Druktank - rail, drukregelaar, krukas en nokkenasdruk- en temperatuursensor
Inhoud
Hogedrukbrandstoftank (rail - injectieverdeler - rail)
Het werkt als een hogedrukbrandstofaccumulator en dempt tegelijkertijd drukschommelingen (schommelingen) die optreden wanneer de hogedrukpomp pulseert en de injectoren constant opent en sluit. Het moet daarom een voldoende volume hebben om deze fluctuaties te beperken, aan de andere kant mag dit volume niet te groot zijn om snel de nodige constante druk te creëren na het starten voor een probleemloze start en werking van de motor. Simulatieberekeningen worden gebruikt om het resulterende volume te optimaliseren. Het volume brandstof dat in de cilinders wordt geïnjecteerd, wordt constant bijgevuld in de rail door de toevoer van brandstof uit de hogedrukpomp. De samendrukbaarheid van de brandstof onder hoge druk wordt gebruikt om het opslageffect te bereiken. Als er dan meer brandstof uit de rail wordt gepompt, blijft de druk vrijwel constant.
Een andere taak van de druktank - rails - is om brandstof te leveren aan de injectoren van individuele cilinders. Het ontwerp van de tank is het resultaat van een compromis tussen twee tegenstrijdige vereisten: het heeft een langwerpige vorm (bolvormig of buisvormig) in overeenstemming met het ontwerp van de motor en zijn locatie. Volgens de productiemethode kunnen we de tanks in twee groepen verdelen: gesmeed en lasergelast. Hun ontwerp moet de installatie van een raildruksensor en een beperkende acc. drukregelklep. De regelklep regelt de druk tot de gewenste waarde en de restrictieklep beperkt de druk alleen tot de maximaal toegestane waarde. Gecomprimeerde brandstof wordt geleverd via de hogedrukleiding door de inlaat. Vervolgens wordt het vanuit het reservoir naar de spuitmonden verdeeld, waarbij elke spuitmond zijn eigen geleider heeft.
1 - hogedruktank (rail), 2 - voeding van de hogedrukpomp, 3 - brandstofdruksensor, 4 - veiligheidsklep, 5 - brandstofretour, 6 - stroombegrenzer, 7 - pijpleiding naar injectoren.
Drukventiel
Zoals de naam al doet vermoeden, beperkt het overdrukventiel de druk tot de maximaal toegestane waarde. De restrictieklep werkt uitsluitend op mechanische basis. Het heeft een opening aan de zijkant van de railverbinding, die wordt afgesloten door het taps toelopende uiteinde van de zuiger in de zitting. Bij werkdruk wordt de zuiger door een veer in de zitting gedrukt. Bij het overschrijden van de maximale brandstofdruk wordt de veerkracht overschreden en wordt de zuiger uit de zitting gedrukt. Zo stroomt overtollige brandstof door de stroomgaten terug naar het spruitstuk en verder naar de brandstoftank. Dit beschermt het apparaat tegen vernietiging door de grote drukstijging bij een storing. In de nieuwste versies van de restrictieklep is een noodfunctie geïntegreerd, waardoor ook bij een open afvoergat een minimale druk wordt gehandhaafd en het voertuig zich beperkt kan voortbewegen.
1 - toevoerkanaal, 2 - kegelklep, 3 - stroomgaten, 4 - zuiger, 5 - drukveer, 6 - stop, 7 - kleplichaam, 8 - brandstofretour.
Stroombegrenzer
Dit onderdeel wordt op de druktank gemonteerd en de brandstof stroomt er doorheen naar de injectoren. Elk mondstuk heeft zijn eigen stroombegrenzer. Het doel van de stroombegrenzer is om brandstoflekkage te voorkomen in het geval van een defecte injector. Dit is het geval als het brandstofverbruik van een van de verstuivers hoger is dan de maximaal toegestane hoeveelheid die door de fabrikant is vastgesteld. Structureel bestaat de stroombegrenzer uit een metalen behuizing met twee schroefdraden, één voor montage op de tank en de andere voor het schroeven van de hogedrukleiding op de spuitmonden. De zuiger aan de binnenkant wordt door een veer tegen de brandstoftank gedrukt. Ze doet haar best om het kanaal open te houden. Tijdens de werking van de injector daalt de druk, waardoor de zuiger naar de uitlaat beweegt, maar niet volledig sluit. Wanneer het mondstuk goed werkt, treedt de drukval in korte tijd op en brengt de veer de zuiger terug naar zijn oorspronkelijke positie. Bij een storing, wanneer het brandstofverbruik de ingestelde waarde overschrijdt, gaat de drukval door totdat deze de veerkracht overschrijdt. De zuiger rust dan tegen de zitting aan de uitlaatzijde en blijft in deze positie totdat de motor stopt. Dit sluit de brandstoftoevoer naar de defecte injector af en voorkomt ongecontroleerde brandstoflekkage in de verbrandingskamer. De brandstofstroombegrenzer werkt echter ook bij een storing wanneer er slechts een geringe hoeveelheid brandstof lekt. Op dit moment keert de zuiger terug, maar niet naar zijn oorspronkelijke positie en na een bepaalde tijd bereikt het aantal injecties het zadel en stopt de brandstoftoevoer naar het beschadigde mondstuk totdat de motor wordt uitgeschakeld.
1 - tandheugelverbinding, 2 - vergrendelingsinzetstuk, 3 - zuiger, 4 - drukveer, 5 - behuizing, 6 - verbinding met injectoren.
Brandstofdruksensor
De druksensor wordt gebruikt door de motorregeleenheid om nauwkeurig de momentane druk in de brandstoftank te bepalen. Op basis van de waarde van de gemeten druk genereert de sensor een spanningssignaal, dat vervolgens door de besturingseenheid wordt geëvalueerd. Het belangrijkste onderdeel van de sensor is het membraan, dat zich aan het einde van het toevoerkanaal bevindt en door de toegevoerde brandstof wordt aangedrukt. Het halfgeleiderelement wordt als sensorelement op het membraan geplaatst. Het sensorelement bevat elastische weerstanden die in een brugverbinding op het membraan zijn gestoomd. Het meetbereik wordt bepaald door de dikte van het membraan (hoe dikker het membraan, hoe hoger de druk). Door druk uit te oefenen op het membraan zal het buigen (ongeveer 20-50 micrometer bij 150 MPa) en zo de weerstand van de elastische weerstanden veranderen. Wanneer de weerstand verandert, verandert de spanning in het circuit van 0 naar 70 mV. Deze spanning wordt vervolgens in het evaluatiecircuit versterkt tot een bereik van 0,5 tot 4,8 V. De voedingsspanning van de sensor is 5 V. Kortom, dit element zet de vervorming om in een elektrisch signaal, dat wordt gemodificeerd - versterkt en van daaruit gaat ter evaluatie naar de regeleenheid, waar de brandstofdruk wordt berekend met behulp van de opgeslagen curve. Bij afwijking wordt deze geregeld door een drukregelventiel. De druk is vrijwel constant en onafhankelijk van belasting en snelheid.
1 - elektrische aansluiting, 2 - evaluatiecircuit, 3 - membraan met sensorelement, 4 - hogedrukfitting, 5 - montageschroefdraad.
Brandstofdrukregelaar - regelklep
Zoals reeds vermeld, is het noodzakelijk om een vrijwel constante druk in de onder druk staande brandstoftank te handhaven, ongeacht de belasting, het motortoerental, enz. De functie van de regelaar is dat als een lagere brandstofdruk vereist is, de kogelkraan in de regelaar opent en overtollige brandstof wordt teruggeleid naar de brandstoftank. Omgekeerd, als de druk in de brandstoftank daalt, sluit de klep en bouwt de pomp de vereiste brandstofdruk op. De brandstofdrukregelaar bevindt zich op de injectiepomp of op de brandstoftank. De regelklep werkt in twee modi, de klep is aan of uit. In de inactieve modus wordt de solenoïde niet bekrachtigd en heeft de solenoïde dus geen effect. De klepkogel wordt alleen in de zitting gedrukt door de kracht van de veer, waarvan de stijfheid overeenkomt met een druk van ongeveer 10 MPa, wat de openingsdruk van de brandstof is. Als een elektrische spanning wordt aangelegd op de spoel van de elektromagneet - stroom, begint deze samen met de veer op het anker in te werken en sluit de klep als gevolg van druk op de bal. De klep sluit totdat er een evenwicht is bereikt tussen enerzijds de brandstofdrukkrachten en anderzijds de solenoïde en veer. Het opent dan en handhaaft een constante druk op het gewenste niveau. De regeleenheid reageert op drukveranderingen die enerzijds veroorzaakt worden door de fluctuerende hoeveelheid toegevoerde brandstof en het terugtrekken van de verstuivers, door de regelklep op verschillende manieren te openen. Om de druk te veranderen, stroomt er meer of minder stroom door de solenoïde (de werking neemt toe of af), en dus wordt de kogel min of meer in de klepzitting geduwd. De eerste generatie common rail gebruikt het drukregelventiel DRV1, de tweede en derde generatie wordt het DRV2 of DRV3 ventiel samen met de doseerinrichting geïnstalleerd. Dankzij de tweetrapsregeling is er minder opwarming van de brandstof, waardoor geen extra koeling in de extra brandstofkoeler nodig is.
1 - kogelkraan, 2 - solenoïde-anker, 3 - solenoïde, 4 - veer.
Temperatuur sensoren
Temperatuursensoren worden gebruikt om de motortemperatuur te meten op basis van de koelvloeistoftemperatuur, de inlaatluchttemperatuur van het inlaatspruitstuk, de motorolietemperatuur in het smeercircuit en de brandstoftemperatuur in de brandstofleiding. Het meetprincipe van deze sensoren is een verandering in elektrische weerstand veroorzaakt door temperatuurstijging. Hun voedingsspanning van 5 V wordt gewijzigd door de weerstand te veranderen en vervolgens in een digitale omzetter omgezet van een analoog signaal naar een digitaal signaal. Dit signaal wordt vervolgens naar de regeleenheid gestuurd, die de juiste temperatuur berekent in overeenstemming met een bepaalde karakteristiek.
Krukaspositie en snelheidssensor
Deze sensor detecteert de exacte positie en het resulterende motortoerental per minuut. Het is een inductieve Hall-sensor die zich op de krukas bevindt. De sensor stuurt een elektrisch signaal naar de regeleenheid, die deze waarde van de elektrische spanning evalueert, bijvoorbeeld om brandstofinjectie te starten (of te beëindigen), enz. Als de sensor niet werkt, zal de motor niet starten.
Nokkenaspositie en snelheidssensor
De nokkenassnelheidssensor is functioneel vergelijkbaar met de krukassnelheidssensor en wordt gebruikt om te bepalen welke zuiger zich in het bovenste dode punt bevindt. Dit feit is nodig om het exacte ontstekingstijdstip voor benzinemotoren te bepalen. Bovendien wordt het gebruikt om een diagnose te stellen van het slippen van de distributieriem of het overslaan van de ketting en bij het starten van de motor, wanneer de motorregeleenheid met behulp van deze sensor bepaalt hoe het volledige kruk-koppeling-zuigermechanisme in het begin daadwerkelijk draait. Bij motoren met VVT wordt een variabel kleptimingsysteem gebruikt om de werking van de variator te diagnosticeren. De motor kan zonder deze sensor bestaan, maar dan is een krukastoerentalsensor nodig, en dan worden het nokkenas- en krukastoerental in een verhouding van 1:2 verdeeld. Bij een dieselmotor speelt deze sensor alleen een initiërende rol bij het starten -omhoog, waarbij de ECU (regeleenheid) wordt verteld welke zuiger zich het eerst in het bovenste dode punt bevindt (welke zuiger zich in de compressie- of uitlaatslag bevindt bij het verplaatsen naar het bovenste dode punt). centrum). Dit is bij het opstarten misschien niet duidelijk uit de krukaspositiesensor, maar terwijl de motor draait, is de informatie die van deze sensor wordt ontvangen al voldoende. Hierdoor weet de dieselmotor nog steeds de positie van de zuigers en hun slag, zelfs als de sensor op de nokkenas uitvalt. Als deze sensor uitvalt, start het voertuig niet of duurt het langer om te starten. Net als bij een storing van de sensor op de krukas, gaat hier het waarschuwingslampje motorcontrole op het instrumentenpaneel branden. Meestal de zogenaamde Hall-sensor.
