Common Rail Nedir? Yakıt Enjeksiyon Sistemleri

0
186

Common rail nedir? Common rail sisteminde yakıt, enjektörlere ray adı verilen yüksek basınçlı akümülatörden dağıtılır. Ray, yüksek basınçlı bir yakıt pompası ile beslenir. Raydaki basınç, ayrıca her silindir için enjektörü harekete geçiren sinyalin başlangıcı ve bitişi elektronik olarak kontrol edilir. Common rail sisteminin avantajları arasında hem enjeksiyon zamanlamasını hem de enjeksiyon hızını kontrol etme esnekliği bulunmaktadır.

Common Rail Nedir?

Common rail yakıt enjeksiyon sistemi mimarisinin esası, dizel motorun geliştirilmesinden bu yana tanınmaktadır. Rudolf Diesel de dahil olmak üzere erken araştırmacılar, modern common rail dizel yakıt enjeksiyon sistemlerinin bazı temel özelliklerini içeren yakıt sistemleri ile çalıştı. Örneğin, 1913 yılında, mekanik tahrikli enjektörler ile ortak bir basınçlı yakıt enjeksiyon sistemi için bir patent Büyük Britanya Vickers Ltd. yayımlanmıştır.

[ McKechnie 1913 ] . Aynı zamanda, elektrikle çalışan solenoid valfler kullanılarak doğrudan silindir enjeksiyonlu kıvılcım ateşlemeli motor için bir yakıt sistemi için ABD’de Thomas Gaff’a bir patent daha verildi. Yakıt, vanaların açık kalma süresinin kontrol edilmesiyle ölçülmüştür [ Gaff 1913] . Ortak bir demiryolu yakıt sistemine sahip bir dizel motorda elektrikle çalıştırılan bir enjeksiyon valfi kullanma fikri, 1920’lerin sonunda Brooks Walker ve Harry Kennedy tarafından geliştirildi ve 1930’ların başında Atlas-Imperial Dizel Motor Şirketi California tarafından dizel bir motora uygulandı. [ Walker 1933 ] [ DeLuca 2010 ] [ Knecht 2004 ] [ Aird 2001 ] .

Günümüzde ortak yakıt yolu yakıt enjeksiyon sistemleri üzerine çalışmalara 1960’larda Societe des Procedes Modernes D’Injection (SOPROMI) öncülük etmiştir [ Huber 1969 ] . Bununla birlikte, düzenleyici baskının daha fazla gelişmesini teşvik etmesi ve teknolojinin ticari olarak uygulanabilir olması için olgunlaşması hala 2-3 yıl alacaktır. SOPROMI teknolojisi CAV Ltd. tarafından 1970’lerin başında değerlendirilmiş ve o sırada kullanılmakta olan mevcut PLN sistemlerine çok az fayda sağladığı görülmüştür. Solenoid aktüatörlerin hassasiyetini ve kapasitesini geliştirmek için hala önemli çalışmalar yapılması gerekiyordu.

Dizel common rail sistemlerinin daha da geliştirilmesi 1980’lerde ciddi bir şekilde başladı. 1985’e gelindiğinde, eski Doğu Almanya’nın Industrieverband Fahrzeugbau (IFA) W50 kamyonları için ortak bir demiryolu enjeksiyon sistemi geliştirdi, ancak prototip asla seri üretime girmedi ve proje birkaç yıl sonra terk edildi [ Sachsisches Industriemuseum 2010 ] . Aynı zamanda General Motors, hafif hizmet IDI motorlarına uygulama için ortak bir ray sistemi geliştiriyordu [ Williams 1982 ] . Ancak, 1980’lerin ortalarında hafif hizmet dizel programlarının iptal edilmesi ile daha fazla gelişme durduruldu.

Birkaç yıl sonra, 1980’lerin sonunda ve 1990’ların başında, motor OEM’leri tarafından bir dizi geliştirme projesi başlatıldı ve daha sonra yakıt enjeksiyon ekipmanı üreticileri tarafından alındı:

  • Nippondenso ayrıca Renault’dan satın aldıkları ve 1995 yılında Hino Rising Ranger kamyonlarında üretime sokulduğu ticari araçlar için bir ortak raylı sistem geliştirdi [ Miyaki 1988 ] [ Miyaki 1991 ] .
  • 1993’te Bosch, belki de Daimler-Benz’in baskılarından dolayı – başlangıçta Fiat ve Elasis’in (bir Fiat iştiraki) daha fazla geliştirme ve üretim çabalarıyla geliştirilen UNIJET teknolojisini satın aldı [ Stumpp 1996 ] . Bosch binek otomobili common rail sistemi 1997 yılında 1998 model yılı Alfa Romeo 156 [ Jost 1998 ] ve C-Serisi Mercedes-Benz için üretime girdi .
  • Kısa bir süre sonra Lucas, 2000’den itibaren Ford, Renault ve Kia ile ortak demiryolu sözleşmeleri ürettiğini açıkladı.
  • 2003 yılında Fiat, Multijet Euro 4 motoru için 3-5 enjeksiyon / motor çevrimi kapasitesine sahip yeni nesil bir common rail sistemini tanıttı.

Common rail sistemlerinin tarihi hakkında daha fazla bilgi literatürde bulunabilir [ Knecht 2004 ] [ Petruzzelli 2013 ] .

1980’lerin sonunda / 1990’ların başında başlayan bu geliştirme programlarının amacı, gelecekteki dizel motorlu binek otomobiller için bir yakıt sistemi geliştirmekti. Bu çabaların başında, gelecekteki dizel otomobillerin yakıt ekonomisindeki belirgin avantaj ve o zamanki yaygın olan dolaylı enjeksiyon yanma sistemine göre güç yoğunluğu nedeniyle doğrudan bir enjeksiyon yanma sistemi kullanacağı aşikardı. Gelişmelerin hedefleri benzinli yakıtlı araçlarla karşılaştırılabilir sürüş konforu, gelecekteki emisyon sınırlarına uyum ve gelişmiş yakıt ekonomisini içeriyordu. Üç grup yakıt sistemi mimarisi dikkate alınmıştır: (1) elektronik olarak kontrol edilen bir distribütör pompası , (2) elektronik olarak kontrol edilen bir birim enjektör(EUI veya pompa-meme ünitesi) ve (3) bir ortak ray (CR) enjeksiyon sistemi. Bu yaklaşımların her biri etrafındaki çabalar, üretim araçları için ticari yakıt sistemlerine yol açarken, ortak raylı sistem bir dizi avantaj sağladı ve sonunda hafif hizmet araçlarında kullanılan birincil yakıt sistemi olarak egemen oldu. Bu avantajlar şunları içeriyordu:

  • Yakıt hızı motor devrinden ve yük koşullarından bağımsızdır. Bu, hem yakıt enjeksiyon miktarını hem de enjeksiyon zamanlamasını kontrol etme esnekliğine izin verir ve düşük motor devirlerinde ve yüklerde bile daha iyi püskürtme penetrasyonu ve karıştırma sağlar. Bu özellik, Common Rail sistemini, Şekil 1’de gösterildiği gibi enjeksiyon basıncının motor hızıyla arttığı diğer enjeksiyon sistemlerinden ayırır [ Hawley 1998 ] . Bu özellik aynı zamanda motorların düşük motor hızında daha yüksek tork üretmesine izin verir – özellikle de değişken geometrili bir turboşarj (VGT) kullanılıyorsa. Common rail sistemleri çok çeşitli motor devir ve yüklerinde sabit tutulan maksimum ray basıncı ile çalışabilse de, bu nadiren yapılır. Başka bir yerde tartışıldığı gibi Common rail sistemlerindeki yakıt basıncı, motorun dayanıklılığının tehlikeye atılmamasını sağlarken emisyonları ve performansı optimize etmek için motor hızı ve yükünün bir fonksiyonu olarak kontrol edilebilir.
  • Daha düşük yakıt pompası tepe torku gereksinimleri. Yüksek hızlı doğrudan enjeksiyon (HSDI) motorları geliştikçe, havayı yakıtla karıştırmak için daha fazla enerji, eski IDI yanma sistemlerinde kullanılan girdap mekanizmalarının aksine yakıt püskürtme momentumundan geldi. Sadece yüksek basınçlı yakıt enjeksiyon sistemleri düşük PM ve HC emisyonları için gerekli olan karıştırma enerjisini ve iyi sprey hazırlığını sağlayabilmiştir. Yakıtı yaklaşık 1 milisaniyede enjekte etmek için gereken enerjiyi üretmek için, konvansiyonel distribütör pompasının, pompa devri başına 1 ms’lik patlamalarda dört (4 silindirli bir motorda) yaklaşık 1 kW hidrolik güç sağlaması, böylece tahrik mili [ Breitbach 2002 ]. Common rail sistemlerine yönelik eğilimin arkasındaki nedenlerden biri, maksimum pompa torku gereksinimini en aza indirmekti. Common rail pompasının güç ve ortalama tork gereksinimleri benzer olmakla birlikte , yüksek basınçlı yakıt dağıtımı bir akümülatöre aittir ve bu nedenle pik akış oranının (ve pompayı çalıştırmak için gereken pik torkun) enjeksiyon olayı ile çakışması gerekmez. distribütör pompası ile durum. Pompa torku talebini daha dengeli tutmak için pompa deşarj akışı motor çevriminin daha uzun bir kısmına yayılabilir.
  • Geliştirilmiş gürültü kalitesi. DI motorları, daha yüksek pik yanma basınçları ve dolayısıyla IDI motorlarından daha yüksek gürültü ile karakterize edilir. İyileştirilmiş gürültü ve düşük NOx emisyonlarının en iyi pilot enjeksiyon (lar) uygulanarak elde edildiği bulunmuştur. Bu en kolay şekilde, motorun tüm yük / hız aralığı boyunca küçük pilot yakıt miktarlarını istikrarlı bir şekilde teslim edebilen ortak raylı sistemde gerçekleştirildi.
  • Daha düşük yakıt pompası tepe torku gereksinimleri. Yüksek hızlı doğrudan enjeksiyon (HSDI) motorları geliştikçe, havayı yakıtla karıştırmak için daha fazla enerji, eski IDI yanma sistemlerinde kullanılan girdap mekanizmalarının aksine yakıt püskürtme momentumundan geldi. Sadece yüksek basınçlı yakıt enjeksiyon sistemleri düşük PM ve HC emisyonları için gerekli olan karıştırma enerjisini ve iyi sprey hazırlığını sağlayabilmiştir. Yakıtı yaklaşık 1 milisaniyede enjekte etmek için gereken enerjiyi üretmek için, konvansiyonel distribütör pompasının, pompa devri başına 1 ms’lik patlamalarda dört (4 silindirli bir motorda) yaklaşık 1 kW hidrolik güç sağlaması, böylece tahrik mili [ Breitbach 2002 ]. Common rail sistemlerine yönelik eğilimin arkasındaki nedenlerden biri, maksimum pompa torku gereksinimini en aza indirmekti. Common rail pompasının güç ve ortalama tork gereksinimleri benzer olmakla birlikte , yüksek basınçlı yakıt dağıtımı bir akümülatöre aittir ve bu nedenle pik akış oranının (ve pompayı çalıştırmak için gereken pik torkun) enjeksiyon olayı ile çakışması gerekmez. distribütör pompası ile durum. Pompa torku talebini daha dengeli tutmak için pompa deşarj akışı motor çevriminin daha uzun bir kısmına yayılabilir.
  • Geliştirilmiş gürültü kalitesi. DI motorları, daha yüksek pik yanma basınçları ve dolayısıyla IDI motorlarından daha yüksek gürültü ile karakterize edilir. İyileştirilmiş gürültü ve düşük NOx emisyonlarının en iyi pilot enjeksiyon (lar) uygulanarak elde edildiği bulunmuştur. Bu en kolay şekilde, motorun tüm yük / hız aralığı boyunca küçük pilot yakıt miktarlarını istikrarlı bir şekilde teslim edebilen ortak raylı sistemde gerçekleştirildi.
Önceki İçerikArabada elektrik kaçağı nasıl anlaşılır
Sonraki İçerikFrenler Ne Sıklıkta Değiştirilmelidir?
İbrahim Arslan, 10 yılı aşkın sektör deneyimine sahip bir otomotiv uzmanıdır. ASE Master, L1, L2 ve L3 Advanced Level Specialist sertifikasının yanı sıra Advanced Automotive Systems lisans derecesine sahiptir. İbrahim, kariyeri boyunca becerilerini otomotiv arıza analizi incelemeleri, danışmanlık, teşhis yazılımı geliştirme ve tabii ki yazmaya yönelik olarak uyguladı. İbrahim, onu elektrikli araçlar ve otonom sistemler gibi en son endüstri trendlerini takip etmeye motive eden matematik, bilim ve teknoloji tutkusuna sahip. Aynı zamanda, 1987 Chevy Cavalier Z-24 ve 1998 Chevy Astro Van AWD gibi eski araçlara bir zaafı var.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz