BOSCH DIESEL SERVICE | CZUJNIKI I ZAWORY – warsztaty partnerskie Kraków

1. Czujniki i zawory – silnik Common Rail

Układy zasilania typu zasobnikowego uchodzą za dużo bardziej elastyczne, czystsze, oszczędniejsze i mogące rozwijać większą moc dzięki precyzyjnemu ich sterowaniu. Pomijając w danym podrozdziale opis budowy elektronicznego sterowania, skupimy się na elementach, bez których dany system byłby bezużyteczny. Mowa tutaj o czujnikach i za-worach stosowanych w układach Common Rail, przy pomocy których odbywa się odpowiednia kalibracja pracy silnika podczas jego eksploatacji. Bosch Diesel Service ma możliwości sprawdzenia i testowania elementów wykonawczych sterowania pomp, wtryskiwaczy, pompowtryskiwaczy Bosch i pomp PLD (MB-Actros, Atego, Axor, Bus, DAF, Renault Truck itd.) Najwięcej tego typu elementów znajduje zastosowanie w obwodzie wysokiego ciśnienia, a są nimi:
- czujnik ciśnienia paliwa,
- zawór regulacji ciśnienia,
- zawór redukcyjny ciśnienia.
Czujniki wysokiego ciśnienia stosowane są w celu pomiarów i kontroli ciśnienia paliwa. Postrzegane są jako nieodzowny element zasobnika paliwa lub pomp wysokiego ciśnienia CR Bosch. Przykład budowy czujnika wysokiego ciśnienia przedstawia rysunek 2.23.

Rys. 2.23. Czujnik wysokiego ciśnienia paliwa: 1- pin złącza elektrycznego, 2 - układ przetwarzający, 3 - stalowy rdzeń z tensometrami pomiarowymi, 4 - kanał doprowadzający wysokiego ciśnienia, 5 - złącze mocujące gwintowane

Elementem pomiarowym czujnika jest stalowy rdzeń (3) o odpowiednio dobranej średnicy grubszy dla dużych ciśnień, cienki dla niższych, z umieszczonym w jego wnętrzu pomiarowym elementem tensometrycznym. Na skutek działającego ciśnienia poprzez kanał (4) dochodzi do odkształcenia przepony, która z kolei oddziałuje na rezystor. Odkształ cenie rezystora powoduje zmianę jego rezystancji (ok. 20 µm przy 150 MPa). Zmiana rezystancji odwzorowana jest sygnałem napięciowym, który doprowadzany jest przewodem (2) do układu przetwarzającego, uprzednio wzmocnionego w mostku napięciowym (0-5V). Następnie sygnał trafia do sterownika, który przelicza otrzymane wartości na wartość uzyskanego ciśnienia, zapisaną w pamięci. Zawór regulacyjny wysokiego ciśnienia to kolejny element odpowiadający za poprawną pracę układu. Odpowiedzialny jest za utrzymywanie i ustalanie odpowiedniego ciśnienia w zasobniku, niezależnie od parametrów obciążenia silnika. Regulacja ciśnienia ma miejsce w przypadku zbyt dużych jego wartości. Wówczas to dochodzi do jego otwarcia i część paliwa odpływa do zbiornika. Regulacja ciśnienia ma miejsce również w czasie niedoboru paliwa, gdy zawór całkowicie się zamyka oddzielając dwa główne obwody układu zasilania Common Rail. Zawór regulacyjny mocowany jest zazwyczaj do pompy albo kolektora paliwa. Przykład budowy zaworu regulacyjnego przedstawiono na rysunku 2.24.

Rys. 2.24. Zawór regulacyjny ciśnienia paliwa typu DRV2: 1 - filtr, 2 - uszczelnienie, 3 - kulka zaworu, 4 - uszczelnienie, 5 - nakrętka dociskowa, 6 - kotwica, 7 - cewka elektromagnetyczna, 8 - złącze elektryczne, 9 - sprężyna zaworu

Kotwica (3) zaworu przyciska kulkę zaworu (6) do gniazda (11), separując obwód wysokiego ciśnienia od obwodu niskiego ciśnienia. Parcie kotwicy jest realizowane za pomocą sprężyny dociskowej (2), której działanie wspomaga po włączeniu zaworu elektromagnetycznego (4) uzupełniająca siła działająca na kotwicę. W zależności od generacji układu stosowane są różnego rodzaju odmiany sposobu regulacji wysokiego ciśnienia. Najdroższym zastosowaniem, ale zarazem zapewniającym najwyższą precyzję, jest zastosowanie dozownika i zaworu regulacyjnego w jednym rozwiązaniu. Dozownik ZME wbudowany jest w pompę wysokiego ciśnienia Common Rail Bosch. Ogranicza niepotrzebne straty energetyczne dawkując tylko taką ilość paliwa tłoczoną przez pompę do zasobnika jaka w danej chwili jest potrzebna. Pomaga to zredukować zapotrzebowanie mocy pompy wysokiego ciśnienia oraz skutkuje obniżeniem temperatury paliwa. Budowę dozownika ZME przedstawiono na rysunku 2.25.

Rys. 2.25. Schemat budowy dozownika paliwa (ZME): 1 - złącze elektryczne, 2 - obudowa cewki elektromagnetycznej, 3 - łożysko, 4 - kotwica z popychaczem, 5 - uzwojenie z korpusem cewki, 6 - osłona, 7 - obsada szczeliny, 8 - rdzeń elektromagnetyczny, 9 - uszczelnienie, 10 - tłoczek, 11 - sprężyna, 12 - pierścień zabezpieczający

Następnym z kolei zaworem jest zawór redukcyjny, który umieszczony jest najczęściej przy kolektorze paliwa. Jego zadaniem jest podobnie jak w przypadku uprzednio omawianego zaworu redukcja wysokiego ciśnienia. Najczęściej w nowych rozwiązaniach jest to jednak redukcja awaryjna. Zawór redukcyjny ogranicza ciśnienie paliwa w zasobniku, otwierając otwór odpływu przy zbyt dużym obciążeniu. Funkcja trybu awaryjnego pozwala na pozostawienie pewnej ilości paliwa w zasobniku na kontynuowanie dalszej pracy silnika diesla przy ograniczonych osiągach. Budowę tego typu zaworu ilustruje rysunek 2.26 zamieszczony poniżej.

Rys. 2.26. Zawór redukcyjny ciśnienia paliwa typu DBV4: 1 - zawór, 2 - tłoczek, 3 - niskie ciśnienie, 4 - korpus zaworu, 5 - sprężyna, 6 - podkładka

Czujniki ważne w funkcjonowaniu Common Rail

Dodatkowo warto wspomnieć o czujnikach znajdujących się poza obwodem wysokiego ciśnienia, które odgrywają bardzo ważną rolę w funkcjonowaniu układu. Wyróżnić można trzy podstawowe czujniki, bez których układ nie mógłby funkcjonować. Są nimi:
- czujnik prędkości obrotowej silnika,
- czujnik położenia wałka rozrządu,
- czujnik położenia pedału przyśpieszenia.
Dwa pierwsze z wyżej wymienionych czujników odpowiadają za poprawną pracę silnika na biegu jałowym. Czujnik prędkości obrotowej jest praktycznie najważniejszym z wymienionych czujników, gdyż na jego podstawie realizowane są praktycznie wszystkie obliczenia wykonywane przez jednostkę sterującą Common Rail. Czujnik położenia wałka rozrządu odpowiedzialny jest za ustalenie odpowiedniego czasu wtrysku paliwa poprzez odpowiednie wskazanie konkretnego położenia tłoka, bez zbędnego wtrysku paliwa np. w fazie wydechu. Natomiast ostatni z wymienionych czujników odpowiada za pracę silnika pod obciążeniem, informując jednostkę sterującą silnika, jakiego momentu obrotowego w danej chwili wymaga kierowca. Czujniki i zawory nie podlegają regeneracji, a tym bardziej naprawie wymienia się je na nowe. Dostępne są w szerokiej gamie w warsztatach Bosch Serwis. Poprawna i precyzyjna praca układów zasobnikowych diesel uzyskiwana jest poprzez rozlokowane w układzie czujniki i zawory. Najdrobniejsze zakłócenia w działaniu czujnika lub elementu wykonawczego wiążą się z nieprawidłowym działaniem całego układu. Zatem widać tu jak istotne są to elementy dla prawidłowej pracy nowoczesnego silnika o za-płonie samoczynnym bazującego na układzie zasilania Common Rail oraz z jak błahego powodu może dojść do ich niesprawności.
Zachęcamy do naprawy wtryskiwaczy, pomp Common Rail, pompowtryskiwaczy Bosch/Delphi/Denso/Siemens oraz pomp PLD w naszej pracowni diesla. Wysyłkowa regeneracja podzespołów. Gwarancja bez limitu kilometrów.