prezentare curs14

Cap.14

Sisteme de injecţie avansate folosite la motoarele cu aprindere prin comprimare

Tematica cursului cuprinde următoarele subcapitole:

14.1. Evoluţia sistemelor moderne de control al procesului de injecţie de combustibil folosite la m.a.c.

14.2. Principii de funcţionare, cerinţe, clasificare

14.3. Sistemul de injecţie tip rampă comună sau “common rail”

14.4. Sistemul de injecţie tip pompă injector sau injector unitar (PD-pompă-diuză

Bibliografia se poate consulta din:

1. U. Dohle s.a., Advanced Diesel Common Rail Systems for Future Emission Legislation-Robert Bosch GmbH, Stuttgart, Germany,-2003

2. K. Ahlin ,Modelling of pressure waves in the Common Rail Diesel Injection System –LiTH-ISY-3081-2000

3. V.D.Negrea-Procese în motoare cu ardere internă, Editura Politehnica-4. Kraftfahr Technisches Taschenbuch Bosch-Robert Bosch GmbH, Stuttgart,

Germany5. 1.9-Liter TDI Engine with Pump Injection (Pumpe Duse) Design and Function-

Volkswagen of America Inc.,U.S.A. 2003

14.1 Evoluţia sistemelor moderne de control al procesului de injecţie de combustibil folosite la m.a.c.

89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 2000

Număr de autoturisme diesel

Număr total de autoturisme

Fig. 2 Prima pompă de injecţie Bosch

14.2. Principii de funcionare, cerinţe, clasificare

Fig.3 Schema bloc a unui sistem modern de la un motor

Date de intrare

(senzori)

Calculator

ECU

Date de ieşire

(actuatori)

Fig.4 Factorii de influenţă ai optimizarea arderii

Fig.5 Variaţia presiunii de injecţie şi ridicarea acului injetorului

Rezumând cerinţele impuse unui sistem de injecţie avansat putem aminti câteva:

-flexibilitate a presiunii de injecţie -presiunea maximă de injecţie funcţie de aplicaţia dorită -avans flexibil la injecţii şi multinjecţii -posibilitatea realizării injecţiei pilot şi postinjecţiei cu doze mici de

combustibilPe lângă acestea putem adăuga:

-deschiderea rapidă a orificilor injectorului -injecţia redusă pe perioada întârzierii la autoaprindere dar posibilitatea

obţinerii unei injecţii maxime în zonele cu exces de aer local ridicat -creşterea puternică a vitezei de injecţie după începutul arderii -obţinerea unei valori maxime a vitezei de injecţie câtre sfârşitul injecţiei -închiderea rapidă a orificilor injectorului

Figura 6 Optimizarea injecţiei

•Pompă cu distribuitor mecanic de tip VE-VP

Semnificaţia notaţiilor din figura este: 1-Supapă de control al presiunii de intrare; 2-regulator de turaţie; 3-limitator de debit; 4-capul hidraulic ce are rol de realizare şi distribuţie a presiunii 5-;6-Sistem de modificare a avansului de început de injecţie; 7-Camă; 8-Opritor electronic

•Pompă de injecţie cu regulator electronic de turaţie tip DS

•Pompă de injecţie cu control electronic tip Stanadyne

• Piston radial Injector si pompa

•Injector RSN cu sensor electronic

14.2 Sistemul de injecţie tip rampă comună sau “common rail”

Sistemul “common rail”-ansamblul general

Injector folosit la sistemul de injecţie “common rail”

Schema funcţională de principiu a sistemului „common rail 1-rezervor; 2-pompă volumică de alimentare; 3-filtru de combustibil; 4-pompa de injecţie de foarte înaltă

presiune; 5-ventil de reglare a presiunii; 6-unitate electronică de calcul (UEC); 7-traductor de turaţie; 8-traductor pentru poziţia arborelui cu

came; 9-traductor pentru poziţia pedalei de

acceleraţie; 10-traductor pentru presiunea de

supraalimentare; 11-temperatura aerului; 12-temperatura fluidului de răcire; 13-traductor pentru măsurarea

debitului de aer; 14-traductor pentru conducta comună

de foarte înaltă presiune; 15-conducta acumulator pentru

combustibil de foarte înaltă presiune; 16-injectoare

114 1

55

16

3

6

78

9 133

11

10

12

4

2

Schema funcţională de principiu a sistemului „common rail

TRADUCTOARETuratie

Pozitia arborelui si a arborelui cu came

Poziţia pedalei de acceleraţie Presiunea de supraalimentare

Debit de aerTemperatura)aer, fluid de racire

Alti senzori FGRPresiunea atmosferica

traductoare diverse

UECC

COMENZI LA:Recirculare gaze arse

Grup de turbo-supralimentare

Instalaţia de climatizareDiagnosticare pentru

defectiuniComenzi pentru

pompa si ventile de injectie (CAN)

Aparate de bord

Schema de ansamblu a UEC şi funcţiile sale

•Evoluţia sistemelor “common rail”

A treia generaţie injectoare “common rail”

A patra generaţie injectoare “common rail”

Pompa de înaltă presiune

14.4. Sistemul de injecţie tip pompă injector sau injector unitar (PD-pompă-diuză)

Schema de principiu a instalaţiei de injecţie de înaltă presiune IU/UP

Secţiune prin sistemul injector unitar tip IU

Secţiune prin pompa de injecţie de tip UP

Unitate injector pompa cu ventil de comanda cu element piezo

tehnologie utilizată de grupul Volkswagen

2 versiuni PPD 1.0 si PPD 1.1 (dezvoltate de Siemens VDO Automotive AG şi de Volkswagen AG)

Fixarea unitatilor in chiulasa este identica. Diferente ale unitatilor PPD fata de unitatile PD cu ventil magnetic (atentie la numarul ET).

Cu ventil magnetic Cu ventil cu element piezo

Generalitati

Imbunătăţiri

Presiune de injectie Fazele injectiei

Timpi variabili de injectie

max. 2200 bar

min. 130 bar

Generalităţi

Preinjectia incepe pe la 130 bar (initial 160 bar)

Injectie principala: la sarcina maxima pana la 2200bar (initial 2050bar)

Piston pompa

Imbunatatiri (grad de eficacitate)

Camera de presiune ridicata

Pistonas de compensare

Generalitati

(desenele sunt de la unitatile PD cu ventil magnetic )

Supapa de presiune (unisens)

Piston de inchidere

Ventil piezo

Constructie

Noutati tehnice

Inversul efectului piezoelectric

Element piezo fara tensiune U

Element piezo cu tensiune U

Constructie

Element de executie de tip piezo

Modificarea in lungime a unui element de tip piezo

Modificare lungime

Ten

siu

ne

U

Element de executie piezo (schematic)

Constructie

Tensiunea de comanda este dependenta de temperatura elementului piezo si de cantitatea de injectie (cca.100-200V).

Amplificator (mecanism cu parghii)

- pozitie de repaus - elementul piezo activat

- acul ventilului inchis- acul ventilului deschis

Constructie

Supapa de presiune (unisens) pentru camera arcului duzei

de ex. sfarsitul preinjectiei

camera arcului duzei se va umple

Inceputul injectiei principale sau a preinjectiei

Se va mentine presiunea in camera arcului duzei.

Constructie

Piston de inchidere

Intarziere la deschiderea duzei

Accelerare la inchiderea acului duzei

Fanta de scurgere pe langa pistonul de inchidere

Constructie

Preinjectie

• In camera arcului duzei nu este presiune

•Amortizarea acului duzei limiteaza cursa de deschidere a acesteia.

•Acul duzei se deschide la cca. 130 bar.

Procedeul de injectie

Injectia principala si postinjectia

•Camera arcului duzei „se umple“ cu combustibil cu presiune ridicata

•Acul duzei se va deschide complet.

•Acul duzei se deschide de la o presiune de cca. 400-600 bar.

Procedeul de injectie

Cleme de fixare pe canalul pentru cablaj

Manson pentru montaj T10308

Demontare/montare

BIP (Beginning of Injection Period)

Simos PPD 1

BIP (inceputul injectiei)

• Impuls test pentru masurarea BIP-ului la fiecare 5 cicluri de injectie, in pauza dintre injectii

• BIP = inflexiune a curbei de tensiune, la inchiderea acului ventilului.

Timp

Ten

siu

ne

U

Diagnoza

VAS 5051

Ghidul de cautare a defectelor pentru motorul 2,0l-103kW-4V-TDI (BKP) cu PPD1.0

Germana: incepand cu versiunea de soft 59.01

Celelalte limbi: incepand cu versiunea de soft 60.00

Diagnose

Va multumesc pentru atentie.