Dizelske mlaznice

Podrijetlo i primjena.

Povijest razvoja dizelskih brizgaljki obuhvaća više od stoljeća inovacija i tehnološkog napretka. U početku se ubrizgavanje goriva vršilo pomoću zraka pod visokim tlakom, ali prve mehaničke brizgaljke bez pomoći zraka pojavile su se 1920-ih. Tijekom tog razdoblja Bosch je odigrao ključnu ulogu uvođenjem visokotlačnih injektora koji su se koristili u motorima za kamione i poljoprivredu.

U 1930-ima Mercedes-Benz je predstavio prvi masovno proizveden osobni automobil s dizelskim motorom, što ukazuje na sve veću popularnost ove tehnologije. Drugi svjetski rat ubrzao je razvoj injektora, posebno u vojnom kontekstu. 1950-ih i 1960-ih doživjele su daljnje revolucionarne inovacije, kao što su mlaznice s povratnom oprugom i prve elektronički kontrolirane pumpe za ubrizgavanje.

U 1960-ima i 1970-ima brizgaljke s dvije opruge postale su standard u mnogim primjenama, od kamiona do poljoprivrednih strojeva. Uvođenje ovih mlaznica omogućilo je bolju kontrolu procesa izgaranja, što je imalo izravan utjecaj na poboljšanje performansi motora i smanjenje potrošnje goriva.

U 1990-ima, Bosch je pokrenuo revoluciju sa svojim jediničnim sustavom ubrizgavanja, a potom i Common Rail sustavom, koji omogućuje preciznu kontrolu ubrizgavanja goriva pri vrlo visokom tlaku. 

Sustav jediničnih injektora, koji je Volkswagen grupa uvela u osobna vozila i dostavna vozila, bio je važan korak u razvoju tehnologije injektora dizelskih motora. Ovaj sustav integrirao je pumpu za ubrizgavanje izravno s injektorom, što je omogućilo precizniju kontrolu ubrizgavanja goriva. Svaki cilindar motora imao je zasebnu jedinicu injektora, što je omogućilo bolju kontrolu nad procesom ubrizgavanja i izgaranja goriva. Jedinične brizgaljke nudile su veću snagu i učinkovitost od tradicionalnih sustava ubrizgavanja, posebno u smislu odgovora na promjene opterećenja motora i radnih uvjeta. Ova je tehnologija već dugi niz godina osobito popularna u vozilima Volkswagena i drugih VW grupacija. Također se koristi u motorima kamiona, strojeva i gospodarskih vozila.

Jednakże w miarę rozwoju i dążenia do dalszej redukcji emisji oraz poprawy efektywności, układ z pompowtryskiwaczami został stopniowo zastąpiony przez bardziej zaawansowane systemy Common Rail z wtryskiwaczami sterowanymi elektromagnetycznie lub piezoelektrycznie. W układzie tego typu rozdzielono funkcję sprężania paliwa i jego wtrysku. Umożliwia to precyzyjne sterowanie wtryskiem paliwa co w efekcie poprawia osiągi silnika i obniża poziom emisji spalin.

Od 2000-ih, tehnologija dizelskih mlaznica nastavila se razvijati s fokusom na smanjenje emisija, poboljšanje preciznosti mjerenja goriva i integraciju s hibridnim sustavima.

Konstrukcija i princip rada.

Mehaničke brizgaljke.

Mehaničke mlaznice za gorivo naširoko su korištene u dizelskim motorima zbog svoje jednostavnosti i pouzdanosti. 

Tijelo injektora obično je izrađeno od visokokvalitetnog čelika, otpornog na visoki tlak i temperaturu. Tijelo sadrži sve preostale komponente brizgaljki i montira se izravno u glavu motora. Igla je ključni element koji kontrolira protok goriva. To je precizno izrađen klip koji se kreće unutar atomizera. Igla je oprugom pričvršćena na sjedište, što sprječava curenje goriva kada nema pritiska. Mlaznica za ubrizgavanje (vrh) nalazi se na kraju injektora i ima rupe vrlo malih promjera kroz koje se raspršuje gorivo u komoru za izgaranje. Fino raspršivanje goriva osigurava bolje miješanje sa zrakom i učinkovitije sagorijevanje. Opruga pritišće iglu na sjedište mlaznice. Sila opruge mora biti odabrana na odgovarajući način tako da se igla otvara pri zadanom tlaku goriva. Podešavanje sile opruge omogućuje vam precizno podešavanje momenta otvaranja mlaznice. Naprednije konstrukcije mehaničkih brizgaljki (tzv. brizgaljke s dvostrukom oprugom) imaju dvije opruge različite čvrstoće. To omogućuje postupno otvaranje injektora i predubrizgavanje. Podloška se koristi za podešavanje sile opruge, a time i tlaka pri kojem se udarna igla počinje dizati. Promjenom debljine podloška možete precizno podesiti točku otvaranja injektora. Kanal za gorivo smješten u tijelu vodi gorivo pod visokim pritiskom od pumpe za ubrizgavanje do unutrašnjosti mlaznice. Gorivo u kanalu za gorivo povećava pritisak na iglu. Kada tlak premaši postavljenu vrijednost opruge, igla se podiže, otvarajući mlaznicu za ubrizgavanje. Nakon završetka faze ubrizgavanja, tlak goriva pada, što uzrokuje da opruga pritisne iglu na sjedište, zatvarajući mlaznicu i zaustavljajući protok goriva.

Jedinične brizgaljke.

Jedinica injektora kombinira pumpu i injektor u svom tijelu. Dio pumpe se mehanički pokreće iz motora, najčešće posebnom bregastom osovinom. Klip koji se kreće u kućištu komprimira gorivo do visokog tlaka. Svaka jedinica za ubrizgavanje opremljena je regulacijskim elektromagnetskim ventilom, koji omogućuje preciznu regulaciju doze goriva koja se dovodi u cilindre motora. Vrh jedinične mlaznice ima nekoliko malih rupica, zahvaljujući kojima se gorivo fino raspršuje, što omogućuje bolje miješanje sa zrakom i potpuno izgaranje.

Elektromagnetske i piezoelektrične brizgaljke (common rail).

Tijelo je izrađeno od izdržljivih materijala, obično čelika, koji mogu izdržati visoki pritisak i temperaturu. Tijelo sadrži sve elemente injektora i montira se izravno u glavu motora.

Zavojnica je ključni element koji kontrolira injektor. Napajan električnom energijom, stvara magnetsko polje koje omogućuje otvaranje kontrolnog (preljevnog) ventila. Kada se solenoid aktivira, ventil se otvara, dopuštajući da se dio goriva vrati u preljev i tako započne ubrizgavanje goriva. Raspršivač se nalazi na kraju injektora i sadrži vrlo male rupice kroz koje se gorivo dovodi u komoru za izgaranje. Ove rupe su precizno napravljene kako bi se osiguralo pravilno raspršivanje goriva. Povratna opruga je odgovorna za zatvaranje igličastog ventila kada solenoid prestane raditi. Pritišće iglu ventila na sjedište, čime se zatvara mlaznica i završava ubrizgavanje goriva. Kanali za gorivo isporučuju gorivo pod visokim pritiskom iz tračnice u unutrašnjost mlaznice. Električni utikač je mjesto gdje se mlaznica spaja na upravljačku jedinicu motora (ECU). Kroz njega teče struja koja aktivira elektromagnet.

Piezoelektrični injektori nemaju zavojnicu, umjesto koje se koristi skup piezo kristala. Otvaranje i zatvaranje injektora kontrolira se pomoću piezokristalnog efekta, koji uključuje promjenu duljine piezo steka kada se na njega napaja napon. Promjena duljine piezo snopa aktivira kontrolni ventil mlaznice, dopuštajući pokretanje i zaustavljanje ubrizgavanja. Prednost ovog dizajna u odnosu na elektromagnetske mlaznice je brzina rada, što se pretvara u precizno doziranje goriva u cilindar. 

Proces regeneracije.

Jedinične brizgaljke.

Testovi Bosch jediničnih injektora prije i nakon regeneracije provode se na Bosch EPS 815 ispitnom stolu opremljenom nastavkom CAMBOX. Samo takav set omogućuje precizna mjerenja radnih parametara jedinične brizgaljke, uključujući važnu vrijednost koja se naziva BIP (početak razdoblja ubrizgavanja). Regeneracija uglavnom uključuje zamjenu mlaznice, zamjenu brtvi, provjeru i čišćenje ostalih elemenata. Po potrebi se zamjenjuju i druge komponente, poput klipa i opruge koji su dio pogonskog sustava jedinične brizgaljke ili elementi upravljačkog ventila.

U slučaju Delphi jediničnih injektora, testiranje i kalibracija se izvode na Hartridge AVM2-PC ispitnom stolu. Regeneracija uglavnom uključuje zamjenu mlaznice i kontrolnog ventila, zamjenu brtvi, provjeru i čišćenje ostalih elemenata. Po potrebi se zamjenjuju i drugi elementi poput opruge, električne spojnice i dr. Ako je proizvođač predvidio takvu potrebu, regenerirani jedinični injektor dobiva novi korekcijski kod, koji se generira na temelju predviđenih parametara tijekom kalibracijskog testa koji se provodi na mjernoj stanici.

Elektromagnetske i piezoelektrične brizgaljke (common rail).

Na zahtjev kupca vršimo probu injektora prije popravka. Ispitivanja se provode na ispitnim stolovima odobrenim od strane pojedinačnih proizvođača sustava za ubrizgavanje. Riječ je o strojevima proizvođača Bosch, Hartridge i Carbon Zapp. Regeneracija uključuje sve aktivnosti navedene u uputama koje su izradili pojedini proizvođači. To obično uključuje zamjenu mlaznice, brtvila i upravljačkog ventila, a po potrebi i zavojnice. Preostali elementi se temeljito čiste, provjeravaju i ponovno koriste. Važno je da na temelju mjerenja doziranja svakog injektora uređaji generiraju pojedinačne klasifikacijske kodove ili kodove za korekciju (IMA/C2i/C3i/C4i). Njihovo uvođenje u regulator motora jamči ispravan rad mlaznica ugrađenih u vozilo.

Uzroci i vrste oštećenja

Simptomi koji mogu ukazivati na oštećenje injektora:

1. Neravnomjeran rad motora.
2. Bučan rad motora.
3. Gubitak snage motora.
4. Povećana potrošnja goriva.
5. Problemi s pokretanjem motora.
6. Previše dima iz ispušnog sustava.
7. Lampica "check engine" je upaljena.

Najčešća oštećenja injektora su:

1. Oštećenje vrha (mlaznice).
2. Oštećenje kontrolnog ventila.
3. Oštećenje zavojnice ili piezo skupa.
4. Unutarnje ili vanjsko curenje goriva.