Dyzeliniai kuro purkštukai

Šiuolaikiniuose  dyzeliniuose automobiliuose naudojamus  kuro purkštukus (dar vadinamus kuro purkštuvais, arba "forsunkėmis" ) būtų galima suskirstyti į du tipus, kurie pasitaiko dažniausiai:

1. „Pumpe Duse“ sistemos kuro purkštukai.

2. „Common rail“ sistemos kuro purkštukai.

Šios dvi kuro įpurškimo sistemos yra visiškai skirtingos.  „Pumpe Duse“ purkštukai  veikia taip: variklio paskirstymo vėlenėlis sukdamasis kumštelio pagalba mechaniškai veikia siurblio-purkštuvo plunžerinę porą, vyksta dyzelinio kuro pompavimas ir tokiu būdu sukeliavimas aukštas kuro spaudimo slėgis virš purkštukų. Automobilio kompiuteris ( ECU ) tam tikru momentu perduoda signalą į „Pumpe Duse“ purkštukų elektroninę dalį. Šio impulso metu atsidaro purkštuko adata ir įvyksta įpurškimas į variklio cilindrą. Šioje sistemoje kiekvienas purkštukas yra tarsi atskiras kuro siurblys. „Pumpe Duse“ sistemos purkštukuose  labiausiai genda pats išpurškėjas, susidėvi plunžerinė pora, esanti siurblio dalyje. Elektroninė šio purkštuvo dalis sugenda rečiau. Nauji šio tipo purkštukai yra labai brangūs, todėl jie dažniausiai keičiami restauruotais ar remontuojami. Kaip atrodo „Pumpe Duse“ kuro purkštukas galite matyti nuotraukoje žemiau:

Nors keliuose dar gausu dyzelinių automobilių su „Pumpe Duse“ kuro įpurškimo sistema, ši sistema jau laikoma praeitimi. Šiuo metu dauguma automobilių gamintojų dyzelinius variklius montuoja tik su „ Common rail“  sistemomis. Šios sistemos genialumas slypi jos paprastume, kuris ir padėjo išstumti  iš rinkos kitus sprendimus.  Aukštą kuro spaudimą „Common rail“ sistemoje purkštuvams sukelia aukšto slėgio siurblys, kuris pastoviai pompuoja kurą. Aukšto slėgio siurblio našumas priklauso nuo variklio apsukų, kuo variklis greičiau sukasi, tuo siurblio našumas didesnis. Siurblys tiekia kurą į taip vadinamą „rail‘ą“, arba lietuviškai tai būtų kuro rezervuaras arba kuro akumuliatorius. „Rail‘as“ – tai vamzdžio formos kuro rezervuaras, kuriame pastoviai  yra labai suspaustas dyzelinis kuras.  Iš šio rezervuaro trumpais  aukšto slėgio vamzdeliais kuras papuola į „common rail“ purkštukus, kuriuos reikiamu momentu atidaro/uždaro automobilio kompiuteris (ECU).  Reikiamą kuro slėgį „rail‘e“ valdo automobilio kompiuteris per kuro slėgio reguliavimo vožtuvą. Informaciją apie faktinį slėgį „rail‘e“ automobilio ECU gauna iš kuro slėgio daviklio (jutiklio). Šis jutiklis būna sumontuotas į „rail‘ą“. Plačiau apie „Common rail“ sistemą paskaityti, o taip pat rasti jos komponentų schemą galite mūsų kitame straipsnyje čia. Kaip veikia "Common rail" kuro sistema, aukšto slėgio kuro siurblys, kuro purkštukai ir kiti šios sistemos komponentai galite pažiūrėti DELPHI filmuką youtube: 3D Common Rail 

Kaip veikia Toyota dyzelinio automobilio "Common rail" sistema taip pat galite pažiūrėti youtube: TOYOTA CR Diesel System

Kaip veikia "Common rail" sistemos dyzelinis kuro purkštukas: CR kuro purkštuko veikimas

Šiame straipsnyje toliau apžvelgsime „Common rail“ sistemose naudojamus kuro purkštukus. Šios sistemos purkštukus pagal jų veikimą paprastai galima suskirstyti į du tipus – klasikinį elektromagnetinį arba pjezoelektrinį įpurškimą. Elektromagnetiniai purkštukai valdomi elektromagnetu, kuris purkštuką valdo ne tiesiogiai, o per hidraulinį kanalą. Atidaromas arba uždaromas kanalas atitinkamai leidžia įpurkšti kurą arba uždaryti purkštuką. Netiesioginis valdymo būdas leidžia naudoti kompaktiškus elektromagnetinius vožtuvus. Greitam purkštuko vožtuvo atidarymui reikalinga apie 90 voltų įtampa. Purkštuko tarnavimo laikas apie 1 milijardas įpurškimo taktų. Problemos atsiranda susidėvėjus kanalo uždarymo dalims: spyruoklėms ir šaratukui. Nuo pastovių smūgių šios dalys susidėvi 2-4 kartus per visą purkštuko darbą. Taip pat purkštukai užsiteršia nuo nekokybiškų degalų ar laiku nekeičiamo kuro filtro, nes purkštuko išpurškimo angos labai nedidelės - tik du kartus didesnės už žmogaus plauką. Dyzeliniame variklyje degimo procesas vyksta kaip sprogimas, dėl to variklis dirba labai triukšmingai. Kad sušvelninti degimo procesą, devintajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje, buvo sukurti dviejų pakopų dyzeliniai purkštukai, su kuriais variklis dirbo tyliau. 

Greitas elektromagnetinio purkštuko valdymas dar labiau leido ištobulinti dyzelinio kuro dozavimo procesą. Visas įpurškimo taktas yra padalintas į kelias atskiras porcijas. Naudojant nedidelę degalų porciją prieš pagrindinį įpurškimą, žymiai sumažėjo triukšmas ir vibracijos, o įpurškimas degimo takto pabaigoje sumažino teršalų išmetimą. Šiuolaikiniuose varikliuose įpurškimo taktas gali būti padalintas į 7 kuro porcijas. Toliau tobulinant šią technologiją atsirado poreikis dar greitesnių dyzelinių purkštukų. Nuo 2000 metų firma Siemens VDO, kuri dabar priklauso Continental  pradėjo gaminti purkštukus su pjezoelementu. Pjezoelementai turi savybę deformuotis veikiant elektros srovei. Gavęs įtampos signalą, pjezoelementas išsiplečia ir pastumia purkštuko adatą, uždarydamas degalų padavimo kanalą. Degalų padavimo greitis priklauso tik nuo to, kiek trunka pjezoelemento pailgėjimas ir sutrumpėjimas. Purkštukas su pjezoelementu dirba greičiau ir tiksliau, be to yra mažesnis už elektromagnetinį. Naudojant purkštukus su pjezo elementu kuro sanaudos sumažėjo iki 20%. Tokie purkštukai turi labai mažai judamu dalių, todėl teoriškai turėtų gesti rečiau, tačiau praktikoje purkštukai su pjezoelementais genda taip pat dažnai kaip ir elektromagnetiniai. Anksčiau pjezoelektriniai purkštukai buvo laikomi neremontuojamais. Šiuo metu atsiranda atsarginių dalių ir kai kurie servisai imasi jų remonto. Visi didžiausi dyzelinės įrangos gamintojai savo projektus sieja su pjezo purkštukais.

 „Common rail“ sistemas gamina keturi gamintojai:  Bosch, Continental, Delphi, Denso. Rinkos lyderė yra Bosch, kuri gamina tiek elektromagnetinius, tiek pjezoelektrinius purkštukus. Daug mažesne apimtimi abiejų tipų purkštuvus gamina Delphi ir Denso. O Continental  orientuojasi  išskirtinai į pjezotechnologiją. Continental  įsigijo įmonę „Siemens VDO“  ir Vokietijoje tapo pagrindine Bosch konkurente. Šios įmonės purkštukai  prekės ženklu „VDO“ yra žymimi jau keletą metų, anksčiau ant jų būdavo „Siemens VDO“ logotipas. Pačios paprasčiausios konstrukcijos yra Bosch elektromagnetiniai purkštuvai. Juos taip pat paprasčiausia remontuoti. Delphi  parengė daug sudėtingesnę savo elektromagnetinių purkštuvų valdymo sistemą. Todėl šie produktai yra jautresni degalų kokybei  ir todėl nelabai patvarūs. Įmonei  Denso  pavyko sukonstruoti pačius patvariausius elektromagnetinius purkštuvus, tačiau daugelį metų problema buvo atsarginių dalių remontui trūkumas. Bosch ir VDO („Continental“), iš dalies ir Denso naudojamos konstrukcijos yra panašios, nedaug skiriasi ir jų patvarumas.  Delphi pjezoelektriniai purkštuvai yra laikomi nepatikimais. Kuro įpurškimo sistemų gamintojai laiko, kad įpurškimo sistema „Common Rail“ be jokių gedimų turėtų būti eksploatuojama daugiau nei 200 tūkst. km. Ar taip bus labai priklauso nuo naudojamo dyzelinio kuro kokybės ir kitų naudojimo sąlygų, kaip pvz. kuro filtro savalaikio keitimo. Pačios nepatvariausios ir jautriausios degalų kokybei yra Delphi įpurškimo sistemos, kuriose problemos gali prasidėti jau nuvažiavus 140 tūkst. km. Patvariausiais laikomi Japonijos įmonės Denso produktai. Pjezoelektriniai  Bosch ir VDO (Continental)  purkštuvai  įprastai eksploatuojami daugiau nei 200 tūkst. km, panašiai kaip ir elektromagnetiniai  Bosch purkštuvai.

Vienas iš CR sistemos trūkumų – aukšti reikalavimai dyzeliniam kurui.  Dėl nekokybiško kuro, o taip pat ir biodyzelino naudojimo, kuro purkštukai dažnai užsiteršia. „Common Rail“ sistemos gedimo požymiai: automobilis sunkiai užsiveda;  juodos spalvos išmetamosios dujos;  netolygiai veikia variklis, ypač laisvąja eiga; padidėjusios degalų sąnaudos;  sumažėjęs variklio galingumas; variklio perkaitimas. 

Didelį common rail sistemos Bosch ir Denso kuro purkštukų asortimentą ypač geromis kainomis rasite mūsų svetainės  Automobilių dalių kataloge.  Bosch, Denso ir VDO (Continental) purkštukais taip pat prekiaujame mūsų specializuotoje e-parduotuvėje  autodaviklis.lt. 

DENSO KATALOGAS  VDO KATALOGAS  BOSCH KATALOGAS  DELPHI KATALOGAS

Šio straipsnio autorius - įmonės savininkas Mindaugas Švedas.