Karakteristike konvencionalnog sustava ubrizgavanja
U konvencionalnim sustavima ubrizgavanja goriva s razvodnikom i pumpom za direktno ubrizgavanje, sustav ubrizgavanja uključuje samo glavnu fazu ubrizgavanja - bez pilota i kasnog ubrizgavanja. U elektromagnetski upravljanoj pumpi za distribuciju goriva, radnje se događaju kako se približava faza upravljanja ubrizgavanjem goriva. U konvencionalnim sustavima, operacije stvaranja tlaka i podešavanja količine ubrizganog goriva međusobno su povezane interakcijom bregastog vratila i klipa pumpe za gorivo. To ima sljedeće učinke na karakteristike ubrizgavanja goriva:
- tlak ubrizgavanja raste s povećanjem brzine i količine zraka koji ulazi u motor;
- tijekom samog procesa ubrizgavanja, tlak ubrizgavanja se povećava, a zatim smanjuje do konačnog tlaka ubrizgavanja.
Kao rezultat toga, javljaju se sljedeće posljedice:
- manja količina goriva se ubrizgava pod nižim tlakom od količine zraka koja ulazi u motor;
- vršni tlak je više nego dvostruko veći od prosječnog tlaka ubrizgavanja;
- u skladu sa zahtjevima za učinkovito izgaranje, krivulja brzine ispuštanja je zapravo trokutasta.
Vršni tlak je odlučujući za mehaničko opterećenje elemenata pumpe za gorivo i njezin pogon. U konvencionalnim sustavima ubrizgavanja goriva, ovo je odlučujuće za kvalitetu stvaranja smjese u komori za izgaranje.
Krivulja brzine rasterećenja za konvencionalni sustav ubrizgavanja goriva
Karakteristike sustava ubrizgavanja "Common Rail" (sustav goriva iz baterije)
U usporedbi s konvencionalnim sustavima ubrizgavanja, za postizanje idealnih karakteristika ubrizgavanja moraju se ispuniti sljedeći zahtjevi:
- za svaki način rada motora potrebno je odvojiti jedinicu za stvaranje tlaka i jedinicu za ubrizgavanje goriva;
- u početnom trenutku ubrizgavanja, količina ubrizganog goriva treba biti što manja (tj. mora se uzeti u obzir inercija između početnog trenutka ubrizgavanja i početka paljenja).
Ove zahtjeve ispunjava sustav ubrizgavanja "Common Rail" – sustav napajanja baterijama – s njegovim upravljačkim i glavnim fazama ubrizgavanja.
"Common Rail" je blokovni sustav i, u biti, sljedeće jedinice su odgovorne za karakteristike ubrizgavanja goriva:
- elektromagnetski kontrolirani injektori uvrnuti u glavu cilindra;
- akumulator visokog tlaka (rail);
- visokotlačna pumpa za gorivo.
Krivulja brzine rasterećenja za sustav ubrizgavanja goriva "Common Rail"
Za funkcioniranje sustava potrebni su i sljedeći čvorovi:
- e-kontrolni uređaj ECU;
- senzor brzine radilice;
- senzor položaja bregastog vratila (fazni senzor).
U osobnim automobilima za stvaranje tlaka koristi se visokotlačna radijalna klipna pumpa, a tlak se stvara neovisno o procesu ubrizgavanja goriva. Performanse pumpe su direktno proporcionalne brzini okretaja radilice motora. U usporedbi s konvencionalnim sustavima ubrizgavanja, stvarno ubrizgavanje goriva je ujednačeno, tj. kod Common Raila visokotlačna pumpa za gorivo nije samo manja, već je i njezin pogon manje osjetljiv na vršna opterećenja.
Ubrizgavači goriva spojeni su na razvodnik kratkim vodovima i u biti uključuju mlaznice i solenoidni ventil kojim upravlja ECU. Nakon što se solenoidni ventil isključi iz struje, ubrizgavanje goriva prestaje. Uz pretpostavku konstantnog tlaka, količina ubrizganog goriva izravno je proporcionalna vremenu otvorenosti solenoidnog ventila. Ovaj proces je potpuno neovisan o brzini radilice motora i brzini pumpe (ubrizgavanje goriva ovisno o vremenu).
Brzo prebacivanje solenoida postiže se korištenjem visokog napona i struje. To znači da se mora koristiti posebno dizajnirani solenoidni ventil kako bi se osigurala podloga prilikom otvaranja. Vrijeme ubrizgavanja određuje EDC (elektronička kontrola dizelskog motora) upravljački sustav koji koristi senzor brzine radilice i senzor položaja bregaste osovine za fazno određivanje radnog ciklusa.