Dieselmotor-Injektor: Gerät und Funktionsprinzip

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-02-19 13:40

Die Anforderungen an moderne Dieselmotoren hinsichtlich Leistung, Effizienz und Umweltfreundlichkeit werden immer höher. Um diese Anforderungen zu erfüllen, muss eine gute Gemischbildung gewährleistet sein. Dazu sind die Motoren mit modernen und effizienten Einspritzsystemen ausgestattet. Sie sind nicht nur in der Lage, durch höheren Druck für feinstes Spray zu sorgen, sondern auch den Einspritzzeitpunkt und die den Zylindern zugeführte Kraftstoffmenge mit hoher Genauigkeit zu regulieren. Ein solches System existiert und erfüllt alle diese hohen Anforderungen vollständig. Dies ist ein Dieselmotor-Injektor. Es ist ein separates Einspritzelement für jeden Zylinder im Motor. Das Teil wird von einer elektronischen Einheit gesteuert.

Diesel-Ideen

Über die Erstellung eines Knotens, in dem die Düse und die Kraftstoffpumpe kombiniert würden,hielt sich für den Schöpfer dieser Motoren - Rudolf Diesel.

Dies würde es Ihnen ermöglichen, von den Kraftstoffleitungen und Hochdruckleitungen wegzukommen und dadurch den Einspritzdruck zu erhöhen. Aber zu Zeiten von Diesel gab es die Möglichkeiten, die heute bestehen, noch nicht.

Systembeschreibung

Die Dieselmotor-Einspritzpumpe ist eine Kraftstoffversorgungspumpe und ein Injektor, die in einer Einheit kombiniert sind. Wie bei Einspritzpumpen mit Düsen kann die Einspritzung auf Basis dieser Elemente bestimmte Aufgaben übernehmen. Das System erzeugt ausreichend Druck und liefert zum richtigen Zeitpunkt einen bestimmten Teil des Kraftstoffgemischs. Für jede Brennkammer gibt es eine separate Pumpe. Deshalb finden Sie jetzt Motoren, bei denen keine Hochdruck-Kraftstoffleitungen vorhanden sind, die sich an Triebwerken mit Hochdruck-Kraftstoffpumpen befinden.

Historische Fakten

Dieses Injektionssystem ist keine Neuentwicklung. Der Dieselmotor-Injektor wurde Ende der 30er Jahre in Autos eingebaut. Erstmals wurde das Design an Dieselmotoren für Schienen-, Schiffs- und Frachtfahrzeuge getestet. All diese Technik wurde durch eine Sache vereint - niedrige Geschwindigkeit. Die Merkmale dieser Motoren sind das Vorhandensein einer separaten Pumpe für jeden Zylinder und kurze Druckleitungen, die zur Düse führen. Die Elemente werden von Schiebern und Puffern angetrieben.

Seit 1944 werden solche Systeme serienmässig bei Lastkraftwagen eingesetzt. An Personenkraftwagen - seit 1988. 1938 die Detroit-Diesel Company, die damals dem General gehörteMotors, die erste derartige Einheit, wurde geschaffen, in der das Dieselmotor-Antriebssystem mit Pumpendüsen verwendet wurde. Trotz der Tatsache, dass das Gerät in den USA entwickelt wurde, wurden Designs dieser Art auch in der UdSSR entwickelt.

Die ersten YaAZ-204-Triebwerke wurden bereits 1947 mit solchen Düsen ausgestattet. Aber diese Einheiten wurden unter der Lizenz von Detroit-Diesel produziert. Dieses Triebwerk und dann ein modifizierter Sechszylindermotor wurden bis 1992 produziert.

Im Jahr 1994 wurden die Vorrichtung und der Betrieb des Dieselmotor-Injektors von Volvo-Ingenieuren bemerkt. Das Unternehmen produziert den ersten LKW FH12 mit Düsen dieses Typs. Dann rüsten sie ihre Scania- und Iveco-Lkw mit den gleichen Aggregaten aus.

Bei Personenkraftwagen wurde dieses System erstmals bei Volkswagen eingesetzt. Der Dieselmotor-Injektor von Volkswagen erschien 1998. Ende der 90er Jahre machten Motoren mit einem solchen System 20 % des Automobilmarkts aus.

Gerät

Sehen wir uns also an, was ein Dieselmotor-Injektor ist. Sein Gerät ist extrem einfach. Im Gerätekörper befinden sich direkt die Düse, die Dosiereinheit sowie das Netzteil. Dank dieses Kraftantriebs hat der Unit Injector gewisse Vorteile gegenüber herkömmlichen Systemen. Dadurch wird die Bewegungszeit einer brennbaren Flüssigkeit unter hohem Druck erheblich verkürzt. Es erhöht auch die hydraulische Effizienz und reduziert das Gewicht.

Die Düsen der neuesten Generation sind mit Pumpen ausgestattet, die ausreichend hohe Drücke (bis zu 2.500 bar) liefern können. Sie können sofort auf Befehle des Steuergeräts reagieren, das aktuelle Informationen von externen Sensoren sammelt und analysiert. Anhand dieser Daten werden die benötigte Menge des Gemisches und die Einspritzzeit bestimmt. Dadurch ist es möglich, optimale Leistungswerte für gegebene Betriebsbedingungen zu erh alten. Darüber hinaus tragen die Einheiten dazu bei, Dieselkraftstoff zu sparen, wodurch schädliche Emissionen in die Atmosphäre minimiert und Geräusche eines laufenden Motors reduziert werden. Und schließlich ist das Gerät sehr kompakt und kann im Zylinderkopf platziert werden. Dort können Sie auch andere Teile und Baugruppen einbauen.

Die Düse ist so konzipiert, dass sie die effizienteste Gemischbildung bietet. Dafür haben die Ingenieure Phasen vorgesehen - dies ist eine Vor-, Haupt- und Zusatzeinspritzung. Die Vorstufe ergibt eine gleichmäßige Verbrennung im Moment der Hauptphase, wenn eine qualitativ hochwertige Bildung des Arbeitsgemisches in verschiedenen Motorbetriebsarten gewährleistet ist. Für Regenerationsvorgänge im Partikelfilter wird zusätzlich eine benötigt.

Mechanisches Injektorprinzip

Der Injektor des Dieselmotors ist direkt im Zylinderkopf verbaut. Auf der Nockenwelle befinden sich vier spezielle Nocken. Sie dienen zum Starten des Injektorantriebs. Mit Hilfe von Kipphebeln wird die Kraft mittels Kolben auf die Pumpe-Injektoren übertragen.

Die Antriebsnocke hat ein spezielles Profil, das für einen scharfen Anstieg und dann ein langsames Absenken der Wippe sorgt. Wenn der Letzte aufgehtDer Kolben wird schnell nach unten gedrückt. Das erzeugt den richtigen Druck. Beim langsamen Absenken der Wippe geht der Stößel nach oben. Dadurch kann der Kraftstoff ohne Luftblasen in die Hochdruckkammern gelangen.

Der eigentliche Einspritzvorgang erfolgt durch Anlegen der Steuerspannung von der ECU an das Magnetventil.

Einspritzphasen

Schauen wir uns das Funktionsprinzip des Dieselmotor-Injektors genauer an. Wenn sich der Kolben unter dem Einfluss der Wippe nach unten bewegt, fließt das brennbare Gemisch durch die Kanäle in die Düsen. Wenn das Ventil schließt, wird der Dieselfluss unterbrochen. Der Druck beginnt zu steigen. Bei einem Wert von 13 MPa überwindet die Sprühnadel die Federkraft. Danach beginnt die Voreinspritzphase.

Sobald das Ventil zu öffnen beginnt, endet die Vorphase und das Kraftstoffgemisch wird durch die Vorlaufleitung geleitet. Der Druck beginnt zu fallen. Je nach Motorbetriebsart können eine oder zwei Vorphasen durchgeführt werden.

Wenn sich der Kolben nach unten bewegt, beginnt der Haupteinspritzhub. Das Ventil schließt wieder, der Kraftstoffdruck steigt wieder. Bei Erreichen eines Niveaus von 30 MPa überwindet die Sprühnadel die Druckkraft und steigt nach oben, wodurch der Einspritzvorgang gestartet wird. Je höher der Druck steigt, desto mehr Kraftstoff wird komprimiert. Die Menge an Diesel und Luft, die in den Zylinder gelangen kann, wird erhöht.

Maximaler Vorschub (und wird ausgeführt, wenn der Motor im Peak-Modus läuftLeistung) wird bei einem Druck von 220 MPa durchgeführt. Das Öffnen des Ventils vervollständigt die Haupteinspritzstufe. Druck fällt ab, Nadel schließt.

Eine zusätzliche Injektionsphase wird durchgeführt, wenn sich der Kolben weiter nach unten bewegt. Das Funktionsprinzip des Geräts in dieser Phase ist das gleiche wie bei der Haupteinspritzung. Häufiger wird der Algorithmus in zwei Stufen durchgeführt.

Betrachten wir das Gerät der Pumpe-Düse eines TDI-Dieselmotors, dann kann es mit einem Sensor ausgestattet werden, der das Anheben der Nadel überwacht. Die Position der Nadel wird vom Steuergerät benötigt, wo auch die Kraftstoffpumpen elektronisch angesteuert werden.

Vorteile

Während das Common-Rail-System die Batterieeinspritzung verwendet, liefert die Einspritzdüse das Kraftstoffgemisch aufgrund des Fehlens langer Leitungen mit einem höheren Druck.

Sie können oft während des Betriebs des Autos zerstört werden. Dies ist das schwache Glied in klassischen Machtsystemen. Durch die Pumpe-Düse kann mehr Kraftstoff in den Brennraum gefördert werden. Dadurch wird das Sprühen effizienter. Motoren, die mit solchen Einheiten ausgestattet sind, sind leistungsstärker.

Außerdem sind Motoren mit dieser Art der Einspritzung leiser als ihre Pendants. Aber mit der Common-Rail- oder Einspritzpumpe wird die Pumpe-Düse immer noch kompakter.

Fehler

Aber es gibt auch Nachteile. Größter Nachteil sind die hohen Anforderungen an die Kraftstoffqualität. Die kleinste Blockade reicht aus, damit das System nicht mehr funktioniert. Der zweite Nachteil ist der Preis.

Es ist fast unmöglich, genau diese Baugruppe außerhalb der Fabrik zu reparieren. Ein weiterer Nachteil ist, dass diese Knoten, wenn sie hohem Druck ausgesetzt sind, häufig die Landebuchsen im Motorblock brechen.

Wie wird der Pumpeninjektor gewartet?

Wie Sie sehen können, stellen diese Knotenpunkte sehr hohe Anforderungen an die Dieselqualität, und diese ist in unserem Land und in der GUS alles andere als hoch. Um dieses teure Element nicht oft wechseln zu müssen, wird empfohlen, regelmäßig Kraftstoff-, Luft- und alle anderen Filter zu wechseln und Original-Verbrauchsmaterialien zu kaufen.

Über Spülungen

Autobesitzer interessieren sich oft dafür, wie man die Einspritzpumpe eines Dieselmotors spült. Experten raten vom Spülen ab – das tut keiner Düse gut. Besser Filter wechseln und an bewährten Tankstellen tanken.

Das Spülen auf der Bank ist geeignet, wenn die Zerstäubung von schlechter Qualität ist - instabiler Leerlauf und ähnliche Probleme. Spülen in einem Ultraschallbad ist erlaubt, wenn die Nadel vollständig festsitzt. Wenn die Düse gießt, hilft hier nichts. Zum Waschen können Sie die derzeit beliebten LAVR- und VINS-Produkte verwenden.

Wenn ein Injektor nicht funktioniert, ist es im Allgemeinen am besten, ihn warten zu lassen und defekte Teile auszutauschen. Spülen hilft nur, wenn der Knoten irgendwie funktioniert.

Schlussfolgerung

Also haben wir herausgefunden, was ein Dieselmotor-Injektor ist und was sein Gerät ist. Wie Sie sehen können, ist dies ein integraler Bestandteil des Stromversorgungssystems des Dieselmotors. Er besitztTechnisch fortschrittlicheres Design, aber sehr anspruchsvoll in Bezug auf die Kraftstoffqualität.