Common Rail - Diisel (0)

Common rail diisel
Sissejuhatus
Võrreldes bensiinimootori tööpõhimõttega, 
on diiselmootoril järgmised olulised 
erinevused:
  Tööprotsess silindris  toimub alati õhu 
ülejäägiga
  Silindrisse moodustunud küttesegu 
süüdatakse kuumusega, mis tekib õhu 
kokkusurumisest survetakti lõpus: kütus 
pihustatakse kuuma õhu sisse ning 
üheaegselt segu moodustumisega toimub 
ka selle segu süttimine.
  Väntvõlli pöörlemissagedust reguleeritakse 
silindritesse pihustatava kütuse kogusega. 
Sissejuhatus
Diiselmootorite areng
Mootorite tootjad peavad paratamatult arvestama klientide 
nõudmistega, mis põhiliselt seisnevad:
  madalas kütusekulus
  piisavas võimsuses
  mootori kohanemisvõimes mitmesuguste
   kasutustingimustega
 madalas müratasemes
             jne.
Kaasaegsete automootorite, sealhulgas ka diiselmootorite areng ongi 
suunatud ülaltoodud nõudmiste kohandamises mitmesuguste 
keskkonnakaitseliste nõudmistega. Kõike seda arvesse võttes ongi 
jõutud diiselmootorite toiteaparatuuri arengus CR  seadmeteni .
CR – kujutab endast arvutijuhitavat kütuse kõrgrõhu otsepritset 
silindritesse. Seda toitesüsteemi nimetatakse ka “ühisanumpritseks”. 
Sissejuhatus
Diiselmootori  segumoodustus ja segu 
põlemine.
Di selmootori küttesegu moodustatakse silindri sisemuses. Kütus 
pihustatakse põlemiskambrisse  pihusti  kaudu rõhu al , mis on mitu 
korda suurem kui on õhu rõhk põlemiskambris survetakti lõpus. 
Kütuse ki rus on 150...400 m/s  ning kütusejuga jaguneb 
0,002...0,003 mm läbimõõduga pi skadeks. 
Segumoodustamiseks põlemiskambris jääb väga vähe aega: kütus 
peab pihustuma, aurustuma ja süttima. Sel eks, et kõik see jõuaks 
korralikult toimuda, peab iga kütusepi sa ümber olema piisavalt õhku 
ning sel epärast antaksegi di selmootori silindrisse õhku rohkem, kui 
seda  otseseks  põlemiseks vaja oleks. 
Sissejuhatus
Põlemiskambrite tüübid
 Nüüdisaegsete diiselmootorite põlemiskambrid jagunevad ehituse poolest  jaotatud  ja jaotamata 
põlemiskambriteks.
Jaotatud põlemiskambrid  koosnevad kahest osast: põhikambrist  , mis paikneb kolvis ja 
abikambrist (keeriskambrist)  , mis asub plokikaanes. Keeriskambri maht moodustab kogu 
põlemiskambri üldmahust 60...70%. Keeriskambri kuju soodustab intensi vsete õhukeeriste 
tekkimist. Õhuvool haarab pihustist pihustunud kütuse, mis seguneb, aurustub ja süttib. 
Keeriskambrist  tungivad  põlevad gaasid põhikambrisse, kus kütus põleb lõplikult.
Jaotatud põlemiskambrite eelised jaotamata põlemiskambrite ees:
1.Segu moodustumine võib toimuda suhteliselt väikese pritserõhuga (11...15MPa).
2.Mootori töö on suhteliselt pehme, mootori töö on vaiksem
3. Heitgaasid  on puhtamad
Jaotatud põlemiskambrite puudused jaotamata põlemiskambrite ees:
1.Suurem kütuse  erikulu , mis on tingitud soojakadudest suuremast põlemiskambri 
seinapindalast.
2.Mootori raskem käivitamine suurte soojakadude tõttu. Seepärast varustatakse sellised  mootorid  
hõõgküünaldega.
Jaotatud põlemiskamber
Jaotamata põlemiskambrid kujutavad endast ühtainukest ruumi, mis tavaliselt paikneb kolvi 
sees. Põlemiskambri kuju peab aitama tekitada intensiivseid õhukeeriseid.
Sissejuhatus
Jaotamata põlemiskambrite eelised:
1.Suurem ökonoomsus
2.Kergem käivitamine
Jaotamata põlemiskambrite puudused:
1.Jäigem töö, mootori töö mürarikkam
Sissejuhatus
Jaotatud põlemiskamber                                               Jaotamata põlemiskamber 
Sissejuhatus
Sissejuhatus
Võmaldab väiksema töömahuga mootoreid
Eelpihustuse ajal on õhu ja kütuse segu hästi  lahja  (50:1), 
põhipihustusel aga 16:1. Lisaks müra vähendamisele  alandab  
eelpihustuse lahja küttesegu ka põlemistemperatuuri ning 
lämmastikoksiide tekib vähem. 
Esimese sõiduautole mõeldud ühisanum diiselmootori ehitas aga 
1990. aastal  Fiat . 1994 läks Fiati alustatud projekt üle Robert  Bosch  
Gmp-le järelviimistluseks ja saritoodangusse sobitamiseks.
Süsteemi ülevaade
VÄNTVÕLLI 
PÖÖRLEMISSAGEDUSE  ANDUR
(Induktiivandur) 1) Püsimagnet
2) Anduri korpus
3) Sidurikoda
4) Terassüdamik
5) Mähis
6) Hammasvööga ketas 
( hooratas )
Väntvõlli pöörlemissagedus andur
Kasutatakse impulsrattaid 58 + 2, st, et muidu 
kuuekümnehambalisel kettal on kaks hammast puudu. Sellega 
on ära märgitud väntvõlli esimese ja neljanda vändakaela 
ülemise surnud seisu asend.
NUKKVÕLLI  ASENDI  ANDUR
Nukkvõlli asendi anduri kaudu saab mootori arvuti infot selle kohta, 
missuguneprotsess mingis silindris antud hetkel toimub. Nukkvõlli asendi 
andur on reeglina Hall´i andur.Hall´i anduri põhiosaks on üliõhuke 1,2 × 1,2 mm 
pool-juhtplaat, millest juhitakse A → B suunas läbi vool. Magnetvälja 
puudumisel punktide E ja F potentsiaalide vahe on “0”. Kui läbi pooljuhtplaadi 
lasta magnetväli, tekib pooljuhis punktide “E” ja “F” vahel nõrk (umbes 0,001V) 
pinge, mis  kallutab  läbi punktide A ja B liikuva voolu jõujooni (vool jääb 
nõrgemaks). Seda efekti kasutataksegi anduri töös.
Nukkvõllile kinnitatud  ekraan  (1) 
tekitab magnetvoo, kui ekraani 
metallosa on kohakuti anduriga. 
Sellisel juhul on  andurit  läbiv 
vool minimaalne. Kui anduriga 
kohakuti on ekraani vahekoht, 
läbib andurit maksimaalne vool 
Kütuse temperatuuri andur
Kütuse temperatuuri anduriks on NTC 
tüüpi (negatiivse 
temperatuurikoefitsiendiga)  pooljuht , 
mille asukoht võib olla:
  kõrgrõhu latis
  kütuse tagasivoolu torustikus
  kütuse filtris 
Temperatuuri anduri signaali järgi 
mootori arvuti:
  määrab kütuse temperatuuri
  korrigeerib pihustatavat kütusekogust
Kütuse temperatuuri anduri võimalik asukoht:
KÜTUSE KÕRGRÕHU  ANDUR
Kõrgrõhu andur informeerib mootori 
arvutit pihustitele antavast rõhust. 
Vajadusel saab arvuti 
korrigeerida  rõhku. Andur paikneb 
kõrgrõhu latis. See on piesoelektriline 
andur, mis muudab kõrgrõhu latis 
valitseva kütuse rõhu elektriliseks 
signaaliks. 
1 – kütuse rõhukanal
2 – terasmembraanil paiknev piesoelektriline
       element
3 – elektriline ühendus
4 – signaali töötlemise elektrooniline  plokk
5 - pistik
SISSELASKETORUSTIKU RÕHU ANDUR
Õhu sisselasketorustiku 
rõhuandurit kasutatakse siis, 
kui  turbolaadur  on arvutijuhitav 
ja mootori heitgaaside 
saastesisaldus peab vastama 
vähemalt EURO4 nõuetele.
Tänu selle anduri 
informatsioonile, saab mootori 
arvuti täpsemalt juhtida 
heitgaasi  tagastust ja 
mõningatel juhtudel ka 
silindritesse pihustatavat 
kütusekogust (kui tekib oht 
tahma  tekkeks),  sest õhukogus 
on täpsemini määratud. Peale 
selle on ka turbolaaduri töö 
arvuti pideva kontrolli all.
• ÕHUKULUMÕÕTUR 
Kuumkilega 
õhukulumõõtur
Õhukulumõõtur sisaldab kuumkile-
elementi ja kahte termistori. Juhtplokk 
kuumutab kile-elemendi (õhuke  nikli  kile) 
ligikaudu 150…200 C-ni. Mööduv õhk 
jahutab seda ning siseneva õhu mass 
määratakse termistoride poolt 
mõõdetavate temperatuuride vahe järgi. 
Süsteem võib  sisaldada  ka NTC tüüpi 
temp. andurit, mil e signaali ei vajata õhu 
massi määramiseks vaid mis 
saadetakse  mööda CAN võrku teistele 
juhtplokkidele
SIDURIPEDAALI  ANDUR
Siduripedaali anduri signaali on 
vaja tühikäigu 
pöörlemissageduse kiiremaks 
stabiliseerimiseks ja püsikiiruse 
hoidja väljalülitamiseks. Ka see 
on kontaktandur, ehituselt 
jaguneb kas reguleeritav andur 
või mittereguleeritav.
PIDURIPEDAALI   ANDURID
Piduripedaali andur informeerib mootori 
juhtarvutit piduripedaali vajutamisest.  
Reeglina on tegemist kontaktanduriga ja 
tavaliselt on see andur dubleeritud. 
Dubleerimine on vajalik piduripedaali 
signaali  edastamise kindlustamiseks. 
Kahe anduri  olemasolul  on kaks  varianti :
           1. Omavahel kokkuehitatud 
andurid
Piduripedaali anduri signaali järgi reguleeritakse 
kütuse etteannet pihustitele ja lülitatakse välja 
püsikiiruse hoidja (kui see on olemas). 
GAASIPEDAALI  ASENDI ANDURID
Gaasipedaali asendi andur 
informeerib  mooto -ri juhtarvutit 
autojuhi vajadusest mootori 
koormuse ja väntvõlli 
pöörlemissageduse osas.
Õhu  etteanne
Õhu etteanne
Mootori võimsuse suurendamise üheks võimaluseks on nn. silindrite 
ülelaadimine, mis tähendab seda, et mootori sisselasketakti ajal 
antakse õhk või küttesegu silindrisse väikese rõhu (1,6...1,8 bar´i)  
all, samal ajal kui tavamootorites  imetakse õhk või küttesegu 
silindrisse kolvi al aliikumisest tekitatud hõrenduse toimel. Silindrite 
ülelaadimiseks kasutatakse  kaasajal  kõige rohkem just  
turbolaadureid, kuigi selleks on veel teisigi võimalusi. Turbolaaduri 
tööpõhimõtteks on mootori heitgaaside energia ärakasutamine 
õhurõhu tekitamiseks mootori  sisselasketorustikus . Tema  eeliseks  
loetakse seda, et turbolaadur ei võta oma tööks mootori energiat. 
Puuduseks on väike  tootlikus  mootori väiksematel pööretel, näiteks 
auto ki rendamisel või liikumisel mäest üles, suurel  koormusel . 
Heitgaaside rõhk on siis väike ja seetõttu turbolaadur ei saa anda ka 
vajalikku õhurõhku. 
Õhu etteanne
Laias laastus võib turbolaaduri ehituse jagada kolme ossa:
1.  Turbiin . Siia juhitakse mootori heitgaas , mis paneb pöörlema turbiinratta. 
Turbiinratas on kinnitatud võllile, mille teises otsas on pumbaratas. Seega 
paneb turbiinratas pöörlema pumbaratta.
2.  Pump . See on mõeldud õhu pumpamiseks sisselasketorustikku. 
Turbiinrattaga ühele võllile kinnitatud pumbaratas tõmbab oma 
pöörlemisega õhku läbi õhufiltri ning tekitab vajaliku rõhu (1,6 kuni 1,8 bar´i) 
sisselasketorustikus.
3. Võlli korpuses pöörleb kahel pronkspuksil võll. Kuna võlli 
pöörlemissagedus võib ulatuda 10 000 pöördeni  minutis  ja  enamgi , siis on 
väga suur tähtsus pronkspukside õlitusel: sinna juhitakse mootori 
õlitussüsteemist õli rõhu all mis lahutab võlli ja  puksi  teineteise suhtes 
liikuvad pinnad omavahel. Siit tuleneb ka väga oluline nõue: mootorit ei 
tohi seisata suure pöörlemissageduse ajal. Kui seda teha, siis mootori 
seiskumise tõttu lõpeb õlirõhk  turbiini võlli puksidele, kuid turbiinratas, võll ja 
pumbaratas jätkavad inertsist veel pöörlemist ning võll ilma õlituseta 
"jookseb kinni". 
EGR
EGR
Ülaltoodud  skeemil  on järgmised heitgaasi tagastust puudutavad tähised:
4 – Heitgaasi (EGR) tagastusklapp. Selle avanemisel juhitaksegi heitgaas sisselaske 
      torustikku.
5 – Jahutatud õhu  klapp , juhib tegelikult läbi vahejahuti sisselasketorustikku lastavat
      õhku, kuid EGR süsteemis saab selle klapi abil tekitada suuremat hõrendust 
sisse-
      lasketorustikus ning sellega reguleerida heitgaasi kontsentratsiooni õhu hulgas.
8 – Heitgaasi  jahuti , jahutab silindritesse antavat heitgaasi, et suurendada selle tihe-
       dust . Heitgaasi jahutatakse jahutusvedelikuga( gaas -vedeliktüüpi soojusvaheti)
17 – Arvutijuhitav  hõrendusklapp  soojendatud  õhu klapi  juhtimiseks
18 – Arvutijuhitav hõrendusklapp heitgaasi tagastusklapi juhtimiseks
19 - Arvutijuhitav hõrendusklapp jahutatud õhu klapi juhtimiseks
22 – Jahutatud õhu klapi hõrendusega töötav  ajam
EGR
Heitgaasi  tagastus (EGR –  exhaust  gas recirculation) on vajalik NOx 
sisalduse vähendamiseks väljalaskegaasides: silindrites hakkavad kõrge 
temperatuuri tõttu ühinema lämmastik (N2) ja hapnik (O2), tekitades küllalt 
mürgiseid ühendeid (NOx). Lisades silindritesse lastava õhu hulka natuke 
heitgaasi, alandatakse sellega põlemistemperatuuri ja vähendatakse 
diiselmootori silindrites paratamatult esinevat hapniku ülejääki. 
Lõpptulemusena saadaksegi puhtamad heitgaasid, kuigi mingil määral 
väheneb ka mootori võimsus.
Mootori  juhtarvuti rakendab heitgaasi tagastuse tööle ainult teatud mootori 
töörežiimidel, siis, kui NOx tekkimise tõenäosus on kõige suurem, näiteks 
mootori keskmistel koormustel. Heitgaasi tagastus ei tööta järgmistel 
tingimustel:
Väntvõlli pöörlemissagedus alla 725 min-1 või üle 2650  min-1.
Mootori suurtel koormustel
Jahutusvedeliku  temperatuur  alla 60˚C või üle 105˚C
Tahmafiltri regenereerimise ajal
Õhu etteanne
HÕÕGKÜÜNLAD
Hõõgküünlad 
soojendavad  silindritele 
antavat õhku enne külma 
mootori käivitamist,  
käivitamise ajal ja ka 
natuke aega pärast seda. 
Tänu sellele käivitub 
mootor kiiremini, külm 
mootor töötab vaiksemalt 
ja heitgaasid on väiksema 
toksilisusega.  
Kõrgrõhu pump
Kõrgrõhu pump tekitab vajaliku kütuserõhu kõrgrõhu latis. Ajamivõll saab 
oma pöörlemise gaasijao-tusmehhanismi ajami hammasrihmalt. Kütus 
siseneb kanali (1) kaudu ja antakse kõigi kolme plunžer-paari juurde. 
Plunžeri allaliikumisel siseneb kütus läbi plaatklapi (6) hülssi ja plunžeri 
ülesliikumisel surutakse läbi kuulklapi (7) välja ning läbi väljalaskekanali 
(3) kõrgrõhu  latti . Rõhuregulaatorit (4) juhib mootori juhtarvuti ning rõhku 
hoitakse vastavalt mootori koormusele ja väntvõlli pöörlemissagedusele 
kuni 1350 bar´i. Mõningatel kergematel koormustel, näiteks mäest 
allasõidul, võib pumba  tootlikkus  osutuda liiga suureks ning sellisel juhul 
lülitatakse  seadme (2) abil üks plunžerpaar tööst välja.  
kõrgrõhulatt
Kõrgrõhu  latt on valatud terasest  iga 
mootoritüübi jaoks eraldi ning ta peab:
  säilitama kõrge rõhu all vajaliku 
kütusevaru igaks mootori töörežiimiks
  tagama kütuse ühtlase jagunemise 
kõikide pihustite vahel
   kustutama pihustite avanemisest ja 
sulgumisest tingitud kütuse 
pulseerimise
pihusti
Pihusti koosneb kolmest suuremast 
osast:
  Pihusti elektriline osa – selles 
paikneb BOSCH´i pihustitel 
elektromagneti mähis,  SIEMENS `i 
pihustitel piesoelektriline element. 
Pihusti elektriline osa juhib pihusti 
tööd.
  Pihusti keres on kütusekanalid, 
rõhukamber, tõukurvarras ja vedru.
  Pihusti otsikus on väga täpselt 
töödeldud pihusti nõel, 
pihustusavad ja töökamber. Parema 
pihustuskvaliteedi saavutamiseks 
on tehtud rohkem (4 või enam) 
väikese läbimõõduga pihustusava. 
              NB! Pihusti osandamine on 
keelatud!
Kütuse rõhk kõrgrõhu latist antakse ka pihustile, kus ta täidab 
kütusekanalid, rõhukambri (A) ja töö-kambri (B). Kuivõrd 
kütuserõhud nendes kambrites on võrdsed, siis tõukuri vedru (1) 
toimel surutakse pihusti nõel (3) alla ja pihusti on suletud. 
Pihusti
Pihustid  on arvutijuhitavad, 
avanevad elektromagnetiliselt.
Pihusti väliselt nähtavad 
põhiosad:
1 – pihusti nõela otsik
2 – nõela otsiku kinnituskübar
3 – pihusti  kere
4 – kõrgrõhu etteandeotsik
5 – elektromagneti korpus
6 – pistikupesa
7 – kütuse tagasivooluotsik
8 – elektromagneti korpuse 
kinnitus -
      mutter
Ühel  mootoril  peavad kõik pihustid olema ühesuguse tähisega. Kui mootorile paigaldatakse mingi 
teise klassi pihustid, tuleb vastav parandus viia mootori juhtarvutisse.
Mõningatel versioonidel tuleb pihustite vahetusel sisestada mootori  arvutisse  ka vahetatava 
pihusti läbisõit. 
Pihustid jagunevad 
pihustusavade läbimõõdu 
järgi kolme klassi, mida 
tähistatakse pihustil kas: 
        numbriliselt,          
tähega                   või 
värvilaiguga
Ühel mootoril peavad kõik pihustid olema ühesuguse 
tähisega. Kui mootorile paigaldatakse mingi teise klassi 
pihustid, tuleb vastav parandus viia mootori juhtarvutisse.
Mõningatel versioonidel tuleb pihustite vahetusel sisestada 
mootori arvutisse ka vahetatava pihusti läbisõit. 

Document Outline

• Common rail diisel
• Sissejuhatus 
• Sissejuhatus
• Slide 4
• Slide 5
• Slide 6
• Slide 7
• Slide 8
• Slide 9
• Süsteemi ülevaade 
• VÄNTVÕLLI PÖÖRLEMISSAGEDUSE ANDUR 
• Väntvõlli pöörlemissagedus andur
• NUKKVÕLLI  ASENDI  ANDUR
• Kütuse temperatuuri andur
• KÜTUSE KÕRGRÕHU  ANDUR 
• SISSELASKETORUSTIKU RÕHU ANDUR
•  ÕHUKULUMÕÕTUR 
• SIDURIPEDAALI  ANDUR
• PIDURIPEDAALI  ANDURID
• GAASIPEDAALI ASENDI ANDURID
• Õhu etteanne
• Slide 22
• Slide 23
• EGR
• Slide 25
• Slide 26
• Slide 27
• Kõrgrõhu pump
• kõrgrõhulatt
• pihusti
• Slide 31
• Pihusti
• Slide 33