سیستم سوخت رسانی دیزل و سیستم سوخت رسانی کامان ریل

سیستم سوخت رسانی دیزل – پمپ انژکتور سیلندری

در سیستم سوخت رسانی دیزل پمپ های انژکتور تک سیلندری در میان وسایل نقلیه قدیمی است. هر سیلندر پمپ خودش را دارد. پمپ توسط میل بادامک که به موتور متصل است به طور مستقیم یا با تاپییت تاثیر می گیرد.پمپ های تکی می توانند فشار پاششی تا 1800 بار را تولید کنند، که برای موتورهای دیزل با پاشش مستقیم مناسب   می باشد که البته نسل جدید آن ها سیستم سوخت رسانی کامان ریل می باشد و در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

پمپ انژکتور توسط یک لوله فشار قوی کوتاه به نازل و تنه سوزن انژکتور مرسوم متصل است.   پمپهای انژکتور تک سیلندر در موتورهای کوچک ، لوکوموتیوهای دیزل ، موتورهای دریائی و ماشین های ساختمانی کاربرد دارد

طرز کار:

سیلندر پمپ تک مجموعه ای یک یا دو سوراخ اتصالی شعاعی دارد که محفظه مکش نامیده می شود و به انژکتورها منتهی می شود. اگر پلانجر پمپ توسط فنر به پایین فشار داده شود، جریان از دو سوراخ محفظه مکش به سیلندر پمپ جریان می یابد. وقتی پلانجر به سمت بالا بر می گردد ،تا زمانی که سوراخ ها  به طور کامل پوشانده شوند، یک مقدار سوخت دیزل فشرده اماده است که توسط سوپاپ فشار به سوزن انژکتورها انتقال یابد.هنگامی که فشار پشتیبانی سوخت توقف می کند، سوپاپ فشار با فنر بسته می شود. مقدار جابجایی پلانجر همواره ثابت است. مقدار سوخت مورد نیاز برای هر مرحله با شکاف کج روی پلانجر تنظیم می شود. این شکاف تنظیم کننده به سوراخ داخلی در مرکز پلانجر متصل است. فشار انژکتور تنها زمانی که شکاف به سوراخ محفظه ی مکش برسد جریان می یابد. در این لحظه فشار سوخت وقتی به محفظه ی مکش توسط سوراخ ورودی پلانجر متصل می گردد، به طور ناگهانی کاهش می یابد. نتیجه اینکه سوپاپ فشار خط انژکتور بسته می شود و سوخت به محفظه ی مکش جریان می یابد.این مرحله     می تواند با چرخش پلانجر شتاب داده شود و یا در ان تاخیر ایجاد کرد. قبلا این حالت مکانیک بود که به وسیله یک شانه و یک گاورنر متصل به پدال گاز کنترل می شد. امروزه کنترل به صورت ا لکترونیکی توسط EDC انجام می شود.

کاربرد: وسایل نقلیه تجاری، خودروهای مسافرتی، اتوبوس ها

قدرت خروجی: 4 تا 1000 کیلو وات برای هر سیلندر

تعداد سیلندرها: طبق نیاز

کنترل: الکترومکانیکی، مکانیکی

فشار تزریق: 1500bar

مقدار سوخت تزریق شده   mm  13تا 18000 در هر مرحله

سیستم سوخت رسانی دیزل – پمپ انژکتور ردیفی

پمپ های انژکتوری ردیفی یک پمپ اصلی برای هر سیلندر موتور دارد، ان ها در یک ردیف منظم شده اند.سرعت حرکت بادامک پمپ نصف سرعت موتور است و همیشه با حرکت پیستون در موتور هماهنگ است. سوخت توسط لوله های فشار قوی به تنه اصلی انژکتور و سوزن انژکتور می رسد.پمپ های ردیفی در میان سیستم های انژکتوری قدیمی هستند. امروزه انها تنها در وسایل نقلیه ، اتوبوسها ، ماشین های ساختمانی یا در موتورهای دیزلی ثابت یافت می شوند. فشار انژکتور در این پمپ تا 1300بار می رسد.

سیستم سوخت رسانی دیزل – پمپ انژکتور آسیابی

پمپهای انژکتور اسیابی یا توزیع کننده یک تنظیم کننده دور مکانیکی و یا الکترونیکی دارای اوانسوریتارد

هستند. انها فقط یک مجموعه پمپ فشار بالا برای همه سیلندرها دارند.را نشان می دهد VE شکل یک نوع پمپ اسیابی با پیستون محوری یا در این نوع پمپ یک پیستون توزیع کننده مرکزی پلانجرکه به وسیله یک صفحه بادامک چرخانده می شود وظیفه تولید فشار بالا و توزیع سوخت به تک تک سیلندرها را دارد. برامدگیهای بادامک شکل صفحه را به جلو و عقب می برد و علاوه بر حرکت رفت و برگشت ، باعث چرخش پیستون هم می شود. رگلاتور وزنه ای خارج از مرکز کورس مفید را تعیین کرده و مقدار تزریق را اندازه گیری و تقسیم می کند.

انژکتور 1996 -2003 VW TDI مربوط به پمپ اسیابی VE BOSCH

این مدل انژکتور از دو فنر استفاده استفاده کرده است. اولین مرحله یک پیش پاشش است که صداهای

انفجار را نرم تر می کند. پاششاصلی جایی است که قدرت بیشتری وارد می شود. سوخت متراکم وارد

انژکتورها شده ، به فنر ضعیف تر غلبه کرده و ان را حرکت می دهد و پیش پاشش شروع می شود.

همچنانکه پمپ انژکتور فشار بیشتری را درون انژکتورها و خطوط سوخت تولید می کند، فنر قوی تر حرکت کرده و پاششاصلی اغاز می شود. شکل زیر تصویر بدنه انژکتور را نشان می دهد. فشار پیش پاشش در بعضی انژکتورهای سال 1996 در فشار 190 بار و در سیستم های جدیدتر تا سال 2003 در فشار 220 بار شروع می شود. پاششاصلی در همه انژکتورهای این نسل در فشار 300 بار است و توسط فنر اصلی تعیین می شود

سیستم سوخت رسانی دیزل – یونیت انژکتور

سیستم یونیت انژکتور یک سیستم برای پاشش مستقیم دیزل است. این تکنولوژی همچنین به عنوان سیستم نازل-پمپ شناخته شده است. درسال 1994 بوش اولین یونیت انژکتور را برای خودروهای تجاری تولید کرد. اجزای تشکیل دهنده ان شامل پمپ انژکتور و نازل انژکتور در یک دستگاه می باشد.بوش سیستم یونین انژکتورهای منحصر به فردی را را در خودروهای سنگین و نیمه سنگین گسترش میدهد که بازده هر سیلندر بیش از 80 کیلو وات است و تعداد سیلندرهای ان تا 8 سیلندر می رسد. اگر دو کنترل یونیت به کار برده شود این تکنولوژی می تواند برای خودروهای تا 16 سیلندر نیز کاربرد داشته باشد.

کارکرد سیستم یونیت انژکتور:

در سیستم یونیت انژکتور ، برای هر سیلندر یک یونیت انژکتور جداگانه به طور مستقیم در سیلندر قرار می گیرد. میل بادامک موتور فشار مکانیکی لازم را تولید می کند. میل بادامک توسط تاپیت یا اهرم الاکلنگی یک پیستون کوچگ درون یونیت انژکتور را حرکت می دهد. بادامک طوری شکل داده شده که فشار بالا را به طور سریع در زیر پلانجر تولید می کند.یک شیر برقی با سرعت تعویض بالا شروع و پایان پاشش را مشخص می کند در حالینکه مدت زمان تغذیه را مدت زمان پاشش مشخص می کند. یکی شدن در سرسیلندر ، نیاز به خط های فشار قوی را که در پمپ های توزیع کننده لازم بود از بین می برد.

انواع سیستم یونیت انژکتور

اولین یونیت انژکتور های موتور در وسایل نقلیه تجاری بودند که ظرفیت فشار پاشش انها 1600 بار بود.

دومین سیستم پیشرفته با فشار پاشش 1800 بار بود و سومین محصول در سال 2004 بوده که فشار پاشش را تا 2200 بار افزایش می دهد.این فشار بالای پاشش ، در انژکتورهای با مدل سیستم یونیت انژکتور ، اولین وسایل نقلیه تجاری بودند که توانستند به مقادیری از میزان الاینده های خروجی دست پیدا کنند که بهتر از قانون یورو 4 بود.به خاطر فشار های بالای پاشش ، سیستم یونیت انژکتور موتور های دیزل به طور چشمگیر میزان خوبی از بازده را نمایش داد و به طور چشمگیر گشتاور بالایی را با مصرف سوخت بهینه، حتی در سرعت های پایین موتور مهیا کرد. سومین سیستم تولیدی ، پاشش دقیق را توسط دتت زمان متغییر کل پاششدر نقشه کلی موتور سبب می شود. نتایج منحنی تخلیه و فشار بالا ، احتراق را بهبود می بخشد و این معنا را میدهد که بازده بیشتر، مصرف سوخت کمتر و کاهش الایندگی صوتی و گازهای خروجی را خواهیم داشت.

سیستم یونیت انژکتور نوع دوم:

کاربرد: وسایل نقلیه تجاری

قدرت خروجی80 :  کیلو وات برای هر سیلندر

تعداد سیلندرها: 8 بیشتر از 8 تا باید از دو ECU استفاده کرد

کنترل: الکترونیکی ، شیر برقی

فشار تزریق:  1800 bar

مقدار سوخت تزریق شده:  400 mm در هر مرحله

سیستم یونیت انژکتور نوع سوم:

کاربرد: وسایل نقلیه تجاری

قدرت خروجی:80 کیلو وات برای هر سیلندر

تعداد سیلندرها: 8 بیشتر از 8 تا باید از دو ECU استفاده کرد

کنترل: الکترونیکی ، شیر برقی

فشار تزریق:  bar 2200

مقدار سوخت تزریق شده: در هر مرحله mm 400

یونیت انژکتور TDI 2004

خودروهای فروخته شده در سال های 2004 تا 2006 در امریکای شمالی یک موتور با پمپ انژکتور

دارند.شکل زیر ساختار یک پمپ انژکتور را نشان می دهد که حرکت ان توسط میل بادامک در سرسیلندر وکنترل پاششتوسط سولنوئید از بارزترین تغییرات ان نسبت به انژکتورهای پیشین است.

 سیستم سوخت رسانی دیزل – سیستم یونیت پمپ

سیستم یونیت پمپ یک سیستم برای پاشش مستقیم دیزل است. این سیستم همانند سیستم یونیت انژکتور در سیستم سوخت رسانی دیزل است و تنها در وسایل نقلیه تجاری کاربرد دارد. بوش اولین محصول خود را با نام یونیت پمپ در سال1995در دنیا عرضه کرد. سیستم یونیت پمپ به این شکل است که هر سیلندر موتور یک یونیت پمپ دارد. این یونیت پمپ از پمپ فشار بالا همراه با شیر برقی، یک لوله فشار قوی کوتاه ، یک اتصال تحویل فشار و یک نازل و تنه سوزن انژکتور مرسوم را شامل می شود.

خلاصه المانی PDE شکل ذیل یونیت پمپبوشدر اسکانیا یونیت انژکتور)را نشان می دهد. یکپیستون پلانجر با حرکت میل بادامک حرکت می کنند، قبل از اینکه شیر برقی فعال شود جریان ازادانه به مجرای برگشت سوخت راه دارد. بنابراین هیچ فشاری حاصل نمی شود. وقتی به شیر برقی جریان داده می شود مجرای برگشت سوخت بسته می شود وبا حرکتپیستون فشار بالای سوخت ایجاد می شود.

 مزیت این سیستم ان است که فشار پاشش را به 2200 بار می رساند. به علاوه تبدیل پاشش سیستم های قدیمی ردیفی یا پمپ های انژکتوری توزیع کننده نیازی به طراحی دوباره سر سیلندر به طور کامل نمیباشد. ساختار موتور باعث صرفه جویی در هزینه ساخت می شود. یک مزیت دیگر این است که در صورت خراب شدن پمپ یونیت یا سوپاپ تعویض ان اسان است.بوش سیستم یونیت پمپ را منحصرا در وسایل نقلیه تجاری بازده 92 کیلو وات برای هر سیلندر همراه با 4تا 8 سیلندر به کار می برد. اگر تعداد سیلندر ها بیش از 8 باشد یک کنترل یونیت ثانویه لازم است.

انواع سیستم یونیت پمپ در سیستم سوخت رسانی دیزل : 

سیستم یونیت پمپ نوع 20،12

کاربرد: وسایل نقلیه تجاری

قدرت خروجی: 80 کیلو وات برای هر سیلندر

تعداد سیلندرها:8  بیشتر از 8 تا باید از دوECU استفاده کرد

کنترل: الکترونیکی ، شیر برقی

فشار تزریق 1600-1800bar :

مقدار سوخت تزریق شده : در هر مرحله 400-150 mm

کارکرد سیستم یونیت پمپ:

مانند سیستم یونیت انژکتور فشار توسط میل بادامک موتور ایجاد می شود. همانند خط های تحت فشار موتور کامیون، گام بادامک پیستون کوچک درون سیستم یونیت پمپ را توسط یک تاپیت لغزان به حرکت در می اورد. بادامک طوری شکل داده شده که فشار بالای سوخت را توسط محفظه ی زیر پستون (کهپلانجر نامیده می شود)،به سرعت تولید کند. یک کنترل الکترونیکی و یک شیر برقی با سرعت تغییر زیاد هر دو شروع و پایان تزریق را مشخص می کنند. مدت زمان پاشش مقدار پاشش را مشخص می کند.

طرز کار یونیت انژکتور و شرایط کاری با توجه به شکل

کورس مکش (a)

کورس اولیه (b)

کورس تغذیه و فرایند پاشش سوخت (c)

کورس پایانی (d)

سیستم سوخت رسانی دیزل – سیستم سوخت رسانی کامان ریل

بوش سیستم ریل مشترک یا سیستم سوخت رسانی کامان ریل را برای اولین بار در سال 1997 در خودروهای سواری به بازار عرضه کرد. محصول سیستم ریل مشترک برای خودروهای تجاری از سال 1999 شروع شد. سیستم نامش را از ذخیره کننده (اکومولاتور) فشار مشترک ریل که سوخت همه سیلندرها را تامین می کند ، گرفته است. در مقایسه با دیگر سیستم های انژکتوری ، فشار تولیدی و پاشش در تکنولوژی ریل مشترک از هم جدا هستند. یک پمپ فشار بالای مستقل سوخت را به طور پیوسته در ریل تغذیه می کند. در سیستم ریل مشترک به طور دائم و پایدار یک فشار هماهنگ با وضعیت های مدیریت موتور ، در اختیار ان قرار می گیرد.حتی در سرعت های پایین موتور این فشار وجود دارد. در حالیکه در سیستم های پاشش مستقیم دیزل دیگر برای هر مرحله از پاشش ، مجبورند فشار سوخت بالایی را دوباره تولید کنند.

در تکنولوژی سیستم سوخت رسانی کامان ریل ، در مقایسه با دیگر سیستم سوخت رسانی دیزل مرسوم تفاوت هایی وجود دارد که پاشش های متعدد را در سیکل های انجام کار مهیا می کنند.در این مرحله پاشش اولیه برای ارام کارد کردن موتور، پاشش اصلی برای ایجاد قدرت ایده ال، پاشش ثانویه برای کاهش الایندگی صورت می گیرد. سوخت توسط لوله های فشاری کوتاهی به انژکتورها می رسد و سپس از سوراخ های پاششبه محفظه ی احتراق پاشیده می شود. برای عیب یابی این سیستم سوخت رسانی و مشکلات برقی می توانید با ما در تماس باشید.

فشار پاشش بالاتر این سیستم سوخت رسانی دیزل، بخار شدن بهتر سوخت توسط سیستم پاشش و همزمان بازده احتراق بیشتر را سبب می شود. در سال 2005 بوش سومین ریل مشترک تولیدی را با فشار پاشش 1800 بار برای وسایل نقلیه تجاری سبک، معرفی کرد. یک نسخه از این سیستم برای خودروهای نیمه سنگین در سال 2007 به بازار عرضه شد. اولین تولید بوش برای وسایل نقلیه تجاری به سال 1999 باز می گردد که فشار پاشش 1400 بار را دارا بود. دومین محصول با فشار 1600 بار در سال 2001 به بازار عرضه شد.

در برابر قوانین سخت گیرانه الایندگی گاز های خروجی ، بوش پیشرفت های بیشتری را در سیستم هایپاشش ادامه می دهد. بر پایه انژکتور 1800 بار ، شرکت سیستم ها را برای فشار 2000 و 2200 بارگسترش خواهد داد.

چهارمین تولید سیستم ریل مشترک برای خودروهای سنگین ، با یک انژکتور جدید پیشترفته همراه با مبدل فشار است. فشار سوخت وقتی به انژکتور می رسد به بالاترین مقدار خود یعنی 2100 بار خواهد رسید. مبدل فشار می تواند مستقل از پاشش انژکتورها کارکند. طراحی مستقل و آزاد مرحله فشار می تواند سبب کاهش چشمگیر محصولات الایندگی شود.

طراحی سیستم سوخت رسانی کامان ریل:

پمپ اولیه ( 1) سوخت را برای مخزن فشار بالا تامین می کند، ریل سوخت ( 2) جایی که سوخت با فشار مطلوب برای حالت های مدیریت انی موتور برای جبران تاخیر پاشش، ذخیره می شود. هر سیلندر موتور با یک انژکتور ( 4) مجهز شده است. که دارای یک سوپاپ سولنوئیدی است. این سوپاپ سولنوئیدی یا شیر برقی نقطه شروع و جرم مرحله پاشش را مشخص می کند. 3درخواست راننده و موقعیت فعلی خودرو بر اساس ecu . تقاظای راننده با پدال گاز مشخص می گردد محاسبه فشار سوخت مورد نیاز ، مقدار زمانی پاشش(جرم سوخت را معین می کند و لحظه پاشش را ثبت و طبق پارامترهای نقشه برنامه مشخص می شود.

انژکتورهای سیستم سوخت رسانی کامان ریل:

انژکتورها در سرسیلندر موتورها نصب می شوند و نظیر سیستم های انژکتوری مرسوم شامل تنه سوزن انژکتور و نازل افشانک می باشد. اجزای اصلی انژکتور شامل ،سوپاپ مغناطیسی، نازل سوراخ دار و سیستم سرو هیدرولیکی می باشد.

عملکرد انژکتور در سیستم سوخت رسانی دیزل:

نیروهای لازم برای باز و بسته کردن سوزن انژکتور نمی توانند با سوپاپ معناطیسی ایجاد شوند. سوزن انژکتور به طور غیر مستقیم توسط یک نیروی تقویتی سیستم هیدرولیک به کار می افتد.

با بسته شدن سوپاپ مغناطیسی، تمام حجم محفظه و ریل فشار یکسانی دارند . سوزن انژکتور توسط نیروی فنر در جایگاهش نیرو اده می شود.

وقتی سوپاپ مغناطیسی باز می شود، سوخت از حفره سوپاپ کنترل جریان می یابد. گلوگاه تغذیه از مساوی شدن فشار جلوگیری می کند و فشار در حفره افت می کند.

فشار زیاد در حجم محفظه بر نیروی فنر غلبه می کند و سوزن را به بالا می برد طوری که پاشش می تواند شروع شود. سوپاپ مغناطیسی مدت زیادی کاری نمی کند و بسته می شود و راه بازگشت سوخت باز می شود. نیروی اعمالی برای کنترل پلانجر طی افزایش فشار در سوپاپ کنترل حفره ، افزایش می یابد. سوزن بسته می شود و پاشش متوقف می شود.

شکل بالا یک نمونه از انژکتورهای ریل مشترک قدیمی بوش را نشان می دهد. بر خلاف سیستم یونیت انژکتور و یونیت پمپ این سیستم دارای مخزن ریل فشار است که به همه انژکتورها متصل است. وقتی سولنوئید جریان داده می شود حجم سوختی که روی سوزن تخلیه می شود به ان فشار می اورد. این باعث می شود که سوزن از جای خود بلند شده و تزریق اغاز شود. پمپ های فشار قوی این نوع سیستم ها از پلانجری با جنسدی اکسید زیرکنیم که یکنوع سرامیک است ساخته می شود.

انژکتور های پیزو الکتریک در سیستم سوخت رسانی دیزل کامان ریل بوش

VW TDI  2009 2011-

مزیت بزرگ سیستم سوخت رسانی کامان ریل در انژکتورهای پیزوالکتریک انها است، انها نسبت به انژکتورهای فنردار ، سولنوئیدی و یونیت انژکتورهای بادامک دار ، کنترل بهتری روی مقدار پاشش و مقدار ان دارند. بر خلاف سیستم های قدیمی ، انها می توانند پاشش های مستقل و چند گانه ای داشته باشند. انژکتورهای پیزو الکتریک به جای سولنوئید از یک نوع کریستال پیزو الکتریک که با دادن ولتاژ الکتریکی منبسط می شود، استفاده می کنند.

کریستال می تواند در چند هزارم ثانیه ، چهار تا پنج برابر سولنوئید سریعتر عمل کند. انبساط کریستال ، سوزن انژکتور را حرکت می دهد. سوزن همچنین می تواند با جرم حدود 75 % کمتر ساخته شود. اثر این سرعت پاشش دقیق و سریع ، قدرت بیشتر و احتراق پاک تر است. با پاشش کم مقدار کمی از سوخت قبل از پاشش اصلی ، صدای کمتر و احتراق نرم تری خواهیم داشت که لرزش های موتور نیز ارام و نرم خواهد شد. انژکتورهای قدیمی فقط یک پاشش اصلی داشتند در حالی که انژکتورهای پیزو الکتریک می توانند تا 5پاشش در یک مرحله داشته باشند. انژکتورهای سیستم سوخت رسانی کامان ریل جدید 8 سوراخ دارند که این اجازه را می دهد که سوخت با پودر شدن بهتری پاشیده شود، که همچنین صرفه اقتصادی سوخت و قدرت را افزایش می دهد.

اجزا:

اتصال الکتریکی ، اتصال ورودی سوخت فشار قوی

فیلتر ، برگشت سوخت

عملگر پیزو ، پیستون کوپلینگ

پیستون سوپاپ ، فنر پیستون سوپاپ

سوپاپ تعویض و سوئیچینگ ، ورق دریچه کنترل

فنر سوزن ، اب بندی

پایه سوزن ،

مزیت های مهم این نوع انژکتور در سیستم سوخت رسانی دیزل:

کارکرد در زمان های خیلی کوتاه

امکان پاشش های چند گانه در یک سیکل

اندازه گیری دقیق مقدار پاشش

سیستم فشار پایین :

این بخش وظیفه تامین سوخت پمپ فشار قوی را دارد.( در پمپ های توزیع کننده، پمپ های ردیفی، تکواحدی، یونیت انژکتور و یونیت پمپ)این سیستم شامل پمپ سوخت الکتریکی یا پمپ دنده ای ، فیلتر سوخت ، خنک کننده ی سوخت و لوله های فشار ضعیف می شود. پمپ سوخت الکتریکی بالای پمپ فشار قوی نصب می شود. سیستم های مختلف بنا به نوع پمپ انژکتوری توسعه یافته به کار برده می شوند. در پمپ های ردیفی عموما پمپ های فشار پایین پلانجری هستند که توسط بادامک حرکت کرده و در مقایسه با سیستم های مدرن ، پلانجر های پمپ تنها سوخت را به حالت ضربه ای و شوک دار می توانند تامین کنند. در موتورهای جدید با سیستم های ریل مشترک، یونتیت پمپ و یونیت انژکتور پمپ های دنده ای سیستم اولیه را پشتیبانی می کنند و اغلب در پوسته پمپ انژکتور قرار می گیرند.

پمپ های دنده ای اغلب شامل پوسته ای هستند که همراه با مجرای ورودی و خروجی و همچنین دو چرخ دنده که یکی از انها محرک هست. خروجی چمچ جایی است که دنده ها به هم نزدیک شده اند و سوخت بین دنده ها و پوسته محبوس می شود. این پمپها ساختار ساده دارند و محکم و ارزان هستند.