Açıklama

Dizel motorlarda silindir içerisine yakıtı püskürten parçaya enjektör denir. Tüm enjektörler temelde aynı prensipte çalışsa da, elektronik sistemlerin eklenmesiyle birlikte, mekanik (hidrolik) enjektörlerden farklılaşmalar meydana gelmiştir.

Her enjektör tipi aşağıda sıralanmıştır ve detaylı bilgi içiin tarafımıza ulaşabilirsiniz. Çok yüksek yakıt basıncına dayanıklı olan enjektörler, yakıtı yüksek basınçla ve atomize ederek (zerrecikler halinde) silindir içerisine püskürtür. Enjektörlerin yakıtı püskürttükleri  kısıma enjekör memesi denir. Enjektör memesinde tek delik olabileceği gibi 7 adete kadar delik olabilir. Delik sayısı arttırılabilir fakat o enjektör için toplam delik çapı bellidir ve deliklerin toplam çapı bunu verir. Ortalama tek bir deliğin çapı 20 mikron civarındadır.

Dizel enjektörlerin yapısal özellikleri, parçaları, çalışma biçimleri, aşağıda sıralanan enjektör çeşitlerine göre değişir. 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.

Hem dizel hem benzinli motorlarda yakıtı enjektörler püskürtür. Benzinli motorlardaki enjektörler, direkt olarak selenoid (elektromıknatıs) sayesinde açılıp kapatılır. Selenoid bobin enjektör iğnesini hareket ettirebilir (açıp kapatabilir), çünkü yakıt basıncı çok yüksek değildir.  Dizel motorlardaki enjektörler çok yüksek basınçla çalışırlar, bu sebeple benzinli motor enjektörleri gibi, bir selenoid (elektromıknatıs) tarafından direkt olarak açılıp kapatılamazlar; bunun yerine enjektör içindeki yakıt basıncında fark oluşturularak, yani yakıtın basıncını enjektör iğnesini hareket ettirmek için kullanarak, enjektörler açılıp kapatılabilir. Burada selenoid (elektromıknatıs) basınç farkı oluşturmak için kullanılır (kontrol odasıyla – basınç odası arasında).

Dizel Enjektör Çeşitleri

* Hidrolik (mekanik) Enjektörler (Eski tip)

* Selenoid Valfi Enjektörler (Yeni nesil, common rail)

* Piezo Enjektörler (Yeni Nesil, Common rail)

* Pompa-Enjektörler (Yeni Nesil)

 

Common rail yakıt sistemi, kullanılan enjektör tipine göre ikiye ayrılır:

*Selenoid Enjektörlü Common Rail Yakıt Sistemi

*Piezo Enjektörlü Common Rail Yakıt Sistemi

 

Pascal Prensibi ve Enjektörün Çalışması

Enjektörlerin çalışması temelde Pascal Prensibine dayanır. Enjektörün basınç aktarma çubuğunun üst ucunun kesit alanı (fazla) ile, enjektör iğnesinin alt kısmındaki kesit alanının (az) farklı olması (F=PxA), farklı kuvvet miktarının oluşmasını sağlar,  bu durumda enjektör kapalı kalır. Daha sonra selenoid valf tarafından yaratılan basınç farkı sayesinde, enjektör iğnesine etki eden kuvvet değişir ve iğne açılır, püskürtme başlar.
 

 

Common Rail Enjektörün Çalışma Prensibi

Yeni nesil dizel araçlarda en yaygın kullanılan yakıt sistemi common rail sistemidir. Bu yakıt sisteminde en çok kullanılan enjektör tipi, elektronik olarak bir elektrovalf ile kumanda edilen selenoid valfli dizel enjektörlerdir.
(Yakıt geri dönüşü, elektrik soket bağlantısı, selenoid valf, valf nüvesi, yakıt çıkış kanalı, supap kumanda odası, yakıt giriş kanalı, basınç aktarma çubuğu (itici çubuk), enjektör yayı, meme basınç odası, enjektör iğnesi, meme delikleri.

*Yakıt, elektromanyetik kumandalı enjektörler üzerinden yanma odalarına püskürtülür.

Bu enjektör iki kademeli , bir “ön enjeksiyon” ve bir “ana enjeksiyon” yapabilir.

 

Selenoid Enjektörün Temel Parçaları:

*Enjektör memesi

*Enjektör iğnesi (meme iğnesi)

*Enjektör yayı (meme yayı): Enjektör iğnesini kapalı konumda tutar. Enjektör iğnesini yaklaşık 40-50 bar’lık bir basınç etkisiyle kapalı konumda tutar, böylece marş sırasında silindir içerisinde oluşan kompresyon basıncı, enjektör iğnesine etki ettiğinde bile, iğneyi geri itip (kaldırıp) yakıtın damlaması söz konusu olmaz

*Basınç aktarma çubuğu (valf pistonu)

*Yüksek basınç yakıt giriş rekoru

*Elektrik bağlantı soketi

*Yakıt geri dönüş çıkışı

*Selenoid valf yayı

*Selenoid valf nüve (çekirdek) yayı

*Selenoid valf nüve plakası
*Elektromıknatıs bobini (sargısı)

 

Common Rail Enjektörün Çalışması:

*Kontrol ünitesi, solenoid valfi devreye sokar, yaklaşık 70-90 voltluk bir gerilim uygular. Selenoid Enjektölerin maksimum çalışma voltajı yaklaşık 100-120 volttur. Çektikleri akım ise yaklaşık maksimum 20 amperdir. 
*Mıknatıs kuvvetinin, solenoid valf yaylarının kapatma kuvvetini aşması ile birlikte, solenoid valf nüvesi yukarı hareket eder
*Bunun sonucunda yakıt, bilyeyi yukarı doğru kaldırarak, geri dönüş hattına gider.
*Çıkış kanalının açılmasıyla, yakıt geri dönüş hattına akar ve supap kumanda odasının basıncı düşer, meme basınç odasındaki basınç, supap kumanda odasındaki basınçtan daha yüksek olduğundan,  basınç aktarma çubuğu yukarı doğru hareket ederek, meme iğnesi açılır ve püskürtme başlar.
*Akımın kesilmesiyle, solenoid valf devreden çıkar, çıkış kanalı kapanır.
*Çıkış kanalının kapanmasıyla artık, “supap kumanda odası” ve “basınç odasının” yakıt basınçları eşitlenir.  
*Enjektör yayının da etkisiyle iğne aşağı hareket ederek, meme deliklerini kapatır. Enjeksiyon sona erer.

 

 

Enjektörün Kapalı Konumu:

 

Yakıt pompasının bastığı yüksek basınçı yakıt, “Basınç odasını” ve “Valf Kumanda Bölmesini” doldurmaktadır.

 Basınç Odası ile Valf Kumanda Bölmesi arasında  bir denge basıncı söz konusudur. Basınç odası ve supap kumanda odasında yaklaşık 1600 barlık basınç bulunur.

 

Meme yayı, yaklaşık 40 barlık bir basınçla, iğneyi kapalı tutar. 

Yani iğnenin hem üst kısmında, hem alt kısmında eşit miktarda basınç var, bu durumda iğne hareket etmez, buna ilave olarak bir de yay basıncı var, yay da ilave olarak iğneyi aşağı doğru bastırır. Sonuç olarak iğne, meme deliğine bastırılmıştır ve delik kapalıdır.

 

Enjektörün Açık Konumu (Püskürtme Konumu)

 

 

ECU (Elektronik kontrol ünitesi) sinyal gönderir, solenoid valf mıknatıslanır ve  solenoid yayı etkisiyle deliği kapatan bilyeye basan nüveyi yukarı çeker, yakıt çıkış kanalındaki bilye basınç etkisiyle yukarı doğru hareket eder, yakış çıkış kanalı açılır. 

 

Yakıt çıkış kanalının açılmasıyla, yakıt geri dönüş hattına gider ve supap kumanda odasında basınç  azalır.  Meme tarafında yaklaşık 160 barlık fazla basınç oluşur, valf kumanda pistonu yukarı doğru hareket eder, meme açılır ve yakıt püskürtülür.

 

Az miktar yakıt gönderilmesi için (örneğin ön püskürtme), solenoid valfe kısa süreli akım verilir, meme iğnesi tam olarak açılamaz, hafifçe kalkar.

 

Enjeksiyon miktarı (Ne kadar yakıt basılacağı):

•Gaz pedalına basma miktarı
•Solenoid valfin kumanda süresi

•İğnenin açılma-kapanma hızı

•İğne Stroku

•Memenin hidrolik akışı

•Yakıt yolu basıncı

gibi etkenlere bağlıdır.  

 

Burada son 4 madde enjektörün üretimiyle ilgilidir. Araç kullanılırken enjeksiyon miktarı, sadece elektrovalfin açık kalma süresiyle değişecektir. Bu da sürücünün gaz pedalına basma miktarı, motor devri, araç hızı ve yük durumuna göre, ecu tarafından hesaplanarak belirlenir.

Selenoid valfli common rail enjektörlerde, enjektör içerisinde iki basınç odası bulunur (biri iğnenin üstünde  (kontrol odası) biri iğnenin altında (basınç odası)). Enjektör iğnesi bu iki basınç odası arasında bulunur ve enjektör yayıyla aşağı doğru itilir (kapalı konum-püskürtme yok). Common rail pompasında yüksek yakıt basıncı oluşturulur ve rail borusuna gönderilir, buradan yoluna devam eden yüksek basınçlı yakıt, enjektör gövdesinin içinde her zaman mevcut durumda bulunmaktadır. İki basınç odasında da yaklaşık 1600 barlık basınçlı yakıt bulunur, bu aşamada enjektör iğnesi eşit kuvvette hem aşağıdan yukarı, hem yukarıdan aşağı itiliyor gibi ve dengede gibi düşünülebilir, buna ilave olarak enjektör yayı da iğneyi aşağı ittiğinden, iğne normalde kapalı konumda kalır ve yakıt püskürtülmez.

ECU (Elektronik kontrol ünitesi) sinyaliyle akım verilen enjektör selenoid valfi çalışarak mıknatıslanır ve yukarı doğru bir hareket yaparak üstteki kontrol odasındaki basınçlı yakıtın, geri dönüş hattına kaçmasına izin verir, işte bu anda kontrol odasındaki basınç azalır, aşağıdaki basınç odasında ise basınç halen yüksektir, böylece aşağıdaki basıncın yüksek olmasından dolayı, enjektör iğnesi yukarı doğru itilir ve enjektör memesindeki delik açılarak yakıt püskürtülür. Yakıt miktarını, iğnenin açık kalma süresi belirler, iğnenin açık kalma süresini ise, yakıt kontrol ünitesi belirler.

Enjeksiyon bitirileceği zaman, kontrol ünitesi enjektördeki selenoid valfin akımın keser, valf mıknatıslanma özelliğini kaybeder ve bir yayın itici kuvvetiyle üst kontrol odasındaki çıkış deliği kapatılır. Böylece tekrar basınç dengelemesi oluşur, enjektör yayının da aşağı itmesiyle, enjektör iğnesi kapanır.

Teknolojinin gelişmesiyle birlikte, dizel motorlarda da bilgisayar sistemleri kullanılmaya başlanmıştır. Motorda elektronik kontrol ünitesinin kullanılmaya başlanması ve eskiden hidromekanik olarak çalışan dizel enjektörün elektronik olarak kumanda edilmesiyle, dizel motor performansı oldukça artmıştır. Enjektöre bir elektrovalf  (selenoid) eklenmesiyle, enjektör anlık olarak kumanda edilebilmekte, çok hızlı açılıp kapanabilmekte, kademeli püskürtme yapılabilmekte ve yakıt çok daha yüksek basınçla püskürtülebilmektedir. Bölye dizel araçlar daha az gürültülü, daha verimli, daha az yakan, daha az zararlı egzoz emisyonu salan araçlar haline gelmiştir.

 

Basınçlı yakıtın enjektörün içinde hazır halde bulunması ve sinyal gönderildiği an püskürtülmesi,  tek yüksek basınç çıkışı bulunan yakıt pompası ve enjektörlere borularla bağlı bir common rail hattı (rail borusu, yakıt rampası) parçalarının beraber çalışmasıyla sağlanmıştır. Tüm sistem motor kontrol ünitesi (ecu) tarafından kumanda edilir ve sensörlerden gelen sinyallerle yakıt sisteminde düzenlemeler yapılır.