Schemat instalacji wtryskowej silnika samoczynnego typu common rail (akumulatorowy)

1.Filtr paliwa

3. Wtryskiwacze

4. Pompa wtryskowa

5. Pompa zasilająca

7.Zbiornik paliwa

8. regulator sterujący

9. Przetwornik

10. przetwornik ciśnienia

11.Kolektor paliwa wysokiego ciśnienia

12. zawór regulacji i ograniczenia ciśnienia

Zasada działania

W układzie common rail olej napędowy zasysany jest ze zbiornika paliwa pod ciśnieniem około 4 barów i trafia poprzez filtr do pompy wysokiego ciśnienia. Tłoczkowa pompa spręża paliwo do ogromnego ciśnienia wynoszącego w najnowszych układach nawet 1800 bar. Z pompy wysokiego ciśnienia paliwo trafia do kolektora paliwa wysokiego cisnienia , tzw. szyny common rail. Szyna ta połączona jest z wszystkimi wtryskiwaczami. Dzięki temu w chwili otwarcia wtryskiwacza, do komory spalania, wtryskiwane jest paliwo z ciśnieniem prawie równym ciśnieniu w kolektorze. Zasobnik ciśnienia (kolektor) zapewnia stabilność ciśnienia w chwili otwarcia wtryskiwacza umożliwiając bardzo częste wtryski bez spadku ciśnienia. Zmiana kąta wyprzedzenia wtrysku odbywa się elektronicznie. W układzie tym ciśnienie wtrysku może osiągać 135-160MPa. Kąt wyprzedzania wtrysku (otwarcie wtryskiwacza) oraz ciśnienie w kolektorze (akumulatorze) decydują o wielkości dawki.

Układ common rail jest sterowany elektronicznie sygnałami przetworników, które rejestrują:

• Prędkość obrotową silnika

• Ciśnienie paliwa

• Położenie organu sterującego (pedał lub dźwignia)

• Ciśnienie powietrza- doładowania

• Temperaturę powietrza

• Temperaturę cieczy w układzie chłodzenia

Zalety układu common rail:

• Zastosowanie zasobnika ciśnienia oraz elektronicznego systemu sterowania pozwoliło systemowi common rail na niespotykaną dotąd możliwość dowolnego kształtowania dawki wtrysku. Dzięki podzieleniu dawki wtrysku na kilka mniejszych rośnie sprawność pracy silnika oraz maleje hałas.

• Ciśnienie wtrysku nie jest zależne od prędkości obrotowej silnika oraz od wielkości dawki

• Dodatkowo łatwość regulacji ciśnienia wtrysku oraz kąta wyprzedzenia wtrysku pozwalają na bardzo precyzyjną kalibrację silnika zapewniającą niską emisję szkodliwych składników

Wady układu common rail:

• Wysoki koszt wytwarzania pomp do silników wysokoprężnych

• Pompy wysokiego ciśnienia oraz wtryskiwacze są wrażliwe na jakość paliwa

• Wysokie zapotrzebowanie mocy do napędzania pompy wysokiego ciśnienia

Budowa wtryskiwacza common rail typu elektromagnetycznego

Do wtryskiwacza dostarczane jest paliwo pod wysokim ciśnieniem z szyny common rail. W pozycji zamkniętej wtryskiwacza paliwo naciska równym ciśnieniem na górną oraz na dolną powierzchnie tłoczka. Ponieważ górna powierzchnia jest większa od dolnej generowana na niej siła jest większa. Siła ta za pośrednictwem tłoczka dociska iglicę zamykającą otwory w końcówce wtryskiwacza. Powyżej tłoczka znajduje się zawór oddzielający przestrzenie wysokiego ciśnienia od przestrzeni niskiego ciśnienia . Zawór te ma kształt talerzyka zakończonego uszczelniającą kulką. Otwarcie wtryskiwacza następuje w chwili gdy elektromagnes uniesie talerzyk i kulka na jego końcu odetka kanał łączący przestrzenie niskiego i wysokiego ciśnienia. W skutek tego spada ciśnienie oraz konsekwentnie siła nad górną powierzchnią tłoczka. W tym momencie siła generowana przez wysokie na dolnej przestrzeni tłoczka jest w stanie unieść tłoczek wraz z iglicą. Podniesiona iglica otwiera otworki na końcu wtryskiwacza, a paliwo pod wysokim ciśnieniem jest wtryskiwane do cylindra. Paliwo, które wydostało się z górnej przestrzeni tłoka do przestrzeni niskiego ciśnienia trafia poprzez przewody przelewowe do zbiornika paliwa.

Stanowisko dydaktyczne :

Na tym urządzeniu mierzyliśmy sprawność wtryskiwaczy . Po ustawieniu parametrów podanej w instrukcji załączyliśmy układ i czekaliśmy na rezultat. Po skończeniu jednego pełnego cyklu odczytaliśmy z 4 menzurek ilość oleju przetłoczonego przez wtryskiwacze. Pomiar sprawności wtryskiwaczy wykonaliśmy 10- krotnie. Różnice do 30% w wielkości przelewów uznawane są za normalne.