Ako funguje vstrekovanie nafty

Pumpa Dýza:

– dopravné čerpadlo v nádrži ma za úlohu pretlačiť naftu cez filter k tandemovej pumpe
– tandemová pumpa musí tento tlak zvýšiť na správnu úroveň ktorá je závislá od otáčok motora (dosahuje až 10bar) aby zabezpečila správne plnenie piestov vstrekovačov. Nesprávny tlak ma za následok zlé plnenie a tým pádom pád výkonu.

Samotný vstrekovač ma tieto časti.

– ihla na konci cez ktorú je po jej otvorení je pod veľkým tlakom rozprašované palivo. Na druhom konci ihly je hydraulický tlmiaci element ktorý zabezpečuje že ihla sa počas predvstreku zdvihne len čiastočne.
– ihla je tlačená do zavretej polohy pružinou
– na druhej strane pružiny je kužeľový piest ktorý zabezpečuje ukončenie predvstreku a z časovým oneskorením zahájenie hlavnej vstrekovacej dávky.

– priestor ihly aj kužeľového piestu je prepojený vysokotlakým okruhom s hlavným valcom v ktorom sa hýbe piest ktorý je tlačený vačkou (cez vahadlo) a stláča palivo. Druhá pružina tlači piest späť aby pri zdvihu piestu bol zachovaný kontakt z vačkou.
– do tohto okruhu je vrazený elektromagnetický ventil ktorý spája cely tento okruh zo vstupom nafty ktorý cez hlavu motora tlačí tandemová pumpa. Medzi piestom a valcom je mikroskopická štrbina ktorou sa časť nafty počas kompresie pretlači a je vedená do prepadového vedenia ktoré prechádza cez hlavu spať do tandemovej pumpy (ale do jej druhého okruhu). V tandemovej pume je ventil ktorý udržiava tlak v prepade na úrovni 1 BAR u a tým zabezpečuje vyvažovanie. Tato štrbina slúži na mazanie a ochladzovanie piestu vstrekovača. Zároveň môže slúžiť na identifikáciu vadného vstrekovača (alebo vstrekovačov žiaľ na rozdiel od common railu neprezradí ktorý to presne je – musí to ísť na stolicu) nakoľko keď je to cele zodrane a piest ma zhoršenú kompresiu sa to prejavy vysokým prepadom.

Takže vačka stláča piest. Keď nie je potrebne vykonať vstrek (napr. pri brzdení motorom) elektromagneticky ventil je v klubovej polohe stále otvorený a tým pádom je prepojene vstupne potrubie z piestom. Pri zdvihu piestu sa tadeto nasaje palivo do valca. Pi zatlačení na piest je zas toto palivo tlačené spať do potrubia proti tandemovej pumpe.

Pokiaľ je potrebne vykonať vstrek musí RJ motora mat vypočítané:
– koľko paliva sa musí vstreknúť od toho záleží na akú dlhú dobu zopne elektromagneticky ventil. Čím bude dlhšie zopnutý tým viac paliva je vstreknutého
– kedy zahájiť vstrek nakoľko ten sa musí zahájiť ešte pred tým ako piest motora dosiahne hornú úvrať aby palivo stihlo zhorieť a spôsobyť správny priebeh nárastu tlaku ktorý zatlačí na piest motora vo chvíli keď je za hornou úvraťou a zatlačiť ho čo najefektívnejšie dole. To je závislé od množstva paliva – čím viac palica tým sa predlžuje čas horenia a tiež od otáčok motora a rýchlosti piestu. Čím je rýchlejší tým skôr musí zapáliť lebo skôr dosiahne hornú úvrať.
Takže samotný vstrek bude vyzerať takto.

1. Piest ide po predchádzajúcom vstreku smerom hore a nasáva do valca naftu ktorá je tlačená tandemovou pumpou.
2. Piest začína byt tlačený dole ale keďže je elektromagneticky ventil vypnutý v kľudovej polohe zas tlačí nasatú naftu spať k tandemovej pumpe.
3. RJ motora zopne elektromagneticky ventil – začína vstrekovacia fáza.
4. Elektromagneticky ventil uzavrie prívod paliva od tandemovej pumpy a tým pádom nafta neuniká von ale začína sa generovať tlak pri ihle aj pri kužeľovom ventile.
5. Je dosiahnutý tlak cca 180 bar a ten začne tlačiť ihlu dnu a otvára sa tryska – takto natlakovaná nafta začína prúdiť do spaľovacieho priestoru. Začína sa pred vstrek.
6. Ihla pri svojom pohybe dosiahne hranicu hydraulického tlmenia a zastaví resp. spomalí sa v cca 1/3 tretine svojej prejdenej trasy.
7. Keďže ihla na jednej strane pružiny do teraz tlačila cez pružinu na kužeľový ventil ktorý je na opačnej strane pružiny vplyvom jej spomalenia sa začína tlačiť kužeľový ventil dole proti ihle. Tým sa zväčšuje objem vysokotlakej časti za piestom a klesá tlak. Klesajúci tlak zavrie ihlu konci sa fáza predvstreku.
8. Kužeľový piest ďalej klesá dole tlak je približne konštantný pokiaľ nezájde na doraz kedy začne opäť stúpať tlak zároveň je pružina viac stlačená čo spôsobý že v tejto chvíli sa ihla znova otvorí až pri dosiahnutí tlaku približne 300 bar. Tento čas kým sa toto všetko udeje je latentná fáza medzi predvstrekom a hlavnou dávkou. Medzi tým predvstreková dávka v spaľovacom priestore vyhorí ale už mierne zvýši tlak v spaľovacom priestore a tým sa zabezpečí že chod motora bude kľudnejší lebo sa zmenší ráz.
9. Je dosiahnutý tlak 300 bar a ihla už pretlačí pružinu a znova sa otvára čím sa začína hlavný vstrek – hlavná dávka.
10. Vstrek pokračuje a v závyslosti na čase tlak dosahuje vyše 2000 bar hlavná dávka pokračuje Zároveň je prekonané hydraulické tlmenie a ihla zájde až na koniec dráhy – vstrekovač je otvorený na plno.
11. RJ motora vypína elektromagneticky ventil a znovu je spojene vstupne potrubie od tandemovej pumpy z priestorom vysokého tlaku. Koly veľkým tlakovým rozdielom dochádza takmer k okamžitému (ideálny stav by bol skutočne okamžitý čo sa v reále dosiahnuť nedá) uniku tlaku (až vyše 2000 bar) a nafta sa rýchlo tlačí do vstupného potrubia smerom k tandemovej pumpe.
12. Následkom prudkého poklesu tlaku sa ihla takmer okamžite zatvára a tiež kužeľový ventil sa vracia spať do svojej východzej polohy hlavný vstrek sa skončil
13. Piest vstrekovača dokončí svoj pohyb smerom dole s tým že zbytková nafta (čím väčšia dávka tým je menej zbytkovej nafty) je dotlačená von do vstupného potrubia smerom k tandemovej pumpe.

Týmto je cely cyklus ukončený.
Z uvedeného vyplýva že PD (rovnako ako jeho predchodcovia – rotačky) používajú v rámci vstrekovacej fázy dve dávky. Pred vstrek a hlavná dávka. To je dôvod prečo PD končí nakoľko Common Rail to vie rozdeliť na 5 aj 7 dávok a to je dôvod prečo má Common Rail kľudnejší a kultivovanejší chod ako PD. Spočiatku mal oproti PD hendikep že nevedel generovať také veľké tlaky ale tento hendikep už dávno dohnal. Ale to už je OT.
Takže takto funguje vstrekovanie PD a preto nie je možné aby takéto malé rozladenie rozvodov mohlo zvýšiť spotrebu.
Na zaver len toľko že spotreba sama o sebe je závyslá od toľkých rôznych faktorov (teploty, vlastnosti nasávaného vzduchu, aerodynamické podmienky jazdy, vlastnosti valivého odporu počas jazdy, podmienok terénu …) že ktorýkoľvek tento faktor ma vplyv na výchylky v spotrebe.