Pompa Enjektör Sistemi
Dizel motorlar için geliştirilmiş pompa enjektör sistemi diğer bir adı ile birim enjektör (UI-Unit injector) sistemi olarak ta bilinir. Tek bir bileşende hem enjektörü, hem de pompayı bünyesinde barındırır. Enjektörlerin her biri ayrı ayrı kam mili tarafından tahrik edilir. Eksantrik milinde Pompa-Enjektör ünitelerinin tahriki için ek dört tane kam bulunur. Bunlar, Pompa- Enjektör ünitelerinin pompa pistonlarını harekete geçirir. Her bir silindir için bir tane enjektör konumlandırılmıştır.
Pompa-Enjektör Sistemli dizel motorun distribütör enjeksiyon pompalı dizel motora göre avantajları şunlardır:
- Düşük yanma gürültüsü
- Düşük egzoz emisyonu
- Düşük yakıt tüketimi
- Yüksek performans
Bu avantajlar şu şekillerde elde edilmektedir:
- Maksimum 2050 bar’lık yüksek enjeksiyon basıncı
- Enjeksiyonun kesin kontrolü
- Ön enjeksiyon
Enjeksiyon kamında eğik yapılı bir flanş ve düz bir flanş bulunur. Böylece pompa pistonu, yüksek bir hızla aşağı doğru bastırılır ve bu şekilde yüksek bir enjeksiyon basıncı elde edilir. Bu sayede pompa pistonu, yavaş ve düzgün bir şekilde yukarı doğru hareket eder ve yakıt içinde hava kabarcığı olmaksızın Pompa-Enjektör ünitesinin yüksek basınç odasına akabilir.
 |
 |
Karışım oluşturma ve Yanma için gerekli ön şartlar
Verimli bir yanmanın ön şartı, iyi bir karışım oluşturmaktır. Bunun için yakıtın doğru miktarda, doğru zamanda ve yüksek bir basınçla püskürtülmesi gerekir. Bundan küçük sapmalar olduğunda bile sonuç olarak yüksek zararlı gaz emisyonları, yanma sesleri veya yüksek yakıt tüketimi görülür. Ateşleme avansının az olması, bir dizel motordaki yanma işlemi için önemlidir. Ateşleme avansı, enjeksiyonun başlangıcıyla yanma odasındaki basıncın artmaya başlaması arasındaki süredir. Bu süre zarfında büyük miktarda yakıt püskürtülürse bu, basıncın aşırı hızla yükselmesine ve sonuçta aşırı yüksek yanma sesi neden olabilir.
Ön Enjeksiyon
Olabildiğince yumuşak bir yanma işlemi elde etmek için asıl enjeksiyonun başlamasından önce düşük basınçlı az miktarda yakıt püskürtülür. Bu püskürtme, ön enjeksiyon olarak adlandırılır. Bu az miktardaki yakıtın yanmasıyla yanma odasındaki basınç ve sıcaklık artar. Bu, asıl enjeksiyon miktarının hızlı bir şekilde tutuşması için gerekli ortamı hazırlar ve böylece ateşleme avansını azaltır. Ön enjeksiyon ve ön ve asıl enjeksiyon arasındaki “enjeksiyon molası”, yanma odasındaki basıncın ani artmasını engeller, bunun yerine kademeli olarak artmasını sağlar. Sonuç olarak düşük yanma gürültüsü ve daha az zararlı oksit emisyonları elde edilir.
Ana Enjeksiyon
Ana enjeksiyonda başarı, yakıtın olabildiğince tam yanması için iyi bir karışımın oluşturulmasına bağlıdır. Yakıt, yüksek bir enjeksiyon basıncıyla çok küçük parçalara ayrılır, böylece yakıt ve hava birbiriyle iyi karışabilir. Tam bir yanma, zararlı gaz emisyonlarında azalma ve yüksek performansla sonuçlanır. Düşük basınçlı Pompa-Enjektör sisteminin ön enjeksiyon, “enjeksiyon molası”, artan basınçlı ana enjeksiyon ve enjeksiyonun hızlı şekilde sona ermesinden oluşan enjeksiyon işlemi, motorun ihtiyacıyla birebir örtüşmektedir.
Çalışması
Dolma işleminde pompa pistonu, piston yayının kuvveti sebebiyle yukarı hareket eder ve böylece yüksek basınç odasının hacmini arttırır.
Pompa-Enjektör için kullanılan valf, hareketine başlamaz. Manyetik valf pimi hareketsizdir ve yakıtın yüksek basınç odasına akmasına izin verir. Yakıt ileri hareket kanalındaki basınç nedeniyle yakıt yüksek basınç odasına hızla dolar.
Ön Enjeksiyon Başlar
Pompa pistonu, enjeksiyon kamı tarafından kam yatağı üzerinden aşağıya doğru bastırılır ve böylece yakıtı yüksek basınç odasından yakıt ileri hareket kanalına doğru akmaya zorlar. Enjeksiyon işlemi, motor kontrol cihazı tarafından başlatılır. Bunun için cihaz, Pompa-Enjektör valfini tahrik eder. Selenoid ünitesi valf pimi, bu esnada yuvasına doğru bastırılır ve yüksek basınç odasından hazneye giden yolu tıkar. Böylece yüksek basınç odasında basınç oluşmaya başlar. 180 barda basınç, meme yayının kuvvetinden daha büyüktür. Meme pimi, yukarı kalkar ve ön enjeksiyon başlar.
Meme pimi sönümleyici
Ön enjeksiyonda meme piminin yukarı kalkması, hidrolik bir yastık aracılığıyla yumuşatılır. Böylece enjeksiyon miktarının dozu ayarlanabilir.
Şu şekilde çalışır:
Tüm strokun ilk üçte birlik bölümünde meme pimi sönümlenmeden açılır. Bu sırada ön enjeksiyon miktarı yanma odasına püskürtülür. Amortisör pistonu meme gövdesinin deliğine girdiği andan itibaren yakıt meme piminin üzerinden sadece küçük bir sızıntı aralığından meme yayı odasına girebilir. Böylece meme piminin ön enjeksiyon esnasında yukarı kalkmasını sınırlayan hidrolik bir yastık oluşur.
Enjeksiyonun İşleyişi
Ön enjeksiyon sona erer
Meme piminin açılmasıyla birlikte ön enjeksiyon sona erer. Yükselen basınç nedeniyle Sızdırma pistonu aşağı doğru hareket eder ve böylece yüksek basınç odasındaki hacmi arttırır. Böylece basınç kısa bir süre için düşer ve meme pimi kapanır. Ön enjeksiyon bitmiştir. Sızdırma pistonunun yukarı doğru hareketiyle meme yayı daha fazla gerilir. Meme piminin sonraki aşama olan asıl enjeksiyonda bir kez daha açılması için bu nedenle ön enjeksiyondakinden daha büyük bir yakıt basıncı gereklidir.
Asıl Enjeksiyon Başlar
Meme piminin kapanmasından kısa bir süre sonra yüksek basınç odasındaki basınç tekrar artar. Pompa-Enjektör valfi, bu sırada hala kapalıdır ve pompa pistonu yukarı doğru hareket eder. Yaklaşık 300 barda yakıt basıncı önceden gerilmiş olan meme yayınınkinden büyüktür. Meme pimi tekrar kalkar ve asıl enjeksiyon miktarı püskürtülür.
Basınç, bu sırada 2050 bara kadar yükselir, çünkü yüksek basınç odasında meme deliklerinden kaçabilecek yakıttan daha fazla yakıt birikmiştir. Motorun maksimum gücünde yani yüksek devirde ve aynı zamanda yüksek enjeksiyon miktarında basınç da en yüksek değerini alacaktır.
Asıl Enjeksiyon Sona Erer
Enjeksiyonun sona ermesi, motor kontrol ünitesi Pompa-Enjektör selenoidini artık kumanda etmemesiyle birlikte başlar. Bu sırada selenoid valf pimi, selenoid valf yayı tarafından açılır ve pompa pistonu tarafından itilen yakıt, yakıt ileri hareket kanalından kaçabilir. Basınç düşer. Meme pimi kapanır ve sızdırma pistonu meme yayı tarafından hareketine başladığı yere doğru bastırılır. Ana enjeksiyon sona ermiştir.
Yakıt Beslemesi
Yakıt Sistemi
Yakıt, mekanik bir yakıt pompası tarafından yakıt deposundan yakıt filtresi üzerinden geçirilerek emilir ve silindir başındaki yakıt boruları üzerinden Pompa-Enjektör ünitesine iletilir. Enjeksiyon için kullanılmayan yakıt, silindir başındaki geri hareket kanalı, yakıt sıcaklık sensörü ve yakıt soğutucusu üzerinden tekrar yakıt deposuna gönderilir.
Yakıt Pompası
Yakıt pompası, silindir kapağında, vakum pompasının hemen arkasında bulunur. Görevi, yakıtı yakıt deposundan alarak Pompa-Enjektör ünitelerine iletmektir. Her iki pompa da eksantrik mili tarafından birlikte tahrik edilir ve bu nedenle birlikte ikili pompa olarak adlandırılır.
Yakıt pompası, durdurma kanatçıklarına sahip bir pompadır. Bu yapıda durdurma kanatçıkları, bir yay kuvvetiyle rotora doğru bastırılır. Bunun avantajı, pompanın henüz düşük devirlerde bile yakıt pompalamasıdır. Kanat hücreli pompalar, devir sayısının bu hücrelerin statördeki kaçma kuvvetini yenecek kadar yüksek olduğu zaman yakıt emer.
Pompanın içindeki yakıt hareketi, rotorda yakıt deposu boş olsa bile daima yakıt olacak şekilde gerçekleşir. Böylece kendi kendine yürüyen bir emme işlemi gerçekleşir.
Şu Şekilde Çalışır
- Yakıt pompası, hacmin emme işlemiyle arttırılması ve pompalama işlemiyle azaltılması prensibiyle çalışır.
- Yakıt, her defasında iki odaya emilir ve iki odadan pompalanır. Emme ve pompalama odaları, durdurma kanatçıkları ile ayrılmıştır.
- Bu resimde, yakıt Oda 1 tarafından emilir ve Oda 4 tarafından pompalanır.
- Oda 1’in hacmi, rotorun dönmesiyle artar. Bu sırada Oda 4’ün hacmi azalır.
- Bu resimde diğer iki oda devrededir. Yakıt, Oda 2 tarafından pompalanır ve Oda 3 tarafından emilir.
Dağıtıcı Boru
Silindir kapağındaki yakıt kanalının içinde bir dağıtıcı boru bulunur. Bu borunun görevi, yakıtı Pompa-Enjektör ünitelerine eşit olarak dağıtmaktır.
Şu Şekilde Çalışır
Yakıt pompası, yakıtı silindir kapağındaki ileri hareket kanlına pompalar. Yakıt, kanalında dağıtıcı borunun iç tarafında Silindir 1 yönünde ilerler. Yakıt, dağıtıcı boru ve silindir başı bükümündeki Ringspaltın içine gelir. Burada Pompa-Enjektör üniteleri tarafından ileri hareket kanalına geri itilmiş olan sıcak yakıtla karışır. Böylece yakıtın tüm silindirlerdeki yakıt kanallarında eşit bir sıcaklık oluşur. Tüm Pompa-Enjektör üniteleri, aynı miktar yakıtla beslenir. Böylece motorun düzgün çalışması sağlanmış olur.
Dağıtıcı boru olmasaydı Pompa-Enjektör ünitelerindeki yakıt sıcaklığı eşit olmayacaktı.
Pompa-Enjektör üniteleri tarafından ileri hareket kanalına geri itilmiş olan sıcak yakıt, kanalına gelmekte olan yakıt tarafından Silindir 4’den Silindir 1 yönüne doğru itilir.
Böylece yakıt sıcaklığı Silindir 4’den Silindir 1’e doğru artar ve Pompa-Enjektör üniteleri farklı miktarda yakıtla beslenir. Bunun sonucunda motor düzgün çalışmaz ve ön silindirlerde yakıt sıcaklığı çok yüksek olurdu.
Yakıt Soğutma
Pompa-Enjektör ünitelerindeki yüksek basınç nedeniyle yakıt o kadar ısınır ki yakıt deposuna gönderilmeden önce soğutulması gerekir. Bunun için yakıt filtresinde bir yakıt soğutucusu bulunur.
Bu soğutucu, geri akmakta olan yakıtı soğutur ve böylece yakıt deposunu ve yakıt borularını aşırı sıcak yakıttan korur.
Yakıt Soğutma Çevrimi
Pompa-Enjektör ünitelerinden geri akmakta olan yakıt, yakıt soğutucusunun içinden geçer ve yüksek sıcaklığını yakıt soğutma çevrimindeki soğutucu maddeye verir. Yakıt soğutma çevrimi, motor soğutma çevriminden ayrıdır. Bu, soğutma suyunun sıcaklığı çalışma sonucu ısınmış olan motorda yakıtı soğutmak gerektiği için vardır.
Soğutma suyu haznesi yakınında yakıt soğutma çevrimi motor soğutma çevrimiyle birleşir. Böylece yakıt soğutma çevrimi dolar ve sıcaklık dalgalanmaları sonucu oluşan hacim değişimleri dengelenmiş olur. Bağlantı, yakıt soğutma çevrimi daha sıcak olan motor soğutma çevrimi tarafından olumsuz etkilenmeyecek şekilde seçilmiştir.
