Sistemi ubrizgavanja kod dizel motora
Rad dizel motora zasniva se na samozapaljenju goriva ubrizganog u kompresioni prostor u kome se već nalazi vazduh pod pritiskom. U vrlo kratkom vremenskom periodu (5/10000 do 1/100 delova sekunde zavisno od broja obrtaja motora) treba ubrizgati određenu količinu goriva, izmešati je sa vazduhom i postići da se ista upali u pravom trenutku. Raspršivanje goriva se može dobiti:
Nakon raspršivanja gorivo se usled visoke temperature u kompresionom prostoru pali, prvo u inicijalnim tačkama, a zatim se front plamena širi velikom brzinom. Zahtevi koje mora da obezbedi sistem napajanja su da gorivo mora da ubrizgava u tačno određenom trenutku i u odgovarajućem trajanju ubrizgavanja, da mora da se ubrizga u tačno određenoj količini, koja zavisi od režima rada motora. |
Gorivo se ubrizgava:
|
Sistem za napajanje dizel motora gorivom-video |
Delovi instalacije
Sistem za napajanje dizel motora gorivom se sastoji od sledećih elemenata:
• Rezervoar za gorivo • Usisni vod • Pumpa niskog pritiska • Vod niskog pritiska • Fini prečistač goriva • Pumpa visokog pritiska • Vodovi visokog pritiska • Brizgači • Povratni vodovi Postupak napajanja se sastoji u tome što se gorivo iz rezervoara povlači (sl. 2) pomoću pumpe niskog pritiska (4) i kroz prečistač(6)potiskuje do pumpe visokog pritiska(1) od koje se pod visokim pritiskom posebnim čeličnim cevima, razvodi do brizgaljki(9). Višak neubrizganog goriva se crevom(10) vraća do pumpe visokog pritiska, a od nje do ka rezervoaru. |
Pumpa niskog pritiska
Uloga ove pumpe je da povlači gorivo iz rezervoara i pod pritiskom od oko 1 bar-a ga potiskuje do pumpe visokog pritiska. Napojna pumpa(pumpa niskog pritiska je obično klipna ili može biti i membranska.
Klipna pumpa jednostrukog dejstva
Pumpa jednostrukog dejstva prikazana je na slici 4. Princip rada je sledeći:
Ekscentar(1) preko valjkastog(2) i šipkastog podizača(3) potiskuje klip (4) sabijajući oprugu(5). Time se gorivo iz usisnog prostora(10), a preko potisnog ventila (6) prebacuje u potisni prostor(7). Pri tome je usisni ventil(8) zatvoren. Daljim obrtanjem ekscentra klip (4) pod dejstvom opruge(5) kreće se u suprotnom smeru potiskujući gorivo iz potisnog prostora ka pumpi visokog pritiska(vidi sliku pod b). Istovremeno se otvara usisni ventil i gorivo se iz rezervoara preko pretprečistača(9) usisava u usisni prostor(10). To znači da se za jedan obrt ekscentra obave jedno usisavanje i jedno potiskivnje goriva.
Ekscentar(1) preko valjkastog(2) i šipkastog podizača(3) potiskuje klip (4) sabijajući oprugu(5). Time se gorivo iz usisnog prostora(10), a preko potisnog ventila (6) prebacuje u potisni prostor(7). Pri tome je usisni ventil(8) zatvoren. Daljim obrtanjem ekscentra klip (4) pod dejstvom opruge(5) kreće se u suprotnom smeru potiskujući gorivo iz potisnog prostora ka pumpi visokog pritiska(vidi sliku pod b). Istovremeno se otvara usisni ventil i gorivo se iz rezervoara preko pretprečistača(9) usisava u usisni prostor(10). To znači da se za jedan obrt ekscentra obave jedno usisavanje i jedno potiskivnje goriva.
Pumpa dvostrukog dejstva
Pumpa dvostrukog dejstva je slične konstrukcije samo ima po dva usisna i potisna ventila(1 i 2), pa se za jedan obrt ekscentra obave po dva usisavanja i potiskivanja(slika 5):
Ručna pumpaRučna pumpa omogućava protok goriva i kada motor ne radi. To je potrebno kada se iz sistema za napajanje goriva ispušta vazduh posle rasklapanja radi opravke ili zamene nekog sklopa sistema.Ručna pumpa radi na istom principu kao i pumpa niskog pritiska jednostrukog dejstva, s tom razlikom što se klip pokreće rukom.
|
Prečistač goriva
Pošto su elementi pumpe visokog pritiska i brizgaljki izrađeni sa visokom tačnošću i sa uskim tolerancijama, i najmanja nečistoća u gorivu može dovesti do začepljenja, brzog trošenja kao i otkaza pomenutih elemenata. Da do toga ne bi došlo gorivo se mora stalno čistiti pomoću veoma finih prečistača.
Najčešće se koriste prečistači sa dva stepena.U prvom stepenu se obavlja grubo, a u drugom fino prečišćavanje. U prvom stepenu postoji taložnik za ispuštanje kondenzovane vode iz goriva (5 na slici 2). Oba stupnja prečistača imaju uloške koji se mogu čistiti i zamenjivati. Na gornjim delovima(poklopcima) oba stupnja nalaze se vijci za ispuštanje vazduha(odzračivanje).
Najčešće se koriste prečistači sa dva stepena.U prvom stepenu se obavlja grubo, a u drugom fino prečišćavanje. U prvom stepenu postoji taložnik za ispuštanje kondenzovane vode iz goriva (5 na slici 2). Oba stupnja prečistača imaju uloške koji se mogu čistiti i zamenjivati. Na gornjim delovima(poklopcima) oba stupnja nalaze se vijci za ispuštanje vazduha(odzračivanje).
Pumpa visokog pritiska
Ova pumpa ima ulogu:
o Automatska promena energije koju motor razvija u zavisnosti od trenutnih otpora koji se suprotstavljaju kretanju vozila i ovu ulogu ostvaruje sverežimski regulator Na dizel motorima se koriste sledeće vrste pumpi visokog pritiska:
|
Sistem za napajanje dizel motora gorivom 2-video |
Linijska pumpa visokog pritiska
To su klipne pumpe koje za svaki cilindar motora imaju po jedan komplet elemenata za potiskivanje goriva. Svi ti kompleti elemenata postavljeni su u jednoj liniji (redu) pa se zbog toga i zovu linijske. Klipovi se kreću translatorno a pokreću ih bregovi bregastog vratila. Napojna, obično klipna pumpa doprema gorivo pod niskim pritiskom(oko 1 bar) do usisnog prostora pumpe visokog pritiska. Iz tog prostora gorivo ulazi kroz otvor u prostor iznad klipa i puni ga. Cilindar klipa ima tri otvora: usisni, kroz koji je gorivo upravo ušlo, potisni i rasteretni. Klip svojim kretanjem zatvara svojom bočnom stranom rasteretni otvor, a daljim kretanjem podiže pritisak goriva. kroz jedino preostali potisni vod, gorivo može da prođe tek kada savlada oprugu igle brizgaljke i to zavisno od tipa motora, preko 120 bara.
|
Gorivo iz pumpe niskog pritiska(2) dolazi u kanal(3 slika 8) odakle preko otvora (4) ulazi u cilindre elemenata(5). Iz cilindra se gorivo pod visokim pritiskom potiskuje klipovima (7), koji se pomeraju nagore zahvaljujući obrtanju bregastog vratila(8). Pomeranje klipova nadole, u povratnom hodu obezbeđuje opruga (9).
Da bi gorivo pod dejstvom klipa otišlo dalje kroz vod za gorivo otišlo ka cilindru motora mora da se otvori ventil, tj. gorivo iznad klipa mora da bude pod pritiskom i tada će savladati silu u opruzi i otvoriti ventil. Ako mi ne želimo da maksimalna količina goriva ode ka brizgaljkama koje se nalaze u cilindru motora, već da ode nešto manja količina količina da bi u cilindru dobili npr. siromašniju smešu to možemo uraditi tako što napravimo da pritisak iznad klipa koji treba da otvori ventil i pošalje gorivo ka brizgaljkama opadne u toku kretanja klipa naviše. Ovo se može postići postojanjem prelivnog otvora kao i izradom žljebova u samom klipu, tako da se gorivo koje se nalazi pod pritiskom iznad klipa u nama pogodnom trenutku odvede kroz žljebove u klipu i izađe kroz prelivni otvor kao što se vidi na slici ispod.
Da bi gorivo pod dejstvom klipa otišlo dalje kroz vod za gorivo otišlo ka cilindru motora mora da se otvori ventil, tj. gorivo iznad klipa mora da bude pod pritiskom i tada će savladati silu u opruzi i otvoriti ventil. Ako mi ne želimo da maksimalna količina goriva ode ka brizgaljkama koje se nalaze u cilindru motora, već da ode nešto manja količina količina da bi u cilindru dobili npr. siromašniju smešu to možemo uraditi tako što napravimo da pritisak iznad klipa koji treba da otvori ventil i pošalje gorivo ka brizgaljkama opadne u toku kretanja klipa naviše. Ovo se može postići postojanjem prelivnog otvora kao i izradom žljebova u samom klipu, tako da se gorivo koje se nalazi pod pritiskom iznad klipa u nama pogodnom trenutku odvede kroz žljebove u klipu i izađe kroz prelivni otvor kao što se vidi na slici ispod.
Na slici 5 se vidi kako gorivo preko ulaznog otvora ulazi u prostor iznad klipa(prikazano strelicom). Na slici 2 je prikazan slučaj kad klip koji se kreće naviše potiskuje gorivo u vod visokog pritiska koji vodi gorivo do brizgaljki. U tom slučaju žljebovi u klipu ne povezuju prostorr iznad klipa sa prelivnim otvorom, pa neće doći do pomenutog pada pritiska.
Međutim do pada pritiska iznad klipa dolazi u slučaju kada se žljeb na klipu poklopi sa prelivnim otvorom(slika 3) i tada gorivo delimično odlazi kroz prelivni otvor(vidi strelicu) pa pritisak iznad klipa nije dovoljan da otvori ventil ka vodu visokog pritiska i gorivo više neće ići ka brizgaljkama.
Trenutak kada će doći do pada pritiska se može po potrebi menjati i na taj način se menja količina goriva poslatog ka brizgaljkama što dalje utiče na promenu sastava smeše goriva i vazduha.
Ovo se može regulisati okretanjem klipa oko svoje ose. Da promena ugla okretanja klipa oko svoje ose menja trenutak pada pritiska iznad klipa može se videti na slici levo
Na slici 4 vidi se slučaj delimičnog opterećenja motora kada je potrebna siromašnija smeša nego pri punom opterećenju koje je prikazano na slici 5. Pri delimičnom opterećenju manja količina goriva će biti ubrizgana,što znači da će trenutak poklapanja žljeba urezanog u klip i prelivnog otvora desiti ranije nego u slučaju maksimalnog opterećenja.
Na slici 5 se vidi kako gorivo preko ulaznog otvora ulazi u prostor iznad klipa(prikazano strelicom). Na slici 2 je prikazan slučaj kad klip koji se kreće naviše potiskuje gorivo u vod visokog pritiska koji vodi gorivo do brizgaljki. U tom slučaju žljebovi u klipu ne povezuju prostorr iznad klipa sa prelivnim otvorom, pa neće doći do pomenutog pada pritiska.
Međutim do pada pritiska iznad klipa dolazi u slučaju kada se žljeb na klipu poklopi sa prelivnim otvorom(slika 3) i tada gorivo delimično odlazi kroz prelivni otvor(vidi strelicu) pa pritisak iznad klipa nije dovoljan da otvori ventil ka vodu visokog pritiska i gorivo više neće ići ka brizgaljkama.
Trenutak kada će doći do pada pritiska se može po potrebi menjati i na taj način se menja količina goriva poslatog ka brizgaljkama što dalje utiče na promenu sastava smeše goriva i vazduha.
Ovo se može regulisati okretanjem klipa oko svoje ose. Da promena ugla okretanja klipa oko svoje ose menja trenutak pada pritiska iznad klipa može se videti na slici levo
Na slici 4 vidi se slučaj delimičnog opterećenja motora kada je potrebna siromašnija smeša nego pri punom opterećenju koje je prikazano na slici 5. Pri delimičnom opterećenju manja količina goriva će biti ubrizgana,što znači da će trenutak poklapanja žljeba urezanog u klip i prelivnog otvora desiti ranije nego u slučaju maksimalnog opterećenja.
Rotaciona pumpa visokog pritiska
Osnovna njena karakteristika je u tome što ima samo jedan element sa dva klipa koji potiskuju gorivo ka svim brizgaljkama, bez obzira na njihov broj, odnosno bez obzira na broj cilindara motora. Na taj način, u sve cilindre dospeva ista količina goriva, što kod linijskih pumpi nije slučaj. Otvori koji vode gorivo od pumpe ka brizgaljkama se nalaze na nepokretnom delu koji
se zove hidraulična glava (vidi sliku 13).
Dovodni kanali se takođe nalaze u hidrauličnoj glavi ali tako da se svakom izlaznom kanalu odgovarajući ulazni kanal nalazi nasuprot kako je i prikazano na slici .Ulazni kanal se povezuje sa izlaznim pomoću kanala koji se nalaze u rotoru pumpe koji rotira.
se zove hidraulična glava (vidi sliku 13).
Dovodni kanali se takođe nalaze u hidrauličnoj glavi ali tako da se svakom izlaznom kanalu odgovarajući ulazni kanal nalazi nasuprot kako je i prikazano na slici .Ulazni kanal se povezuje sa izlaznim pomoću kanala koji se nalaze u rotoru pumpe koji rotira.
Gorivo će ući u kanal rotora kada se kanal na rotoru pri okretanju rotora poklopi sa ulaznim kanalom (slika levo). U tom trenutku nema još veze sa izlaznim kanalom , ali će se ona ostvariti nešto kasnije kada se daljim obrtanjem rotora kanal u njemu poklopi sa izlaznim kanalom (vidi sliku desno ). Samo poklapanje ovih kanala nije dovoljno da bi se gorivo potisnulo već se to ostvaruje primicanjem klipova koji se nalaze u cilindričnom žljebu unutar rotora. Pri ulasku ulja u kanal rotora ovi klipovi se odmiču jedan od drugog.Oni se obrću zajedno sa rotorom. Kompletna pumpa je prikazana na slici 9, a rotor i hidraulična glava su prikazani uvećano na drugoj slici:
Rotaciona pumpa je proizvedena prvi put 1947. godine u Americi, u firmi Hartford, a po patentu Vernona Rose(Vernon Roosa). Ove pumpe su pod imenom Roosa Master počele da se ugrađuju u traktorske dizel motore 1952. godine.
Rotaciona pumpa je klipna pumpa kod koje se pritisak goriva stvara između dva klipa koji se kreću jedan prema drugome. Za razliku od linijske pumpe, samo jedan par klipova snabdeva sve cilindre motora, bez obzira koliko ih ima. Kompletna pumpa je prikazana na slici 14, a šema napajanja na slici 15.
Pumpa niskog pritiska crpi gorivo iz rezervoara i usmerava ga preko rečistača, ka transfer pumpi(koja je u sastavu pumpe visokog pritiska), koja povišava pritisak goriva šaljući ga ka ventilu za doziranje(vidi poziciju 10 na slici 11. Pošto je kapacitet te pumpe znatno veći od maksimalne količine goriva koja se ubrizgava, višak goriva se preko regulatora pritiska vraća u prečistač. Ventil za doziranje reguliše potrebnu količinu goriva, koja se preko pumpe visokog pritiska i brizgača ubrizgava u motor, u zavisnosti od dejstva regulatora na prikazanu polugu.