Common Rail Çalışma Prensibi Nedir? Avantajları ve Dezavantajları

Bölüm 1 - 2 - 3 - 4 

Common Rail Yakıt Sistemi Nedir?

Yakıt olarak mazot kullanan dizel motorlar, ağır ticari araçlar, hafif ticari araçlar, binek otomobiller, iş makinaları ve gemi gibi taşıtlarda kullanılır. Günümüzde dizel binek otomobiller ve hafif ticari araçların tümünde, common rail yakıt sistemi kullanılmaktadır.

 Common Rail Çalışma Prensibi Nedir?

Common rail dizel yakıt  sistemi; motor kontrol ünitesi yönetiminde, mazotun depodan bir besleme pompasıyla emilmesi, yüksek basınç pompasıyla basıncının yükseltilmesi (1600bar), rail borusunda kısa süreli depolanması ve enjektörlerle elektronik olarak çok hassa şekilde yüksek basınçla yakıtın yanma odasına püskürtülmesi prensibiyle çalışır.

Otomobil üreticileri dizel common rail sistemlerine çeşitli isimler vermiştir, Volkswagen-audi:TDI, Renault-Nissan DCI, Fiat:Multijet, Citroen-Peugeout: HDI, Toyota:D-4D gibi. (Bkz: Dizel Motorlar ve Dizel Araçlar) (Bkz: Turbo Şarj ve Turbo Motorlar)

COMMON RAIL ENJEKSİYONLU DİZEL MOTOR YÖNETİMİ

Yeni nesil dizel yakıt sistemlerini bir elektronik kontrol ünitesi yönetir. Görevi sadece dizel yakıt-enjeksiyon sistemini yönetmek olan bu üniteye motor kontrol ünitesi veya yakıt kontrol ünitesi denir. Motor kontrol ünitesi, çeşitleri sensörlerden gelen sinyaller ve sürücünün talebini dikkate alarak, yakıt miktarını ayarlar ve motor devrini düzenler.

Dizel yakıt sisteminde bulunan sensörler: gaz pedalı konum sensörü, krank mili konum sensörü, eksantrik mili konum sensörü, vuruntu sensörü, hava kütle ölçer (MAF – Debimetre), motor soğutma suyu sıcaklık sensörü, turbo basınç sensörü, yakıt basınç sensörü (rail borusunda), yakıt sıcaklık sensörü, gibi sensörlerdir.

Gaz pedalı konum sensöründen gelen sinyalle, sürücünün gaz pedalına ne kadar bastığı yani ne kadar güç istediği bilgisi kontrol ünitesine iletilir; diğer sensörlerden gelen sinyalleri de dikkate alarak, kontrol ünitesi aktörleri (örn:enjektörleri) yönetir ve enjektörlerin mazot püskürtme miktarlarını arttırır veya azaltır. ECU bunu, enjektörlerin püskürtme sürelerini değiştirerek gerçekleştirir (3 milisaniye – 5 milisaniye gibi). (milisaniye=saniyenin binde biri).

Krank mili konum sensörü ve eksantrik mili konum sensöründen gelen sinyallerle, hangi pistonun tam olarak hangi konumda ve zamanda olduğu kesin olarak belirlenerek, enjektörlerin püskürtme sıraları, püskürtme zamanlamaları ve püskürtme süreleri buna göre belirlenir.

Örneğin mazot soğuk olduğunda akıcılığı az olacağından, yakıt sıcaklık sensöründen gelen sinyale göre enjektörlerin püskürtme süreleri ECU tarafından arttırılır. Motor soğukken yine motor soğutma suyu sıcaklığı sensöründen gelen sinyalle, enjeksiyon süresi arttırılır.

Örneğin motor bloğundaki vuruntu sensöründen gelen bilgilere göre, ECU enjeksiyonun (veya ön enjeksiyonun) başlama zamanlamasını en uygun olacak şekilde ayarlayabilir.

Ayrıca motor kontrol ünitesi, sistemde bulunan sensörlerin çalışmalarını da denetler, bir arıza durumunda gösterge panelinde arıza ikaz lambasını yakar. Arızanın niteliğine göre enjeksiyonu - motorun çalışmasını (devrini) sınırlandırır.

Dizel yakıt sisteminde üç temel devre vardır; alçak basınç devresi, yüksek basınç devresi ve geri dönüş devresi. Daha fazla bilgi için (Bkz: Dizel Motor Yönetimi - Common Rail)

Common rail yakıt sisteminden beklentiler

*Yüksek yakıt püskürtme basıncı

*Püskürtme zamanlamasının süresinin kontrol edilebilmesi

*Birden çok kez (çoklu) püskürtme yapabilmesi. (Ön, ana, ard püskürtme)

*Yakıt püskürtme zamanlaması, yakıt püskürtme miktarı ve turbo hava basıncının tüm çalışma şartlarına uyarlanabilmesi.

*Motor yükünden bağımsız olarak rölanti devrinin kumanda edilmesi.

*EGR sistemi ile NOx oluşumunun sınırlandırılması.

*Tüm servis ömrü boyunca püskürtme zamanlaması ve miktarının standart değerde tutulabilmesi, düşük sapma toleransı, sistemin kendi adaptasyonunu yapabilmesi.

*ABS, ESP gibi sürüş kontrol sistemleriyle etkileşimli olarak çalışabilme.

*Araç üstünde arıza teşhisi (OBD) yapılabilmesi, arızaların detaylı şekilde tespit edilebilmesi.

*Arıza oluştuğunda sistemin, hafızadaki yedek değerlerle çalıştırılmaya devam edebilmesi.

Common Rail Yakıt  Sisteminin Avantajları Nelerdir?

*Sürekli hazır halde yeterli yakıt basıncı

*Daha yüksek yakıt basıncı ve daha iyi yakıt atomizasyonu

*Motor devir hızından bağımsız olarak yeterli yakıt basıncı
*Yanma zamanında birden çok kez yakıt püskürtülebilmesi

*Common rail enjeksiyon sisteminde verim yaklaşık %45 ‘tir. Bu oldukça yüksek bir değerdir.

*Yakıt yanma odasına kademeli olarak (ön püskürtmeli) püskürtüldüğünden, common rail motorlar daha az sarsıntılı daha az gürültülü bir motordur.

*Common rail sistemi, bir elektronik kontrol ünitesi tarafından hassas olarak yönetilir ve arıza olması durumunda, arızanın kendi kendine teşhisi (on-board diagnostic) mümkün olur, sürücü arıza ikaz lambasıyla uyarılır.

*Daha az parçadan oluşan ve daha az karmaşık yapıya sahip common rail sisteminde, arıza olasılığını azaltılmıştır.

*Turbo şarj beslemesiyle birlikte, oldukça yüksek motor gücü ve torku üretilmektedir.

*Common rail sisteminin yüksek verimi sayesinde yakıt tüketimi azaltılmıştır.

*Egzoz emisyon değerleri daha düşüktür, yanma verimi yüksek olduğundan, egzozdan daha az zararlı gazlar salınmaktadır. 

Common Rail Sisteminin Dezavantajları Nelerdir?

biraz pahalı ve bakım-arıza masrafları yüksektir, yedek parça fiyatları yüksektir, parçalarının tamiri zordur, bir çok parçanın tamir edilmesi yetkili servirlerce yasaklanmıştır, arıza durumunda yenisi ile değiştirilir.
Common rail yakıt sisteminin faydaları

*Daha düşük egzoz emisyonu (Daha az CO, HC ve Partiküller). Ön püskürtmeyle daha az NOx  oluşumu.

*Egzozdan daha az partikül salınımı

*Daha sessiz dizel motor çalışması
*Daha iyi yakıt ekonomisi

*Daha iyi motor performansı

(Bakınız: Common Rail Yakıt Sistemi Parçaları ve Görevleri)
Daha fazla bilgi için (Bkz: Dizel Motor Yönetimi - Common Rail)

Bölüm 1 - 2 - 3 - 4