Sistemi za ubrizgavanje goriva kod dizel motora

ZAVRŠNI RAD

SADRŽAJ

- Uvod ................................................................................ 4

1. Sistemi za ubrizgavanje goriva kod dizel motora ...... 5

1.1. Sistemi ubrizgavanja neposrednog
dejstva sa mehaničkom regulacijom

...................... 7

1.2. Sistemi ubrizgavanja neposrednog

dejstva sa elektronskom regulacijom

................... 11

2. Common Rail sistem

.............................................

2.1. Djelovi Common Rail sistema

..............................

2.2. Princip rada Common Rail sistema

......................

2.3. Karakteristike Common Rail sistema

............….

3. Primjena Common Rail sistema kod pojedinih

proizvođača ............................................................... 28

3.1. Renault (dCi)

........................................................

3.2. Peugeot (HDI)

.....................................................

3.3. Mercedes-Benz (CDI)

........................................

3.4. Audi (TDI)

….......................................................

3.5. Volvo (D-5)

..........................................................

3.6. Fiat (JTD)

............................................................

4. Zaključak ................................................................... 53

5. Literatura ................................................................. 54

ZAVRŠNI RAD

UVOD

Unazad nekoliko godina, razvoj dizel motora je oblast u kojoj je

automobilska tehnologija najviše napredovala i načinila krupne korake. Ovaj
trend će i u budućnosti svakako biti nastavljen, a sistemi koji će dominirati u
razvoju dizel motora, je "Common Rail". Pored mirnijeg rada motora, višeg
stepena iskorišćenja i niže potrošnje goriva, cilj istraživanja je prije svega
smanjenje emisije štetnih izduvnih gasova. Želja je, da se sve strožije
ekološke norme za izduvne gasove ne zadovolje samo usavršavanjem filtera,
već i promjenama na motoru.

Kod Common-Rail sistema postoji jedan jedini vod (Rail) koji snabdijeva

gorivom sve ventile za ubrizgavanje. Pritisak se uspostavlja već u tom
zajedničkom vodu i konstantno se održava na postignutoj visini, što čini
presudnu razliku od konvencionalnog koncepta.

Ovi sistemi trenutno rade na pritiscima većim od 1500 bar, a u skorijoj

budućnosti se očekuju pritisci od 2000 do 2500 bar kod motora za pogon
kamiona, a Common Rail princip već na nižem broju obrtaja ostvaruje
visoke pritiske. To poboljšava stvaranje mješavine goriva i vazduha i
omogućava čistije sagorijevanje. Posledica su smanjena potrošnja goriva i
manja emisija štetnih izduvnih gasova. U daljem radu biće detaljnije obrađen
ovaj sistem za ubrizgavanje goriva kod dizel motora.

ZAVRŠNI RAD

potiskuje gorivo znatno većom brzinom nego što bi se ostvarilo direktnim
dejstvom brijega. Ovakvi sistemi se primjenjuju kod sporohodih motora u
cilju poboljšanja raspršivanja, i pogon gasovima iz cilindra koji djeluju na
klip ili membranu, takode se primjenjuje kod sporohodih brodskih motora.

U pogledu regulacije rada sistema ubrizgavanja podjela se može izvršiti

sisteme sa mehaničkom regulacijom

sisteme sa elektronskom

regulacijom

koji su novijeg datuma.

Kod sistema sa mehaničkom regulacijom ubrizgana količina goriva se

reguliše putem preliva ili putem prigušivanja, dok se za regulaciju broja
obrtaja koriste regulatori centrifugalnog ili pneumatskog tipa.

Kod elektronske regulacije procesni mikroračunar (elektronska

upravljačka jedinica), na bazi informacija od strane više davača, formira
izlazne signale za upravljanje električnim aktuatorima koji definišu sve
parametre rada sistema.

Kod sistema

pumpa visokog pritiska (VP) - vod VP - brizgač

(VP -

visokog   pritiska)   centralno   je   postavljena   jedna   pumpa,   dok   se   gorivo
cjevodovima  VP  vodi do brizgača  pojedinih cilindara. Sistem  se odlikuje
kompaktnošću   i   jednostavnošću   pogona,   ali   u   vodovima   VP   mogu   biti
izražene oscilatorne pojave. Današnji sistemi sposobni su i za vrlo visoke
pritiske ubrizgavanja - čak do oko 1200 bar.

Kod

sistema pumpa VP - brizgač

element pumpe i brizgač su u istom

sklopu. Odsustvo voda VP otklanja nepoželjne oscilatorne pojave a mogući
su i ekstremno visoki pritisci ubrizgavanja (800 - 2200 bar). Mana ovog
sistema je komplikovanost pogona i regulacije, kao i otežan smeštaj na glavi
motora.

Pumpe sa pojedinačnim elementima za potiskivanje za svaki cilindar

motora popularno se nazivaju linijskim pumpama, jer elementi mahom imaju
linijski raspored. Odlikuju se relativno jednostavnom regulacijom i mogu se
koristiti za veliki broj cilindara. Kod sekcionih pumpi elementi su međusobno
potpuno   odvojeni   i   takve   pumpe   se   koriste   kod   većih   motora.   Monoblok
znači   da   su   elementi   pojedinih   cilindara   smješteni   u   zajedničkom   bloku
(kućištu),   čime   se   povećava   kompaktnost   i   omogućavaju   veći   pritisci
ubrizgavanja.   Kod   specijalnog   izvođenja   monoblok-pumpi,   tzv.   kompakt-
pumpi povećana je krutost konstrukcije i omogućeni pritisci 500-1200 bar.

Kod distributor-pumpi postoji samo jedan element za potiskivanje a

razvođenje goriva se ostvaruje posredstvom rotirajućeg razvodnog elementa.
One se dijele na jednoklipne, kod kojih se za potiskivanje i razvođenje koristi
jedan klip (sa aksijalnim i rotacionim kretanjem) i dvoklipne kod kojih se
jedan klip koristi za potiskivanje a drugi za razvođenje goriva.

ZAVRŠNI RAD

1.1 Sistemi ubrizgavanja neposrednog dejstva sa

mehaničkom regulacijom

Kod sistema neposrednog dejstva proces potiskivanja goriva od strane

pumpe   i   proces   ubrizgavanja   su   povezani,   odnosno,   pumpa   ostvaruje
potreban   visok   pritisak   onda   kada   treba   izvršiti   ubrizgavanje.   Otvaranje
brizgača   je   hidrauličko   pod   dejsvom   povišenog   pritiska   goriva   tako   da
ubrizgavanje   počinje   sa   malim   vremenskim   kašnjenjem   u   odnosu   na
potiskivanje koje zavisi od prostiranja impulsa pritiska kroz fluid i dužine
voda VP.

Funkcija sistema za napajanje dizel motora gorivom jeste da skladišti i

filtrira dato gorivo i da pri tome obezbijedi da instalacija za ubrizgavanje
goriva bude snabdjevena gorivom na potrebnim pritiscima pri svim radnim
režimima. Sistem napajanja goriva kod linijske pumpe sa mehaničkom
kontrolom je prikazana na

Slici 1.1.

Gorivo se iz rezervoara, posredstvom

napojne pumpe ili pumpe niskog pritiska i prečistača goriva, doprema u
pumpu za ubrizgavanje ili pumpu visokog pritiska. Pumpa visokog pritiska
ostvaruje potiskivanje pod visokim pritiskom koji je potreban za ubrizgavanje
i reguliše ubrizganu količinu goriva. Iz pumpe VP gorivo se posredstvom
vodova visokog pritiska vodi ka brizgačima pojedinih cilindara. Pod
dejstvom pritiska goriva odiže se iglica brizgača, otvarajući mlaznicu čiji je
vrh u komori sagorijevanja, i gorivo se u vidu raspršenog mlaza (jednog ili
više) ubrizgava u radni prostor motora. Za povratak viška goriva koje nije
ubrizgano ili prođe kroz nezaptivena mjesta, služe povratni vodovi. Povratni
vod iz brizgača je obavezan, a najčešće postoji i iz finog prečistača goriva,
kao i iz pumpe VP.

Cjevovodi

Cjevovodi u sistemu za napajanje dizel-motora mogu se podijeliti u dvije

grupe. Prvu grupu sačinjavaju tzv. vodovi niskog pritiska (NP), u koju
spadaju vodovi od rezervoara do pumpe NP, od pumpe NP do prečistača
goriva, od prečistača do pumpe VP, kao i povratni vodovi. Za vodove niskog
pritiska mahom se koriste tankozidne bakarne cijevi, koje se lako oblikuju ili,
za neke od njih, armirana gumena crijeva.

Drugu grupu čine vodovi visokog pritiska koji povezuju pumpu VP i

brizgače. U njima vlada pritisak ubrizgavanja koji se, zavisno od sistema,
kreće u rasponu 100 do 500 bar (kod nekih sistema specijalne konstrukcije i
do 1200 bar), zbog čega se izrađuju od bezšavnih čeličnih cijevi sa većom
debljinom zida. Pošto je proces ubrizgavanja periodičan, u vodovima visokog
pritiska dolazi do oscilatornih pojava (prostiranja talasa pritiska), koje su vrlo
nepoželjne, jer mogu izazvati čak i naknadno ubrizgavanje. U cilju smanjenja
talasnih pojava na najmanju moguću mjeru, vodovi VP treba da budu što je

ZAVRŠNI RAD

Pumpa niskog pritiska (NP)

Pumpa niskog pritiska doprema gorivo iz rezervoara u pumpu VP pod

malim natpritiskom od 2 do 3 [bar]. Pritisak pumpe NP treba da bude
približno konstantan, a protok prilagođen trenutnoj potrošnji goriva motora,
zbog čega su najčešće u upotrebi klipne pumpe sa samo-regulacijom pritiska i
protoka. Klipna pumpa NP, kakva se obično primjenjuje kod linijskih pumpi
za ubrizgavanje je postavljena na samoj pumpi VP sa čijeg bregastog vratila i
dobija pogon.

Osim klipnih pumpi sa samoregulacijom, kod nekih sistema koriste se

zupčaste pumpe NP, pri čemu se regulacija ostvaruje putem posebnog
regulatora sa prelivnim ventilom.

Linijska pumpa VP sa mehaničkom regulacijom

Slici 1.2.

prikazana je linijska monoblok pumpa VP. U zajedničkom

kućištu (bloku) postavljeni su u nizu elementi za ubrizgavanje goriva u
pojedine cilindre motora, s tim što svi dobijaju pogon sa zajedničkog
bregastog vratila.

1 – pumpa VP; 2 - regulator broja obrtaja motora; 3 - pumpa NP; 4 - varijator ugla

predubrizgavanja

Slika 1.2. Mehanička linijska monoblok pumpa visokog pritiska

Praktično svaki element predstavlja pumpu visokog pritiska za dati

cilindar motora. Sa obje strane elementa proteže se niskopritisni kolektor u
koji se dovodi gorivo iz finog prečistača odakle se napajaju svi elementi.