Dizel Enjeksiyon Sistemleri

Transkript

1 MARMARA ÜNİVERSİTESİ TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENSİLİĞİ BÖLÜMÜ SIKIŞTIRMA İLE ATEŞLEMELİ MOTORLAR Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR

2 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

3 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

4 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.

5 Dizel Yakıtının Özellikleri multi-invest-projektmanagement-ag.com

6 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.

7 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 gürültülü çalışmaya neden olur.

8 Dizel Enjeksiyon Sistemleri

9 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.

10 Kia, Dizel Motor, 2007 Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri

11 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.

12 Kia, Dizel Motor, 2007 Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri

13 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

14 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

15 Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri

16 Kia, Dizel Motor, 2007 Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri

17

18 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

19 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

20 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

21 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

22 Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri Egzoz Gazı Devridaimi (EGR) Kia, Dizel Motor, 2007

23 Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri CRDI sistemlerinde EGR Kia, Dizel Motor, 2007

24 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

25 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 NO x 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

26 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

27 Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri Hava kontrol valfi Kia, Dizel Motor, 2007

28 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

29 Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri Vakum pompası Kia, Dizel Motor, 2007

30 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

31 Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri YAKIT POMPALARI Dizel motorlarda sırasıyla; sıralı (sıra tipi), dağıtıcı/distribütör pompa (yıldız pompa) ve Common Rail enjeksiyon teknolojileri kullanıldı 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 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 (NO X ) 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 (CO 2 ) emisyonlarını daha da düşürmek amacıyla 2000 bar dan daha fazla basınç üretebilen enjeksiyon sistemleri üzerinde çalışmaktadırlar. Otoguncel

32 Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri

33

34

35 Dizel Enjeksiyon Sistemleri FIGURE: A typical distributor-type diesel injection pump showing the pump, lines, and fuel filter.

36 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

37 Dizel Enjeksiyon Sistemleri FIGURE: A typical injector-pump-type automotive diesel fuel injection system.

38 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

39 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

40 Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri Distribütör tip yakıt enjeksiyonu pompası Kia, Dizel Motor, 2007

41 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.

42 Dizel Enjeksiyon Sistemleri FIGURE: A schematic of a Stanadyne diesel fuel injection pump assembly showing all of the related components.

43 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

44 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

45

46

47 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

48 POMPA-ENJEKTÖR

49 POMPA-ENJEKTÖR

50 POMPA-ENJEKTÖR

51 POMPA-ENJEKTÖR

52 POMPA-ENJEKTÖR Pompa Selenoid valf Enjektör

53 POMPA-ENJEKTÖR Külbütör Supap Kamları Enjektör kamları

54 POMPA-ENJEKTÖR

55 Püskürtme Aşamaları POMPA-ENJEKTÖR

56 POMPA-ENJEKTÖR

57 POMPA-ENJEKTÖR

58 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)

59 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

60

61 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

62 Dizel Enjeksiyon Sistemleri High-pressure Common Rail FIGURE : Overview of a computer-controlled high-pressure common rail V-8 diesel engine.

63 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

64 Kia, Dizel Motor, 2007 Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI)

65 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.

66 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.

67 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.

68 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.

69 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.

70 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 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 enjeksiyon kontrol Isıtmak için devir yükseltme kontrolü Yardımcı fren kontrol VGT kontrol Giriş kelebek kontrol EGR valf kontrol DPF tıkanıklık kontrol Marş sürekli güç siyali kontrol Ön-ısıtma kontrol Arıza diyaostik kontrolü Yakıt püskürtme miktar kontrol Yakıt püskürtme zaman kontrol Yakıt püskürtme oran kontrol MPROP Yakıt püskürtme kaçak kontrol Motor uyarı lambası Takometre Kızdırma tahrik rölesi Kızdırma bujileri Egzoz freni, 3-yollu manyetik valf Emniyet rölesi EDU rölesi ABS ECU MUT bağlantısı MVCU CAN hattı CAN hattı VG motoru Motor Konum sensörü VGT EDU EGR EDU EGR Valfi Motor Konum sensörü Kelebek EDU 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

71 Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI)

72 Common Rail Doğrudan Enjeksiyon (CRDI) Bosch CRDI, girişler ve çıkışlar Rail pressure control valve (RPCV) inlet metering valve IMV Kia, Dizel Motor, 2007 PTC (Positive Temperature Coefficient): Pozitif ısı katsayılı termistördür. Üzerindeki sıcaklık arttıkça direnci artar, sıcaklık düştükçe dirençi azalır.

73 Enjektörler Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri Kia, Dizel Motor, 2007

74 Kia, Dizel Motor, 2007 Dizel Enjeksiyon Sisteminin Alt Bölümleri

75

76 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.

77 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, ]. 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] 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].