Инжекторите Common Rail

КАКВО ПРЕДСТАВЛЯВА ПИЕЗОЕЛЕКТРИЧНИЯТ ЕФЕКТ?

Технологията на пиезоелектричните инжектори използва пиезоелектричния ефект и по този начин инжекторът е наречен като такъв. Феноменът на пиезоелектричния ефект е открит през 1880 г. от Пиер Кюри (да, носителят на Нобелова награда и съпруг на Мария Кюри!) И брат му Жак. Някои кристали съдържат уникално свойство и се казва, че са „пиезоелектрични“ – когато се упражнява механично напрежение по определени кристални оси, върху кристалната повърхност се генерира електрически заряд. Тази електрическа поляризация се дължи на изместващите се положителни и отрицателни йони в кристала, и между краищата на кристала се образува електрическо поле. По същия начин има „обратен пиезоелектричен ефект“, при който електрическо напрежение, приложено към крайните повърхности на кристала, може да доведе до разширяване или свиване на кристала.  Със способността си да се разширяват бързо при контакт с електрически заряд, пиезоелектричните кристали служат като ефективни задвижващи механизми в инжекторите за дизелово гориво. Тази технология действа до пет пъти по-бързо от стандартния инжектор и работи в движение без триене, като по този начин води до прецизни измервания на горивото и позволява многократно впръскване за цикъл на горене. където електрическо напрежение, приложено към крайните повърхности на кристала, може да доведе до разширяване или свиване на кристала.

КАК РАБОТЯТ ПИЕЗО ДИЗЕЛОВИТЕ ИНЖЕКТОРИ?

Ключът към функционирането на съвременната технология на Common Rail е пиезоелектричният инжектор. В дизеловите инжектори Piezo кристалите променят структурите си за по-малко от хилядни от секундата, като леко се разширяват, когато се прилага електрическо напрежение. Стотици Piezo вафли, които са подредени една върху друга в инжектор, ще се разширят и когато се разгърнат, настъпва линейно движение и се предава директно към иглата на инжектора без никаква механична връзка между тях. Тъй като дизеловите инжектори Piezo се използват в системите за впръскване на Common Rail, горивото под високо налягане непрекъснато се доставя до върха на инжектора, където можете да намерите игла, която предотвратява впръскването на гориво. Горивото под налягане също се изпраща към горната част на тази игла, силата, от която държи иглата затворена. Когато е под напрежение, пиезо кристалът ще отвори клапан над иглата. Това позволява горивото под налягане в горната част на иглата да се върне в резервоара през връщащата линия. Без натиск, задържащ иглата е затворена, горивото се впръсква в горивните камери. По-късно задвижването се изключва, затваряйки клапана, което след това води до натрупване на гориво под високо налягане, което принуждава иглата да се затвори отново.

Работата на пиезоелектричните инжектори е доста подобна на тази на соленоидните инжектори, с тази разлика, че те имат керамично ядро. Това се характеризира със способността му да се разширява или прибира, когато получава импулс на ток – пиезоелектричният ефект. Въпреки това, за да бъдат изпълними инжектори от този тип, производителите трябваше да заобиколят определен брой проблеми. На първо място, разширението на пиезоелектричен елемент е изключително ниско. За да се получи използваема степен на изместване, е необходим набор от не по-малко от 400 керамични диска, за да се образува активният елемент на инжектора. За да ги задействат, към тях се подава импулс от сто волта и малко рамо на лоста усилва тяхното движение. Освен това, както при електромеханичните инжектори, пиезоелектрическите дискове не управляват директно движенията на иглата. Те също така активират малък клапан. Основното предимство на пиезоелектричните инжектори е тяхната скорост на работа и повторяемостта на движението на клапана. Движенията на разширение и прибиране на пиезоелектрическите елементи са почти моментални. Тази реакционна скорост позволява още по-точно пропорционално разпределение на впръскваното гориво и по-голям брой инжекции за цикъл. Пиезо вентилът контролира изпускането на това гориво под високо налягане през дюзата на инжектора в горивната камера. Без електронен клапан горивото ще се натиска и изпръсква в горивната камера. Контролът на времето, силата на звука и т.н. би бил много лош. С пиезо клапан времето, обемът и т.н. могат да се контролират по-точно.
Пиезо вентилът може да се отваря и затваря толкова бързо, че е възможно да има променлив брой инжекции от едно зареждане с гориво. Това значително допринася за икономията на гориво и контрола върху замърсяването.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ЗА ВИСОКО НАПРЕЖЕНИЕ:  Пиезо инжекторите обикновено работят при напрежение до 200 волта.
Трябва да се внимава изключително много за предпазване от шок. Не докосвайте нито един от изводите на инжектора, докато двигателят работи.

КАКВИ СА ПОЛЗИТЕ ОТ ПИЕЗО ИНЖЕКТОРИТЕ?

Тъй като инжекторът Piezo работи по-бързо, той може да извършва повече инжекции на ход на цилиндъра и позволява по-високо налягане в горивната система. Това подобрява пулверизацията на дизела, придавайки подобрена скорост на пръскане и по-голяма точност. Освен това технологията позволява по-голяма гъвкавост по отношение на началото на инжектирането и съответния интервал от време между отделните събития на инжектиране. Освен това се установява, че новите пиезо инжектори са с по-малки размери и по-малко тегло в сравнение с традиционните инжектори. С използването на Piezo горивни инжектори можем да се възползваме от подобрен контрол на горенето, по-малък разход на гориво, намален шум, подобрена производителност на двигателя и значително намаляване на емисиите.

Принцип на действие на електромагнитния инжектор на Common Rail

Електромагнитният клапан TWV (двупосочен клапан) отваря и затваря изходния отвор, за да контролира както налягането в контролната камера, така и началото и края на инжектирането.

Неинжекционна фаза

Когато към соленоида не се подава ток, силата на пружината е по-силна от хидравличното налягане в контролната камера. По този начин соленоидният клапан се натиска надолу, ефективно затваряйки изходния отвор. Поради тази причина хидравличното налягане, което се прилага към командното бутало, води до компресия на пружината на дюзата. Това затваря иглата на дюзата и в резултат горивото не се инжектира.

Инжекционна фаза

Когато първоначално се прилага ток към соленоида, привличащата сила на соленоида издърпва соленоидния клапан нагоре, ефективно отваряйки изходния отвор и позволявайки на горивото да изтече от контролната камера. След изтичане на горивото налягането в контролната камера намалява, издърпвайки командното бутало нагоре. Това кара иглата на дюзата да се повдигне и инжектирането да започне. Горивото, което тече покрай изходния отвор, тече към тръбата за течове и под командното бутало. Горивото, което тече под буталото, повдига иглата на буталото нагоре, което помага да се подобри реакцията на отваряне и затваряне на дюзата. Токът на отваряне е 85V, 7A. Задържащ ток е 12V, 2A.

Край на инжекционната фаза

Когато токът продължава да се прилага към соленоида, дюзата достига максималното си повдигане, където скоростта на впръскване също е на максималното ниво. Когато токът към соленоида е ИЗКЛЮЧЕН, соленоидният клапан пада, причинявайки незабавно затваряне на иглата на дюзата и спиране на инжектирането.

Съвети за най-добри практики за обслужване на инжектори Common Rail

Днешните инжектори на Common Rail могат да извършват множество инжекции по време на един цикъл на горене и да впръскват гориво в двигателя при много по-високи налягания – до 30 000 psi – чрез хлабини, по-малки от 1 микрон. Въпреки че това носи значителни ползи, по-ниски емисии, подобрена икономия на гориво и по-добра управляемост сред тях, това също така означава, че те са много по-податливи на износване.

Защо инжекторите на Common Rail отказват?

Въпреки че инжекторите на Common Rail са проектирани да издържат, напредъкът в инжекционната технология означава, че те са по-склонни да се износват поради проблеми, включително:

• Замърсяване с частици : При допустими отклонения, по малка от широчината на човешки косъм, дори и най-малките частици могат да причинят значителни щети. Често следствие от неефективна филтрация, тези малки частици могат да разядат контролния клапан, което води до лошо уплътнение. С течение на времето това може да промени модела на пръскане на гориво и от своя страна количеството, времето и разпределението на впръскваното гориво.
• Замърсяване с вода : Друга често срещана причина за повреда на инжектора на Common Rail е замърсяването от излишната вода в горивото. Водата може да попадне в горивото и ще реагира с химикалите в него, за да корозира метални повърхности и да намали смазването между движещите се части. В комбинация това може да причини преждевременно износване както на инжекторите, така и на горивната помпа с високо налягане.
• Натрупване на отлагания: Всяко гориво, което остане в инжектора след спиране на двигателя, ефективно ще бъде „сготвено“ от остатъчната топлина, създавайки въглеродни отлагания, известни също като коксуване. Ако не бъдат отметнати, тези отлагания ще се натрупват около върха на дюзата и вътрешните части на инжектора, което води до залепване на иглата. Отново това може да наруши както количеството, така и времето на инжектиране.
• Неправилна инсталация : Лошите практики за инсталиране също могат да допринесат за преждевременна повреда.
  

  Симптоми на дефектен инжектор Common Rail?

  Дефектен инжектор за гориво почти сигурно ще наруши пръскането на гориво в горивната камера.

  • Проверете светлината на двигателя : ако двигателят не работи както трябва, той може да задейства светлината за управление на двигателя. За потвърждаване на кода на грешката ще е необходим инструмент за диагностично сканиране.
  • Груб празен ход : ако доставката на гориво е ограничена, оборотите на празен ход ще спаднат, което ще доведе до груб празен ход. Ако това падне твърде ниско, колата в крайна сметка ще спре.
  • Чукане на двигателя : когато горивото не се запали правилно, например поради неправилна въздушно-горивна смес, това може да причини преждевременни детонации – те могат да се чуят като почукване от двигателя.
  • Пренапрежение на двигателя : Неизправният инжектор може също да подаде твърде много гориво към цилиндъра, което води до пренапрежение на двигателя. Ако това се случи, оборотите на двигателя ще продължат да се променят при постоянно натоварване и газ.
  • Неизправност на двигателя : при нарушено подаване на гориво цилиндрите на двигателя може да не са в състояние да осигурят достатъчно мощност на превозното средство, което да доведе до неправилно запалване.
  • Изтичане на гориво : ако дизелът излиза от външната страна на инжектора или наблизо, инжекторът може да е повреден. Алтернативно уплътнението може да е изтъркано.
  • Лоша икономия на гориво : ECU ще компенсира всички дефектни инжектори чрез прекомерно зареждане. Това кара двигателя да работи богато, използвайки повече гориво, отколкото е необходимо.
  • Повишени емисии : лош инжектор може също да доведе до непълно изгаряне на дизеловото гориво и като такова до увеличени емисии в дизеловите автомобили.
    

    Как да диагностицираме дефектен инжектор на Common Rail

    Ако вашият клиент е имал някой от горните проблеми и подозирате, че дизеловият инжектор на Common Rail е виновен, важно е да извършите задълбочена диагностика, за да определите точната причина:

    • Идентифициране на кода на неизправността : Първият етап при идентифициране на неизправностите на Common Rail е четене на OBD на превозното средство. Използвайки качествен инструмент за диагностика, ще можете бързо да идентифицирате кодовете за грешки и да стесните диагнозата си.
    • Проверете инжекторите : Ако OBD е генерирал код за повреда на системата за впръскване на гориво, след това проверете функционалността на инжектора.
    • Проверете функцията на помпата Common Rail :
    • Потвърдете дали има повреда на механична или електрическа помпа :
    • Тествайте електрическата цялост на инжекторите : можете да тествате за отворена верига на бобината и вътрешно късо съединение на бобината, да проверите изолацията на бобината към корпуса на инжектора и да измервате съпротивлението и индуктивността на бобината само с един инструмент. Това ще ви позволи бързо и лесно да идентифицирате всички електронни повреди, както на автомобила, така и извън него. Забележете, ако инжекторът на соленоида на Common Rail има електронна повреда, той не може да бъде поправен.
      

      Как да се грижим за инжекторите на Common Rail

      • Инспектирайте инжекторите редовно – като правило това трябва да бъде на всеки 40 000 км, но може да бъде и по-скоро, ако се правят чести по-кратки пътувания. 
      • Използвайте първокачествено гориво с добавени препарати, за да запазите частите на двигателя чисти от отлагания. 
      • Периодично добавяйте препарат за почистване на горивната система към резервоара си, за да поддържате състоянието на системата за впръскване на гориво. 
      • Сменяйте редовно двигателното масло, за да работи с оптимална ефективност. 
      • Сменяйте редовно въздушните, маслените и горивните филтри. Зацапаните или запушени филтри ще пропуснат замърсители в двигателя, причинявайки щети на ключови компоненти и ще повлияят на работата на двигателя и икономията на гориво. 
      • Помислете за стила си на шофиране. По-кратките пътувания старт-стоп и усиленото шофиране ще увеличат напрежението и следователно износването на системата за впръскване на гориво.