Sistemul de injectie Common Rail de la Denso

Sistemul de injectie Common Rail de la Denso

Denso a realizat primul sistem de injectie cu rampa comuna pt autocamioane, a carui productie de serie a inceput la sfarsitul anului 1995, modelul ECD-U2 [47]. La vremea aceea sistemul utiliza un injector cu supapa cu trei cai si pompa de inalta presiune cu elemente in linie.

Daimler-Benz si Fiat au lansat sistemul de injectie cu rampa comuna pt autoturisme in anul 1997. Sistemul utilizat un injector cu supapa cu doua cai si o pompa de distributie rotativa cu pistoane radiale cu trei elemente.

Denso si Toyota au realizat sistemul ECD-U2P , care utiliza un injector cu supapa cu doua cai, cu suprafata de etansare plata si pompa de injectie cu masurarea debitului la intrare (admisie), pt a preveni incalzirea combustibilului din rezervor. Principalele componente ale sistemului ECD-U2P sunt reprezentate in fig.1: injectorul comandat electronic; pompa de distributie de inalta presiune cu masurarea debitului la intrare; rampa cu traductorul si limitatorul de presiune; unitatea electronica de control (ECU) si unitatea electronica de actionare a injectorului (EDU).

Fig.1 Principalele componente ale sistemului Common Rail EDU-U2P de la Denso

Combustibilul, dupa ce este comprimat la presiunea de 1,6 MPa de catre pompa de transfer a pompei de injectie, este dozat in cantitatea dorita, cu ajutorul supapei de dozare, si apoi transferat in camera de inalta presiune a pompei de injectie. Aici combustibilul este comprimat la presiunea 135 MPa de catre pistonasele plunjer si transferat in rampa

Injectorul permanent alimentat cu motorina la presiune inalta, dar momentul si du-rata injectiei sunt comandate de catre ECU. Tot ECU poate controla supapa cu doua cai a injectorului prin deschiderea sau inchiderea electromagnetului instalat in partea superioara a injectorului. Momentul injectiei optimizat sincronizarea cu momentul pomparii de catre pompa de inalta presiune. Sincronizarea procesului de injectie cu cel de presurizare contribuie la precizia cantitatii injectate, iar prin controlul feedback se detecteaza scaderea de presiune dupa fiecare injectie. Controlul feedback inseamna ca senzorul de presiune detecteaza scaderea de presiune din rampa, iar ECU calculeaza pierderea de combustibil si activeaza pompa de inalta presiune pt a reface presiunea din rampa

Este foarte important ca injectoarele usor de comandat, compact si fiabil. Utilizarea unui injector cu suprafata plana de etansare s-a facut din doua motive: primul este pt ca se reduce scurgerile de combustibil de la injector si, al doilea,pt ca se imbunatateste rezistenta injectorului. In cazul etansarii cu bila, contactul de etansare este liniara in loc sa fie o suprafata. Aceasta inseamna ca durabilitatea este diminuata, indeosebi din cauza impuritatilor din combustibil. De aceea, pt. a imbunatati durabilitatea supapei si a reduce scurgerile de combustibil, bila este prelucrata astfel in cat sa i se creeze o suprafata plana care va etansa pe o alta suprafata plana. Durabilitatea supapei creste, pe de-o parte, datorita posibilitatilor de durificare a suprafetei de contact prin nitrurare (TiN sau CrN)

Forta de deschidere a supapei poate fi micsorata prin diminuarea ariei suprafetei de contact, prin practicarea unor canale descarcare in suprafata plana pe care se aseaza bila. Forta de deschidere a supapei se reduce la un sfert (1/4) prin practicarea acestor canale circulare si radiale de descarcare. Aceasta permite proiectarea unui electromagnet mai compact. Marirea durabilitatii supapei cu bila se face prin realizarea acesteia din ceramica, iar orificiul este acoperit cu material ceramic.

Din punct de vedere al controlului debitului injectat exista doua tipuri de pompe. Pompele care refuleaza in permanenta debitul maxim, indiferent de regimul motorului, la care combustibilul neconsumat este refulat in rezervor.

Pompele care refuleaza debit in functie de consum, la care cantitatea de combustibil necesar in rampa comuna este asigurata de catre pompa de alimentare, apoi comprimat la presiunea de injectie de catre pompa de inalta presiune, se numesc pompe cu reglare debitului la intrare. Pierderile de antrenare sunt mai mici si, de asemenea, cresterea de temperatura este mai mica

Pompa cu reglare debitului la intrare necesita un cuplu de antrenare dependent de cantitatea injectata. Aceasta inseamna ca la sarcini partiale cuplul de antrenare este mai mic decat la plina sarcina si cu aceasta consumul este mai redus. Mai mult, pompa cu reglarea debitului la intrare nu necesita deversarea spre rezervor a surplusului de combustibil si, deci, nu influenteaza temperatura combustibilului din rezervor . Prin urmare nu este necesar un racitor pt combustibil, care ar afecta costul sistemului.