Wtryskiwacze elektromagnetyczne
Ten typ wtryskiwaczy pracuje w układach Common Rail (CR). Należą do obecnie najszerzej stosowanych rodzajów zasilania wysokoprężych jednostek napędowych. Dzięki jego zastosowaniu możliwe jest podzielenie funkcji układu na wytwarzanie wysokiego ciśienia i realizowanie wtrysku paliwa. Wykoszystanie tej technologii zapewnia znacznie większą elastyczność i możliwość adaptacji układu wtryskowego do wymagań jednostki napędowej w porównaniu z rozwiązaniami starszego typu. Paliwo do wtryskiwaczy doprowadzane jest bezpośrednio z zasobnika, w którym olej napędowy jest pod stale wysokim ciśnieniem, dzięki czemu jest możliwe całkowicie swobodne/ dowolne modelowanie wtrysku za pomocą impulsu elektrycznego do wtryskiwacza. Sterownik jednostki napędowej zasilając prądem zawór elektromagnetyczny wtryskiwacza uruchamia rozpylacz – początek wtrysku. Po odłączeniu zasilania wtrysk zostaje zakończony. Wprowadzona do silindra dawka paliwa jest proporcjonalna (przy danym ciśnieniu) do czasu załączenia zaworu elektromagnetycznego, dodatkowo jest całkowicie niezależna od prędkości obrotowej silnika jak i pompy wtryskowej. W najnowszych generacjach common rail możliwe jest dokonanie nawet kilku wtrysków w czasie jednego cyklu ruboczego cylindra/ tłoka. Ma to zdecydowany wpływ na zmniejszenie zużycia paliwa, zredukowanie generowanego hałasu oraz zmniejszenie zawartości szkodliwych substancji w spalinach.
Wtryskiwacze piezoelektryczne
Trzecia generacja wtryskiwaczy common rail przyniosła nam wtryskiwacze piezoelektyczne, których główną zaletą jest osiągnięty czas przełączania. Czas, który potrzebuje na przełączenie wynosi około 0,1ms. Jest to nawet dziesięciokrotnie szybciej od wtryskiwaczy poprzedniej generacj – elektromagnetycznych. To osiągnięcie znacznie zwiększa możliwość swobodnego i bardziej precyzyjnego regulowania dawki paliwa oraz początku wtrysku. Dodatkowow piezoelektryczne wtryskiwacze są zdolne do wykonania wtrysku wielofazowego. Parametr bezwładności wtryskiwaczy elektromagnetycznych dopuszczał dotychczas zaledwie jeden wtrysk wstępny w celu ograniczenia hałasu związanego ze spalaniem. Dzięki osiągniętej szybkości aktywacji możemy zredukować odstęp, pomiędzy poszczególnymi wtryskami co zezwoli na optymalizację pracy silnika. Wszystkie te unowocześnienia sprawiają że ilość paliwa, włączając w to mocno zredukowaną dawkę wtrysku wstępnego, jest dobierana niezwykle precyzyjnie, co skutkuje zmniejszeniem się zużycia paliwa do wymaganego minimum. W układach opartych na wtryskiwaczach piezoeletrycznych ciśnienie robocze paliwa jest zdecydowanie zwiększone i może sięgać nawet 2000 bar co jest zdecydowanie wyższą wartością niż ta występująca w układach starszych typów.
Działanie systemu Common Rail
W zbiorniku paliwa umieszczona jest pompa, która tłoczy paliwo do pompy wysokiego ciśnienia przechodząc przez filtr paliwa. Pompa systemu common rail jest dużo prostsza od dawnych pomp wtryskowych. Wytwarza duże ciśnienie tłocząc dalej olej napędowy do tzw. szyny zasilającej wtryskiwacze. Szyna systemu common rail gromadzi palio pod ogromnym ciśnieniem, gdzie z kolei podawane jest ono na wtryskiwacze. Wtryskiwacze są podłączone bezpośrednio do komputera sterującego pracą silnika, który koryguje momentem i czasem otwarcia wtryskiwacza.
Zasada działania wtrysku Common Rail
Wtryskiwacze common rail można podzielic na kilka podgrup:
– wtryskiwacze elektromagnetyczne Common Rail I – których praca odbywa się pomiędzy 1000-1300 bar,
– wtryskiwacze elektromagnetyczne Common Rail II – gdzie ciśnienie podniesiono do 1600 bar a sam wtrysk podaje dwie-trzy dawki paliwa w jednym cyklu,
– wtryskiwacze elektromagnetyczne Common Rail III – pracujące przy ciśnieniu 1800 bar,
– wtryskiacze piezoelektryczne – których praca odbywa się przy ciśnieniu rzędu 2000 bar i wyższym.
Do wtrysku Common Rail paliwo podawane jest za pomocą króćca dolotowego. Natomiast we wnętrzu wtrysku umieszczono długi trzpień z tłoczkami w górnej i dolnej części, a powyżej i poniżej trzpienia znajdują sie dwie komory paliwa. Zarówno w górnej jak i dolnej komorze ciśnienie paliwa jest równe ciśnieniu panującemu w szynie – natomiast w dolnej części, powierzchnia tłoczka jest mniejsza, co powoduje mniejszy nacisk na trzpień. Tym samym trzpień naciskany jest w dół, w stronę końcówki wtryskiwacza i przez to zamyka ją przy pomocy iglicy. Za pomocą impulsu prądu elektromagnes umieszczony na górze wtryskiwacza unosi talerzyk zamykający przestrzeń wyższego ciśnienia i w tym momencie jest uwalniana dawka paliwa do silnika. Zamknięcie tależyka powoduje ponowne napełnianie komór olejem napędowym i poprzez nastepny impuls prądu cykl się powtarza.