Autóalkatrész webáruház www.evoauto.hu

Porlasztócsúcs

Common Rail nagynyomású rendszerMielőtt neki kezdünk, a porlasztókról beszélni nézzük meg, hogy mi a csuda a diesel motor. Nagyjából tekintsük csak át mivel maga a diesel motor felépítése és működése egy külön történet. Az ütemek ennél is úgy vannak, mint a benzinmotornál /Szívás, sűrítés, munkavégzés, kipufogás/ csak azzal a különbséggel, hogy míg a benzinmotornál az üzemanyag levegő keveréket egy gyújtógyertya segítségével szikraképzéssel meggyújtjuk, addig a diesel motoroknál nincsen gyújtó forrás, hanem az összesűrített levegő hőmérsékletének hatására fog öngyulladással elégni az üzemanyag. Ezt úgy érték el, hogy míg egy benzines motor kompresszió aránya /sűrítési arány/ körülbelül 1:10 arányú, addig a diesel motor kb. 1:16-24 aránnyal üzemel. Minél nagyobb a sűrítési végnyomás annál nagyobb a levegő hőmérséklete, ami öngyulladást idéz elő.


A benzines motoroknál ez nem alkalmazható, mivel az öngyulladás hatására akkora igénybe vételnek lenne kitéve, amit ezek a motorok nem bírnának, de ez egy másik téma. Ahhoz, hogy az összesűrített levegőbe bele kerüljön az üzemanyag befecskendező szelepre (porlasztócsúcsra) van szükség. De az sem mindegy hogyan fecskendezünk be, ugyanis ha a befecskendező nem a rendszerhez megfelelő nyomással fecskendezi be a gázolajat, nem lesz jó az égés, nem fog egyenletesen járni a motor. Mindezek mellett még külön fontos, hogy a befecskendezés milyen szórás képpel történik, mely nagymértékben függ egyéb mechanikai kialakítástól is(dugattyú tető, elő kamra…)

De miből is áll egy ilyen rendszer? Kezdetben egy rendszer úgy épült fel, hogy az üzemanyagtartálytól ment a vezeték az adagolóig, persze közbe iktatva egy üzemanyagszűrővel, aztán az adagolóról kijöttek a nyomócsövek, majd a porlasztó. Ezeknél a rendszereknél a porlasztó úgy működött, hogy az adagoló és a porlasztó között létrehozott akkora nyomást, amely a porlasztóban lévő rugó erőt ledolgozta, és a megfelelő ütemben befecskendezet. A porlasztó felépítését tekintve egyszerű. Van egy házrész, amit porlasztóháznak nevezünk, van benne egy porlasztó elem, amit porlasztócsúcsnak nevezünk és van benne egy rugó, ami a porlasztócsúcs nyitási nyomásáért felel. Ahhoz, hogy megfelelő nyomás értéket érjünk el, a csúcsot szabályozni, pontosabban finom beállítani kell, hézagolással. Ehhez egy porlasztó nyomás vizsgáló berendezést alkalmaztak, amivel a porlasztó porlasztási képét is vizsgálni tudják. Ha nem a megfelelő nyomás értéken dolgozik a porlasztó, hézagoló alátét segítségével beállítják a megfelelő értékre. Ilyen porlasztókat alkalmaznak a hagyományos diesel motoroknál, például Golf 1.6d, Astra f 1.7d és még sorolhatnám. Ennek a befecskendezőnek hatalmas előnye a mai modern befecskendezőkkel szemben, hogy a javítása pontosabban a csúcs cseréje alacsony árfekvésű, már párezer forintér beszerezhető. Hátránya viszont, hogy nem lehet a motor aktuális fordulatához tökéletesen beszabályozni a befecskendezést, valamint ezeknek a motoroknak a működése jóval hangosabb a mai modern dieselekhez képest. Környezet védelmi szempontból megközelíteni sem tudnák a jelenlegi elvárásokat, az más kérdés hogy a korszerű dízelek sem tudják ezt 100% ban lásd Vw botrány.

Ahogy telt az idő és növekedik a globális felmelegedés az autógyártókra és motorfejlesztőkre egyre nagyobb nyomás nehezedik, hogy minél jobb diesel motorokat hozzanak létre, ami fel tudja venni a versenyt a kor környezeti igényeivel, valamin a benzines motorok dinamikájával. A mérnökök megvizsgálva a diesel motor működését rájöttek, hogy csak abban az esetben lehet, nagyobb teljesítményt és dinamikát elérni, ha a befecskendezés minden elemének működését az adott fordulatszámhoz szabályozzák. Ez csak elektronikai úton tud működni. Erre a mérnökök két megoldást találtak ki. Az egyik a PD elem, amelyet csak a VW Csoport alkalmazott, a másik a CR, amelyet mára már minden autógyártó alkalmaz, csak más-más elgondolásban.

Pd Tdi elemDe mi a PD és a CR, és mi az alapvető különbség? A Pumpe-Düse rövidítve PD elem a Volkswagen által kifejlesztett hagyományos adagolóhoz csatlakoztatott elektronikusan és mechanikusan működtetett nagynyomású befecskendező egység, amelynél a nagy nyomás csak a porlasztóban keletkezik. Működését tekintve a vezérműtengely segítségével állítjuk elő a nagy nyomást /kb. 2000 bar/, míg az elektromos rendszer szabályozza a befecskendezést. A Common Rail rendszer rövidítve CR ezzel szemben már az adagoló szivattyú előállítja a nyomást és a befecskendező csak elektronikusan van szabályozva. Mint láthatjuk a CR rendszer jobban beszabályozható, mint a PD elem, így mára már csak a Common Rail valamelyik verziója állja meg a helyét.   

Talán nem meglepő hogy a Common Rail rendszerek egyik legnagyobb gyártója a Denso a Delphi, és a Siemens mellett hát persze hogy a Bosch. Viszont az már meglepő, hogy az első Common Rail rendszer nem egy német autóban, hanem egy olasz autóban jelent meg. A Common Rail rendszer eredeti prototípusának feltalálója egy svájci származású mérnők, de az első személyautóban használt Common rail rendszert a Fiat egyik mérnöke tökéletesítette. Szóval a rendszer alapjaiban véve két fő részből tevődik össze, alacsony nyomású oldal illetve magasnyomású oldal.  

Az alacsony nyomású oldal az üzemanyag tanktól egészen a szivattyú bevezetéséig tart. Ennek felépítése a következő: az üzemanyag tanktól a nagynyomású szivattyúig el kell juttatni valahogy az üzemanyagot. Ezt sok gyártó úgy oldja meg, hogy a benzines járművekben már jól ismert elektromos üzemanyag szivattyút alkalmaz, amely, amikor a sofőr ráadja a gyújtást az autóra, beindul és feltermeli az üzemanyagot (1-3 bárra) a nagynyomású szivattyúig. Ez viszont így nem teljes, mivel kell a rendszerbe egy finom szűrő. Ez az egyik legfontosabb állomása a gázolajnak. Meg kell szűrni minden szennyeződéstől a gázolajat, ha az üzemanyagban szennyeződés marad, akár a nagynyomású szivattyú és a porlasztó elem végét is jelentheti. Ennek érdekében a szűrőgyártók igen nagy gondot fektetnek a megfelelő szűrő előállításában, ami akár 5 mikron nagyságú szennyeződést is képes kiszűrni. A modern CR rendszerekben a szűrőnek van egy másik funkciója is. Az üzemanyagot elő kell melegítenie, a tökéletesebb égés eléréséhez. Vannak olyan rendszerek, lásd Renault DCI, amelyek nem használnak az alacsonynyomási oldalon üzemanyag szivattyút. Ebben az esetben az üzemanyagot a nagynyomású szivattyú fogja feltermelni. Ezekben a DCIk-ben általában van egy kézzel működtetett pumpa is, amellyel mechanikusan fel lehet termelni az alacsony nyomású oldal gázolajjal való ellátottságát. 

Nagynyomású pumpaNézzük a magasnyomású oldalt. Attól függően, hogy milyen márkájú autóval rendelkezünk, más és más néven szerepelnek a CR rendszerek. Ilyen lehet a HDI, CRDI, TDDI, DCI, CDI, CDTI, JTD, DID, D4D, TDI, a közös mindegyikben a működési elv. A nagynyomású oldal részei: nagynyomású szivattyú, közös nyomócső vagy rail cső illetve befecskendező. A nagynyomású szivattyú állítja elő a rendszer működéséhez megfelelő nyomást. A nagynyomású szivattyút vezérmű szíj vagy fogaskerék által van meghajtva. A forgó mozgás következtében a szivattyúban lévő tengely kialakítástól függően, egy vagy több dugattyú segítségével 1600-2500 bar nyomást állít elő. Jogosan merül fel a kérdés, hogyan állítják be a nyomást. Az adagoló el van látva szenzorokkal. Az egyik ilyen szenzor a nyomás szabályzó, mely, ha nagyobb nyomást érzékel, megnyit egy megkerülő szelep, és a felesleges üzemanyagot visszajuttatja az üzemanyag tankba. A rendszer egyik fő eleme a Rail cső. Ez látszólag csak egy cső darab, de hatalmas szerep van a rendszer helyes működésében. Ha egyszerűbben szeretném megfogalmazni ez nem más, mint egy nyomás tároló. A szivattyú által feltermelt nyomást ez a cső tárolja a motor folyamatos működése alatt. Amennyiben a nyomás itt is megpróbálna magasabbra szökni, itt is megtalálhatjuk a nyomás szabályzó szelepet, amely a felesleges üzemanyagot a tankba továbbít. Azért, hogy a rendszer minél tökéletesebben működjön, tartalmaz a rendszer egy hozam szabályzót is, melyet szintén elektronikusan vezérel a rendszer. És végül eljutottunk a CR porlasztóig. Ez a porlasztóelem a CR rendszer egyik legkifinomultabb darabja. Az, amit ebben a porlasztóban mérnökök véghezvittek, mint kialakításban, mint méret tűrésben, 2 – 3 évtizede elképzelni sem merték volna.

A porlasztó egy elektronikusan vezérelt befecskendező elem, melyben a furatok a hajszálnál is vékonyabb és csak a mikroszkóp alatt látható tökéletesen. Elektronikus vezérlését a szolenoid vagy piezoelektromos szelepek teszik lehetővé. A közös nyomócsőtől már a nagynyomás érkezik a porlasztóhoz, és a csúcsnak már csak a tökéletes üzemanyag porlasztás a feladata. Ezekkel a porlasztókkal bármilyen befecskendezés megoldható, mellyel tökéletesen lehet szabályozni a motor teljesítményét mind alacsony fordulaton, mind magas fordulaton egyaránt. Manapság már az sem meglepő, hogy a hengerbe a munkavégzés előtt is után is vannak befecskendezések, így egy munka ütem alatt akár ötször is befecskendezhet a porlasztó. Ilyenkor sokan felteszik a kérdést, vajon nem lesz így nagyobb a fogyasztás? A válasz nem. Mivel az üzemanyag égése tökéletes, így minimális üzemanyag befecskendezés mellett is nagy teljesítményre képes, lásd a Renault 1.5 dci mely akár 3,5-4l fogyasztással jól mutatja milyen üzemanyag takarékos rendszer. Ha mennyiségét tekintjük, hogy mennyi üzemanyagot használ fel egy munkavégzés alatt, nem deciben, hanem a ml tört részét használja.

 De ha ez mind ilyen meseszerű, akkor miért nem mindenki CR rendszerrel ellátott autókkal jár. A válasz egyszerű, az ára. Azok, akik sokat használják, lásd fuvarozók, kiszállítók, üzletkötők, akik általában nagy távolságokat és sok kilométert tesznek meg, azoknak megéri, mivel akár 3 év alatt is 2-300 ezer kilométer megtételével kihasználják az autó fogyasztásából adódó nyereséget. Ha újonnan veszünk, ilyen járművet milliós nagyságrendű lehet az ár különbség egy ugyanolyan felszereltségű diesel vagy benzines jármű között. Ha pedig használtan vásárolunk egy ilyen autót, tudnunk kell, hogy a CR rendszer egyes elemeinek meghibásodás esetén igen mélyen a zsebünkbe kell nyúlni, akár több százezer forintba is kerülhet a javítása.

Tehát összegezve, akik szeretik a diesel járműveket, azok az emberek imádni fogják a CR rendszer nyújtotta dinamikát és sebességet, mely fejlődésének folytatásában biztosak lehetünk, és habár kicsit drágább, mint a hagyományos diesel, mégis az általa nyújtott élmény mindent pótol.

Kedves olvasóink! Ennek a cikknek a létre hozásakor nem az volt a cél, hogy minden embert ellássunk megfelelő szaktudással a befecskendezők területén, hanem egy kis áttekintést adunk a hagyományos adagolóval ellátott diesel és a korszerű modern diesel /CR/ között. Aki pontosabb adatokra is kíváncsi a világ hálón számos anyagot talál a témában, persze ha bármi kérdése van, mi szívesen segítünk.