Pompa Enjektör Nedir ? Nasıl Çalışır ?
Bölüm 1 - 2
Pompa-Enjektör ünitesi; yakıt pompası, kumanda ünitesi ve enjektör memesinin tek bir yapıda toplandığı enjeksiyon pompasıdır. Pompa enjektöre, "birim enjektör" de denir.
Pompa-Enjektör ünitesi; yakıt pompası, kumanda ünitesi ve enjektör memesinin tek bir yapıda toplandığı enjeksiyon pompasıdır. Pompa enjektöre, "birim enjektör" de denir.
Motorun her silindiri için bir pompa-enjektör ünitesi (birim enjektör) bulunur. Aşağıdaki resimde pompa enjektör görülmektedir. (Bakınız: Pompa Enjektör ve Besleme Pompası Animasyonlu Anlatım)
Pompa Enjektör ünitesi, eksantrik mili
tarafından çalıştırılır. Eksantrik milinde, pompa enjektörler için fazladan
özel şekilli birer tane kam vardır. Kamlar külbütöre, külbütör de pompa
enjektöre hareket verir.
(Pompa Enjektörün Tahrik Edilmesi)
(Pompa Enjektöre Hareket Verilmesi: Eksantrik mili--> Külbütör--> Pompa pistonu)
Birim Enjektör Sistemi (UIS: Unit Injector System), pompa-meme sistemi olarak da
bilinir.
Pompa enjektör ağır ve
orta büyüklükteki ticari taşıtlarda kullanır.
8 -16 silindirli motorlarda da kullanılır.
Enjektör pompa sisteminin görevleri nelerdir?
Enjektör
pompa sisteminin görevleri şunlardır:
Ø Enjeksiyon için gerekli yüksek basıncı üretmek,
Ø Yakıtı doğru zamanda doğru miktarda püskürtmek,
Ø Püskürtmeyi çabuk başlatıp çabuk bitirmektir.
_________________________________________________________________________
Pompa Enjektör Sisteminin Parçaları:
Ø Pompa pistonu
Ø Pompa pistonu geri getirme yayı
Ø Selenoid valf pimi
Ø Enjektör pompa valfi
Ø Yüksek basınç odası
Ø Sızdırma pistonu
Ø Enjektör meme yayı
Ø Enjektör meme iğnes
Pompa Enjektör Selenoid Valfi
Selenoid valf, enjektör-pompa üzerinde bulunur.
Basma başlangıcı ve enjeksiyon miktarı,
motor elektronik kontrol ünitesi tarafından enjektör-pompa selenoid valfleri
üzerinden kontrol edilir.
Enjektör pompanın farklı versiyonlarında, selenoid valf yerine piezo valf de kullanılmaktadır.
Basma
Başlangıcı:
Motor EKÜ’sü, silindirlerdeki enjektör-pompalarından
birini harekete geçirdiği andan itibaren, manyetik bobinin selenoid valf
pimi, yuvasına doğru bastırılır ve yakıtın, enjektör-pompa ünitesinin yüksek
basınç odasına giden yolunu kapatır.
Bundan sonra enjeksiyon işlemi başlar.
Enjeksiyon
Miktarı:
Enjeksiyon miktarı, selenoid valfin
çalıştırılma zamanı tarafından belirlenir.
Enjektör-pompa valfi kapalı olduğu sürece, yanma odasına yakıt püskürtülür.
Sinyalin
Kesilme Etkisi:
Bir pompa-enjektör valfi devre
dışı kalırsa motor düzgün çalışmaz, güç düşer.
Pompa-enjektör valfinin ikinci
bir güvenlik fonksiyonu da vardır.
Ø Valf açık kalırsa enjektör-pompa ünitesinde bir basınç
oluşturulamaz.
Ø Valf kapalı kalırsa enjektör-pompa ünitesinin yüksek basınç
odası artık yakıtla dolmaz. Her iki durumda da silindirin içine hiç yakıt
püskürtülmez.
Selenoid Valfi Akımının Kontrolü:
Enjeksiyon işlemi, bir enjektör-pompa valfinin
çalıştırılmasıyla başlar.
Bu sırada bir manyetik alan oluşur, akım
şiddeti artar ve valf kapanır. Selenoid valf piminin yuvasına bastırılması
sırasında, akımın akışında göze çarpan bir dalgalanma görülür. Bu dalgalanma,
Enjeksiyon Periyodunun Başlangıcı BIP (Beginning of Injection Period) olarak adlandırılır.
BIP, enjektör-pompa valfinin ne
zaman tam olarak kapanacağını, ve böylece pompalama işleminin ne zaman
başlayacağını, motor elektronik kontrol ünitesine sinyal hâlinde bildirir.
Selenoid Valfindeki Akımın Akışı:
Valf kapalı olduğunda akım şiddeti, sabit bir durma akımı
değerine düşer. İstenen pompalama süresine erişilmişse çalışma biter ve valf
açılır. Pompa-Enjektör valfinin ve BIP (enjeksiyon
periyodu başlangıcı) gerçek kapanma noktası, valfin bir
sonraki enjeksiyon için ne zaman çalıştırılacağının hesaplanması amacıyla motor
kontrol ünitesi tarafından algılanır. Pompalama başlangıcının mevcut değeri,
motor kontrol ünitesindeki olması gereken değerden sapıyorsa, valfin çalışma başlangıcı
düzeltilir.
Valfin
fonksiyonel arızalarının tespit edilebilmesi için supap kapanma bölgesi (BIP)
motorun elektronik kontrol ünitesi tarafından kontrol edilir. BIP, sorunsuz bir
çalışmada kontrol sınırının içinde yer alır. Fonksiyonel bir arıza olması
durumunda, BIP kontrol sınırının dışına çıkar. Bu durumda pompalama başlangıcı,
bilinen sabit bir değer aracılığıyla kontrol edilir. Herhangi bir düzenleme
mümkün değildir. Pompa enjektör ünitesinde hava varsa, selenoid valf pimi kapanırken
daha küçük bir direnç oluşur. Valf, daha hızlı kapanır ve BIP beklenenden daha
önceki bir noktada ortaya çıkar. Bu durumda otomatik teşhiste “kontrol sınırı
aşıldı” mesajı çıkar.
POMPA ENJEKTÖR SİSTEMİNDE KULLANILAN BESLEME POMPASI
Besleme pompası silindir kapağında, vakum
pompasının hemen arkasında bulunur.
Besleme Pompasının Görevi; yakıtı depodan alarak enjektör- pompa ünitelerine iletmektir.
Her iki pompa da eksantrik mili tarafından
birlikte tahrik edilir ve bu nedenle ikili pompa olarak adlandırılır.
Aşağıda besleme pompasının resmi görülmektedir:
(Besleme Pompası)
(Besleme Pompasının Motor Üzerindeki Yeri)
Besleme pompası, durdurma kanatçıklarına sahip bir
pompadır. Bu yapıda durdurma kanatçıkları, bir yay kuvvetiyle rotora doğru
bastırılır. Bunun avantajı, pompanın henüz düşük devirlerde bile yakıt
pompalamasıdır. Kanat hücreli pompalar, devir sayısının bu hücrelerin statördeki kaçma kuvvetini yenecek
kadar yüksek olduğu zaman yakıt emer. Pompanın içindeki yakıt hareketi, yakıt
deposu boş olsa bile rotorda daima yakıt olacak
şekilde gerçekleşir. Böylece kendi kendine yürüyen bir emme
işlemi gerçekleşir.
(Besleme Pompasının Kısımları)
Besleme Pompasının Çalışması:
Besleme pompası, hacmin, emme işlemiyle
arttırılması ve pompalama işlemiyle azaltılması prensibiyle çalışır.
Yakıt, her defasında aynı anda iki odaya
emilir ve iki odadan pompalanır. Emme ve pompalama odaları, durdurma kanatçıkları ile ayrılmıştır.
Yakıt birinci oda tarafından emilir ve daha önce üçüncü oda
tarafından emilmiş olan yakıt dördüncü oda tarafından pompalanır. Birinci
odanın hacmi, rotorun dönmesiyle artar. Bu sırada dördüncü odanın hacmi
azalarak yakıt sıkıştırılır ve sıkışan yakıtın basıncı artar.
Besleme pompası nasıl çalışır? Animasyon-Video:
Dağıtıcı Boru
Silindir kapağındaki yakıt kanalının
içinde bir dağıtıcı boru bulunur.
Bu borunun görevi, yakıtı pompa enjektör
ünitelerine eşit olarak dağıtmaktır.
Besleme pompası, yakıtı silindir kapağındaki ileri hareket kanalına pompalar.
Yakıt, dağıtıcı borunun iç tarafında, birinci silindir yönünde ilerler. Yakıt, dağıtıcı boru ve silindir başı bükümündeki yüzük boşluğunun içine gelir. Burada enjektör- pompa üniteleri tarafından ileri hareket kanalına geri itilmiş olan sıcak yakıtla karışır. Böylece tüm silindirlerdeki yakıt kanallarında eşit bir sıcaklık oluşur. Tüm enjektör-pompa üniteleri aynı miktar yakıtla beslenir. Böylece motorun düzgün çalışması sağlanmış olur.
Yakıt, dağıtıcı borunun iç tarafında, birinci silindir yönünde ilerler. Yakıt, dağıtıcı boru ve silindir başı bükümündeki yüzük boşluğunun içine gelir. Burada enjektör- pompa üniteleri tarafından ileri hareket kanalına geri itilmiş olan sıcak yakıtla karışır. Böylece tüm silindirlerdeki yakıt kanallarında eşit bir sıcaklık oluşur. Tüm enjektör-pompa üniteleri aynı miktar yakıtla beslenir. Böylece motorun düzgün çalışması sağlanmış olur.
(Dağıtıcı Borudaki Sıcak ve Soğuk Yakıtın
Karşılaşması)
Dağıtıcı boru olmasaydı pompa-enjektör
ünitelerindeki yakıt sıcaklığı eşit olmayacaktı.
Eşit sıcaklıkta olmayan yakıt sebebiyle,
Pompa enjektörler farklı miktarda farklı miktarda yakıtla beslenir. Bunun
sonucunda motor düzgün çalışmaz ve ön silindirlerde yakıt sıcaklığı çok yüksek
olurdu.
POMPA ENJEKTÖRÜN ÇALIŞMASI
Dolum Aşaması (Pompa Enjektörün Basınç Odasına Yakıtın Dolması)
(Yakıtın Yüksek Basınç Odasına Dolması)
Yakıtın yüksek basınç odasına alınması işleminde,
pompa pistonu, piston yayının kuvveti sebebiyle yukarı hareket eder ve yüksek basınç odasının hacmini arttırır.
Enjektör-pompa için kullanılan selenoid valf,
hareketine başlamaz.
Selenoid valf pimi hareketsizdir ve besleme pompası tarafından
gönderilen yakıtın yüksek basınç odasına akmasına izin verir.
Yakıt, ileri hareket kanalındaki basınç
nedeniyle yüksek basınç odasına hızla dolar.
Pompa Pistonunun Yukarı
Hareketi (Dolum)
(Pompa Pistonunun Yukarı Hareketi)
Pompa enjektör animasyon anlatım:
(Yakıtın yüksek basınç odasına dolması)
Ön Enjeksiyon
Ön
(Pilot) Enjeksiyon İşlemi:
Verimli bir yanma için, yakıtın doğru
miktarda, doğru zamanda ve yüksek bir basınçla püskürtülmesi gerekir.
Motorda yanma sonucunda meydana gelen sesi
azaltmak ve daha iyi bir yanma işlemi elde etmek için, asıl enjeksiyonun
başlamasından önce düşük basınçlı az miktarda yakıt yanma odasının içerisine
püskürtülür.
Bu püskürtme, ön enjeksiyon olarak
adlandırılır.
Pompa Enjektör Ön Enjeksiyon Animasyon:
Tutuşma
gecikmesi; enjeksiyonun başlangıcıyla, yanma odasındaki basıncın
artmaya başlaması (yanmanın başlangıcı) arasındaki süredir.
Bu süre zarfında büyük miktarda yakıt
püskürtülmesi, basıncın aşırı hızla yükselmesine ve sonuçta aşırı yüksek yanma
sesine neden olabilir.
(Ön Enjeksiyonun Başlaması)
Ön enjeksiyon işleminde, az miktardaki
yakıtın yanmasıyla yanma odasındaki basınç ve sıcaklık artar.
Bu, asıl enjeksiyon miktarının hızlı bir
şekilde tutuşması için gerekli ortamı hazırlar ve böylece ateşleme avansını azaltır.
Ateşleme avansının az olması, bir dizel
motordaki yanma işlemi için önemlidir.
Ön enjeksiyon, ön ve asıl enjeksiyon
arasındaki enjeksiyon molası, yanma odasındaki basıncın ani artmasını engeller,
bunun yerine kademeli olarak artmasını sağlar.
Sonuç olarak düşük yanma gürültüsü ve daha
az zararlı emisyonlar elde edilir.
Pompa pistonu, kam tarafından aşağıya
doğru bastırılır. Böylece yakıtı yüksek basınç odasından, yakıt ileri hareket
kanalına doğru akmaya zorlar.
Enjeksiyon işlemi, ECU tarafından
başlatılır. ECU, enjektör-pompa valfine kumanda ederek, valf pimi, yuvasına doğru
bastırılır ve yüksek basınç odasından hazneye giden yolu kapatır. Böylece yüksek basınç odasında basınç oluşmaya başlar.
Yakıtın basıncı 180 bara ulaştığı zaman, enjektör meme yayının kuvvetinden daha
büyük olacağı için enjektör meme pimi, yukarı kalkar ve ön enjeksiyon işlemi
başlar.
Ön
(Pilot) Enjeksiyon İşleminin Sona Ermesi:
Ön enjeksiyon sırasında pompa pistonunun
sıkıştırdığı yakıt, enjektör memesinden püsküren yakıttan daha fazla olduğu
için, yakıt basıncı artar.
Yükselen basınç nedeniyle sızdırma
pistonu, meme yayını sıkıştırarak, aşağı doğru hareket eder ve yüksek basınç
odasındaki hacmi artırır. Yüksek basınç odasındaki hacmin artmasından dolayı,
basınç kısa bir süre için düşer ve meme yayı, meme pimini (enjektör iğnesini)
iterek meme deliklerinin kapanmasını sağlar. Böylece ön enjeksiyon işlemi sona
erdirilir.
Sızdırma pistonunun aşağı doğru hareketi,
meme yay basıncını artırarak, meme piminin
sonraki aşama olan, asıl enjeksiyonda, bir kez daha açılabilmesi için, ön
enjeksiyondakinden daha
büyük bir
yakıt basıncına gerek duymasını sağlar.
Ön enjeksiyon işleminde meme piminin
yukarı kalkması, hidrolik bir yastık aracılığıyla yumuşatılır. Böylece
enjeksiyon miktarının süresi ve basıncı ayarlanabilir. Tüm strokun ilk
üçte birlik bölümünde meme pimi sönümlenmeden
açılır. Bu sırada ön enjeksiyon miktarı yanma odasına püskürtülür .
Amortisör pistonu, meme gövdesinin
deliğine girdiği andan itibaren, yakıt, meme piminin üzerinden sadece küçük bir
sızıntı aralığından meme yayı odasına girebilir. Böylece meme piminin ön
enjeksiyon esnasında yukarı kalkmasını sınırlayan hidrolik bir yastık oluşur.
(Enjektör Meme Piminin Hidrolik Olarak
Yastıklanması)
Ana Enjeksiyon
Yakıtın olabildiğince tam yanabilmesi, iyi bir
karışımın oluşturulmasına
bağlıdır.
İyi bir karışım, yakıtın yüksek bir basınç altında çok
küçük partiküller halinde yanma odasına püskürtülüp, basıncı
ve sıcaklığı artmış hava ile iyi bir şekilde karıştırılmasıyla elde edilir.
Motorda tam yanma, zararlı gaz emisyonlarının azalıp, motor
performansının artmasına
neden olur.
Enjektör -pompa sisteminin ön enjeksiyonu, enjeksiyon
molası, artan basınçlı ana enjeksiyon ve enjeksiyonun hızlı şekilde sona
ermesinden oluşan süreç, motorun ihtiyacıyla birebir örtüşmektedir.
(Yüksek Basınçlı Ana Enjeksiyon)
Meme piminin kapanmasından kısa bir süre sonra, yüksek
basınç odasındaki basınç, tekrar artar.
Enjektör-pompa
selenoid valfi, bu
sırada hala kapalıdır ve pompa pistonu aşağı doğru hareket eder.
Yaklaşık 300 barda yakıt basıncı, önceden
gerilmiş olan meme yayınınkinden büyüktür. Meme pimi tekrar (enjektör iğnesi)
kalkar ve asıl enjeksiyon miktarı püskürtülmeye başlanır.
Basınç, bu sırada 2200-2500 bara kadar yükselebilir, çünkü yüksek basınç odasında, meme
deliklerinden kaçabilecek yakıttan daha fazla yakıt birikmiştir.
Motorun maksimum gücünde, yani yüksek
devirde ve aynı zamanda yüksek enjeksiyon miktarında, basınç da en yüksek
değerini alacaktır.
Ana
Enjeksiyon İşleminin Sona Ermesi:
Motor kontrol ünitesi, enjektör-pompa selenoidinin
akımını kesmesiyle, enjeksiyon sona erer. Bu sırada selenoid valf pimi, selenoid valf yayı tarafından açılır ve pompa
pistonu tarafından itilen yakıt, yakıt ileri hareket kanalından kaçar. Basınç düşer.
Meme pimi kapanır ve sızdırma pistonu meme
yayı tarafından hareketine başladığı yere doğru bastırılır. Ana enjeksiyon sona ermiştir.
(Ana Enjeksiyonun Sona Ermesi)
Enjeksiyonun sonunda önemli olan,
enjeksiyon basıncının hızlı bir şekilde düşmesi ve meme piminin hızlı bir
şekilde kapanmasıdır.
Böylece, düşük enjeksiyon basınçlı ve
yüksek çaplı damlacık şeklindeki yakıtın yanma odasına girmesi engellenmiş
olur.
Yakıtın Pompa Enjektörden Geri Dönüşü
Her silindir için, geri dönüş rekorlarına
bağlanan hortumlar yardımı ile, kullanılmayan yakıt depoya / filtreye geri
dönmektedir.
Yakıtın pompa-enjektör ünitesindeki geriye akışının şu
görevleri vardır:
Ø Pompa-enjektör ünitesinin soğutulması: Bunun için yakıt,
yakıt ileri hareket kanalından pompa-enjektör ünitesinin kanallarının içinden
akarak yakıt geri hareketine doğru sürüklenir.
Ø Pompa pistonundaki sızıntı yakıtının çıkartılması sağlanır.
Ø Yakıt ileri hareket kanalındaki buhar kabarcıklarının yakıt
geri hareketindeki kelebeklerden dışarı atılması sağlanır.
(Yakıt Kanalları)
Genel Yakıt Sistemi
(Yakıt Sisteminin Genel Yapısı
)
Yorumlar
Yorum Gönder