SIEMENS Common Rail Sustav
Turbo
Direct
Common Rail
Injection
Sustav napajanja gorivom Siemens Common Rail (II. generacija) Pumpa visokog tlaka Piezo električne brizgaljke
Tlak goriva Na praznom hodu 220 bar Max. 1500 bar
Common Rail Elektronička kontrola ubrizgavanja goriva Prednosti • Bo Bolj ljaa kva kvali lite teta ta pr proc oces esaa izg izgar aran anjja • Visok okee pe perfor orm mans nsee mot motor oraa • Potrošnja go goriva • Tihi rad motora • Ma Manj njaa emi emisi sija ja št štet etni nih h sas sasto toja jaka ka u isp ispuh uhu u Euro 4, Euro 5
Common Rail Prednosti Smanjena potrošnja goriva rezultira 25 % manjom emisijom CO2
Standard
manje
.
Sustav dobave goriva Niskotlačni dio Visokotlačni dio
Osnovni dijelovi sustava BRZGALJKE
VISOKOTLAČNA
PUMPA GORIVA RAZDJELNA CIJEV (COMMON RAIL)
POVRAT VIŠKA GORIVA
HLADNJAK GORIVA
FILTAR DOVOD GORIVA
POVRAT GORIVA S ODZRAČNIKA
SPREMNIK GORIVA
Niskotlačni dio sustava dobave goriva Ručna pumpa
Povrat sa brizgaljki
Pumpa visokog tlaka Ulaz
Pumpa visokog tlaka Ulaz od filtra
Izlaz
Povrat u spremnik
Ručna pumpa za odzračivanje
Visokotlačna pumpa Povrat na filtar goriva
Visokotlačni priključak prema razdjelniku goriva – common rail
Ulaz preko filtra goriva
Dobavna niskotlačna pumpa
Pumpa visokog tlaka Povrat Sklop visokog tlaka
Regulator tlaka goriva
Ventil regulacije protoka
Izlaz goriva Visoki tlak
Dobavna pumpa
Ulaz goriva
Pumpa visokog tlaka 1 Dobavna pumpa 2 Ventil regulacije protoka 3 Sklop visokog tlaka 4 Regulator tlaka goriva 5 Ventil tlaka dobavne pumpe 6 Ventil za podmazivanje 7 Filtar 8 Filtar a od spremnika b visoki tlak c povrat goriva
Sklop visokog tlaka ( 3 komada)
Usis
Kompresija
Volumen 0.8 cm3
Kolektor visokog tlaka
Kolektor visokog tlaka je smješten na blok motora Senzor visokog tlaka na kolektoru (1) Kolektor je od kovanog čelika . Funkcije kolektora su: • pohranjuje gorivo pod visokim tlakom • smanjuje promjene tlaka
Sustav upravljanja radom motora 1 - MAF – senzor masenog protoka zraka 2 - MAP – senzor senzor apsolutnog apsolutnog tlaka 3 - senzor tlaka goriva 4 - IA IAT T – senzor temperature temperat ure usisanog zraka 5 - senzor temperature goriva 6 - ECT senzorr temperature
rashladne tekućine
instrumetima 20 - ploča s instrumetima 21 – DLC - test konektor 22 - sustav “pametnog” punjenja akumulatora 23 - PCM – kompjuter kompjuter motora 24 - ABS – elektrohidraulički sklop 25 - brizgaljke. 26 - elektromagnetski ventil turbokompresora
7 - CMP – senzo bregaste bregaste osovine
27 - elektromagnetski elektromagnetski ventil zaklopke na 8 - CKP – senzor senzor koljenastog vratila usisu 9 - senzor položaja turbopunjača
28 - elektromagnetski elektromagnetski ventil ventil EGR
10 - APP – senzor položaja papučice za snagu
29 - lampa upozorenja upozorenja kvara motora motora
11 - APP senzor snagu
31 – izvršni elementi pumpe visokog tlaka
položaja papučice za
svjetla 12 - prekidač stop svjetla 13 - BPP – prekidač položaja kočnice kočnice
spojke 14 - CPP - prekidač položaja spojke
30 - MIL - lampa lampa upozorenja kvara motora motora
32 – kontrola spojke kompresora klime i ventilatora motora 33 – dodatni električni grijač PTC
34 - relej kompjutera motor motor 15 - VSS – senzor senzor brzine vožnje (bez 35 – relej grijača ABS) 36 - električno kontrolirani EGR ventil 16 – glavni relej 37 - elektromagnetski elektromagnetski bypass ventil 17 - kontakt kontakt brava 38 - elektromagnetski elektromagnetski ventil za gašenje 18 - akumulator
CKP Senzor – Senzor položaja koljenastog vratila – senzor brzine CKP senzor – Hall princip – “gleda” magnetni vrtnje motora prsten na remenici
60-2 magnetnih polova po obodu remenice
Dva pola koja nedostaju se koriste kao referentna točka za položaj koljenastog vratila
Četvrtasti signal (Hall -ov signal) služi za: određivanje nje brzine vrtnje motora • određiva određivanje nje položaja koljenastog vratila • određiva
• sinhroniziranje s CMP signalom 1 CKP senzor 2 Magnetski disk 3 Razmak gdje nedostaju 2 pola (nije vidljivo) vidljivo) 4 Zračnost između polova i senzora 5 Magnetski polovi (nije (nije vidljivo) vidljivo)
CMP Senzor- Senzor položaja bregastog vratila • PCM koristi signal CMP radi sekvencijalnog ubrizgavanja ubrizgavanja u pojedine cilindre u skladu s redosljedom paljenja. • CMP senzor – Hall-ov princip - “gleda” magnetni prsten na remenici • Četvrtasti signal s CKP signalom.
(Hall -ov signal) služi za prepoznavanje prvog cilindra, zajedno
Referentni napon: 5 V. V.
Senzor tlaka goriva
Senzor tlaka goriva mjeri trenutni tlak u kolektoru goriva, vrlo točno i vrlo brzo, signal u obliku obliku napona prima PCM.
Senzor tlaka goriva je analogni otpornik. Promjena otpora je proporcionalna
tlaku goriva u kolektoru. Signali senzora tlaka goriva se koriste za:: • određivanje količine ubrizganog goriva, odnosno vrijeme otvorenosti brizgaljki, • određivanje početka ubrizgavanja , • aktiviranje aktiviranje ventila regulacije protoka.
Senzor tlaka goriva
Zbog tlaka u kolektoru deformira se čelična membrana. Posljedica toga je promjena otpora senzorskog elementa.
Promjene otpora procjenjuje elektronika elektronika u senzoru, te šalje kao naponski signal prema PCM. Senzor tlaka goriva radi
u zatvorenom regulacijskom krugu sa ventilom regulacije protoka i ventilom kontrole tlaka (oba na pumpi visokog tlaka).
Referentnii napon: 5 V Referentn
.
Senzor tlaka goriva radi u rasponu napona od 0 do 5 V.
Posljedice grešaka U slučaju greške PCM prebacuje sa zatvorenog regulacionog kruga na otvoreni o tvoreni regulacioni krug, te uzima srednju vrijednost tlaka od oko 350 bara, iz mape za “safe mode” (2800 o/min). 1 Gorivo pod tlakom 2 Senzorski element na čeličnoj membrani 3 Žice kontakta 4 Štampana ploča - modul 5 Tijelo senzora 6 Gumena brtva 7 Tijelo konektora
Senzor temperature goriva
NTC otpornik, smješten u vod povrata goriva.
Mjeri temperaturu u niskotlačnom djelu sustava goriva, stalnom kontrolom temperature spriječeno pregrijavanje.
Kritična temperatura oko 90 °C. Pri postizanju maksimalne temperature ograničava se količina ubrizganog goriva i tlak goriva.
PCM - KOMPJUTER MOTORA (SIEMENS)
Integrirani senzor barometarskog tlaka Integrirani !! Visoki napon
PCM Ulazni signali od senzora:
• anal analogni ogni (ECT, (ECT, MAP MAP,, IAT), • digitalni (CMP, (CMP, CKP). U PCM-u analogno - digitalni konverter
Izlazni
signali prema aktuatorima:
•
ON – OFF signal
•
PWM signal
ima – nema napona
pulsno modulirani signal
signal četvrtastog oblika sa stalnom frekvencijom, ali promjenjiv promjenjivim im vremenom uključenosti, moguće postići međupoložaje na aktuatorima
Aktuatori – izvršni sklopovi Ventil za regulaciju protoka goriva Regulator tlaka goriva Brizgaljke Elektromagnetski ski ventil - EGR ventil Elektromagnet
Ventil za regulaciju za regulaciju protoka goriva
Ventil za regulaciju protoka goriva je smješten između dobavne pumpe i pumpe visokog tlaka.
Podešava protok goriva kroz pumpu visokog tlaka.
Ventil za regulaciju protoka goriva
1 Opruga 2 Čahura 3 Klip 4 Zavojnica 5 Jezgra
Ventil za regulaciju za regulaciju protoka goriva
Bez napona ventil je zatvoren.
a) Od dobavne pumpe b) Prema Prema elementima elementima visokog tlaka
b
Spring tension
Ventil za regulaciju za regulaciju protoka goriva Kada je pod naponom ventil je otvoren, kontrola s pulsno moduliranim signalima od PCM-a. a) Od dobavne pumpe b) Prema Prema elementima visokog tlaka
Zavisno o tlaku u kolektoru goriva ventil regulira protok goriva od dobavne pumpe do pumpe visokog tlaka.
Magnetic force
Ventil za regulaciju tlaka goriva
Regulator tlaka goriva je smješeten smješeten u kanalu visokog tlaka tlaka između elemenata visokog tlaka i izlaza iz pumpe prema kolektoru, upravljan od PCM-a, podešava tlak u kolektoru.
1 Vodilica 2 Kuglasti ventil 3 Vratilo 4 Zavojnica 5 Kotva 6 Opruga
Ventil za regulaciju tlaka goriva
Ventil bez napona: -ventil zatvoren, samo sila opruge a) Tlak a) Tlak goriva b) Povrat b) Povrat goriva •
Ako je ventil pokvaren (stalno bez napona), tlak u kolektoru je oko 50 bara.
•
Tlak pokretanj pokretanjaa motora je minimalno 150 bara.
•
Ako je tlak manji motor ne radi.
More fuel return quantity
Spring force
Ventil za regulaciju tlaka goriva
Ventil pod naponom: a) Tlak a) Tlak goriva b) Povrat b) Povrat goriva
Low Fuel return quantity
Spring force + Magnetic force
Brizgaljka
6 provrta Piezo kontrola Vrijeme rekcije piezo elementa manje od 0.2 milisekunde 1. pilot ubrizgavanje 2. glavno ubrizgavanje PAŽNJA! Napon do 140 V
Ubrizgavanje u nekoliko faza Pilot ubrizgavanje: Mala količina goriva da pripremi prostor izgaranja za glavno ubrizgavanje. Posljedica je polakši porast tlaka zbog izgaranja, što se osjeti kao tiši, mekši rad motora i smanjenje emisije No x. Glavno ubrizgavanje Rano naknadno ubrizgavanje: U taktu ekspanzije, povišenje temperature
ispuha radi čišćenja DPF. Kasnonaknadno ubrizgavanje: Neposredno prije takta takta ispuha, gorivo isparava i gori u DPF, DPF, te čisti DPF. Opasnost razređivanja ulja u karteru motora . 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Podizaj igle Pilot ub ubrizgavanje Kutt ko Ku kolj ljeena nast stog og vr vraati tilla Glavno ubrizgavanje Rano naknadno ubruzgavanje Kasno na naknadno ubrizgavanje
Brizgaljka
Piezo blokovi
Brizgaljka 1 Dovod goriva pod visokim tlakom 2 Povrat goriva 3 Konektor električni 4 Piezo element 5 Poluga 6 „Gljivasti “ ventil 7 Kontrolni klip 8 Igla 9 Prostor s gorivom 10 Provrti - 6 kom.
Brizgaljka Brizgaljka bez napona •
Gorivo pod visokim tlakom tlakom (1) dolazi do
kontrolne komore (2) i visokotlačne komore (3). •
•
Povrat povrata goriva (5) je zatvoren gljivastim ventilom (4), kojega drži opruga.
Hidraulička sila (F1) s gornje strane klipa je veča od sile (F2) (F2) s donje strane igle, igle, zbog razlike u površinama na koje djeluje tlak.
•
Igla brizgaljke zatvara provrte na dnu brizgaljke.
Brizgaljka Brizgaljka pod naponom •
Piezo aktuator (7) pritišće klip (8), te gljivasti ventil (4), otvara se
veza između kontrolne komore (2) i povrata goriva. •
Pada tlak u kontrolnoj komori, sila
(F2x) s donje strane je veče od sile (F1x) s gornje strane. •
Igla brizgaljke se pomiće prema gore i otvara provrte na dnu brizgaljke.
•
•
Kada motor ne radi iglu zatvara sila opruge.
Mala količina goriva iz visokog tlaka podmazuje iglu.
Brizgaljka •
Napon za otvaranj otvaranjee brizgaljk brizgaljkii je 70 V, ali u trajanju od 0,2 milisekunde naraste na oko 140 V. V. Struja je oko 7 A. Porast napona je zbog međusobnog pritiska piezo elemenata.
•
Radi aktiviranja aktiviranja piezo aktuatora aktuatora potrebna potrebna je struja struja pobude.
•
Za vrijeme faze ubrizgavanja napon od oko 140 V održava kondenzator u PCM-u.
•
Radi “gašenja” piezo aktuatora potrebna je struja gašenja – u obratnom smjeru.
Dok motor radi ne smije se isključivati električni konektor. AKO SE KONEKTOR ISKLJUČI ZA VRIJEME RADA TO DOVODI DO KONTINUIRANOG UBRIZGAVANJA I OŠTEĆENJA MOTORA.
Brizgaljka •
Unut Un utar ar sam samee briz brizga galj ljke ke nal nalaz azee se kan kanal alii vrlo vrlo mal malog og
promjera sa određenom određenom tvorničkom tolerancijom tolerancijom.. •
Nako Na kon n proi proizv zvod odnj njee svak svakoj oj se se briz brizga galj ljki ki tem temel elje jem m
izmjerenih vrijednosti dodjeljuje alfanumerički kod. •
Kod sad sadrža ržava va pro promje mjere/ re/pro protok tokee za za svak svakii kana kanall tj. tj. za kpt. brizgaljku.
•
Nakon Nako n za zamj mjen enee je jedn dnee od br briz izga galj ljki ki,, po potr treb ebno no je navedeni kod unijeti u kompjuter motora
upotrebom dijagnostičkog uređaja. •
Ukol Uk olik iko o nova nova bri brizg zgal aljk jkaa nije nije pro progr gram amir iran anaa može može
doći do slijedećih problema; dimljenje motora - povećano dimljenje - neravnomjeran prazni hod
izgaranja - povećana buka izgaranja
DPF – filtar čestica čađe
Filtar čestica čađe nalazi se u ispušnom sustavu nakon katalitičkog konvertera. Moguća je konstrukcija kao zasebnog dijela ili pak kao jednog dijela zajedno sa katalitičkim konverterom.
Materijal za filtraciju čestica čađe u samom filtru zadržava praktično 99% čestica čađe.
Osnovni rezultati upotrebe katalizatora i DPF filtera
Oksidacija ugljičnog monoksida (CO) i ugljikovodika (HC)
Oksidacija dušičnog monoksida (NO) u dušični oksid (NO2)
Oksidacija ugljičnog monoksida (CO) u ugljični dioksid (CO2) 1. Oksidacijski katalitički konverter 2. Elastična cijev 3. Senz Senzor or temp. ispušn ispušnih ih plinova u DPF-u 4. DPF 5. Stra Stražnja žnja vod senz senzora ora razlike tlaka 6. Predn Prednji ji vod senzora senzora razlike razlike tlaka 7. Senz Senzor or tempera temperature ture ispušnih plinova u
Održavanje/zamjena komponenti Common rail sustava u
FILTAR GORIVA: Radi vrlo velike preciznosti izrade komponenti sustava, filtar je uz samo gorivo vrlo važan dio
sustava. Naime, i vrlo male nečistoće u gorivu mogu izazvati potpuno otkazivanje visokotlačne pumpe i
brizgaljki, tj. cijelog sustava ubrizgavanja goriva. Filtar goriva jedini je dio sustava za koji postoji propisani servisni interval, te ga je potrebno mijenjat
minimalno po preporukama proizvođača, a preporuča se i češće.
u
REZERVOAR:
Kod mehaničkog kvara visokotlačne pumpe ili brizgaljki, potrebno je temeljito čišćenje rezervoara i svih pripadajućih cijevi.
Održavanje Common rail sustava
u
VISOKOTLAČNA PUMPA:
Sama pumpa kao ključni dio sustava uglavnom se ne može popravljati, tj. mijenja se kao cjelina. Neki od modela
visokotlačnih visokotlačn ih pumpi u svom niskotlačno niskotlačnom m dijelu imaju ventil za protok goriva, te senzor niskog pritiska, pa se te
komponente mogu i mijenjati u slučaju kvara. u
BRIZGALJKA
U slučaju mehaničkog ili električnog kvara potrebno je zamijeniti cijelu brizgaljku i njen kod unijeti u kompjuter motora. u
KOLEKTOR (Common rail)
U većini slučajeva senzor visokog pritiska je ugrađen na samu razdjelnu cijev, ali ga zbog male tolerancije ugradnje i
velikih tlakova nije moguće zasebno mijenjati
Prednosti i nedostaci Common rail sustava PREDNOSTI: -
Smanjenje štetnih plinova u produktima izgaranja
-
Smanjenje potrošnje goriva
-
Manja buka izgaranja
-
Lakši “Hladni start”
NEDOSTACI: -
Skupa izrada
-
Vrlo velika osjetljivost na kvalitetu goriva
-
Potrebno više senzora za praćenje rada motora i sustava ubrizgavanja
-
Skuplje održavanje sustava
-
Osjetljivi dijelovi sustava, npr. nakon demontaže visokotlačnih vodova potrebna zamjena novima
