Wtryskiwacze, Pompy Common Rail Siemens VDO

Siemens VDO jest jednym z producentów wtryskiwaczy i pomp Common Rail. Oferują różne modele wtryskiwaczy i pomp, które są stosowane w silnikach zasilanych paliwem wysokociśnieniowym Common Rail. Ich produkty są popularne w branży samochodowej. Wtryskiwacze Siemens VDO są zaprojektowane do precyzyjnego wtrysku paliwa w komorze spalania silnika. Mają zaawansowany system sterowania, który umożliwia dokładne dawkowanie paliwa przy różnych warunkach pracy silnika. Pompy Siemens VDO Common Rail są odpowiedzialne za dostarczanie wysokociśnieniowego paliwa do wtryskiwaczy. Zapewniają niezbędne ciśnienie paliwa, aby umożliwić precyzyjny wtrysk w momencie wymaganym przez sterownik silnika.

1. Budowa, Testy, Zasada działania układów zasilania Common Rail Siemens VDO

W firmie Siemens VDO skonstruowano wysokociśnieniowy system wtryskowy typu Common Rail z wtryskiwaczami piezoelektrycznymi, przeznaczony do nowoczesnych samochodowych silników z zapłonem samoczynnym ZS.
Elementy piezoelektryczne działają o wiele szybciej od wtryskiwaczy elektromagnetycznych, możliwe jest teraz podzielenie wtryskiwanej dawki na kilka porcji. W systemach Common Rail pierwszej generacji jednorazowo wtryskiwana dawka paliwa rozdzielona jest na część pilotażową i główną. Bardziej optymalny przebieg procesu spalania można uzyskać, dzieląc tę dawkę na większą liczbę kolejnych porcji. Dotychczas było to utrudnione bezwładnością zaworów elektromagnetycznych stosowanych we wtryskiwaczach. Rozwiązaniem problemu okazały się wtryskiwacze piezoelektryczne, ponieważ działają one o tyle szybciej od zaworów elektromagnetycznych, że możliwe staje się dzielenie dawki paliwa nawet na siedem następujących po sobie wtrysków. Zastosowanie tych systemów można zobaczyć w takich samochodach, jak Citroen C1, C2, C3, C4, C5, C6, C8 Picasso, Xsara, z silnikiem 2,0 1,4 2,7 lub w marce takiej, jak Ford C-Max Connect, Fiesta, Fusion, Galaxy, Mondeo, S-Max silniki 2,0 1,8 1,4 normy Euro 3 i 4. Najkorzystniejszy podział uzyskuje się przy wtrysku wstępnym złożonym z kilku bardzo małych porcji paliwa, po których następuje wtrysk główny oraz, w razie potrzeby, wtryski dodatkowe. Jeśli wtryski wstępne nie przekraczają objętości 1 mm³, ciśnienie w momencie pojawienia się samozapłonu wzrasta w komorze spalania bardzo łagodnie i silnik dzięki temu staje się mniej hałaśliwy (nie występuje efekt spalania stukowego, klekotania porównywalnego z głośna pracą zaworów w układzie rozrządu czyli spalania detonacyjnego). Wtryski dodatkowe mogą z kolei korzystnie korygować skład emitowanych spalin. Paliwo wtryśnięte do cylindra pod koniec procesu spalania powoduje bowiem dopalanie cząsteczek sadzy, a w układach wydechowych z filtrem cząstek stałych FAP, DPF podnosi temperaturę splin, co sprzyja samooczyszczeniu się filtra. Odkryty pod koniec XIX wieku efekt piezoelektryczny polega na bardzo szybkiej, trwającej kilka milisekund, zmianie zewnętrznych wymiarów kryształu kwarcu (lub innej substancji zaliczanej do grupy materiałów piezoelektrycznych) pod wpływem przyłożonego z zewnątrz ładunku elektrycznego. Rozładowanie napięcia elektrycznego sprawia, że kryształ wraca do swoich pierwotnych wymiarów. To właśnie zjawisko jest wykorzystywane we wtryskiwaczach do otwierania wypływu paliwa. Element piezoelektryczny złożony z ponad stu warstw kryształów wydłuża się łącznie o cztery setne milimetra, co wystarcza do precyzyjnego otwierania i zamykania zaworu wtryskiwacza.

Przekrój budowy wtryskiwacza piezoelektrycznego Common Rail Siemens VDO:

Przy takim rozwiązaniu również pozostałe części systemu Common Rail Siemens muszą odpowiadać najwyższym wymaganiom pod względem precyzji obróbki. Na przykład średnica najmniejszego z otworów w rozpylaczy (końcówce wtrysku) wtryskiwacza Siemens wynosi około 0.12 mm, dopuszczalne odchyłki średnic tych otworków nie mogą przekraczać kilku tysięcznych milimetra. W systemie Siemens zastosowano w końcówce wtrysku (rozpylaczu) pięć otworków. W przyszłości maja być produkowane wtryskiwacze z ośmioma otworkami, pozwalające na jeszcze lepsze dozowanie dawki paliwa w cylindrze silnika diesla. Zastosowanie tych rozwiązań w samochodach osobowych o zapłonie samoczynnym ZS pozwala na spełnienie rygorystycznych norm emisji spalin Euro4 i Euro5.
Mówiąc najogólniej, rozwiązania zasilania silników o zapłonie samoczynnym firmy Siemens są bardzo podobne do rozwiązań Boscha. Podobnie jak systemy innych firm, układy Siemens są podzielone na trzy generacje, pod względem sterowania wydajnością pomp, ciśnień paliwa i rodzaju wtryskiwaczy. Pompy ciśnienia wysokiego firmy Siemens posiadają trzy sekcje ssąco-tłoczące, o ustawieniu promieniowym w stosunku do wału napędowego, napędzie od wielokątnej przesuwnej współpracującej z krzywką wału napędowego. Konstrukcja ta jest charakterystyczna dla pomp typu CP1 i CP3 firmy Bosch. Systemy zasilania Siemens stosuje się w autach koncernu PSA, Fiat, Ford, Toyota, Volvo, Nissan itd. System bezpośredniego wtrysku paliwa pod wysokim ciśnieniem (SID Siemens 801) jest wzorcem zastosowania zasobnikowego układu zasilania silników w paliwo firmy Siemens z pompą pierwszej generacji.

Pompa Siemens VDO Common Rail Peugeot 206 HDi 1,4:

Budowa, części składowe pompy Common Rail Siemens:

Budowa elementy składowe (wewnętrzne) pompy Common Rail Siemens:

Porównanie budowy pomp i wtryskiwaczy Common Rail Siemens Denso Bosch Delphi:

Układ ten ma zastosowanie w silnikach o zapłonie samoczynnym z oznaczeniem HDI oraz zaopatrzonych w filtr cząstek stałych FAP. Silniki te są głównymi jednostkami napędowymi samochodów z grupy PSA. Do elementów układu SID Siemens zalicza się również: czujnik pedału hamulca, pedału przyspieszenia, prędkości, położenia wału karbowego, temperatury powietrza, paliwa, wału rozrządu i temperatury płynu chłodzącego.
Pompę promieniową CRV Siemens FT6186 stosuje się w tych układach. W 2000 roku konstrukcje pomp wysokiego ciśnienia zostały udoskonalone. Fachowcy odeszli od używania zaworu wyłączania sekcji ssąco-tłoczącej trzeciego tłoczka i mechanizmu regulacji wysokiego ciśnienia do strony tłocznej usytuowanego po stronie ciśnienia wysokiego. Najważniejszym zaworem, który kieruje efektywnością pompy, jest zawór elektromagnetyczny dawkujący ilość paliwa do strony tłocznej o położeniu zmiennym, umieszczony po stronie niskiego ciśnienia. A także taki sam zawór regulacji wysokiego ciśnienia paliwa do strony tłocznej położony po stronie wysokiego ciśnienia przy pompach. Zminimalizowanie wydatku paliwa doprowadzonego do pompy wysokiego ciśnienia, przy wysokim ciśnieniu w kolektorze paliwa i zmaksymalizowanie ciśnienia paliwa w zasobniku spada poniżej podanej wartości jest celem zaworów dozujących. Zaś zadaniem zaworu regulacji wysokiego ciśnienia paliwa jest rozpoznanie i utrzymanie danej wysokości ciśnienia w kolektorze paliwa, nie biorąc pod uwagę zmian stanu obciążenia silnika. Montowany system Siemens w samochodzie Jaguar S-Type, XJ 2,7 Nissan Qashqai, Tiida 1,5 oraz tak znanego producenta Peugeot 107, 307, 407, 607, 1007, 406, Partner 1,4 2,0 2,7 50kw, 64kw, 100kw.

Schemat opis budowy pompy Siemens Common Rail CR pierwszej i drugiej generacji:

Podobnie jak w układach z pompami Bosch, w Siemensie wykonywane jest to poprzez obniżenie ciśnienia w kolektorze paliwa za pomocą otwarcia zaworu. Wtedy nadmiar cieczy przenoszony jest do zbiornika, później wykonywane jest połączenie obwodu ciśnienia wysokiego i niskiego. Kiedy zawór jest zamknięty, a ciśnienie obwodów rozdzielone, możemy mówić o zwiększeniu ciśnienia w kolektorze paliwa. Przez przekładnie pasową mogą być napędzane pompy HP Siemens, a tym samym być umieszczane od strony napędu układu rozrządu lub mieć napęd bezpośrednio od układu rozrządu i być umiejscowionymi od strony koła zamachowego silnika. W budowie pompy HP Siemens mamy różnice dotyczące usytuowania zaworów, przyłączy przewodów oraz sposobów mocowania.

Budowa, regulacja ciśnienia zaworem pompy w układzie Common Rail Siemens VDO:

Budowa, działanie zaworu regulatora VDO Common Rail Siemens w pompie wysokiego ciśnienia:

Pompy te można naprawiać w warsztatach specjalistycznych z użyciem zestawów naprawczych. Działanie silnika spalinowego przez napęd skutkuje ruchem obrotowym wału pompy wysokiego ciśnienia. Elektryczna pompa zasilania przenosi paliwo przez elektromagnetyczny zawór dozujący dawkę paliwa do strony tłocznej pompy HP.

Rolą zaworu bezpieczeństwa jest zagwarantowanie zasilania pompy HP paliwem i smarowanie i chłodzenie jej w razie usterki elektromagnetycznego zaworu dozującego ilość paliwa do strony tłocznej. Wtedy pompa nie produkuje wysokiego ciśnienia. Pompa elektryczna sterowana jest sygnałem z modułu sterującego. Jej rolą jest doprowadzenie do pompy HP odpowiedniej ilości paliwa zasysanego ze zbiornika. Nadmiar paliwa jest odprowadzany ponownie do zbiornika. Ruch obrotowy wału napędowego narzuca przemieszczenie się tłoków w sekcjach ssąco-tłoczących oraz poprzez zawór wlotowy i wylotowy przepływ paliwa ze strony ssawnej do tłocznej. Pompy wysokiego ciśnienia posiadają cechy identyfikacyjne, takie jak tabliczki lub wyklejki znamionowe. Identyfikacja pompy polega na odczytaniu informacji z tabliczki lub wyklejki.

Wtryskiwacze paliwa common rail Siemens produkowane są w technice zaworów elektromagnetycznych oraz piezoelektrycznych. Już w 1980 roku opracowano pierwszą koncepcję wtryskiwaczy piezoelektrycznych firmy Siemens. Między wtryskami Boscha a Siemens różnicą we wtryskach piezoelektrycznych jest umieszczenie elementu piezo w części górnej wtryskiwacza, pod złączem instalacji elektrycznej, co nadaje pogrubiony kształt części górnej. Przyłącza przewodów powrotu nadmiaru paliwa umieszczane są w oprawie mocowania wtryskiwaczy w głowicy. Szczególną formę ma także element piezo, lecz jest on krótszy, porównując wtryskiwacze Bosch, Delphi i Denso. Wymienione elementy posiadają masywne kształty, w związku z tym wyróżniają się zewnętrznie od innych rozwiązań. Budowa wewnętrzna oraz zasada pracy wtryskiwacza piezo zawiera się w zapewnieniu przemieszczeń iglicy w celu zamknięcia i otwarcia dopływu paliwa do komory spalania i rozpylania.

Budowa wtryskiwacza Common Rail Siemens VDO:

Wtryskiwacz Common Rail Siemens:

W systemach zasilania silników w paliwo z pompami i wtryskiwaczami Siemens, zasobniki paliwa posiadają czujniki ciśnienia paliwa. Mogą być używane także zawory nadciśnieniowe, czyli bezpieczeństwa, mechaniczne zawory redukcyjne i ograniczniki przepływu paliwa. Koncepcje konstrukcyjne zasobników są uzależnione od stopnia rozbudowania układu zasilania i producenta auta. Czasami w takich samych modelach stosowane są różne układy zasilania oraz systemy sterowania funkcjonowaniem. Konstrukcja rurowa jest najważniejszą konstrukcją zasobników układu zasilania z tymi pompami i wtryskiwaczami. Kontrola elektroniczna działania zasobnikowych układów zasilania silników spalinowych o samoczynnym zapłonie wykonywana jest na podstawie integracji trzech bloków funkcjonalnych: modułu sterującego przetwarzającego otrzymane sygnały i wysyłającego elektryczne sygnały wyjściowe, czujników oraz nad czujników wartości znamionowych, elementów wykonawczych przetwarzających otrzymane z modułu sterującego sygnały wyjściowe w wielkości mechaniczne. Tak sterowanie jest realizowane w Renault Clio, Megane, Modus, Scenic 1,5 dci, Suzuki Vitara 2,0 Toyota Aygo 1,4 50kw Volvo C30, S40, V50 2,0 100KW 4 VALVE.

Schemat, budowa, działanie kompletnego układu (pompa, wtryskiwacze, zasobnik) Common Rail Siemens VDO II i III generacji. Przepływ i regulacja ciśnienia paliwa zaworami pompy Common Rail:

Porównanie generacji układów Siemens Common Rail VDO z wtryskiwaczami elektromagnetycznymi i piezoelektrycznymi:

Problem z przybywaniem oleju silnikowego

Przyczyny mechaniczne są wykluczone, a oleju silnikowego cały czas drastycznie przybywa i jest to objaw bardzo niekorzystny, ponieważ rozrzedzony olej traci właściwości smarne przez jego rozcieńczenie paliwem, olejem napędowym. Cierpi w ten sposób szczególne mechanika silnika panewki, cylindry, tłoki, turbosprężarka i pozostałe elementy smarowane olejem silnikowym.
Co zrobić, jak zaradzić tak dotkliwemu problemowi; może to wtryskiwacze… a może..
W samochodach z filtrem cząstek stałych warto przeprowadzić sprawdzenie filtra. Rozcieńczenie oleju silnikowego mogło zostać spowodowane przez fałszywe, stałe regenerowanie, czyli wtrysk uzupełniający w celu regeneracji filtra. I teraz najciekawsze.
Stałe regenerowanie filtra w pojeździe holującym przyczepę spowodowała nieprawidłowo podłączona wiązka kabli ze złącza przyczepy. Złącze to w systemie Common Rail Siemens komunikuje się przez magistrale CAN-bus ze sterownikiem tylnych świateł, który z kolei jest podłączony przez magistralę CAN-bus z siecią systemu sterowania Siemens, samochodu silnika. W tym przypadku spowodowało to stałe regenerowanie filtra cząstek stałych FAP. W oryginalnych wiązkach przewodów samochodów Peugeot do podłączenia przyczepy do sterownika BSR (sterownik przyczepy) musi być podłączony żółty pojedynczy wtyk. Wtyk z dwoma kablami należy podłączyć do PSF2 (sterownik tył samochodu). To oczywiście tylko jeden z wielu przykładów przybywania oleju. Warto też w przypadku kiedy system regeneracji filtra cząstek stałych został sprawdzony i działa prawidłowo podjąć próbę sprawdzenia wtryskiwaczy Common Rail Siemens. Wtryski Siemens przez swoja nieszczelną, kropelkującą końcówkę wtrysku (rozpylacz) również może powodować efekt przybywania oleju w silniku. Sprawdzenie testy wtryskiwaczy Siemens Common Rail wykonujemy w naszym serwisie na specjalnych maszynach, takich jak EPS 200A / 708 lub Diesel Tech CRU2 łącznie z wydrukiem wszystkich parametrów i dawek poszczególnych wtrysków.

Można wysyłać do nas wtryskiwacze Siemens do weryfikacji z dowolnej części Polski czy zagranicy. Jeżeli jesteś z miejscowości Mielec, Rzeszów, Ostrowiec Świętokrzyski, Starachowice, Zamość, Chełm, Przemyśl, Tarnów, Nowy Sącz, to jesteś wyjątkowo blisko nas. Jeżeli droga zajmuje ci kilka godzi,n możesz wysłać wtryskiwacze lub pompę Siemens Common Rail dowolna spedycją z miasta Kielce, Lublin, Częstochowa, Opole, Wrocław, Poznań, Katowice, Łódź, Kalisz. Nie możesz zamówić kuriera do swoich wtryskiwaczy z okolic Tczewa, Płocka, Grudziądz, Ostrołęka, Łomża, Biała Podlaska, Konin, Inowrocław, Gniezno, Międzyrzecz, Świebodzin; zadzwoń do nas, a doradzimy, jak to w łatwy sposób zrobić.