Palivový systém

Nová generácia motora WL je vybavená systémom vstrekovania paliva Common Rail od spoločnosti Bosch.

Hlavnými funkciami systému je optimálne a správne riadenie procesu vstrekovania motorovej nafty v správnom čase a v požadovanom množstve aj pri požadovanom vstrekovacom tlaku, čo je zabezpečené využitím elektronického riadiaceho systému. Takáto organizácia riadenia procesu vstrekovania zabezpečuje plynulú a ekonomickú prevádzku dieselového motora.

V tomto palivovom systéme Common Rail môže tlak paliva dosiahnuť 160 MPa.

Tento systém umožňuje dosiahnuť zníženie obsahu pevných častíc vo výfukových plynoch a oxidov dusíka NO _x.

Palivový systém Common Rail Common Rail zahŕňa: nízkotlakový stupeň, vysokotlakový stupeň a elektronický systém riadenia motora.

Hlavnými prvkami tohto systému sú elektrohydraulické trysky, vstrekovacie čerpadlá od firmy Bosch (SRH) (so snímačom teploty paliva a regulačným ventilom tlaku paliva), akumulátor paliva (so snímačom tlaku paliva a redukčným ventilom), senzory a ventily systému riadenia motora a elektronická riadiaca jednotka motora.

Nízkotlakový stupeň pozostáva z palivovej nádrže, palivového filtra a nízkotlakového potrubia.

Vysokotlakový stupeň v palivovom systéme Common Rail zahŕňa vstrekovacie čerpadlo, zásobník paliva, vstrekovače, vysokotlakové potrubia a spätné palivové potrubia.






Pri montáži (2) Vstrekovacie čerpadlo na pripojenie hadice prívodu paliva z palivovej nádrže, pre lepšiu filtráciu paliva je nainštalovaný prídavný palivový filter pred jeho privedením do vysokotlakového potrubia.




Vysokotlakové palivové čerpadlo je poháňané cez prevodový systém od kľukového hriadeľa a dodáva palivo pod požadovaným tlakom do palivového akumulátora. Súčasťou vstrekovacieho čerpadla je nasávacie čerpadlo paliva (čerpanie paliva z palivovej nádrže do piestovej komory), snímač teploty paliva, ventil na reguláciu tlaku paliva, vačkový hriadeľ a tri plunžery (umiestnené navzájom pod uhlom 120°), čerpanie paliva pod vysokým tlakom do palivového akumulátora.

Vo vysokotlakových piestových komorách sa požadované množstvo paliva čerpá z palivovej nádrže pomocou palivového nasávacieho čerpadla zubového typu. Palivové nasávacie čerpadlo pozostáva z dvoch ozubených kolies s vonkajším ozubením, ktoré sa otáčajú rôznymi smermi. V čerpadle palivo z prívodného potrubia vstupuje do medzery medzi zubami ozubeného kolesa a skriňou a je privádzané do vysokotlakovej komory vstrekovacieho čerpadla. Návrat paliva do prívodného potrubia je vylúčený z dôvodu tesného kontaktu zubov ozubeného kolesa. Pretože rýchlosť otáčania palivového plniaceho čerpadla závisí od rýchlosti kľukového hriadeľa, je potrebné regulovať množstvo paliva čerpaného do komôr piestu.



Množstvo paliva dodávaného do komory vysokotlakového piestu je riadené riadiacim ventilom palivového nasávacieho čerpadla. Prostredníctvom tohto ventilu sa pri zvýšených otáčkach kľukového hriadeľa časť paliva vracia do prívodného potrubia paliva. Regulačný ventil tlaku paliva reguluje množstvo paliva dodávaného do akumulátora, čím udržuje konštantný tlak v zásobníku paliva. Ventil je riadený riadiacou jednotkou motora, na signál ktorej sa ventil otvára a prebytočné palivo sa dodáva do spätného potrubia.


Palivo dodávané z plniaceho čerpadla prechádza do vstupného otvoru vo vnútri čerpadla. Za prívodom je umiestnený poistný ventil. Ak tlak vytvorený nasávacím čerpadlom paliva prekročí otvárací tlak poistného ventilu, palivo prejde cez škrtiacu klapku ventilu do okruhu mazania a chladenia vstrekovacieho čerpadla. Excentrický hnací hriadeľ pohybuje piestom podľa zdvihu excentra. Palivo prúdi cez sací ventil (1) vstrekovacie čerpadlo v vysokotlaková komora (5) prvok čerpadla a keď sa piest pohybuje (8) nadol realizuje sací zdvih. Šachta (6) v skrini vstrekovacieho čerpadla je inštalovaný v centrálnom ložisku. Výstredné (7) na hriadeli vstrekovacieho čerpadla zabezpečuje vratný pohyb piestov. Po dosiahnutí dolnej úvrate BDC piestu sa vstupný ventil uzavrie a palivo už nemôže opustiť hornú komoru prvku čerpadla (piest). Potom, keď sa piest pohybuje nahor, palivo sa stlačí, tlak stúpa a výfukové plyny (vypúšťací ventil) (2) otvorí sa, akonáhle tlak prekročí svoju úroveň v palivovom akumulátore. Stlačené palivo potom vstupuje do vysokotlakového okruhu.

Piest vstrekovacieho čerpadla pokračuje v dodávke paliva, kým nedosiahne polohu TDC (vstrekovací zdvih). Potom tlak klesne, výfukový ventil sa zatvorí a piest sa posunie nadol. Keď tlak v komore čerpacieho prvku prekročí plniaci tlak, vstupný ventil sa opäť otvorí a proces sa opakuje.

Snímač teploty paliva obsahuje merací odpor a je napájaný 5 V. Odpor odporu sa mení v závislosti od teploty paliva, čo následne ovplyvňuje výstupné napätie (signál) odoslaný snímačom do riadiacej jednotky. Riadiaca jednotka prijíma signál zo snímača a určuje teplotu paliva podľa algoritmu uloženého v jej pamäti. Údaje prijaté zo snímača teploty paliva sa používajú na výpočet cyklickej dodávky paliva.


Vysokotlakové palivo zo vstrekovacieho čerpadla vstupuje do palivového akumulátora, odkiaľ je privádzané do vstrekovačov. V palivovom akumulátore je udržiavaný optimálny tlak (25 - 160 MPa).





Pri prekročení tlaku 195 MPa sa časť paliva vypustí cez redukčný ventil (namontované na palivovom akumulátore) do spätného vedenia paliva. Na palivovom akumulátore je nainštalovaný snímač tlaku.



V systéme sú inštalované vstrekovače s elektromagnetickým regulačným ventilom. Vstrekovače sú riadené riadiacou jednotkou motora. Každá tryska pozostáva z odpruženého piesta (2), ihly (1), solenoidový ventil (6) a hydrokomory (3) (pozri obrázok "Prevádzka dýzy"). Z palivového akumulátora sa palivo privádza do dýzy, ktorá cez otvor vstupuje do hydraulickej komory (8) a na ihlu trysky. V hydraulickej komore je palivo pod tlakom rovným tlaku v palivovom akumulátore. Keď je vstrekovač zatvorený, palivo tlačí na pružinový piest, ktorý následne pôsobí na ihlu vstrekovača a bráni jej otvoreniu. Keď ECM vydá signál riadenia štartu do príslušného elektromagnetického ventilu vstrekovača, kotva sa zdvihne (5) s guľovým ventilom (4). Guľový ventil otvára kanál (7), spájajúcej hydraulickú komoru so spätným potrubím paliva, v dôsledku čoho dochádza k vypusteniu časti paliva a zníženiu tlaku v hydraulickej komore dýzy. Súčasne tlak paliva dodávaného do ihly dýzy prekoná silu pružiny piesta a ihla sa otvorí, v dôsledku čoho dýza vstrekuje palivo do valca.

V spätnom potrubí paliva zo vstrekovačov je inštalovaný spätný ventil. Tento ventil zabraňuje spätnému toku paliva zo vstrekovačov späť do vstrekovačov.

Riadiaca jednotka motora riadi množstvo vstrekovaného paliva a časovanie vstreku. Tento palivový systém môže poskytnúť až tri po sebe idúce vstreky (viacstupňové vstrekovanie). Každá tryska je pripojená k spätnému vedeniu paliva.





Vstrekovanie paliva riadi riadiaca jednotka motora na základe signálov z viacerých snímačov riadiaceho systému motora, ako aj v závislosti od prevádzkového režimu motora. Riadiaca jednotka riadi množstvo vstrekovaného paliva, časovanie vstreku a počet vstrekov na zdvih v každom valci samostatne. Množstvo paliva vstreknutého vstrekovačom je určené dobou otvorenia ihly vstrekovača, ktorá zase závisí od doby, počas ktorej riadiaca jednotka motora vyšle riadiaci signál do elektromagnetického ventilu vstrekovača. Čas otvorenia ihly trysky je riadený riadiacou jednotkou motora v závislosti od stlačenia plynového pedálu a otáčok kľukového hriadeľa. Vypočítané množstvo vstrekovaného paliva sa koriguje na základe teploty nasávaného vzduchu, hmotnostného prietoku vzduchu, teploty chladiacej kvapaliny a atmosférického tlaku. Riadiaca jednotka tiež vykonáva úpravy množstva vstrekovaného paliva pre každý vstrekovač v závislosti od identifikačného kódu vstrekovača, ktorý by mal byť naprogramovaný do pamäte riadiacej jednotky motora pre každý vstrekovač samostatne. Tento kód kóduje mechanické charakteristiky, ktoré sú individuálne pre každý jednotlivý vstrekovač.

Riadiaca jednotka motora neustále upravuje množstvo paliva vstrekovaného do každého valca v závislosti od zmien otáčok kľukového hriadeľa (najmä pri voľnobehu), na zníženie kolísania rýchlosti a zníženie vibrácií.

Časovanie vstreku vypočíta riadiaca jednotka na základe signálov z rôznych snímačov, prevádzkového režimu motora, otáčok kľukového hriadeľa a množstva vstrekovaného paliva podľa algoritmu uloženého v pamäti riadiacej jednotky. Odhadovaný čas vstreku paliva sa koriguje na základe teploty nasávaného vzduchu, teploty chladiacej kvapaliny a atmosférického tlaku.

Vstrekovací tlak priamo závisí od tlaku v palivovom akumulátore a je riadený riadiacou jednotkou motora na základe signálu zo snímača tlaku v palivovom akumulátore.

Tlak paliva reguluje riadiaca jednotka v závislosti od otáčok kľukového hriadeľa a cyklickej dodávky paliva pomocou regulačného ventilu tlaku paliva inštalovaného vo vstrekovacom čerpadle. Vytvorenie optimálneho tlaku vstrekovania paliva pre každý prevádzkový režim motora pomáha znižovať toxicitu výfukových plynov.

Počet vstrekov produkovaných vstrekovačom do valca je riadený riadiacou jednotkou motora v závislosti od jazdných podmienok vozidla a slúži na zníženie vibrácií a toxicity výfukových plynov. Tento systém Common Rail umožňuje až tri vstreky na valec a cyklus.

V pamäti riadiacej jednotky je naprogramovaných niekoľko optimálnych algoritmov vstrekovania paliva za rôznych podmienok. Takže pri nízkych otáčkach kľukového hriadeľa a nízkom zaťažení sa vykonajú tri vstreky na cyklus, aby sa znížila pravdepodobnosť detonácie. Pri vysokých otáčkach motora a vysokom zaťažení sa vykoná iba jedno vstreknutie na cyklus, aby sa zlepšil výkon a znížila spotreba paliva.

Doplnkové riadiace funkcie slúžia na zlepšenie výkonu pri znižovaní emisií škodlivých látok vo výfukových plynoch a spotreby paliva alebo slúžia na zvýšenie bezpečnosti, komfortu a jednoduchosti obsluhy.