pompaj permite un debut de injecţie fix (debut de injecţie la trecerea PMI-ului pistonului de pompă) şi un sfârşit de injecţie variabil (funcţie de poziţia inelului de sfârşit de injecţie) oricare ar fi debitul injectat.

b) Reglajul dozajului pentru pompa axială Bosch

Gestionarea mecanică a dozajului

Parametrii de care se ţine cont pentru gestionarea mecanica sunt următorii :- turatia motorului prin intermediul unui regulator centrifugal- sarcina motorului prin intermediul poziţiei levierului de sarcină- presiunea din colectorul de admisie, când motorul este supraalimentat- presiunea atmosferică, când motorul este prevăzut cu corector altimetric

Poziţia inelului de sfârşit de injecţie depinde de echilibrul levierului de reglare. Poziţia levierului depinde de intensitatea forţelor exercitate pe de o parte prin regulator ( informaţia de turaţie a motorului ) iar pe de altă parte prin levierul de sarcina prin intermediul arcurilor de reglare.

Gestionarea electronică a dozajului.

Gestionarea dozajului poate fi efectuată şi electronic, de data aceasta luîndu-se în calcul mult mai mulţi parametrii. Comanda poziţiei inelului de sfârşit de injecţie se realizează prin intermediul unui electromagnet comandat în semnal de tip R.C.O.. Calculatorul este informat în permanenţă de poziţia inelului de sfârşit de injecţie .




4.1.2. Schema de principiu a pompei Lucas cu element de pompare radial

1- axul de antrenare2- levier de reglare3- levier de relanti

accelerat4- arc de reglare5- actuator de avans6- levier de sarcina7- supapa de dozaj8- STOP electric9- pompa de transfer10- conexiune pentru

inalta presiune11-sertaraş de

suprasarcină12- inel cu came13- maselote14- coaja maselotelor




a) Principiul de pompare radială în rotaţie.

1

3

4

5

2

1 – inel cu came2 – galet3 – port galet4 – rotor

7

8

6

4

5

5 – piston plonjor6 – orificiu de refulare7 – stator (cap hidraulic)8 – orificiu de alimentare

Pistoanele sistemului de pompare sunt montate pe direcţie radială. Odată ce orificiile de alimentare ale rotorului comunică cu intrările de motorină, pistoanele plonjoare se depărtează proporţional cu debitul reglat în amonte. În momentul rotirii ansamblului pistoane rotor, alimentarea este întreruptă şi orificul de refulare al rotorului este pus în comunicare cu o ieşire către injectorul statorului. Galeţii întâlnesc camele inelului cu came. Pistoanele plonjoare se aproprie între ele generând un debit către injector.

Particularitatea acestui sistem este că debutul injecţiei este variabil în funcţie de debit. Cu cât debitul la injector este mai mare, cu atât galeţii atacă camele.




b) Reglajul dozajului pentru pompa radială Lucas

Debitul este controlat prin poziţia supapei de dozaj care se poate asimila cu un robinet. Acest control constă într-un echilibru dat de forţa centrifugă a unui regulator de turaţie (informaţia de turaţie) şi forţa arcului levierului de sarcină, echilibru ce determină poziţia supapei de dozaj.

4.1.3. Corecţia avansului pentru funcţionarea la rece (supracalare)

În timpul funcţionarii la rece a motorului temperatura din camera de ardere nu atinge intotdeauna valoarea necesara autoaprinderii amestecului carburant, şi de aceea perioada arderii creşte existând posibilitatea ca debutul arderii să se producă după P.M.S. al motorului. Pentru a compensa acest efect se apelează la creşterea avansului la injecţie procedeu numit supracalare.

Două tipuri de corecţii sunt posibile :- corecţia avansului pe cale mecanică- corecţia avansului pe cale hidraulică

Corecţia pe cale mecanică constă în acţionarea unui sertăraş sau asupra unei piese legată de acesta. Comanda poate fi mecanică sau electrică, iar informaţia necesară este temperatura motorului. Acest tip de corecţie prezintă inconvenientul că acţionează în timpul fazei de pornire a motorului, când un avans prea mare poate impiedica demararea acestuia. Pentru anumite aplicaţii este necesară dezactivarea acestui sistem inainte de controlul calajului iniţial).



SUPAPA DE DOZAJ


Corecţia hidraulică (sistem numit KSB) constă în creşterea avansului la injecţie prin creşterea presiunii de transfer în timpul funcţionării la rece. Informaţia despre temperatura lichidului de răcire a motorului este determinată prin intermediul unei sonde termostatice aflată în circuitul de apă sau a unui termocontact, atunci când comanda este electrică:

1. ax levier2. buson3. levier de comanda4. pistonaş5. arc de intârziere




Schema de principiu a corectorului hidraulic

Atunci când motorul este rece se comandă elementul ce permite creşterea presiunii de transfer ce acţionează asupra sertaraşului în sensul creşterii avansului la injecţie.Pentru anumite aplicaţii elementul de comandă este închis (nu lucrează) atunci când motorul nu este pornit.

La atingerea temperaturii normale de funcţionare se comandă ieşirea din funcţiune a acestui element, iar avansul la injecţie trece la valoare de referinţă. Acest sistem de corecţie al avansului în perioada de funcţionare la rece a motorului poate fi comandat astfel :

1. direct printr-o sonda dispusa pe circuitul de racire al motorului2. printr-o cutie de pre-postincalzire3. prin levierul de relanti accelerat4. prin calculatorul de injecţie




4.1.4. Corecţia avansului în funcţie de sarcina

Element de pompaj radialPrincipiul pompei radiale prezinta inconvenientul de a avea un avans variabil în functie de sarcina (cu cat debitul aspirat este mai mare cu atat cama ataca mai devreme galetii). Pentru anumite regimuri de functionare ale motorului este necesar a corija avansul pentru a înlătura acest dezavantaj natural. Creştere avansului pentru sarcinile mici ale motorului este realizată prin creşterea, progresivă sau nu, a presiunii de transfer. Informaţia de sarcină permite comanda scăderii presiunii de transfer la sarcini mari ale motorului, informaţia fiind luată de pe levierul de sarcina al pompei de injecţie. Acest sistem se numeste AFC (avans pentru sarcini mici) sau ACP (avans pentru sarcina progreşiva). Atunci când avansul este gestionat electronic această corecţie este cartografiată.

Element de pompaj axialPentru a avea un motor mai suplu şi mai puţin zgomotos se impune diminuarea avansului la injecţie pentru sacinile mici. Presiunea în timpul arderii scade atunci când debitul de combustibil se reduce. Maximul presiunii în camera de ardere este avansat în raport cu P.M.S. al motorului.




Pentru pompele rotative BOSCH sistemul constă în diminuarea presiunii de transfer (şi deci a avansului) atunci cand se revine la relanti, şi se numeşte iniţiator de refulare L.F.B. El utilizează poziţia manşonului regulatorului de turaţie în această fază de funcţionare pentru a reduce presiunea de transfer.

Gestionarea electronică a avansului

Acest tip de gestionare permite optimizarea reglajului de debut al injecţiei . Oricare ar fi tipul pompei se actioneaza la nivelul presiunii de transfer care se aplica pe sertarasul de avans.În funcţie de parametrii de functionare ai motorului calculatorul comanda actuatorul de avans după o cartograma memorizata. El impune ca avansul comandat sa fie cel real gratie unui traductor de pozitie al acului injectorului. Sistemul functioneaza in bucla inchisa şi deci se permite o corectie daca acest lucru se impune. In cazul in care nu mai primeste informatie de la captorul de pozitie al acului injectorului, calculatorul va lucra in bucla deschisa.




Pentru pompa Bosch

A - sosirea presiunii de transferB - descarcarea catre alimentarea pompeiC - canal de gestiune a presiunii1 – sertaras de avans2 – electrovana de avans3 – resort de avans automat

Pentru pompa Lucas

1 - electrovana de avans2 - sertaras de avans3 - rotula de legatura4 - resort de avans automat5 - inel cu came

4.1.5. Funcţia de suprasarcina (creşterea debitului de motorină la pornire)

La pompa Lucas sistemul de suprasarcina permite pornirea usoara a motorului prin cresterea

debitului de motorina injectat in aceasta faza. Debitul trebuie sa revina la valoarea initiala

după ce motorul a pornit (cca. 150 rot/min la pompa).




Creşterea debitului în timpul fazei de pornire este realizată datorită măririi cursei pistoanelor plonjoare. Această variaţie a cursei este obţinută prin decalajul axial al suportilor de galeţi. Suprasarcina este anulată atunci când presiunea de transfer este transmisă către sertaraşul de suprasarcină.

La pompele BOSCH suprasarcina se realizează cu un resort de tip lamă integrat levierului de sarcină ce permite deplasarea manşonului de sfârşit de injecţie catre debite mari atunci când regulatorul nu este antrenat.

4.1.6 Regulatorul de turaţieToate drepturile de autor apartin S.C.Automobile Dacia S.A. Reproducerea sau traducerea integrala sau partiala a acestui document



Motorul DIESEL funcţionează cu exces de aer. Oricare ar fi sarcina motorului, o variaţie a regimului de turaţie nu va putea fi obţinută decât prin variaţia debitului de carburant injectat. Reglarea turaţiei unui motor DIESEL consta în reglarea automată a dozei de combustibil injectat pentru a obtine un regim fix de turatie. În functie de aplicatie va trebui reglata turatia motorului pe întreaga plaja de functionare (cazul motoarelor statice) sau numai pentru anumite regimuri (cazul motoarelor de autoturisme).

Principiul de reglare minim/maximÎn cazul autoturismelor este necesara reglarea regimului de relanti, regim ce poate fi modificat datorita variatiei sarcinii motorului (de exemplu consumatori electrici) in timpul acestei perioade de functionare. De asemenea este necesara evitarea supraturarii motorului atunci cand sarcina este foarte mica (cazul testului de opacitate).

Principiul de functionare al regulatorului minim/maxim mecanicInformatia de turatie a motorului este preluată prin intermediul regulatorului centrifugal. Efortul regulatorului asupra levierului este contracarat prin efortul arcurilor apasate la rindul lor de levierul de sarcina. In cazul unei reglari minim-maxim se disting trei faze :

- reglarea relantiului- faza intermediara- reglarea regimului maxim

Principiul de funcţionare al regulatorului pentru toate turaţiileReglarea pentru toate regimurile de turatie ale motorului se face indiferent de sarcina motorului şi se aplica in special la maşinile agricole sau de şantier, precum şi la motoarele statice.

4.1.7. Corectia debitului la motoarele supraalimentateLa motoarele supraalimentate este necesara adaptarea debitului injectat în functie de masa de aer aspirata de motor, masa ce depinde in principal de presiunea de admisie .In fig. de mai jos este prezentat un exemplu pentru pompa BOSCH.

Corecţia mecanică a debitului la supraalimentare - Pompa Lucas



Presiune de supraalimentare


Principiul consta in transmiterea presiunii in spatele sertarasului de suprasarcina proportional cu cresterea presiunii de supraalimentare.

1 - intrare presiune de supraalimentare

2 - piston de pierdere

3 - membrane cu sectiuni diferite

4 - antretoaza

5 - şurub crestat

Corecţia pe cale electronicaAtunci cand gestionarea debitului este realizata pe cale electronica, masa de aer este masurata direct prin intermediul unui debitmetru volumetric sau masic. In toate cazurile de functionare calculatorul cunoaste sau calculeaza masa de aer aspirata şi poate deci să adapteze doza de combustibil injectat functie de necesităţile motorului.

4.1.8. Functia de pre-postincalzireScopul pre-postincalzirii este acela de a creşte temperatura aerului admis in motor pentru a diminua intarzierea combustiei in faza de pornire şi de functionare la rece a motorului. Funcţia de preincalzire este indispensabila pentru pornirea la rece a motoarelor DIESEL cu injecţie indirectă. Rolul postincalzirii este acela de a diminua gradul de poluare al motorului. Pre-post incalzirea se efectueaza prin intermediul unor bujii cu incandescenta comandate de catre o cutie de pre-postincalzire sau chiar de calculatorul de injecţie.

Principiul de functionare :Preîncalzirea se descompune in două faze, şi anume ;

- Preincalzirea variabila functie de temperatura lichidului din sistemului de racire al motorului ( martor aprins )

- Preincalzire fixa, după stingerea martorului, bujiile raman alimentate un timp de cateva secunde.

Faza de pornire: bujiile rămân sau nu alimentate in functie de temperatura lichidului din sistemul de racire

Postîncălzirea se compune din următoarele două faze :-postîncălzirea fixă: bujiile raman alimentate simultan sau nu, timp de citeva secunde-postîncălzirea variabilă: bujiile sunt alimentate simultan sau nu, timp de mai multe

minute.

Alimentarea bujiilor poate fi tăiată dacă: - temperatura apei depăşeşte un anumit prag- sarcina motorului depăşeşte un anumit prag




4.1.9. Distribuirea înaltei presiuni.

a) Principiul distribuţiei.Rolul distribuitorului este de a distribui:

Către fiecare injector motorina comprimată prin elementul de pompaj, Într-o anumită ordine şi la un moment bine precizat.

Observaţii asupra pompelor rotative.

Clapetele de reaspirare (la ieşirea de înaltă presiune): permit menţinerea unei anumite presiuni reziduale în conductele de înaltă presiune (scurtează întârzierea injecţiei) şi asigurarea unei închideri ferme a acului de injector (pentru evitarea stropilor).

De asemenea se găsesc clapete de: Reaspirare cu debit variabil: variază volumul de reaspirare a volumului în funcţie de

debitul injectat. Frânare a reaspiraţiei: rolul lor este de a amortiza undele de presiune la închiderea

injectoarelor. Fără acest dispozitiv, aceste unde de presiune crează o redeschidere a injectorului având drept consecinţă un exces de fum.

b) Calajul iniţial.Calajul iniţial constă în reglarea debutului de injecţie faţă de punctul mort superior al motorului.

Controlul calajului iniţial trebuie să se facă obligatoriu după desfacerea sau demontarea pompei ca şi după orice intervenţie asupra distribuţiei oricare ar fi tipul de pompă (total mecanică sau pilotată electronic).

Calajul pompelor BOSCHAcest calaj consta in masurarea deplasarii pistonului pompei de la punctul sau mort inferior pana cind P.M.S. al motorului a fost atins:-se monteaza un ceas comparator-se cauta punctul mort inferior al pistonului pompei rotind motorul in sensul sau de rotatie-se pune comparatorul la zero-se roteşte motorul pana cand dispozitivul MOT. 1054 pozitioneaza motorul in P.M.S.-se citeste valoarea pe ceas




Valorile de reglaj difera de la motor la motor şi sunt impuse de constructor, de aceea ele trebuiesc respectate cu strictete.

Dacă valoarea nu este cea corectă, trebuie ajustată. Sunt poşibile două cazuri: a) Corpul pompei are găuri ovale de prindere. Reglajul pompei se face

modificand pozitia corpului pompei, deci a platoului port- galeti, in raport cu motorul.

b) Daca fixarea pompei nu se face prin găuri ovale, reglajul pompei se face prin fulie, aceasta fiind o fulie cu reglaj micrometric RAM

Calajul pompelor LUCAS

Pompele LUCAS au un debut de injecţie variabil în funcţie de debit . Fiecare pompă posedă propria valoare de reglaj ce poate fi luată de pe o agrafă din plastic care este fixată pe levierul de sarcină al pompei. Verificarea calajului se face astfel:

- se pune comparatorul la zero după ce tija dispozitivului MOT 1079 este apasată pe ghidul ei

- se roteşte motorul până când dispozitivul MOT. 1054 pozitioneaza motorul în P.M.S.

- se citeşte valoarea pe comparator- daca valoarea nu este corectă se procedeaza la ajustarea ei, astfel :- daca fixarea pompei se face în găuri ovale reglajul se efectueaza modificând

poziţia corpului pompei ( inelului cu came ) în raport cu motorul - dacă fixarea pompei nu se face în găuri ovale reglajul se efectuează cu ajutorul

unei fulii cu reglaj micrometric RAM




4.1.10. Injectoarele.

Injector cu ştift.

Injectorul este elementul major al sistemului Diesel. Calitatea injecţiei şi deci calitatea arderii sunt direct legate de caracteristicle şi reglajele lui. Acesta participă la adaptarea ratei de introducere (cât se injectează în cât timp).




Rolul injectorului este de a pulveriza fin motorina la o presiune bine determinată şi un jet adaptat la tipul de motor.

Injector cu găuri.

c) Identificarea diferitelor tipuri de injectoare.

Acest cod permite cunoaşterea caracteristicilor de injector (tip de injector, unghiul jetului.....). Este important de respectat preconizările şi de controlat conformitatea injectoarelor în caz de disfuncţionalităţi ale motorului (fum, lipsă de putere, zgomote.....).

d) Principii de funcţionare.Injector cu ştift sau cu ştrangulare.




Injectoarele cu ştift conic sau cu ştrangulare sunt utilizate pentru motoarele cu injecţie indirectă. Injectorul cu ştrangulare prezintă particularitatea de a permite o injecţie cu debit variabil (pre-jet, apoi jet principal).

Injectoarele cu găuri.

Injectorul cu găuri este utilizat la motoarele cu injecţie directă. Secţiunea mică a găurilor permit o pulverizare bună, dar neceşită o presiune de injecţie ridicată. Numărul şi dispunerea găurilor sunt variabile în funcţie de aplicaţie.

Scopul injectorului cu dublu etaj este de a permite creşterea duratei de injecţie injectând o parte de motorină în timp ce primul etaj se deschide (aprox. 200 bari), şi restul atunci când presiunea a atins 450 bari.

Arderea este mai puţin brutală şi se constată o diminuare a nivelului de zgomot.Nivelul de presiune a primului etaj este controlabil cu o pompă de taraj, dar nu este poşibilă controlarea celui de-al doilea etaj după vânzare.




Repaus.

Resortul superior menţine acul injector pe scaunul său.

La pre - injecţie.

La trecerea de 200 bari, presiunea pe ac exercită o forţă mai mare decât arcul superior.

Acul se deplasează şi vine în contact cu inelul roşu.

Injecţia.

Presiunea creşte până la 450 Bari, ca şi forţa pe arc.

Forţa celor două arcuri este insuficentă pentru menţinerea acului injectorului.

Acesta se ridică şi împinge inelul roşu în locaşul său.

Injectoarele instrumentate.

Anumite pompe pilotate electronic pentru injecţia directă sau indirectă au nevoie de informaţia de început de injecţie. În acest caz, un port-injector se va echipa cu o bobină şi un miez mobil.

Injectorul instrumentat permite calculatorului de injecţie să determine avansul real prin compararea semnalului PMS motor şi a semnalului de ridicare a acului.

Acest captor este de tip inductiv şi este integrat în injector. În aplicaţia următoare, captorul poate fi alimentat sau nu.

1 Ax de reglaj.2 Bobină.3 Tijă-împingătoare.4 Cablu.5 Conector.




e) Poziţionarea port-injectoarelor pe motor.

Port-injectoarele înşurubate în chiulasă sunt utilizate numai pentru injecţia indirectă.Port-injectorul bridat pe chiulasă este utilizat pentru injecţia directă sau indirectă.

Pentru injecţia directă, injectorul nu trebuie să aibă decât o anumită poziţie, unghiul de jet, diametrul găurilor, care au fost stabilite la fabricarea motorului (poziţia injectorului în chiulasă) şi punerea la punct a motorului.

f) Controale, reglaje şi diagnostic.

Controalele unui injector se efectuează cu ajutorul unei pompe de taraj. Sunt în număr de 5 şi trebuie obligatoriu să fie efectuate cu un lichid specific (de ex. INJECT ELF ED).

Injector bun

Injector defect

Controale :

Presiunea de taraj. Fără o presiune corectă, celelalte controale nu mai sunt concludente. În funcţie de aplicaţie, reglajul este realizat printr-un şurub sau prin interpunerea unei cale (variaţia de la 10 la 12 bari printr-o zecime de mm a calei interpuse).

Forma jetului. Se apreciază în funcţie de caracteristicile injectorului (unghiul de jet). Pulverizarea trebuie să fie uniformă şi fără jet concentrat.

Etanşeitatea externă (între piuliţa port-injectorului şi injector) se apreciază în timp ce injectorul este menţinut câteva secunde exact sub presiunea lui de taraj.

Etanşaitatea internă. Se apreciază observând căderea de presiune de la 100 la 50 bari. Un timp de cădere a presiunii mai mare de 6 secunde indică că ansamblul injector-portinjector este în bună stare (totuşi, atenţie la starea pompei de taraj). Dacă presiunea cade foarte încet, etanşeitatea între injector şi port-injector este corectă, dar nu mai există trecere de motorină între ac şi corpul injectorului. În consecinţă, acul se va gripa, deoarece lubrifierea nu mai poate fi asigurată.




Sforăitul injectoarelor. Injectoarele au un sforăit lin, perceptibil numai la cadenţa de 1 la 2 pompări pe secundă. Pentru o cadenţă mai ridicată, sforăitul se transformă în şuierat.

Precauţii :Motorina sub presiune care intră în sânge prezintă un risc ridicat de îmbolnăvire (leucemie).Nu se atinge (cu mâinile goale) acul injector, în caz contrar existând riscul de coroziune a acestuia.După fiecare demontare a injectorului, este necesară înlocuirea garniturii de etanşare între port-injector şi chiulasă precum şi a şaibei antiflacără (atenţie la sensul de montaj).

4.2. Circuitul de înaltă presiune Common Rail.

12

3

4

A

A

B

1 – Pompă înaltă presiune

2 – Injector

3 – Conductă înaltă presiune

4 – Rampă de injecţie

A – Circuit de alimentare de joasă presiune

B – Circuit retur la rezervor

Circuitul de înaltă presiune este echipat cu o pompă de înaltă presiune care are rolul de a alimenta rampa de injecţie cu motorină sub înaltă presiune.




4.2.1. Principiile de pompare.

a) Pompare cu trei pistoane radiale.

1 Arbore cu came.2 Piston.3 Inel cu came.

Un arbore cu came (1) antrenat de un motor, care acţionează alternativ cele trei pistoane (2) prin intermediul inelului cu came (3).

Detaliul unui element de pompare (3 pistoane).

În timp ce pistonul coboară, alimentarea de joasă presiune care intră prin orificiul B deschide clapeta (4). Carburantul umple cilindrul.În momentul reurcării pistonului, clapeta se închide, carburantul este pus sub presiune şi evacuat prin orifciul A.

A Orifciul de refulare.B Orificiu de admisie.

4 Clapetă.




b) Pompare cu 2 pistoane radiale.



1 Pompă de transfer.2 Pompă înaltă presiune.3 Captor de temperatură.4 Actuator joasă presiune.5 Cap hidraulic.6 Orificii de fixare.7 Intrare motorină.8 Retur motorină.9 Ieşire înaltă presiune.


Detaliu de element de pompaj (2 pistoane).

Motorul antrenează cama rotativă (1). În timp ce electrovana (3) se deschide, carburantul sub presiune de alimentare intră în cilindrul de pompaj şi depărtează pistoanele (2).Electrovana se închide în timp ce cantitatea de carburant necesar este admisă.Apoi, cama rotativă respinge pistoanele care refulează carburantul către rampă.

Atenţie: Este interzisă demontarea interiorului pompei sau separarea regulatorului.

c) Distribuirea înaltei presiuni.

1 Ieşirile înaltei presiuni către injectoare.2 Captor de presiune.3 Intrare înaltă presiune venind de la pompă.

Motorina comprimată prin elementul de pompaj este acumulată sub înaltă presiune în rampa comună. Această rezervă de motorină este apoi distribuită la injectoare prin conductele de înaltă presiune.

1 Rampă comună.2 Captor de presiune.3 Intrare înaltă presiune.4 Ieşiri înaltă presiune.

Atenţie: Se verifică înaintea fiecărei intervenţii că rampa de injecţie nu mai este sub presiune şi că temperatura carburantului nu este prea ridicată. Din aceleaşi motive este strict interzisă deşurubarea unui racord al conductei de înaltă presiune atunci când motorul este pornit.



1 Came rotative.2 Element de pompaj cu pistoane radiale.3 Electrovană.


4.2.2. Injectoarele.

1 Găuri de injecţie2 Ac injector3 Intrare înaltă presiune.4 Conector electric.

5 Retur de motorină.6 Bobinaj de comandă.7 Cameră inferioară.8 Cameră superioară.

9 Arc supapă.10 Supapă.11 Arc ac injector.

Injectoarele sunt comandate individual de către calculator. Astfel, port injectorul are integrat un sistem de comandă prin bobinaj permiţând comandarea electrică a presiunilor de injecţie importante.

a) Principiul de funcţionare.

Poziţia de repaus:Acul injector (2) este menţinut în poziţia închis prin echilibrarea presiunilor în camera superioară (8) şi camera inferioară (7) precum şi prin forţa arcului de ac injector (11).

Deschidere injector:Când calculatorul comandă deschiderea supapei (10) prin alimentarea alimentarea bobinei (6), camera superioară (8) este pusă la retur (5). În acest caz echilibrul forţelor se pierde, presiunea se exercită în camera inferioară (7) ducând la ridicarea acului injector; injecţia începe. Injecţia durează atât cât bobina este alimentată.




Închidere injector:Pentru terminarea injecţiei, calculatorul încetează alimentarea bobinei (6). Forţa arcului de supapă (9) reînchide supapa (10). Presiunea în camera superioară (8) reurcă la nivelul presiunii de alimentare.La acest moment echilibrul este restabilit între camera superioară şi camera inferioară, acul injectorului se reînchide.

b) Poziţionarea port-injectoarelor pe motor.

Înlocuirea garniturii este obligatorie la demontarea injectorului.

1 Injector electromagnetic Common Rail.2 Bridă injector.3 Şaibă de etanşare.4 Chiulasă.

c) Verificarea injectorului.

Atenţie: Acest tip de injector nu necesită tarare.

Pentru curăţarea injectorului este absolut interzisă utilizarea: Unei perii metalice. Unui abraziv. Ultrasunetelor.




5. Pompele rotative comandate electronic (Bosch)

5.1. Pomparea axială cu gestionarea electronică a debitului şi avansului.

1 Captor de cursă sertar regulator. 2 Actuator pentru debit de injecţie. 3 Piston de refulare. 4 Electrovană pentru început de injecţie. 5 Sertar regulator (manşon).

Pompa cu pompare axială şi regulator electronic respectă acelaşi principiu de funcţionare ca şi pompa cu regulator mecanic.De asemenea, părţile de alimentare şi cele de distribuţie a motorinei sunt identice.Dimpotrivă, sertarul de debit este comandat printr-un actuator comandat de calculator. Acesta înlocuieşte ansamblul regulator centrifugal şi levierul de sarcină.Avansul este generat printr-o electrovană comandată printr-un calculator care modulează presiunea avansului.

5.1.1. Debitul.

Gestionarea debitului.

Comanda poziţiei manşonului este realizată printr-un electromagnet comandat în mase secvenţiale. Deplasarea în rotaţie a actuatorului de debit (2) antrenează deplasarea în translaţie a inelului de sfârşit de injecţie (5). Debitul nul este asigurat prin intermediul unui arc.

Când actuatorul nu este alimentat cu curent, debitul injectat prin pompă este nul, datorită acţionării arcurilor de deschidere care readuc culisa de debit în poziţia STOP.Toate drepturile de autor apartin S.C.Automobile Dacia S.A. Reproducerea sau traducerea integrala sau partiala a acestui document


Captor de sarcinăRegimul motor Calculato

r

Actuator de debit

Pompă

Captor poziţie


Calculatorul comandă actuatorul de debit în funcţie: De poziţia pedalei de acceleraţie. De regimul motor.

şi de mai mulţi parametrii de corecţie.

Calculatorul este informat în permanenţă de poziţia manşonului pentru a verifica realizarea efectivă a comenzii sale. Captorul de cursă sertar este de tip inductiv.

5.1.2. Avansul.

Gestionarea electronică a avansului permite optimizarea reglajului începutului de injecţie în funcţionare.

În funcţie de parametrii motor, calculatorul comandă actuatorul de avans conform unei cartografii memorate. El controlează că avansul comandat este chiar avansul real prin captorul de ridicare a acului injectorului. Sistemul este buclat şi permite o corecţie dacă este necesar. Peste această corecţie care este limitată ca valoare unghiulară, calculatorul generează un mod degradat asupra gestionării sistemului.

Actuatorul de avans.

A – Intrare presiune de transferB – Descărcare către alimentare pompăC – Canal de gestionare a presiunii1 – Cric avans2 – Electrovană de avans3 – Arc de avans automat



Actuator de debitPompă

Captor de sarcinăRegimul motor Calculato

r

Injector instrumentat


A – presiune de transfer1 – cric de avans2 – arc regulator3 – platou port-galeţi

Evoluţia avansului este comandată printr-un cric hidraulic. Poziţia cricului determină poziţia platoului port galeţi faţă de partea care se roteşte a sistemului de pompare. Deplasându-se, sertarul de avans pivotează platoul port galeţi, camele platoului cu came atacă galeţii şi avansul va creşte. Această evoluţie a presiunii de transfer (controlul electrovanei de avans) permite obţinerea evoluţiei avansului la injecţie.

5.2. Pomparea radială cu gestionare electronică a debitului şi a avansului.

1 Arbore de antrenare.2 Pompă de transfer.3 Carter.4 Cutie de avans.

5 Electrovane.6 Captor poziţie rotor.7 Cap hidraulic.

Pompa cu pompare radială şi regulator electronic este de tip "distribuitor rotativ" bazat pe principiul de pompare/distribuire utilizată în special la pompele cu regulator mecanic.Dimpotrivă, cantitatea de debit injectat este generată printr-un calculator care pilotează două electrovane care acţionează rotorul. Acesta înlocuieşte regulatorul centrifugal şi levierul de sarcină ale pompelor cu regulator de debit mecanic.Avansul este generat printr-o electrovană comandată de calculator care modulează presiunea de avans.




a) Debitul.Elementele de pompare la EPIC.

1 Arbore de antrenare.2 Rotor.3 Patină.4 Galet.5 Piston plonjor.

Pompa de injecţie a sistemului EPIC este o pompă rotativă distributivă. Dozajul este realizat prin limitarea cursei plonjoarelo. Această limitare depinde de poziţia axială a rotorului




glisant. Pomparea provine din deplasarea plonjoarelor, împinse prin ansamblul patină/galet sub efectul profilului camei.

Poziţia rotorului, măsurată printr-un captor inductiv, este controlată comandând electrovanele "Débit +" şi " Débit –".Deschiderea electrovanei (-) aduce presiunea de transfer respingând rotorul către debitul nul, pe când electrovana (+) permite evacuarea carburantului, permiţând arcului de revenire a rotorului către poziţia de debit maxim.

De exemplu: Când cele două electrovane sunt închise (alimentate cu curent), rotorul este blocat şi cantittatea injectată este constantă.Apoi, când cele două electrovane sunt deschise (nu este alimentată cu curent), rotorul se deplasează natural în sensul reducerii debitului.

b) Avansul.

Avansul la injecţie este comandat printr-o electrovană controlând presiunea de transfer. Această presiune este aplicată în spatele pistonului de avans care permite deplasarea unghiulară a inelului cu came deci de deplasare a momentului când pistoanele plonjoare încep să comprime motorina.




Captorul de poziţie a inelului cu came.Punerea contactului, un bobinaj şi un miez solidar cu pistonul de avans permite calculatorului să cunoască poziţia exactă a inelului. După pornirea motorului, calculatorul poate urmări variaţia sa şi să o corecteze.

Electrovana de avans este comandată printr-un curent pulsant modulat (RCO).

c) Oprirea.

Electrovana de oprire este comandată printr-un curent pulsant modulat (RCO) pentru limitarea intensităţii. Nu trebuie să fie alimentată la 12 volţi continuu. Există riscul de deteriorare a electrovanei.



Documents

Curs Inject Diesel