TEXNOΛΟΓΙΑ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ DIESEL Common Rail ~ skodaclub.com.gr

TEXNOΛΟΓΙΑ ΚΙΝΗΤΗΡΩΝ DIESEL Common Rail

Στους κινητήρες diesel, το μείγμα αυταναφλέγεται (χωρίς μπουζί) λόγω της υψηλής θερμοκρασίας του αέρα η οποία οφείλεται στην υψηλή σχέση συμπίεσης. Η ποιότητα της καύσης έχει άμεση επίπτωση στους diesel και για αυτό το λόγο απαιτείται
η καλύτερη δυνατή ανάμειξη του καυσίμου με τον αέρα. Με βάση λοιπόν τον τρόπο που πραγματοποιείται ο ψεκασμός και η καύση οι κινητήρες diesel χωρίζονται σε δυο μεγάλες κατηγορίες.
Σε αυτούς με προθάλαμο καύσης ή θάλαμο στροβιλισμού και σε εκείνους με άμεσο ψεκασμό, με αποκορύφωμα τα συστήματα

common rail. Στην πρώτη περίπτωση το πετρέλαιο ψεκάζεται στο προθάλαμο καύσης αναμειγμένο με συμπιεσμένο αέρα. Από εκεί, ξεκινά η ανάφλεξη η οποία μετέπειτα μεταβιβάζεται στο κυρίως θάλαμο καύσης. Βασικό τους μειονέκτημα είναι η δυσκολία στην ψυχρή εκκίνηση όπου απαιτείται προθερμαντήρας. Από την άλλη, οι κινητήρες άμεσου

ψεκασμού εμφανίζουν τον υψηλότερο βαθμό απόδοσης, την μικρότερη καθυστέρηση στην καύση, καλύτερη ποιότητα, χαμηλότερη κατανάλωση και μεγαλύτερη ευκολία στην ψυχρή εκκίνηση. Χάρη στην εξέλιξη των ηλεκτρονικών συστημάτων κατασκευάστηκαν αρχικά ηλεκτρονικά ελεγχόμενα συστήματα όπως οι ανεξάρτητες ελεγχόμενες μονάδες ψεκασμού (EUI, Electronic Unit Injector) και αργότερα το σύστημα κοινής τροφοδοσίας (common rail). Το τελευταίο αποτελεί

διαφορετική εκδοχή του πρώτου καθώς η αντλία είναι ενσωματωμένη μαζί με το μπεκ τα οποία ελέγχονται από τον εγκέφαλο του μοτέρ. Συγκεντρωτικά, χάρη σε αυτά τα συστήματα, η πίεση που το καύσιμο ψεκάζεται στο θάλαμο καύσης αγγίζει με τα σημερινά δεδομένα έως και τα 2.000bar. Γιατί όμως απαιτείται τόσο μεγάλη τιμή; Η βέλτιστη διασπορά των σταγονιδίων καυσίμου στο θάλαμο επηρεάζει άμεσα την ποιότητα καύσης η οποία προσφέρει όχι μόνο καλύτερη απόδοση αλλά μειωμένους ρύπους και λιγότερα άκαυστα σωματίδια.

Μια κλασική διάταξη common rail αποτελείται από τρία βασικά κυκλώματα. Αυτό της χαμηλής πίεσης, περιλαμβάνει τη γραναζωτή αντλία του καυσίμου από το ρεζερβουάρ, το φίλτρο συν το ψύκτη καυσίμου καθώς και τις σωληνώσεις χαμηλής πίεσης. Η συνήθως ηλεκτρονικά ελεγχόμενη εμβολοφόρα αντλία, ο διακλαδωτής rail και τα μπεκ συγκαταλέγονται στο κύκλωμα υψηλής πίεσης. Το ηλεκτρονικό κύκλωμα ελέγχου απαρτίζεται από την ηλεκτρονική μονάδα του κινητήρα (ECU), ένα σύνολο αισθητήρων, τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες και τον αισθητήρα πίεσης στο διακλαδωτή rail.

H λειτουργία: Η αντλία χαμηλής πίεσης (5-10bar) ρουφά το καύσιμο από το ρεζερβουάρ το οποίο όμως περνά πρώτα από ένα φίλτρο που αποτελείται από πορώδες υλικό (χαρτί, μέταλλο ή κεραμικό) με διαπερατότητα 3-6μm. Αξίζει να σημειωθεί πως το φίλτρο αυτό μαζί με τις υδατοπαγίδες συγκρατούν την υγρασία που υπάρχει στο πετρέλαιο και

μπορεί να καταλήξει στη καταστροφή πανάκριβων εξαρτημάτων, όπως είναι οι αυτολιπαινόμενες αντλίες (το κόστος των οποίων κυμαίνεται συνήθως από 1.000-3.500 ευρώ). Εν συνεχεία, η γραναζωτή αντλία στέλνει το καθαρισμένο πετρέλαιο στο κύκλωμα υψηλής πίεσης, με σταθερή παροχή (περίπου 100-200 λίτρα/ώρα). Σε μερικές περιπτώσεις υπάρχει ηλεκτρική αντλία που στέλνει το καύσιμο από το μοτέρ χωρίς να γίνεται αναρρόφηση από την γραναζωτή. Επειδή η ποσότητα του πετρελαίου είναι αρκετές φορές μεγαλύτερη από όσο απαιτείται το πλεονάζον επιστρέφει από μια βαλβίδα τύπου by pass στο ρεζερβουάρ την στιγμή που μια δεύτερη διατηρεί σταθερή την εσωτερική πίεση (στη ίδια την αντλία) ανεξάρτητα από τις στροφές της. Κατόπιν, η αντλία, παλινδρομικού ή περιστρεφόμενου εμβόλου,

διανέμει το καύσιμο, προς το κάθε κύλινδρο, μέσα από ξεχωριστά rail. O αριθμός των παλινδρομήσεων που πραγματοποιεί το έμβολο της αντλίας, κατά τη διάρκεια μιας ολόκληρης περιστροφής του

άξονα του, ισούται με τον αριθμό των κυλίνδρων του κινητήρα. Σε μεγαλύτερη ποσότητα το καύσιμο προωθείται από εκεί προς το διακλαδωτή rail στον οποίο -θεωρητικά- επικρατούν σταθερές συνθήκες πίεσης λόγω του όγκου του καυσίμου που υπάρχει στο κύκλωμα. Η πίεση ρυθμίζεται ηλεκτρονικά από την ECU, μέσω του αισθητήρα πίεσης, και συνήθως κυμαίνεται από 400 έως 1.600bar, ανάλογα με το φορτίο

και τις στροφές του μοτέρ. Η έναρξη του ψεκασμού καθορίζεται επίσης από την ECU που ενεργοποιεί τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες. Όπως είναι κατανοητό η ποσότητα του καυσίμου που θα

ψεκαστεί στο θάλαμο καύσης καθορίζεται από τη χρονική διάρκεια όπου το μπεκ θα παραμείνει ανοιχτό. Το σύστημα common rail προσφέρει μεγάλα πλεονεκτήματα όπως η δυνατότητα υψηλών πιέσεων ψεκασμού, η μεταβαλλόμενη πίεση ψεκασμού ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας του μοτέρ και η ευκολία τοποθέτησης του όλου συστήματος