ot-gu

Dizel Motorlarının Tarihi:
Dizel motorlarinin tarihi otomobilin dogdugu yillara kadar dayanıyor. 1800'lü yilların sonlarına doğru Rudolf Diesel tarafından bulunan bu motor yıllar sonra gemi ve trenlerde kullanılmaya başlandi. Dizel motorlar zamanla iş makinesi, ticari araçlar ve binek araçlarda gündeme geldi. Rudolf Diesel'in gelistirdiği dizel motorları, ilk olarak 1824 yillarinda Fransiz mühendisi Carnot , 1885 – 1890 yillari arasinda Herbert Akroyd Stuart tarafından incelenmiştir. Daha sonra bunları1890 yılında Capitaine yarım dizel motoruyla takip etmiştir.Ve en sonunda 1892 -1897 yillari arasında Rudolf Diesel şimdiki dizel motorlarinin temelini teşkil eden çalışmayı gerçekleştirip, dizel motorunun patentini almıştır.

Dizellerde Kullanılan Yakıt Pompa Sistemi Çeşitleri:

• Sıra tipli sistemler.
• Distribütör tipi sistemler.
• Müşterek manifold tipi sistemler.
• Cummins PT tipli sistemler .
• Enjektör tipli sistemler.

Common Rail'e Duyulan Ihtiyaç
Günümüzde taşıtlarin tahrikinde kullanilmakta olan benzin ve diesel motorları yüz yılı aşan bir geçmişe sahiptir. Bu süreç içerisinde benzin motorlarının sağladiığı yüksek performans özelliklerini, diesel motorlarının özellikle kismi yüklerdeki yüksek verim özellikleri ile bir araya getirebilecek bir motor tasarımının gerçekleştirilmesi motor üreticilerinin üzerinde durduğu bir konu olmuştur. Taşitlarin yakıt tüketiminin azaltılması ve çevre kirliligine neden olan yanma ürünlerinin kontrol altına alinabilmesi konusundaki güncel çabalar, motor teknolojisinde yenilik arayişlarını son dönemde daha da hızlandırmıştır. Alışıla gelmis benzin motorlarindaki yakıtın emme kanalına püskürtülmesi uygulaması yerine, benzinin emme zamaninda veya sıkıştırma zamanında direkt olarak silindir içerisine püskürtülmesi şeklindeki uygulama direkt püskürtmeli (DP) benzin motorlarinin temel yapisini olusturmaktadir. Kademeli dolgulu bu motorlar, diesel motoru çalisma prensibine benzer şekilde, motorun yük durumuna göre hava-yakıt karışım oranını ayarlamaktadir. Dolayisi ile kismi yüklerde asiri fakir karışım oranlarında (hava fazlalık katsayisi, l > 1) çalışılmakta, tam yükte ise oldukça homojen dagilima sahip stokiyometrik karışım hazırlanmaktadir (l = 1). Bu uygulamada, özgül yakit tüketiminde %25 düzeyine varan azalma sağlamak mümkün olmaktadır. Ayrica motorda ilk hareket kolaylığı, motorun hızlıi cevap verme yeteneginin saglanmasi, düçük CO 2 emisyonları, vuruntu direncinin artmasi, yüksek volümetrik verim gibi üstünlükler saglanmaktadir. Ancak yanma olayinin ve püskürtme zamaninin gereken hassasiyette kontrolu , gelismiş kontrol sistemleri ve hassas püskürtme donanımı ile gerçekleştirilebilmektedir. Kismi yüklerde yanmamiş hidrokarbon (HC) emsiyonlarindaki artiş ve genelde azot oksit (NO X ) emisyonlarinin yüksek olusu direkt püskürtmeli benzin motorlarinin gelistirilmeye açik olan sorunlari arasinda yer almaktadir.

Enjeksiyonlu Sistemlerin Birbirleri Ile Karşılaştırımaları
Dagıtıcı Püskürtme Pompası Sisteminin Yapısı


Bu bölümde radial pistonlu dagitici enjektör pompali yakit sistemi, Common - Rail sistemi ile karsilastirilmaktadir. Önce dagitici enjektör pompali bir yakit sisteminin baslica elemanlari tanitilacaktir. Depoda bulunan elektrikli yakit pompasi, iki emme püskürtme pompasini çalistirir. Bunlar deponun içindeki yakit toplama bölümünü yakitla doldurur. En küçük kir zerreleri dahil, pompaya zarar verebileceginden, yakit filtresi yakiti dagitici enjeksiyon pompasina ulasmadan temizler. Dagitici enjeksiyon pompasi yakit toplama bölümünden yakiti emer ve püskürtme miktarini ayarlar. Yakitin püskürtme memelerine dagilimida dagitici enjeksiyon pompasi tarafindan yapilmaktadir. Ihtiyaç fazlasi yakit, pompa ve püskürtme memeleri vasitasi ile geri dönüs kanalina oradan da depoya gider.

ot-gu

• Radial pistonlu dagitici enjeksiyon pompasi, dagitici püskürtme sisteminin baslica kismidir.
• Elektronik olarak ayarlanir ve kendi kontrol ünitesi vardir.
Baslica görevleri;

• Yakitin 1500 bar'a sikistirilmasi,
• Yakitin enjektör memelerine dagitilmasidir

Dagitici Enjeksiyon Pompasinin Kesiti
Common - Rail Direkt Enjeksiyon Sistemi (CDI) :
Common - Rail sistemi ve dagitici püskürtme pompasi arasindaki en önemli farklari belirtelim. Burada sayilan farklar ayni zamanda yeni sistemin avantajlarini ifade ederler. Common - Rail sisteminde yüksek basinç üretimi ve püskürtme miktari ayari, ayri iki kisimda bulunmaktadirlar. Püskürtme basincinin tanitma alaninda neredeyse tamamen seçilebilme olanagi vardir. Düsük devir ve kismi yük altinda da üretilebilen yüksek basinç ön, ana ve tamamlama püskürtmeleri yaparak, püskürtme baslangicinin esnek olmasina imkan saglar. Püskürtme olanaklarinin tamamen esnek olmasi, dizel yakit isleminin en yüksek performansi göstermesine ve egzoz gazi isleme sistemlerini, en iyi sekilde entegre etmeye olanak saglar. Bunun disinda Common - Rail dizel teknolojisindeki diger gelismelerden farkli olarak mevcut motor konseptlerine kolayca entegre olmayi mümkün kildigi için diger püskürtme sistemlerine yeni bir seçenek getirmektedir.

Common - Rail Sistemin Sagladigi Teknik Avantajlar :

• Hava-yakit karisiminin olusumunu iyilestirir,
• Enjeksiyon basinci, genis limitler içerisinden serbestçe seçilebilir,
• Yakit enjeksiyonunun baslangici ve enjekte edilen yakit miktari da serbestçe belirlenebilir,
• Çalisma kosullarinin degistigi durumlarda ve özellikle de sogukta daha esnektir,
• Yanma ekolojiktir ve ekonomiktir,
• Çalismasi için daha az motor gücüne ihtiyaç duyulur,
• Daha basit bir sistemdir,
• Modüler bir sistemdir,
• Düsük maliyet ile daha iyi performans saglar.

Common - Rail Sistemin Diger Sistemlerle Karsilastirilmasi

ot-gu

Common - Rail sistemi yeni gelistirilen bir dizel direkt püskürtme sistemidir. Bu yeni gelistirilen sistemin, bugüne kadar kullanilan ayni türdeki sistemlere göre yakit sarfiyati konusunda bazi avantajlari olmakla birlikte egzoz gazi emisyonu, çalisma sistemi ve gürültü olusumunda da net bir sekilde daha üstün oldugu görülmüstür. Gelecek vaad eden bu teknigin anahtar kelimeleri “tutuculu püskürtme” veya “ortak boru” anlamina gelen “ Common - Rail”dir . Direkt tahrik edilen blok veya tek pompali sistemlerden farli olarak Common - Rail'de basinç olusumu ve püskürtme ayrilmaktadir. Geleneksel dizel direkt püskürtücüleri yaklasik 900 bar 'lik basinç ile çalisirken, Common - Rail Sistemi, yakiti 1350 bar 'a kadar yükselen bir basinç ile ortak bir boru üzerinden enjektörlere dagitir. Elektronik motor kumandasi, bu yüksek basinci, motorun devir sayisina ve yüküne bagli olarak ayarlar.

Püskürtmeyi, enjektörler üzerinde bulunan ve süratle anahtarlanabilen manyetik supaplar saglamaktadir. Bu da yine püskürtme olayinin sekillendirilmesi, püskürtme miktarinin ölçülmesi ve yakit püskürtmesi bakimindan yeni imkanlar saglamaktadir. Ayrica yine bu imkanlar sayesinde yeni sistemin mükemmel bir avantaji olan Pilot (ön) Püskürtme ortaya çikmaktadir.

Pilot püskürtme, esas ana püskürtmeden önce olusarak yakitin yanmasina iliskin çikis oranlarini yüksek derecede iyilestirmektedir. Ön veya çoklu püskürtme, süratli manyetik supaplarina çok kere kumanda edilmesi ile olusturulur. Böylece hem zararli madde ve gürültü emisyonu hem de dizel motorlarinin sarfiyat degerleri daha da azaltilmaktadir. Common - Rail sistemi, motorda önemli degisiklikler yapilmadan, kullanilan püskürtme sisteminin yerini alabilmektedir.



Basinç olusumunun ve püskürtmenin ayrilmasina iliskin tek sart, bir dagitici boru ( rail ) ve enjektörlere giden borulardan olusan, Yüksek Basinç Tutucusu 'dur. Sistemin çekirdek parçasi, manyetik supap kumandali enjektördür. Püskürtme olayi, beyinden manyetik supaba giden bir sinyal ile baslatilir. Bu arada püskürtülen miktar, hem manyetik supabin açilma süresine hem de sistem basincina baglidir. Sistem basincini, yüksek basinçli, pistonlu pompa olusturmaktadir. Adi geçen pompa, düsük tahrik dönme momentleri ile çalisir, bu da pompa tahrikinin yükünü azaltmis olur. Basinç olusumu için, binek otomobillerde distribütör tipi pompalar; ticari araçlarda ise sira tipi pompalar öngörülmüstür. Common - Rail sistemlerinde, beyin, sensörler ve çogu sistem fonksiyonlari, baskalarinda bulunan pompa-meme-birimi ve pompa-boru-meme gibi zamana bagli tek pompa sistemleri ile esittir. Common - Rail teknigi ile varilan gelismeler duyulabilmekte ve ölçülebilmektedir. Ön püskürtme sayesinde bu direkt püskürtücü, ön yanma odali motorun düsük gürültü seviyesi ile çalisirken ayni zamanda en kati egzoz gazi kurallarina da uymaktadir


Dagitici püskürtme sistemi ve pompasinin yapisi tanitildiktan sonra simdi de Common - Rail sisteminin baslica elemanlari tanitilacaktir. Önce yakit depodan pompalanir ve filtre vasitasi ile dagitici püskürtme sistemine benzer bir sekilde yüksek basinçli besleme bölümüne iletilir. Basinç üretilmesi ve yakit püskürtme islemleri, dagitici püskürtme sistemlerinden farkli olarak, Common - Rail sisteminde birbirlerinden ayrilmislardir. Yandaki sekilde silindir gövdesinin iç V'sinde bulunan bir yüksek basinç pompasi, sürekli olarak yüksek basinç üretir. Bu basinç, dagitici bir esik ve iki rail elemani tarafindan saklanir. Kisa püskürtme borulari üzerinden her iki silindir sirasinin enjektörlerine iletilir. Püskürtme miktari ve ani, motor kontrol ünitesindeki enjektörlerin, manyetik supaplari tarafindan düzenlenir. Ihtiyaç fazlasi yakit, dizel yakitinin isi esanjöründe sogutulur ve geri dönüs kanali üzerinden tekrar depoya gönderilir.

ot-gu

Alçak Basinç Devresi


Yakit besleme sistemi, bir düsük basinç devresi ve bir de yüksek basinç devresi olmak üzere iki bölümden meydana gelir.


Düsük basinç devresi asagidakilerden olusur;

• Yakit deposu
• Besleme pompasi
• Yakit filtresi

Yüksek Basinç Devresi


Yüksek basinç devresi asagidakilerden olusur.

• Yüksek basinç pompasi
• Basinç kontrol valfi
• Rail basinç sensörü
• Yüksek basinç dagiticisi ( rail )
• Enjektör

Alçak Basinçli Besleme
Dizel yakiti depodan, 12 voltta çalisan elektrikli bir besleme pompasi vasitasi ile emilir. Bu pompa, radyal pistonlu pompanin yaglanmasini saglamak için de yeterli debiyi saglar. Dizel filtresi, elektrikli pompa ile radyal pistonlu pompa arasina yerlestirilmistir.
Yüksek basinç hidrolik baglantilari; iç çapi 2 mm, dis çapi ise 6 mm olan çelik borular vasitasi ile yapilmistir. Pompanin sirküle ettigi yakit, tek bir boruda toplandiktan sonra yine depoya gönderilen enjektör sirkülasyonundan ayri olarak depoya gönderilmelidir.

ot-gu

Elektrikli pompa, hacimsel silindirli tiptedir; sürekli miknatisli bir motoru vardir. Motor tarafindan döndürülen çark, emme kanalindan besleme kanalina dogru degisen hacimler olusturur. Pompanin iki adet valfi vardir; bu valflerden biri pompa çalismiyor iken yakit devresinin bosaltilmasini önler, digeri ise basincin 5 bar degerini geçmesi halinde yakitin sirkülasyonunu saglayan fazla basinç valfidir .

Elektrik motoru, makarali hücre pompasi elemanini çalistirarak emme tarafindaki odacigin yakitla dolmasini saglar. Pompa elemaninda bir oyuk içindeki yataga eksantrik olarak bir disk yerlestirilmistir. Diskte sabit olmayan makaralar bulunur. Yakit emme tarafinda, odacigin tabani ve makaralar arasina akar. Dönme hareketi ve yakitin basinci ile makaralar dönüs yönüne bastirilirlar. Bu sekilde yakitin basma tarafindaki çikisa ulasmasi saglanir.


Yakit filtresi

• Yakit filtreleri
• Yakit isitma tertibati

Kartus tipindeki yakit filtresi, kagit disklerden yapilmis, filtreleme yüzey alani 5300 cm 2 ve filtreleme derecesi 4-5 m m olan bir filtre elemanini içerir. Filtrede, filtre üzerine monte edilmis olan termik bir anahtar tarafindan kumanda edilen bir ön isitma tertibati mevcuttur. Dizel yakitinin sicakligi 6 ° C'nin altina düstügü zaman, bir elektrik rezistörü yakiti enjeksiyon pompasina göndermeden önce 15 ° C'ye kadar isitir. Filtre kartusunun tabaninda, filtrede yogusan suyun bosaltilmasi için bir tapa mevcuttur.

Düsük basinç ayar valfi
Bu valf, yakit filtresi üzerinde yer alir ve üzerine kalibre bir yayin etki ettigi bir bilyadan olusur. Bilya üzerine etki eden yakit besleme basinci, yay kuvvetini yendigi zaman, yakitin bir kismi geri dönüs borusu üzerinden yakit deposuna gönderilir

Yüksek Basinçli Besleme
Common - Rail sisteminin yapisina toplu bakista bahsedildigi gibi yüksek basinç dolasiminin elemanlari, yakitin sikistirilmasini ve yanma islemine iletilmesini saglarlar. Sikistirma ve püskürtme islemlerinin baslica degerlerini açiklayalim. Yüksek basinç pompasi, 1350 bar'lik azami basinç üreterek, sikistirilmis yakitin yeterli bir miktarini dagitici esigine, diger bir deyimle rail basinç ayar ünitesine iletir. Yüksek basinç ayar devresinin dagitici esigi V motoru, yakit beslemesinde merkezi bir islev görür. Sikistirilmis yakiti her iki rail'e dagitir. Bunun disinda dagitici esiginde basincin kontrol ve ayari islevini gören degisik elemanlar bulunur. Bunlar basinç sensörü , yakit basinci ayar supabidir. Yakit, dagitici esigi üzerinden rail elemanlarina dagilir. Enjektörler bu rail elemanlarindan kisa hatlar vasitasi ile yanma islemi için gereken yakiti alirlar.

ot-gu

Yüksek basinç pompasi, üç radyal pistonlu olan “ radyal pistonlu” tipte bir pompadir. Toplam kapasitesi 0,657 cc'dir . Pompaya senkronizasyon gerektirmeyen triger kayisi tarafindan kumanda edilir.


Yüksek Basinçli Besleme
Pompanin çalisma seklini üç pompa elemaninin bir tanesinin örneginde açiklayalim. Her pompa elemaninin üstünde birer giris ve çikis supabi bulunur. Pompa elemanlarinin bir tanesinin pistonunun asagi dogru hareketi, besleme pompasindan yakit akisi için gerekli basincin, giris supabinin açilma basincindan daha yüksek olmasina yol açar. Yakit, pompa elemaninin bos bölmesine emilir. Piston alt ölü noktasina geldiginde basincin düsmesinden dolayi giris supabi kapanir ve yakit akisi durur. Tekrar yukariya dogru hareket eden bir pompa pistonu, yakiti sikistirmaya baslar. Pompa elemaninda rail sisteminde mevcut olan basinca ulasildiginda çikis supabi açilir.

Yüksek oranda sikismis yakit, piston üst ölü noktaya gelinceye kadar yüksek basinç devresine girer. Bundan sonra tekrar basinç düstügü için, çikis supabi kapanir ve anlatilan süreç bastan baslar.


Yüksek Basinç Pompasinin Çalismasi

ot-gu

Ayar valfinin görevi; motorun çalisma durumuna bagli olarak rail sisteminin yüksek basinç dolasiminin sabit olmasini saglamaktir; yani rampada, enjeksiyon beyni tarafindan belirlenen basinç degerini saglar. Motor çalismadigi zaman manyetik bobinden akim geçmez. Bu durumda rail basinci ile baski yayi arasinda basinç mekanik olarak dengelenir. 100 bar'lik bir rail basinci olusur. Basinç dengelemesinden dolayi disari verilen yakit, depoya veya yüksek basinç pompasina iletilir. Motor çalistiginda ve yüksek basinç pompasi ile rail sisteminde uygun basinç olustugunda, supabin manyetik bobinine akim gider.

Basinci yükseltmek için , devrenin(yüksek basinç hatti) , geri dönüs ile baglantisi olmamalidir. Bunun için , bilya bir yay (baski yayi) ve elektronik beyin tarafindan beslenen bir bobin (manyetik bobin) yardimiyla kapali tutulur.






Common - Rail müsterek rail sistemi için üretilen elektromanyetik kumandali özel enjektörler, yüksek bir hassasiyete ve çok dar tolerans limitlerine sahiptir. Bilinen dizel püskürtme tertibatlarinda oldugu gibi burada da enjektörler silindir basliklarina sikistirma plakalari ile tespit edilir. Böylece mevcut dizel motorlarina monte edilebilirler. Silindir basliginda yer aldigindan dolayi enjektörler çok küçük çapta, 17 mm çapinda üretilirler.
Enjektörleri islev bakimindan dört bölüme ayirabiliriz. Her bir elemanin nereye ait oldugu sekilde görülebilir. Islev bölümleri; yakit kanal baglantilari, hidrolik kontrol sistemi, igneli alti tane delikli enjektör memesi ve manyetik supabidir.