sıkıştırma ile ateşlemeli motorlar

MARMARA ÜNİVERSİTESİ
TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
MAKİNE MÜHENSİLİĞİ BÖLÜMÜ
SIKIŞTIRMA İLE
ATEŞLEMELİ MOTORLAR
Hazırlayan:
Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR
Dizel Enjeksiyon Sistemleri
What Are Diesel Engine Advantages and Disadvantages?
A diesel engine has several advantages compared to a similar size
gasoline-powered engine including:
1. More torque output
2. Greater fuel economy
3. Long service life
A diesel engine has several disadvantages compared to a similar size
gasoline-powered engine including:
1. Engine noise, especially when cold and/or at idle speed
2. Exhaust smell
3. Cold weather startability
4. A vacuum pump is needed to supply the vacuum needs of the heat,
ventilation, and air conditioning system
5. Heavier than a gasoline engine.
6. Fuel availability
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Bir dizel yakıt enjeksiyon sisteminde, yakıt beslemesi ve dağıtımı düşük ve
yüksek basınç dağıtımı olmak üzere ikiye ayrılır. Dizel enjeksiyon sistemi
genellikle aşağıdaki ana bölümlerden oluşur:
 Yakıt deposu, besleme hatları, yakıt filtresi, besleme pompası (ya elektrik tipi ya
da mekanik tip), yüksek basınç pompası ve yüksek basınç borusunu içeren
Yakıt Dağıtım Sistemi
 Kızdırma bujileri ve kızdırma bujisi kontrol ünitesini (ya motor kontrol
modülünün içine yerleştirilmiş ya da ayrı) içeren Marş Yardımcı Sistemi
 Hava Filtresi ve Egzoz Gazı Devridaimini içeren Hava Emme Sistemi
 Egzoz Sistemi, Oksidasyon Katalizörü ve Partikül Filtresi (CRDI tipi
motorlarda)
 Sensörleri ve Aktüatörleri (yalnızca elektronik kontrollü distribütör pompası ve
CRDI) içeren Elektronik Kontrol Sistemi
 Vakum Sistemi
Kia, Dizel Motor, 2007
Motorin (Dizel Yakıtı)
EN 590 Normuna Uygun Motorin: Bu standart dizel yakıtlarının; alevlenme
noktasını, su içeriğini, kükürt oranını, yağ oranını, yoğunluğunu, viskozitesini,
setan sayısını ve indeksini hem sıcak hem de kuzey kutbu iklimlerindeki
koşullara göre belirtir. Bu norma göre dizel motorlarda setan sayısı en az 51 ve
maksimum kükürt miktarı da 350 mg/kg olan motorin kullanılmalıdır.
Dizeldeki Kükürt İçeriği: Dizeldeki kükürt miktarı; asit oluşumuna, korozyon
etkisine ve partikül oluşumuna sebep olmaktadır. Euro normlarında kükürt
seviyeleri Euro 2’de 500 ppm, Euro 3’de 350 ppm, Euro 4’de 50 ppm ve Euro
5’de ise 10 ppm olarak belirlenmiştir.
Motorinin Özellikleri

Fazla kükürt içermemelidir.

Kalorisi yüksek olmalıdır.

İyi bir uçuculuğu olmalıdır.

Viskozitesi istenilen değerde olmalıdır.

İyi bir setan sayısı olmalıdır.

Soğukta çalışmayı engellemeyecek
donma noktası değerine sahip olmalıdır.

Yağlayıcı özelliği olmalıdır.
Setan Sayısı: Setan sayısı ilk
kendiliğinden
tutuşma
anını
karakterize
etmektedir.
Belli
şartlarda çalıştırılan bir motorda
kullanılan dizel yakıtının setan
sayısı arttıkça tutuşma gecikmesi
azalacaktır. Soğukta çalışma ve ilk
ateşleme
durumunda
yüksek
setan sayısı istenmektedir.
Dizel Yakıtının Özellikleri
multi--investmulti
invest-projektmanagement
projektmanagement--ag.com
ag.com
Endirek Enjeksiyon
Enjektör, “türbülans” odasına açılır,
odanın hacmi, toplam yanma odası
hacminin 2/3’ü kadardır. Bu oda
silindir
kapağının
soğutma
yapılmayan bir yerinde bulunur.
Geniş ve büyük kesitli bir kanalla ana
yanma
odasına
bağlantılıdır.
Püskürtme, aleve dönme hareketini
verebilmek için odanın yan çeperine
yapılır.
-Sıkıştırma oranı 18/1 ~ 26/1’dir.
Avantajları:
• Normal püskürtme basıncı, daha az
gürültü.
FIGURE: An indirect injection diesel engine
uses a prechamber and a glow plug.
Dezavantajları:
• Isıtma bujisine ihtiyaç vardır.
• Fazla yakıt tüketimi.
Direk Enjeksiyon
Teknolojisi:
-Enjektör, direkt olarak yanma
odası içine açılır ve iyi bir
püskürtme için “çok delikli”
tiptedir.
Sıkıştırma oranı 15/1 ~ 19/1’dir.
Yüksek
püskürtme
basıncı
gerekir.
Avantajları:
 Yakıt tüketimi düşüktür.
 Soğukta kolay ilk harekete
geçer.
FIGURE: A direct injection diesel engine injects
the fuel directly into the combustion chamber.
Many designs do not use a glow plug.
Dezavantajları:
• Düşük
devirde
çalışmaya neden olur.
gürültülü
Dizel Enjeksiyon Sistemleri
Okuma Parçası
Dizel motorlarda püskürtülen yakıtın debisinin yani püskürtme hızının
artmasının egzoz emisyonları üzerine etkileri
Püskürtülen yakıtın debisi yani püskürtme hızı arttıkça, is, HC, CO emşisyonları
azlmakta ancak silindir içerisinde yakıtın daha hızlı tutuşup yanmasıyla artan
sıcaklığa bağlı olarak NOx emisyonları artmaktadır.
Dizel motorlarında; kademeli püskürtme yapan enjektörler ve enjektörlerin
delik sayısı
Dizel motorlarında kademeli püskürtme yapan enjektörlerin kullanılması ile yakıt
debisi kademeli olarak ayarlanabilmektedir. Önce yavaş ve sonra hızlanan
püskürtme yapılmaktadır. Bu uygulama gürültüyü azaltmaktadır.
Dizel motorlarında kullanılan enjektörlerin delik sayısının arttırılması
Yakıt demetinin yanma odasına daha düzgün dağılmasına ve bütün devir sayısı
aralıklarında karışımın en iyi şekilde yapılmasına katkı sağlamaktadır. Bu
uygulama ile is emisyonları düşürülürken hava hareketleri daha da azaltılarak
motor verimi arttırılır.
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sistemleri
FUEL TANK AND LIFT PUMP
A fuel tank used on a vehicle
equipped with a diesel engine
differs from the one used with
a gasoline engine in several
ways, including:
 A larger filler neck for
diesel fuel.
 No evaporative emission
control devices or charcoal
(carbon) canister.
FIGURE: Using an ice bath to test the fuel
temperature sensor.
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Yakıttaki kirletici maddeler, enjeksiyon sisteminde hasara neden olabilir. Bundan
dolayı, enjeksiyon sisteminin gereksinimleriyle uyumlu olan bir yakıt filtresi
kullanmak gerekir, aksi takdirde kusursuz çalışma ve uzun servis ömrü garanti
edilemez. Dizel yakıtı, suyu ya bağlı şekilde (emülsiyon) ya da serbest şekilde
(örneğin sıcaklık değişimine bağlı olarak suyun yoğunlaşması) içinde barındırır.
Bu su enjeksiyon sistemine girerse, korozyon sonucu hasara yol açabilir.
Su Ayırıcısı Uyarı Lambası
Sayısı giderek artan, binek araçlarda kullanılan dizel motorlar, sürücüye yakıt
filtresindeki suyun ne zaman boşaltılacağını gösteren bir otomatik uyarı cihazı
ihtiyacını doğurdu.
Su Tahliye İşlemi
Dizel Enjeksiyon Sisteminin su hazneli yakıt filtresine ihtiyacı vardır, bu haznedeki
su düzenli aralıklarda veya su ayırıcısı uyarı lambası yandığında boşaltılmalıdır.
Su haznesinden suyu boşaltmak için tahliye tapasını açın. Hiç su çıkmazsa, filtre
elemanının üst kısmındaki hava alma tapasını açın.
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Havanın Boşaltılması
Dizel sistemde herhangi bir parçanın değiştirilmesi durumunda, sistemdeki
havanın boşaltılması gerekir. Sistem içerisinde hava olursa, motorun çalışması
zorlaşır veya motor vuruntulu çalışacaktır. Hava boşaltma işlemi, modelden
modele değişir.
Basınç Boşaltma Valfi
Belli filtrelerde (örneğin Bosch CRDI), yakıt filtresi grubunun üzerine yerleştirilmiş
bir Basınç Boşaltma Valfi bulunur. Filtre içinde ya da dışında bir tıkanıklık olması
durumunda, basınç boşaltma valfi açılır, böylece yakıtın yakıt deposuna geri
akmasına izin verir.
Not: Dizel motorda yakıt sisteminin havası nasıl alınır?
Aracın yakıt deposu tamamen boşalacak olursa yakıt sistemi hava yapar. Hava
yapan bir motoru çalıştırabilirsiniz ancak bu işlem biraz güç olur. Motorun birkaç
kez marş yapılması gerekebilir. Bu bağlamda bir hatırlatma yapmakta yarar
görüyorum. Sakın kontak anahtarını marş/start konumunda uzun süre tutmayınız.
Çünkü direkt olarak çekilen aşırı akım aküye zarar verebilir.
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
HATIRLATMA: Kısaca dizel motorlarda
yanma
Dizel motorlarda yanma olayı püskürtme ile
başlayıp, pek çok sayıda değişkenin
topluca etkisi altında cereyan eden ve
gerçekte egzoz içinde bile kısmen devam
eden karmaşık bir olaydır. Yanma olayı üç
ayrı safha halinde gerçekleşmektedir.
Bunlar; tutuşma gecikmesi, ani yanma ve
kontrollü yanma safhalarıdır. Dizel
motorlarında yanma olayının başlangıcı
kendi kendine tutuşma ile sağlanmaktadır.
Reaktif bir karışım belirli bir basınç ve
sıcaklığa ulaşıp bu şartlarda bekletilince bir
süre sonra kendi kendine tutuşabilmektedir.
Abdullah Demir, otohaber
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Dizel araçlardaki ön ısıtma sistemi nasıl çalışır?
Dizel motorların soğuk hava koşullarında çalışmasını kolaylaştıracak bir sistem ön
ısıtma sistemidir. Ön ısıtma; dizel motorun iyi çalıştırma karakteristiklerinin bir
sonucu olarak, sadece + 9 C’nin altındaki sıcaklıklarda gereklidir. Kontrol ünitesi
sıcaklık sinyalini, soğutma suyu sıcaklık sensöründen alır. Ön ısıtma süresi,
alınan bu sıcaklık sinyalinin seviyesine bağlıdır. Ön ısıtmanın çalıştığı, gösterge
tablosuna yerleştirilen ısıtma bujileri uyarı ışığı tarafından sürücüye bildirilir.
Normal buji ısıtması ise; motor çalışmaya başladıktan sonra ön ısıtmayı normal
ısıtma takip eder. Bu sayede, motorun çalışmasından hemen sonra daha etkin bir
yanma sağlanarak, motor gürültüsü azaltılır, rölanti kalitesi geliştirilir ve
hidrokarbon emisyonları azaltılmış olur. Ön ısıtmaya bakılmaksızın, normal ısıtma
her zaman yapılır. Normal buji ısıtması motor devri 2500 d/d’ye gelince kesilir ve
en fazla 4 dakika devam eder.
Özetle, dizel motorlarda öncelikle ön ısıtma işlemi yapılır. Motor çalıştıktan sonra
normal ısıtma işlemi devreye girer. Ön ısıtma motorun çalışmasını kolaylaştırırken,
normal ısıtma işlemi ise; etkin bir yanma, motor gürültüsünü azaltma, rölantiyi
iyileştirme ve hidrokarbon emisyonlarının azaltılması için bir süre daha devam
eder.
Abdullah Demir, otohaber
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Dizel araçlardaki ön ısıtma sistemi:
ÖZET: Dizel motorların soğuk havalarda çalışmasını kolaylaştıracak ek bir sisteme ihtiyaç
duyulur. Bu sistem ön ısıtma sistemidir. Ön ısıtma, motorun çalışmasını kolaylaştırırken,
normal ısıtma işlemi ise; etkin bir yanma, motor gürültüsünü azaltma, rölantiyi iyileştirme
ve hidrokarbon emisyonlarının azaltılması için bir süre daha devam eder.
Kızdırma/Isıtma Bujileri: Düşük hava sıcaklıklarında, 850 °C'ye kadar ısınarak motorun
çalışmasını sağlar.
Kızdırma Bujisi - Ön Isıtması: Dizel motorlarda, + 9 C’nin altındaki sıcaklıklarda
gereklidir. Kontrol ünitesi sıcaklık sinyalini, soğutma suyu sıcaklık sensöründen alır. Ön
ısıtma süresi, alınan bu sıcaklık sinyalinin seviyesine bağlıdır.
Kızdırma Bujisi - Normal Isıtması: Motor çalışmaya başladıktan sonra ön ısıtmayı
normal ısıtma takip eder. Bu sayede, motorun çalışmasından hemen sonra daha etkin bir
yanma sağlanarak, motor gürültüsü azaltılır, rölanti kalitesi geliştirilir ve hidrokarbon
emisyonları azaltılmış olur.
Abdullah Demir, otohaber
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Kızdırma bujisi direnci
Kızdırma bujisi, direnç ölçülmeden
önce bir fırçayla temizlenmelidir.
Ölçülen direnç sonsuzsa, kızdırma
bujisi bozulmuştur. Ölçülen direnç
çoğunlukla 1 Ohm'un altındadır (daha
detaylı
bilgi
için
ilgili
aracın
Tamir/Atölye/Onarım
Kitabına
bakılmalıdır).
Tipik kızdırma bujisi arızaları:
• yanlış enjeksiyon zamanlaması,
• yanlış enjektör püskürtme şekli,
• yanlış yakıt dağıtımı,
• piston segmanları veya supap
kılavuzundaki yağ
sızıntısından
kaynaklanan
tamamlanmayan
yanma sebebiyle meydana gelir.
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Egzoz Gazı Devridaimi (EGR)
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
CRDI sistemlerinde EGR
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
EGR
Silindire alınan havanın içerisinde, %78 oranında Azot (N2) ve %21 oranında
Oksijen (O2) vardır. Azot gazı, zehirsiz ve zararsız bir gazdır. Yüksek sıcaklık
ve basınç altında oksijenle birleşerek “Azotoksit” gazlarını oluşturur. Bu gaz,
zehirli ve tehlikeli bir gazdır. Motorlarda, yanma veriminin yüksek olduğu
zamanlarda; yanma odasındaki sıcaklık ve basınç değerleri de yüksektir.
Bu devir aralıkları torkun da yüksek olduğu zamanlardır. Bu koşullar azot
gazlarının serbest oksijenler ile tepkimeye girmesine yol açar. Böylece azot
oksitler oluşur. NOx’ler sıcaklık ve basınca bağlı olarak artar veya azalırlar.
Bazı motorların genel dizaynlarından kaynaklanan NOx oluşum miktarları,
istenilen değerlerin üzerindedir. Bu tip motorların performanslarını etkilemeden,
düşük ve orta yük devirlerinde, yanma odalarındaki sıcaklığı düşürmek ve
yanma verimini etkilemek gerekir. Bu amaçla silindir içerisine, egzoz gazının
%5 - 15’i alınır ve yanma sonu sıcaklığı düşürülür. Bu işlemi EGR sistemi
yapar.
Abdullah Demir, Otohaber
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
EGR
Bu sistem, pnomatik veya elektronik kontrollü olabilmektedir. Günümüzde daha
çok motor yönetim sistemine entegre edilmiş elektronik EGR sistemleri
kullanılmaktadır. Elektronik kontrol ünitesi, birinci koşul olarak soğutma sıvısı
sıcaklığının belli bir değeri geçmesi ve kısmi yük konumunda EGR valfine etki
ederek egzoz dönüşümünü başlatır. Tam yük konumlarında ve motorun
ısınması sırasında sistem çalışmaz. Bazı motor yönetim sistemlerinde, oksijen
sensörü ve hava kütle ölçer (hava debimetresi) bilgilerinden motor koşulları
tespit edilir. Buna göre, elektronik kontrol ünitesi tarafından üretilen bir sinyal
aracılığıyla EGR valfinin çalışması optimum düzeyde tutulur. Ayrıca EGR valfi
üzerindeki konum potansiyometresi, elektronik kontrol ünitesine valfin konumunu
bildir. Böylece doğru kararın verilmesi sağlanır.
Harici yöntemle EGR uygulaması ile pompalama kayıplarının azaltılması
mümkündür. Harici yöntemle EGR uygulamasında, egzoz kanalından emme
kanalına kontrollü bir bağlantı yapılır. Bu yöntem ile sağlanan NOx
emisyonlarındaki düşmenin yanı sıra, emme kanalında egzoz gazı oranı
artırıldığından istenen taze dolgu miktarı için gerekli olan gaz kelebeği konumu
daha açık olacağından, pompalama kayıpları azalır ve kısmi yükte verimde bir
artış beklenebilir.
Abdullah Demir, Otohaber
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
EGR
EGR sisteminde en yaygın arızalardan biri EGR valfinin tıkanması. EGR
valfinin tıkanmasında en belirleyici etkenler, kalitesi düşük ya da tavsiye
edilmeyen yakıt kullanılmasıdır. Ayrıca aracın yakıt deposu seviyesinin çok
düşük olduğu kullanımlarda EGR arızalarını tetikleyebilir.
Abdullah Demir, Otohaber
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Hava kontrol valfi
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Dizel motorlarda neden “hava kontrol valfi” kullanılır?
Hava Kontrol Valfi (Selenoid kontrollü)
Hava kontrol valfinin amacı, egzoz gazı devridaim oranını artırmak için emme
manifoldundaki aşırı basıncı azaltmaktır. Hava kontrol valfi, hava kontrol valfi
selenoidinden vakumunu alan bir kontrol valfi aktüatörü tarafından kontrol edilir.
Hava kontrol valfi düşük motor devirlerinde çalıştırılır ve motor durdurulduğunda
kapanır.
Hava Kontrol Valfi (DC Motor kontrollü)
Partikül filtreli araçlarda, DC motor kontrollü hava kontrol valfi kullanılır. Selenoid
kontrollü tiple fonksiyonları aynıdır. Partikül filtresinin yenilenmesi için; ECM/PCM,
valfi kısmen kapatır, böylece emilen hava miktarını azaltır ve kurum partiküllerinin
yanması için gereken yüksek egzoz sıcaklıklarının elde edilmesini sağlar.
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Vakum pompası
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Benzin motorlu araçlar, vakum kaynağı olarak kullanılan yüksek giriş manifoldu
basıncına sahiptir. Bununla birlikte, sıkıştırma ile ateşleme döngüsüyle çalışan
dizel motorlar, aynı düzeyde manifold basıncı üretmez. Bu nedenle, dizel
motorlara, yardımcı vakum pompaları takılmalıdır. Bu pompalar, Egzoz Gazı
Devridaimi (EGR) gibi aktüatör ve servo frenleri (güçlendirici) çalıştırmak için
gerekli vakumu sağlar. Pompa, ya motorun kam mili tarafından tahrik edilir, ya da
alternatöre bağlanır.
Eksantrik olarak yerleştirilmiş bir rotor, özgün bir profilin etrafında dönen kanata
yön verir. Kanadın her bir ucunda, yüzer uçlar sızdırmazlık özelliği sağlar. İç
parçaları yağlamak ve hareketli kısımların sızdırmazlığını sağlamak için pompaya,
motor yağlama devresi yoluyla yağ beslemesi yapmak gerekir.
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
YAKIT POMPALARI
Dizel motorlarda sırasıyla; sıralı (sıra tipi), dağıtıcı/distribütör pompa (yıldız
pompa) ve Common Rail enjeksiyon teknolojileri kullanıldı. 1985’li yıllarda dağıtıcı
ve sıralı pompalar için ilk elektronik kumanda sistemleri piyasaya sürüldü.
Akabinde 1989’da dizel motorlarda direk enjeksiyon için ilk eksenel piston
pompası kullanıldı. Bu yeni teknoloji, yakıtın yaklaşık 1000 bar civarı yüksek
basınçta doğrudan silindire püskürtülmesine, bu şekilde özellikle etkili bir yanma
elde edilmesine olanak tanıdı. Bu da düşük yakıt tüketimi ve emisyonlarla birlikte
daha iyi yüksek güç ve tork çıkışı ile daha iyi hızlanma anlamına geliyordu. 2003
yılında “piezo” enjektörlere sahip Common Rail enjeksiyon sistemi piyasaya sürüldü.
Önceki modellerle kıyaslandığında, bu sistem, dizel motorun yakıt tüketimini ve
egzoz emisyonlarını düşürürken motor gürültüsünü de azalttı.
Ekonomik, çevre dostu dizel motorlar için daha iyi verim Azot Oksit (NOX)
emisyonlarının yarıdan fazla düşürülmesi gerektiği anlamına gelen Euro 5’ten Euro
6 emisyon standardına geçişle birlikte son yıllarda yakıt tüketimini düşürme
hedefleri de daha sıkı hale geldi. Dizel yakıt sistemleri üzerine çalışan mühendisler
halen, daha katı emisyon sınırlarını karşılamak ve yakıt tüketimiyle karbondioksit
(CO2) emisyonlarını daha da düşürmek amacıyla 2000 bar’dan daha fazla basınç
üretebilen enjeksiyon sistemleri üzerinde çalışmaktadırlar.
Otoguncel
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Dizel Enjeksiyon Sistemleri
FIGURE: A typical distributor-type diesel injection pump showing
the pump, lines, and fuel filter.
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Sıra tipi (Sıralı tip) yakıt enjeksiyonu pompası
In-line fuel-injection pump with mechanical
(flyweight governor)
1 Fuel tank, 2 Governor, 3 Fuel-supply
pump, 4 Injection pump, 5 Timing device, 6
Drive from engine, 7 Fuel filter, 8 Vent, 9
Nozzle-and-holder assembly, 10 Fuel
return line, 11 Overflow line.
Automotive Handbook
Dizel Enjeksiyon Sistemleri
FIGURE: A typical injector-pump-type automotive diesel fuel
injection system.
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Sıra tipi (Sıralı tip) yakıt enjeksiyonu yakıt kontrolü
Fuel-delivery control in the in-line fuel-injection pump
1 From fuel gallery, 2 To nozzle, 3 Barrel, 4 Plunger, 5 Lower helix, 6 Vertical (stop)
groove.
Automotive Handbook
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
In-line control-sleeve fuelinjection pump
In-line control-sleeve pump
1 Pump plunger, 2 Control sleeve, 3
Control-sleeve adjustment shaft, 4
Control rack.
Automotive Handbook
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Distribütör tip yakıt enjeksiyonu pompası
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sistemleri
DISTRIBUTOR INJECTION PUMP
•
•
•
•
•
A distributor diesel injection pump is a high-pressure pump
assembly with lines leading to each individual injector.
The high-pressure lines between the distributor and the
injectors must be the exact same length to ensure proper
injection timing.
The injection pump itself creates the injection advance needed
for engine speeds above idle and the fuel is discharged into the
lines.
The high-pressure fuel causes the injectors to open.
Due to the internal friction of the lines, there is a slight delay
before fuel pressure opens the injector nozzle.
Dizel Enjeksiyon Sistemleri
FIGURE: A schematic of a
Stanadyne diesel fuel injection
pump assembly showing all of the
related components.
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Distributor-type fuel-injection pump (VE)
VE Distributor-type fuel-injection pump
(basic version).
1 Vane-type supply pump, 2 Governor
drive, 3 Timing device, 4 Cam plate, 5
Control collar, 6 Distributor plunger, 7
Delivery valve, 8 Solenoid-actuated
shutoff, 9 Governor lever mechanism,
10 Overflow throttle, 11 Mechanical
shutoff device, 12 Governor spring, 13
Speed-control lever, 14 Control sleeve,
15 Flyweight, 16 Pressure-control
valve.
Automotive Handbook
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Radial-piston distributor pump
Fuel-injection system with radialpiston distributor pump
1 Engine ECU, 2 Glow-control
unit, 3 Air-mass sensor, 4 Pedaltravel sensor, 5 Nozzles, 6
Sheathed-element glow plugs, 7
Radial-piston distributor pump
with pump ECU, 8 Fuel filter, 9
Temperature sensor, 10 Speed
sensor.
Automotive Handbook
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Time-controlled single-cylinder
pump systems
Unit Injector (UI).
1 Return spring, 2 Pump body, 3 Pump
plunger, 4 Cylinder head, 5 Spring retainer,
6 Tension nut, 7 Stator, 8 Armature plate, 9
Solenoid-valve needle, 10 Solenoid-valve
tension nut, 11 High-pressure plug, 12
Low-pressure plug, 13 Solenoid travel
stop, 14 Restriction, 15 Fuel return, 16
Fuel supply, 17 Injector spring, 18
Pressure pin, 19 Shim, 20 Injector.
Automotive Handbook
POMPA-ENJEKTÖR
POMPA-ENJEKTÖR
POMPA-ENJEKTÖR
POMPA-ENJEKTÖR
POMPA-ENJEKTÖR
Pompa
Selenoid
valf
Enjektör
POMPA-ENJEKTÖR
Supap
Kamları
Külbütör
Enjektör
kamları
POMPA-ENJEKTÖR
POMPA-ENJEKTÖR
Püskürtme Aşamaları
POMPA-ENJEKTÖR
POMPA-ENJEKTÖR
Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI)
Common Rail = Yüksek Basınç Akümülatörü = Rampa = Ortak Yakıt Hattı
Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI) sistemleri
aşağıdaki ana parçalardan oluşur:
• Motor Kontrol Modülü (ECM)
• Yüksek Basınç Pompası
• Enjektörler
• Yüksek Basınç Akümülatörü (Rail)
1. Depo
2. Alçak basınç besleme
pompası
3. Mazot filtresi
4. Yüksek basınç pompası
5. Ortak yakıt hattı basınç
regülatörü
6. Ortak yakıt hattı
7. Enjektörler
8. Yakıt hattı basınç kaptörü
9. Yakıt sıcaklık kaptörü
10. Isıtma devresi
11. Soğutucu
12. Hava alma musluğu
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Common-rail accumulator injection system
1 Fuel tank, 2 Filter, 3 Presupply pump, 4 High-pressure pump, 5 Pressure-control valve,
6 Pressure sensor, 7 Fuel rail, 8 Injectors, 9 Sensors, 10 ECU.
Automotive Handbook
Dizel Enjeksiyon Sistemleri
High-pressure Common Rail
FIGURE : Overview of a computer-controlled high-pressure common rail V-8 diesel engine.
Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI)
Common Rail Doğrudan Enjeksiyon sistemlerinde, yüksek basınç pompası
tarafından üretilen yüksek basınç, akümülatörde toplanır. Aynı zamanda,
akümülatör, yüksek basınç pompası dağıtımına bağlı olarak üretilen basınç
dalgalanmalarını azaltır. Yakıt enjeksiyonu da yakıt hattı hacmi tarafından
sönümlenir. Bu yüksek basınç akümülatörü tüm silindirlerde ortaktır, bu yüzden
adı "Common Rail"dir. Büyük miktarlarda yakıt alındığında bile, common rail iç
basıncını pratikte sabit tutar. Bu da enjeksiyon basıncının, enjektör açıldığı andan
itibaren sabit kalmasını sağlar.
İki farklı CRDI Sistemi kullanmaktadır. Bosch ve Delphi. Sistemler, giriş ya da
çıkış kontrollü tip olarak ayırt edilebilir. Hatta ikisinin bir kombinasyonu belirli
motorlarda mevcuttur.
Giriş kontrollü sistemler, bir Manyetik Oranlama Valfi (Bosch-CRDI) ya da
yüksek basınç pompasına bağlı Emme Ölçüm Valfi (Delphi-CRDI) kullanarak
yüksek basınç pompasına giren yakıt miktarını ölçer. Çıkış kontrollü sistemler,
yakıt hattına bağlı bir Yakıt Hattı Basıncı Kontrol Valfi (Bosch-CRDI) kullanır.
Kia, Dizel Motor, 2007
Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI)
Kia, Dizel Motor, 2007
Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI)
Yüksek basınç pompası eksantrik
kayışı tarafından çalıştırılır. Pompa
mili üzerinde bir kam bulunur. Bu kam
üç
pistonun
yer
değiştirmesini
sağlayan bir halka kama hareket verir.
Elektrikli alçak basınç pompası, bir
piston aşağı indiği zaman giriş
supabından
yüksek
basınç
pompasının doldurulmasını sağlar.
Pistonun yukarı çıkışı süresince giriş
supabı kapalı kalır ve yakıt sıkıştırılır.
Böylece çıkış supabı açılır ve yakıt
basınçlı bir şekilde yüksek basınç
devresine gönderilir.
Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI)
Basınç Regülatörü
Basınç regülatörü direkt olarak yüksek basınç pompası çıkışına takılmıştır. Ortak hatta,
enjeksiyon kontrol ünitesi tarafından belirlenen basınç değerini sağlar. Partiküllere karşı aşırı
hassastır. Kesinlikle sökülmemelidir.
Enjektörler
Enjektörler, hava/yakıt karışımının etkinliğini artırmak için delikli yapıdadır ve enjeksiyon
kontrol ünitesi tarafından bağımsız olarak kumanda edilir. Enjektör kütüğüne entegre edilmiş
bir bobin ile yüksek püskürtme basıncı kumanda edilir.
Kaptörler/Sensörler/Algılayıcılar
EGR elektrovanası konum kaptörü: EGR elektrovanasının içine entegre edilmiş bir
potansiyometredir. EGR elektrovanasının konumunu kontrol etmek için kullanır.
Kam mili konum kaptörü: Silindir kapağının üzerinde, kam mili kasnağına yakın bir yere
yerleştirilmiştir. Manyetik algılayıcı tipindedir. Kam mili kasnağının üzerine, kaptörün kontrol
ünitesine göndereceği kare sinyali üretmesi için bir işaret noktası konulmuştur. Motorun
zamanlarına bağlı olarak, püskürtme sırasını belirlemede kullanır (sıralı enjeksiyon).
Emme basıncı kaptörü: Motor bölümünde göğüs sacı üzerine tespit edilmiştir. Piezo elektrik
prensibine göre çalışır. Hava emme borusuna bağlıdır. Emme basıncına bağlı olarak değişen
bir gerilim üretir. Turbo basıncı düzenleme elektrovanasına kumanda etmek için kullanır.
Ortak/Müşterek hat basınç kaptörü: Ortak yakıt hattı üzerine tespit edilmiştir. Piezo elektrik
prensibine göre çalışır. Ortak hat içerisinde bulunan yakıtın basıncına göre değişen bir gerilim
üretir. Yakıt basınç regülatörünü kumanda etmek için kullanır.
Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI)
Kumanda Edilen Elemanlar
Enjektörler: Günümüze kadar dizel motorlarda püskürtme süresi, enjeksiyon pompası tarafından basılan yakıt
miktarına bağlı olarak değişirdi. Common Rail sisteminde püskürtme süresi, enjektörlerin elektriksel olarak açık
tutulduğu süredir. Bu süre belirlenen yakıt miktarını püskürtebilmek için enjeksiyon kontrol ünitesi tarafından
belirlenir. Ayrıca püskürtmenin başlama anını da kontrol ünitesi belirler (püskürtme avansı). Bundan dolayı, kontrol
ünitesi enjektörlere kumanda edebilmek için farklı birçok bilgiyi almak zorundadır. Bunlar;
•
Yakıt debisinin belirlenmesi
•
Püskürtme süresi
•
Püskürtme avansı
•
Püskürtmenin şekli
Yakıt debisinin belirlenmesi: Yakıt debisi şunlara bağlı olarak değişir:
•
Gaz pedalının konumu.
•
Motor devri.
•
Kullanılan düzeltme faktörleri, yakıt ve su sıcaklık değerleri, emilen hava miktarı, fren ve debriyaj pedalı
kontaktörleri, araç hızı ve klima bilgileridir.
Püskürtme süresi: Bu süre şunlara bağlı olarak değişir:
•
Tavsiye edilen yakıt debisi.
•
Ortak hat içindeki yakıt basıncı.
Püskürtme avansı: Şunlara bağlı olarak değişir:
•
Püskürtme süresi (debi).
•
Motor devri.
•
Kullanılan düzeltme faktörleri, su sıcaklığı, emilen hava sıcaklığı ve atmosferik basınç değerleridir.
Püskürtmenin şekli: Motor devrine göre değişir.
Gürültüyü sınırlandırmak için kontrol ünitesi enjektörlere özel bir şekilde kumanda eder. Gerçekte, püskürtme süresi
ve avansı hesaplandıktan sonra yanmayı başlatmak amacıyla ön püskürtme yapılır, ardından ana püskürtme
gerçekleştirilir. İki püskürtme arasındaki zaman, motor devrine göre enjeksiyon kontrol ünitesi tarafından belirlenir.
Hatırlatma: Motorun zamanları, volan üzerindeki işaretin ve kam milinin konumuna göre belirlenir.
Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI)
Basınç regülatörü: Ortak hattaki basınç yaklaşık 200 ile 2000 bar arasında değişebilir. Bu
basınç değişkenliği düşük devirlerdeki gürültüyü azalttığı gibi çevre kirliliğini de azaltır.
Ortak hat basıncı şunlara bağlıdır:
• Belirlenen yakıt debisine.
• Motor devrine.
• Kullanılan düzeltme faktörleri su, hava ve mazot sıcaklık değerleridir. Elektronik
enjeksiyon kontrol ünitesi, basınç regülatörüne yakıt basınç kaptöründen aldığı bilgi
doğrultusunda "Çevrimsel Açılma Oranına" (RCO) göre kumanda eder.
Alçak basınç besleme pompası: Göğüs sacı üzerine tespit edilmiştir. Elektronik enjeksiyon
kontrol ünitesi tarafından bir röle aracılığı ile kumanda edilir. Kontak açıldığında 30 saniye
süresince beslenir, motor çalıştığı sürece beslemede kalır.
Turbo besleme basıncı elektrovanası: Göğüs sacı üzerine tespit edilmiştir. Elektronik
kontrol ünitesi elektrovanaya, motor devrine ve hava debisine bağlı olarak "Çevrimsel Açılma
Oranına" (RCO) göre kumanda eder. Direkt olarak waste-gate diyaframının kumanda
basıncına etki eder. Diyaframa kumanda süresini etkileyen bazı düzeltme parametreleri;
atmosfer basıncı, hava ve su sıcaklığıdır. Turbo besleme basıncına enjeksiyon kontrol ünitesi
tarafından bu şekilde kumandası sürüş zevkinin iyileştirilmesini sağlar.
Hatırlatma: Diyafram, atmosfer basıncına bağlandığında waste-gate açık konumdadır.
Bundan dolayı turbo basıncı sıfır olur.
Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI)
EGR elektrovanası: Emme borusu üzerine yerleştirilmiştir. EGR vanası hem vakumla hem de
elektrikle kontrol edilebilir. Elektronik enjeksiyon kontrol ünitesi tarafından Çevrimsel Açılma Oranına
göre kumanda edilir. Vananın konumu, içine yerleştirilen bir potansiyometre tarafından kontrol edilir.
Elektronik kontrol ünitesi EGR vanasını; motor devri, hava ve su sıcaklıkları ve atmosferik basınç
değerlerine göre kumanda eder. Çevrime giren egzoz gazının gerçek miktarını belirlemek için
kontrol ünitesi, vanaya açık-kapalı şeklinde, hava debimetresiyle birlikte kumanda eder.
Ön-art ısıtma kutusu: Bu kutu enjeksiyon kontrol ünitesinden bağımsızdır. İçinde, bujilerin arıza
teşhisini yapabilen elektronik bir devresi bulunur. Kutu enjeksiyon kontrol ünitesi tarafından, motor
devrine ve su sıcaklığına bağlı olarak kumanda edilir. Ayrıca, ön ısıtma ikaz ışığı direkt olarak
enjeksiyon kontrol ünitesi tarafından kumanda edilir.
Araç içinin ısıtılması (Termoplancırlar): Soğutma sıvısını ısıtarak araç içinin daha çabuk
ısınmasını sağlar.
Fan motoru kumandası: Fan motorlarına ve hararet ikaz ışığına enjeksiyon beyni tarafından
kumanda edilir. Su sıcaklığı merkezi kontrol sistemi (GCTE) bulunur.
ADAC (Gösterge Tablosu Bilgisayarı) ve motor devri: Enjeksiyon kontrol üniteleri, gösterge
tablosuna yakıt debi bilgisi üretmektedir. Ayrıca, motor devri alternatörden alınmaz, enjeksiyon
kontrol ünitesi tarafından gösterge tablosuna gönderilir.
İkaz ışıkları:
Arıza ikazı: Enjeksiyon sisteminde bir arıza meydana geldiğinde, ikaz ışığı sabit yanar.
MIL ikaz ışığı: EOBD ışığı (Motor sembolü), kontak açıldığında yanar ancak motor çalışırken
yanmaz.
Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI)
Motor
Motor devir sensörü
Silindir tanımlama sensörü
Su sıcaklık sensörü
Turbo basınç sensörü
Rail borusu basınç sensörü
Yakıt sıcaklık sensörü
Turbo hava sıcaklık sensörü
Immobilizer ECU
Yakıt enjeksiyon kontrol
Yakıt
püskürtme
miktar kontrol
Isıtmak
için
devir
yükseltme kontrolü
Yakıt
püskürtme
zaman kontrol
Yardımcı fren kontrol
Yakıt püskürtme oran
kontrol
VGT kontrol
MPROP
Giriş kelebek kontrol
Araç
Kontak anahtarı
Gaz pedalı konum sensörü
Gaz pedalı sivici
Rölanti hız ayar potansiyometresi
Yakıt püskürtme ayar rezistörü
DPF basınç sensörü
Hava akış sensörü
Giriş hava sıcaklık sensörü
A/C sivici
Debriyaj sivici
Şanzıman boş konum sivici
Egzoz fren sivici
Araç hızı (kilometre) isensörü
Diagnos sivici
Yakıt püskürtme kaçak
kontrol
Motor uyarı lambası
EGR valf kontrol
Takometre
DPF tıkanıklık kontrol
Kızdırma tahrik rölesi
Marş sürekli güç siyali
kontrol
Kızdırma bujileri
Ön-ısıtma kontrol
Arıza diyaostik kontrolü
Egzoz freni,
3-yollu manyetik valf
Emniyet rölesi
EDU rölesi
VG motoru
Motor
Konum sensörü
ABS ECU
VGT EDU
EGR EDU
MUT bağlantısı
EGR Valfi
Motor
Konum sensörü
MVCU
Kelebek EDU
CAN
hattı
CAN
hattı
Emme kelebeği
Motor
Konum sensörü
CAN : Control Area Network
EGR : Exhaust Gas Recirculation
EDU : Electronic Drive Unit
ABS : Anti-lock Brake System
MVCU : Multifunction Vehicle Control
Unit
DPF : Diesel Particulate Filter
VGT : Variable Geometry Turbo
Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI)
Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI)
Bosch CRDI, girişler ve çıkışlar
Kia, Dizel Motor, 2007
Rail pressure control valve (RPCV)
inlet metering valve IMV
PTC (Positive Temperature Coefficient): Pozitif ısı katsayılı termistördür. Üzerindeki
sıcaklık arttıkça direnci artar, sıcaklık düştükçe dirençi azalır.
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Enjektörler
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri
Kia, Dizel Motor, 2007
Dizel Enjeksiyon Sistemleri
The electric solenoid attached to the injector nozzle is computer
controlled and opens to allow fuel to flow into the injector pressure
chamber.
FIGURE: Typical computer-controlled diesel engine
fuel injectors.
Okuma Parçası: Dizel motorların bugünü ve geleceği…
Günümüzde ve gelecekte dizel motorlarda hacim küçültme performans arttırma
stratejisine yönelik olarak; yakıt enjeksiyon sistemleri, yanma prosesi, motor
soğutma etkinliğinin arttırılması, egzoz ısı ve emisyon yönetimi, dolgu yönetimi
ve toleransların azaltılması gibi konular üzerine yoğun olarak çalışmalar
yürütülmektedir. Özellikle yakıt enjeksiyon alanında; piezo-injector kullanımı
(piezo-injectors), bir çevrimde birden çok enjeksiyon, homojen dolgulu sıkıştırma
ile ateşleme (homogeneous charge compression ignition-HCCI) kontrolü gibi
konular üzerinde çabalar harcanırken; paralelinde yanma prosesine yönelik
olarak ta, sıkıştırma oranının azaltılması ve kısmen homojen yanma öne çıkan
konulardır [Alexander Freitag, “The Past – Present – Future of Clean Diesel”, Bosch, 07.12.2011].
Common rail teknolojindeki iyileştirmelerle bugün 2000 barlık püskürtme
basınçlarına çıkılabilmektedir. Gelecekte enjeksiyon basıncındaki artış devam
edecektir [Alexander Freitag, The Past – Present – Future of Clean Diesel, Bosch, 07/08/2011]. 2015’li yıllarda
selenoid vafli common rail sistemlerdeki püskürtme basıncı 2200 bar, piezo-valfli
common rail sistemlerdeki püskürtme basıncı ise 2400 bar olacağı
öngörülmektedir [Alexander Freitag, The Past – Present – Future of Clean Diesel, Bosch, 18/05/2009].