Diiselmootorite juhtseadmed(II) (0)

DIISELMOOTORITE 
JUHTSEADMED
II
I  
I o
  s
o a
TÄIENDUSKOOLITUS AUTODIAGNOSTIKA VALDKONNAS 
Mart Soodla
[email protected]
Sisukord 
Diiselmootori ja selle juhtseadmete ajalugu
Rivipumbaga toitesüsteem
Aksiaal -jaoturpumbaga toitesüsteem I
Rudolf  Diesel
Sündis aastal1858 Pariisis
1892. a. sai  patendi  uudsele 
sisepõlemismootori tüübile
1893. a. koostöös 
masinavabrikuga MAN hakati 
ehitama uudset mootoritüüpi
Esimene õnnestunud 
katsemootor saadi valmis  1897 . 
a. Efektiivsus oli 26,2%.
Suri aastal 1913, kukkudes üle 
laevaparda teel  Inglismaale .
Esimene diisemootor
Kaal: 4,5 tonni
Kõrgus: 3 meetrit
Kütus: maapähkli õli
Suruõhuga  pihustamine
Diiselmootoriga tarbesõiduk
1923 paigaldati esimene diiselmootor 5 
tonnisele MAN  veoautole .
4 silindrit
Eelpõlemiskambriga
Töömaht 8,8l
Võimsus 45…50 bhp
Diiselmootoriga sõiduauto
Mercedes - Benz  
260D
1936. a.
Neli silindrit
Töömaht 2,5l
Võimsus 45 bhp
Rivipumbaga 
toitesüsteem
Robert  Bosch  (1861-1942)
1886 . a. avas väikse töökoja, kus tegeleti 
telefonide, telegraafide jms parandamise 
ja paigaldamisega.
1897. a. arendati välja ja hakati  tootma  
mag
a n
g e
n e
e t
e og
o a
g  
a süü
sü t
ü esü
e
st
sü ee
e m
e e.
e
1922. a. nägi R. Bosch tulevikku ka 
diiselmootorile ning hakkas arendama 
kõrgsurvepumpasid ning pihusteid.
Rivipump
Algne idee heeliksiga varustatud kõrgsurve 
pumba valmistamiseks pärineb Acro AG-lt.
1925. a. sõlmiti Acro AG ja  Boschi  vahel leping 
heeliksiga rivipumpade arendamiseks ja 
tootmiseks
1927. a. sai valmis esimene seeriatoomisse 
läinud rivipump.
1927 – Esimesed kõrgsurve 
rivipumbad
1962 – Aksiaal- jaoturpump
1986 – Elektrooniliselt juhitav 
aksiaal-jaoturpump
1994 – Pumppihustisüsteem 
tarbesõidukitele (UIS)
1995 - UPS
1996 – Radiaal-jaoturpump
1997 – Ühisanumaga 
sissepritsesüsteem
1998 – Pumppihustisüsteem 
sõiduautodele
Diiselmootorite juhtsüsteemid
Heterogeenne  kütuse/õhu suhe.
Õhu kogus (maht) on silindris üldjuhul  konstantne .
Mootori tööd juhitakse ainult põlemiskambrisse 
pritsitava kütuse kogusega.
Juhtsüsteem peab tagama:
Korrektse kütusekoguse
Si
S ssepritse a
  lgushetke õ
  ige ajastuse
Lisaks optimaalsele kütusesegule, tuleb arvestada:
Heitgaaside ohtlike komponentide piiranguid
Põlemise lõpprõhu piiranguid
Heitgaaside temperatuurilimiiti
Mootori maksimaalset pöörlemissagedust ja koormust
Kõrguse ja ülelaadimisrõhu piiranguid
Liigõhutegur
1 kg diislikütuse täielikuks põlemiseks on vaja 14,5 kg 
õhku (õhu tihedus ρ
≈1,2 kg/m3)
õhk
Kütuse põlemiseks tegelikult kulutatud ja teoreetiliselt 
vajaliku õhuhulga suhet nimetatakse liigõhuteguriks 
(täh
ä i
h s 
i λ
s  )
λ .
mtegelik
λ =
mteoreetil nie
m
λ  1
tegelik
λ =
mteoreetiline
Lahja  küttesegu, sest põlemisprotsessist jäi õhku üle.
Näiteks λ = 1,2 näitab, et küttesegus oli 20% rohkem 
õhku kui läks vaja kütuse täielikuks põletamiseks.
m
λ = ,
1 2 =
tegelik
→
m
14 5
tegelik
kg
Liigõhutegur
Lambda  väärtused diiselmootoril on:
Täiskoormusel λ = 
= 1,15…2,00
Tühikäigul λ > 
> 10.
Heter
et ogeense 
er
segu 
ogeense 
m
segu  oodust
m
am
oodust
i
am se t
se  õt
t t
õt u 
t
võivad põlemiskambris  lokaalsed  
liigõhuteguri väärtused olla λ = 0 
0 (puhas 
kütus) kuni λ = 
= ∞ 
∞ (puhas õhk).
Tahma  tekib  rikaste  lokaalsete liigõhutegurite 
tõttu.
Rivipumbaga varustatud 
toitesüsteem
2…12 silindri töö juhtimiseks
Määrimiseks mootori õlitussüsteem või 
diislikütus.
Süsteem koosneb:
Eelf
l i
f lit
l e
t r
Etteandepump
Filter
Mehaaniline  või  elektrooniline  sissepritsekoguse 
regulaator  
Sissepritsehetke ajastusseade
Kõrgsurvepump
Pihustid
Etteandepump
Kõrsurvepumba varustamine kütusega
Kõrgsurvepumba  jahutamine
Süsteemi pidev õhutamine
1…3,5 bar
Elektriline etteandepump
Mehaaniline etteandepump
Ühepoolne etteandepump
Kahepoolne  etteandepump
Käsipump
Süsteemi varustamine 
kütusega peale  hooldus -
ja remonttöid
Süsteemi varustamine 
kütusega peale paagi 
tühjakssõitmist
Süsteemi õhutamine
Kuumades 
tingimustes töötav 
kütusefilter
Õhumullide 
eemaldamine 
lisatagasivoolu k
  audu
Rivikõrgsurvepump
Pihusti  rõhk kuni 1350 
bar-i.
Plunžeri, hülsi  tolerantsid  
väga väikesed –
vahetatakse  ainult 
koostuna.
Käitatakse sünkroonselt 
väntvõlliga
Plunžer-hülss  koost
Plunžeri käik on konstantne
Sissepritsitava 
kütusekoguse muutmine 
vedrukujulise (heeliks) 
soone  abil – plunžeri 
pööramine ümber oma telje.
Määrdesoon
Tööpõhimõte
Sissepritsekoguse muutmine
Eraldiseisva õlitussüsteemiga 
rivipumba plunžer
Erinevad plunžeri ehitused
Üleandeklapp
Asetseb pumbakambri ja 
kõrgsurve toru vahel.
Ülesanne:
Isoleerida  kõrgsurvetorud 
pumbast
Peale
l  p
  ih
i ustu
t st 
t v
  ähendab r
  õ
r hku 
kõrgsurvetorus
Aitab pihustinõelal kiirelt ja 
kindlalt sulguda
Väldib järelpihustust, mis võivad 
tekkida rõhulainete tõttu
Üleandeklapp
Konstantse mahuga üleandeklapp
Häälestatud vastavalt kõrgsurvetoru pikkusele
Järjekorda ei tohi muuta
Konstantse mahu üleandeklapp 
koos tagasivoolu drosseliga
Pihustinõela sulgumisel tekib 
kõrgsurvetoru rõhulaine.
Sekundaarne  pritse
Konstantse survega üleandeklapp
Kõrgema rõhuga 
pumpadel (>800 bar)
Väiksematel, 
kõrgepöördelistel 
mootoritel
Parem hüdrauliline 
stabiilsus
Täpsem pihustuskogus
Pritsekoguse  regulaatorid
Mehaanilised (tsentrifugaalregulaator)
Maksimaalpöörete regulaator
Miinimum-maksimumpöörete regulaator
Muutuva pöörlemiskiiruse regulaator
Kombin
i ats
t io
i onre
r gula
l at
a o
t r
Generaatormootori regulaator
Elektroonilised (EDC – Electronic Diesel 
Control )
Miinimum-maksimumregulaatori karakteristik
Käivituskogus, kiirenduspedaal põhjas
Käivitusjärgne pöörlemiskiiruse 
kasvamine
Tühikäigupöörete saavutamine
Kiirenduspedaali vabastamine
Mootori soojenemine, 
tühikäigupöörete reguleerimine
Kiirenduspedaali põhja  surumine , 
täiskoormus, reguleerimata ala
Momendi kompenseerimine
Ilma ülelaadimiseta mootoritel:
Pöörlemiskiiruse kasvades optimaalne pihustatav 
kütusekogus väheneb
Halvem segumoodustus
Väiksem õhukogus
Te
T r
e miliilse
i
d
se  
d pi
p iir
i an
a g
n u
g d
u
Tahma tekkimise vältimiseks vähendatakse 
pritsekogust – positiivne momendi 
kompensatsioon
Ülelaadimisega mootoritel:
Kompressori tööpiirkonna pöörlemiskiirustel 
optimaalne kütusekogus suureneb – negatiivne 
momendi kompensatsioon
Momendi kompensatsioon
Momendikompensaatori 
rakendumine
Maksimaalpöörete piiramine
Pedaali vabastamine
Ajastusseade
Optimaalse mootori töö saavutamiseks peab 
põlemine algama sobival väntvõlli pöördenurgal.
Pih
i ustu
t se v
  ii
i v
i it
i u
t s – aeg, mis kulub rõhulaine 
levimiseks kõrgsurvetorus (helikiirusel).
Sütt
t i
t m
i is
i e v
  ii
i v
i it
i u
t s – aeg, 
, m
  is
i  k
  ulu
l b p
  ih
i ustu
t se 
järgselt diislikütuse aurustumiseks ning 
põlemisvõimelise segu moodustamiseks 
põlemiskambris.
Konstantsete viivituste tõttu tuleb pöörlemiskiiruse 
kasvades pumbas efektiivtakti alustada varem –
sis
i sepri
r t
i s
t enurk
r .
Efektiivtakti algus kõrgsurvepumbas
Rõhulaine levimine, pihusti 
avanemine,  sissepritse  algus
Kütus-õhk põlemissegu 
moodustumine, süttimine
Põlemine, väljalasketakt
Ajastusseade
Süütehetke määramiseks  piisab  efektiivtakti 
alguse muutmisest.
Ajastusseade erinevatel mootori 
pöörlemiskiirustel
Elektrooniline rivipumbaga varustatud 
diiselmootori juhtsüsteem
Eelised:
Optimaalsem sissepritsekogus kogu mootori 
tööpiirkonnas
Rohkem korrektsioonparameetreid (näit. kütuse 
ti
t h
i edus –
  te
t mpera
r tu
t ur)
r
Lisaseadmete lisamisvõimalus (püsikiirushoidja)
Väiksem ruumivajadus
Plunžerite 
efektiivkäigu 
määramine 
elektroonika 
abil
Ajastusmuhviga rivipump
Pumba efektiivtakti alguse 
määramiseks elektroonika abil
Paindlikum – ei sõltu ainult 
pöörlemi
m skiirusest v
  aid ka 
koormusest, temperatuurist, 
režiimist
Alati elektrooniliselt juhitav
Tagasiside pihustinõela 
avanemisandurilt
Aksiaalkolbidega jaoturpump
Kõige laialdasemalt kasutatav kõrgsurvepump 
sõiduautode diiselmootoritel.
Pihusti rõhk kuni 1900 bar’i.
Kompaktne.
Odav.
Muhviga  juhitavad   pumbad
Mehaanilise regulaatoriga
Elektroonilise regulaatoriga
Kõrgsurve elektromagnetklapiga juhitavad pumbad
Elektrooniliselt juhitavad
Kõrgsurveväljundid tähistatakse tähtedega A, B, 
C, D jne. vastavalt tööjärjekorrale.
Näiteks tööjärjekorraga 1-3-4-2 on pumba 
väljundid ühendatud vastavalt: A-1, B-3, C-4 ja 
D-2
Pumba määrimine diislikütusega – vee- eraldaja  
vajalikkus.
Kütuse 
etteandepump
Labapump
Peab tagama piisava 
tootlikkuse mootori 
toitmiseks, pumba 
määrimiseks ja 
jahutamiseks
Etteanderõhu 
regulaator
Labapumba  tootlikkus  
sõltub pumba 
(mootori) 
pöörlemiskiirusest.
Korpusesisese 
kütuserõhu 
ülemäärase kasvu 
vältimiseks on vajalik 
rõhuregulaatori klapp.
Ülevooluklapp
Pumba määrimiseks
Jahutamiseks
Pidev kütuse 
läbivool
Kõrgsurvepump
Eellaadimissoonega jaoturpump
Efektiivtakti lõpus on pumbakambris järsk 
rõhulangus
Osaliselt haaratakse kaasa pumbakambri ja 
üleandeklapi vahelisest alast kütust – tekib 
ala
l rõ
r hk
Järgmise sama silindri töötakti ajal kulub osa 
diislikütust ruumala taastäitmiseks – pritsekogus 
muutub ebatäpseks ja määramatuks
Lahendus: eellaadimisavad jaoturplunžeril
Eellaadimisavad
Tä
T na
n n 
n t
  ähe
h le
l pa
p nu
n  
u e
  est!