Common Rail Yakıt Sistemi Parçaları ve Arızaları Nelerdir?

Bölüm 1 - 2 - 3 - 4 
Common rail, “ortak yakıt yolu” demektir. Common rail yakıt sistemi, tüm enjektörlerin bir tek ortak yakıt yolundan (rail borusundan) yüksek basınçlı yakıtı aldığı ve elektronik olarak kumanda edilerek, yakıtı silindirlerin içine püskürttüğü dizel yakıt sistemidir. Günümüzde binek ve hafif ticari araçların tamamına yakını ve bazı kamyon ve otobüsler common rail dizel yakıt sistemini kullanır. Bunlar; Volkswagen-audi:TDI, Renault-Nissan dCI, Fiat:Multijet, Citroen-Peugeout: HDI, Toyota:D-4D, Mercedes CDI vb.. 

Dizel motorlar aşırı fakir karışımla çalışırlar, motor torku havanın dozajlanmasıyla değil; yakıtın dozajlanmasıyla kontrol edilir. Tork talebi, sürücü tarafından gaz pedalına basılarak motor kontrol ünitesine (ECU) iletilir. ECU, bu talebi temel alarak yakıt enjeksiyon miktarını değiştirir (ayarlar). Motor torkunu püskürtülen yakıtın miktarı belirler (hava beslemesi (turbo) ile birlikte). Püskürtülen yakıtın miktarı, yakıt basıncı ve enjektörlerin püskürtme sürelerine bağlı olarak değişir. ECU, motoru (torku) kumanda etmek için enjektörlerin püskürtme sürelerini değiştirir. Örneğin gaz pedalına az basıldığında püskürtme süresi örneğin 2 milisaniye; daha çok basıldığında 6 milisaniye olur. ECU, enjeksiyonu “yanma sırasına” göre örneğin 1-3-4-2 şeklinde gerçekleştirir. 

Common rail yakıt sisteminde yakıt basıncı 1200 – 1800 – 2500 bara kadar çıkmaktadır. Dizel bir binek otomobilin rölanti yakıt basıncı yaklaşık 400 bar’dır. Bir dizel motorun çalışması (ECU’nün enjeksiyon izni vermesi) için yaklaşık 200-300 bar’lık yakıt basıncı olması gerekir. Yakıt basıncı belirli bir değerin altına düşerse (örn: 130 bar), ECU yakıt  püskürtülmesini durdurur. Örneğin 1450 bar’lık basınç, bir otomobilin tüm ağırlığının 1cm2 alana etki etmesi gibidir.

Common rail direkt yakıt enjeksiyon sisteminde motor verimi yaklaşık %45’dir. Silindir içerisinde oluşturulan ısı enerjisinin %45’i, hareket enerjisine dönüşür. Böylece daha ekonomik ve çevreci bir motor mümkün olmuştur. 

Euro egzoz emisyon normlarını (Euro 1-2-3-4-5-6) karşılayabilmektedir. Ön püskürtme sayesinde motor daha az gürültülü ve daha az titreşimli çalışır. Motor elektronik olarak yönetilir, düzensiz motor çalışması engellenir ve motorun daha uzun ömürlü olması sağlanır. Common rail yakıt sistemi karmaşık olmayan bir yapıdadır ve daha az parçaya sahiptir; böylece sistemin ömrü uzundur ve arıza olasılığı azaltılmıştır. Elektronik olarak kumanda edilen sistemde, OBD (araç üzerinde arıza teşhisi) sistemi sayesinde arızalar kolayca ve doğru şekilde teşhis edilip giderilebilir.

Motor yakıt enjeksiyon yönetiminin elektronik olarak (ECU) yapılması, turbo şarj hava beslemesinin (basıncı waste gate veya değişken geometrili kanatçık (VGT) sistemleriyle) elektronik (ECU) olarak yönetilip basıncın ayarlanması; daha düşük motor devirlerinde daha yüksek tork elde edilmesini sağlar. Egzoz emsiyon sisteminde; EGR, Oksidasyon katalizörü (katalitik konvertör), dizel partikül filtresi (DPF), SCR (Seçici katalitil indirgeme sistemi – Adblue) gibi sistemlerin kullanılmasıyla, dizel motorlar daha çevreci bir hale gelmiştir.

Common rail yakıt sistemlerinde, iş zamanında enjektörler elektronik olarak kumanda edildiğinden, enjektörün birden çok kez püskürtme yapabilmesi sağlanabilmiştir (4-5-6 kez püskürtme yapabilir).

Common rail yakıt sisteminde enjektörlerin püskürtme zamanlaması ve püskürtme süreleri, elektronik olarak ECU tarafından yönetilir. Bu sayede enjeksiyonun zamanlaması öne alınabilir veya geciktirilebilir. Enjeksiyona avans (püskürtme avansı) verilerek, tutuşma gecikmesi sebebiyle meydana gelebilecek güç kaybı önlenir ve yanma sonucun oluşan basıncın en doğru zamanda pistona etki etmesi sağlanır. Motor yükü arttıkça (gaz pedalına daha fazla basıldıkça) enjeksiyon (yakıt püskürtme) süresi artar. Motor devri arttıkça, enjeksiyon (püskürtme) avansı arttırılır.

Motor gücü, püskürtülen yakıtın miktarıyla belirlenir, püskürtülen yakıtın miktarıysa, gaz pedalına basma miktarına göre değişir.

Enjeksiyonun (püskürtmenin) süresi, önemli ölçüde motor yüküne göre belirlenir.

Enjeksiyonun (püskürtmenin) zamanlaması (enjeksiyon avansı), önemli ölçüde motor devrine göre belirlenir. (Diğer motor parametreleri; motor su sıcaklığı, turbo basıncı, yakıt basıncı, yakıt sıcaklığı, emilen hava sıcaklığı, atmosfer basıncı vb. düzeltici değer olarak kullanılır.)

Ayrıca egzoz emisyonlarını iyileştirmek amacıyla, ana enjeksiyondan sonra “ard enjeksiyon” da yapılabilir. 

COMMON RAIL YAKIT SİSTEMİNDEKİ YAKIT HATLARI

Common rail yakıt sisteminde, yakıtın depodan emilerek enjektörden püskürtülmesi arasında aşağıdaki yakıt hatları bulunur:

*Alçak Basınç Hattı (Yakıt Emiş Hattı)

*Yüksek Basınç Hattı

*Yakıt Geri Dönüş Hattı

Alçak Basınç Hattı (Yakıt Emiş Hattı)

Yakıtın depodan emilerek yüksek basınç pompasına ulaşmasını sağlayan hattır. Depo, yakıt filtresi, yakıt hortumları, elektrikli yakıt pompası (bazı sistemlerde), yakıt ısıtıcısı (bazı sistemlerde) bu hat üzerinde bulunur. 

Yüksek Basınç Hattı

Yakıtın yüksek basınç kazandırıldığı ve enjektörler tarafından silindir içine püskürtüldüğü hattır. Yüksek yakıt pompası, yüksek basınç boruları, enjektörler bu hat üzerinde bulunur.

Yakıt Geri Dönüş Hattı

Yüksek basınç hattında, pompa ve enjektörde artan yakıt, geri dönüş hattından depoya döner. Enjektör geri dönüş hortumları, pompa geri dönüş hortumları, yakıt soğutucusu (bazı sistemlerde) bu hat üzerinde bulunur. Enjektörlere gönderilen yüksek basınçlı  yakıtın büyük bir kısmı (%80’i) püskürtülmez ve tekrar geri dönüş hattından depoya döner. Geri dönüş hattında yakıt basıncı düşük olduğundan bu kısımda hortumlar kullanılır. Geri dönüş hattı direkt depo yerine, yüksek basınç pompasındaki basınç kontrol valfindeki hatla birleşerek buradan depoya geri dönüş yapar. Sistemde dolaşan ve depoya geri dönen yakıt, sistemin soğutulması ve yağlanmasını sağlar. Bazı sistemlerde “yakıt ön ısıtma sistemi”, çok soğuk havalarda geri dönen yakıtın sıcaklığı; gönderilen yakıtın ısıtılması için de kullanılır.

Bazı sistemlerde geri dönüş hattında bir yakıt soğutucusu (serpantin) bulunur.

Common rail yakıt enjeksiyon sisteminin yönetilmesinde kullanılan elemanlar temel olarak sınıflandırıldığında:

*Motor-Yakıt Enjeksiyon kontrol ünitesi (ECU)

*Sensörler (Algılayıcılar)

*Aktivatörler (Uygulayıcılar)

*Yakıt sisteminin mekanik donanımları 
Sistemdeki tüm donanımlar, sensörler ve aktörlerin çalışması ve detaylı açıklamaları Bölüm 4'de açıklanmıştır.

Bölüm 1 - 2 - 3 - 4