E. Gernaat (ISBN ), uitgave Overzicht meest toegepaste CR-hogedrukpompen

Transcriptie

1 Dieselmanagement (7) E. Gernaat (ISBN ), uitgave Overzicht meest toegepaste CR-hogedrukpompen 1.1 De Denso HP2-hogedrukpomp In het jaar 2000 komt de hogedrukpomp HP2 van Denso op de markt die dan aan de Euro 3 norm voldoet. Toyota, Isuzu, Saab en Opel passen deze pomp toe. De hogedrukpomp is een zelfaanzuigende pomp, die geen elektrische opvoerpomp nodig heeft. De drukregeling vindt plaats door twee brandstofdoseerkleppen die zich allebei in de HD-pomp bevinden. Er is geen drukregeling aan de hogedrukkant. Ook de brandstof-temperatuursensor bevindt zich in de pomp. De elektromagnetische injectoren hebben vier aansluitingen en zijn uitgerust met kalibreerweerstanden maar zijn niet programmeerbaar. De CRS-computer leest de weerstand in waardoor er automatich gecorrigeerd wordt. De injectoren worden in drie groepen ingedeeld: low, medium en high. Enige kenmerken van het systeem: Druk in de retourleiding ongeveer 0,5 bar; Leidingdruk tijdens het stationair draaien tussen de 250 en 300 bar; Leidingdruk tijdens vollast met 3000 t/min. tussen de 1350 en 1400 bar; Aanstuurspanning injectoren met behulp van condensator-ontlading ongeveer 120 V; Weerstand elektromagnetische injectoren 2,5 tot 3,1 Ω; Kalibreerweerstand 30 tot 9530 Ω, te meten tussen pin 1 en 2 van de injector; De injector klasse L, M of H is op de stekker aangebracht. Bij de montage mogen geen injectoren van het type L met H worden gecombineerd; Weerstand van de brandstoftoevoerkleppen bedraagt 1 tot 4 Ω. Zie fig.1. 2 De Denso HP3-hogedrukpomp Vanaf 2003 biedt Denso een alternatief voor de HP1 nl. de HP3 versie met een brandstofdruk van 1800 bar. De twee pompelementen van de hogedrukpomp zijn met een externe brandstofleiding met elkaar verbonden. De drukregeling 1

2 Figuur 1: De eerste typen Denso injectoren hadden een kalibreringsweerstand, later een coderingsnummer. gebeurt met behulp van een brandstofdoseerklep. Er kunnen zowel elektromagnetische als piëzo gestuurde injectoren (verstuivers) worden toegepast. Er wordt geen externe spanningsomzetting toegepast. De hogedrukpomp is niet zelfaanzuigend zodat een elektrische opvoerpomp nodig is. Zie fig. 2. Enige Figuur 2: De HP3 hogedrukpomp van Denso kenmerken van het systeem: Elektrische opvoerpomp met een druk van 3 bar; Raildruk stationair 260 tot 300 bar. Druk tijdens vollast met 3000 t/min. maximaal 1800 bar; Weerstand spoel brandstoftoevoerklep Ω. PWM gestuurd, duty cycle 50 % tijdens het stationair draaien; Systeem uitgevoerd met een mechanische drukbegrenzingsklep gemonteerd aan het einde van de rail; De elektromagnetische injectoren hebben een weerstand van van 0,3 tot 2

3 0,6 Ω en worden aangestuurd door een condensator ontladingsspanning van ongeveer 80 V; De piëzo-injectoren hebben een capaciteit van 3,3 µf met een aanstuurspanning van 110 resp. 150 V. De aansturing gebeurt door condensatorontlading. 3 De Delphi DFP1-hogedrukpomp Bij de DFP1-pomp van Delphi wordt de hogedruk door een draaiende nokkenring opgewekt. De pomp werd in 2001 op de markt gebracht. Zie fig. 3. De brandstofdruk bedraagt 1400 tot 1600 bar, afhankelijk van de uitvoering. Er worden alleen elektromagnetische injectoren, zonder condensator ontlading toegepast. Voor de drukregeling wordt uitsluitend een brandstofdoseerklep toegepast. Deze magneetklep bevindt zich op de pomp evenals de brandstoftemperatuursensor. Om het verbrandingsgeluid te lokaliseren wordt een klopsensor gebruikt. Hierdoor is men in staat om de voorinspuiting nauwkeuriger te regelen. Enige kenmerken van het systeem: Figuur 3: De DFP1 HD-pomp van Delphi Retourdruk maximaal 0,2 bar. In de retourleiding heerst bij draaiende motor een (onder)druk van ongeveer -0,6 bar; De raildruk bedraagt 220 tot 280 bar stationair en tijdens vollast bij 3000 t/min tot 1600 bar; De elektromagnetische injectoren moeten na vervanging geprogrammeerd worden. De weerstand bedraagt 0,185 Ω; Er wordt geen drukregelklep toegepast; De weerstand van de brandstofdoseerklep bedraagt 2,5 tot 4 Ω. De duty cycle bedraagt 30 tot 50 % tijdens het stationair draaien. Gemiddelde stroom 1,2 tot 1,65 A. Frequentie ongeveer 200 Hz, afhankelijk van het motortoerental; 3

4 De brandstofdoseerklep is in stroomloze toestand geopend. Een venturi in de brandstofretourleiding ter hoogte van de HD-pomp zorgt voor een onderdruk in de injector-retourleidingen. 4 De Delphi DFP3-hogedrukpomp De DPF3-pomp van Delphi werd in 2006 op de markt gebracht en is in vergelijking met de DFP1 pomp geheel anders geconstrueerd. Hij lijkt veel op de Bosch CP3 pomp alleen zonder mechanische voordrukpomp. De hogedrukpomp levert een brandstofdruk tussen de 1600 tot 1800 bar. Er worden nog steeds elektromagnetische injectoren toegepast, die zonder condensator ontlading worden aangestuurd. Delphi gebruikt pas vanaf 2008, t.g.v.de invoering van de Euro 5, piëzo verstuivers. Het systeem gebruikt een brandstofdoseerklep en een hogedrukregelklep. De drukregelklep bevindt zich in de rail, de brandstofdoseerklep in de pomp. Er wordt geen klopsensor meer toegepast. Zie fig. 4. Enige ken- Figuur 4: De DFP3 HD-pomp van Delphi merken van het systeem: Druk van de elektrische opvoerpomp 4,5 bar; Retourdruk maximaal 0,2 bar. Bij draaiende motor -0,6 bar; Raildruk tijdens stationair draaien 220 tot 280 bar, tijdens vollast bij 3000 t/min tot 1800 bar; Spoelweerstand van de elektromagnetische injectoren 0,185 Ω. De injectoren moeten worden geprogrammeerd; Spoelweerstand drukregelklep 2,5 tot 4,5 Ω. Duty cycle 18 tot 40 % stationair. Frequentie 1 khz. Gemiddeld stroomverbruik 0,6 tot 1 A; Spoelweerstand brandstofdoceerklep 2,5 tot 4 Ω. Duty cycle tijdens stationair draaien %. Frequentie 200 Hz, afhankelijk van het motortoerental. Gemiddelde stroom 1,2 tot 1,65 A. 4

5 5 De DCP1-hogedrukpomp van Siemens / Continental Deze HD-pomp werd vanaf het jaar 2000 ingezet. Er werd over het algemeen geen elektrische opvoerpomp gebruikt. De HD-pomp is hiervoor met een interne voordrukpomp uitgevoerd. Alle commonrail systemen van Siemens / Continental gebruiken piëzo-injectoren en een dubbel systeem voor de drukregeling nl. een brandstofdrukregelklep en een brandstofdoseerklep. Beide magneetkleppen bevinden zich op de hogedrukpomp. De langste klep is de brandstofdoseerklep en de dikkere klep is de hoge druk regelklep. Zie fig. 5. Kenmerken Figuur 5: De DCP1 HD-pomp van Continental van het systeem: Druk elektrische opvoerpomp 1,5 bar. Wordt echter niet altijd toegepast; De retourdruk bedraagt 0,5 bar; De piëzo-verstuivers van de 1e generatie worden niet worden geprogrammeerd. De capaciteit bedraagt 6,3 µf bij 20 0 C en de weerstand 150 tot 250 kω. De aanstuurspanning wordt verkregen door een condensator en bedraagt ongeveer 140 V; De spoelweersatnd van de drukregelklep bedraagt 2,8 tot 3.1 Ω. De dutycycle van het aanstuursignaal bedraagt tijdens het stationair draaien 18 tot 40 %, de frequentie 200 Hz en is afhankelijk van het motortoerental; De weerstand van de brandstofdoseerklep bedraagt 2,5 tot 2,8 Ω, de duty cycle 30 tot 50 % stationair. Frequentie 200 Hz. Gemiddeld stroomverbruik 1,2 tot 1,65 A.; De brandstofdoseerklep is in stroomloze toestand geopend. Als de stroomkring wordt onderbroken gaat de motor dankzij de drukregelklep in noodloop verder. De motor blijft draaien bij losgenomen druksensor. 6 De DCP2-hogedrukpomp van Siemens / Continental De DCP2 hogedrukpomp van Siemens wordt sinds 2006 toegepast. De maximale raildruk bedraagt 1800 bar. Bij dit type worden ook piëzo-injectoren gebruikt. Zie fig. 6. Enige kenmerken van het systeem: 5

6 Figuur 6: De DCP2 HD-pomp van Continental Elektrische opvoerpomp met een druk van 1,5 bar; Druk in de retourleiding 0,2 bar, gemeten bij de injectoren 1,5 bar; Raildruk stationair 220 tot 270 bar, tijdens vollast 1600 tot 1800 bar bij 3000 t/min.; De piëzo-injectoren moeten bij vervanging worden geprogrammeerd. De capaciteit bedraagt 3,3 µf en een weerstand van 15 to 250 kω. De aanstuurspanning wordt verkregen door de ontlading van een condensator en bedraagt ongeveer 140 V; Spoelweerstand van de drukregelklep 2,8 tot 3,1 Ω. Duty cycle tijdens het stationair draaien %, frequentie 1 khz, gemiddelde stroom 0,6 tot 1 A; Spoelweerstand van de brandstofdoseerklep 2,5 tot 2,8 Ω, duty cycle stationair 30 tot 50 %. Frequentie ongeveer 200 Hz, maar verandert met het motortoerental; De brandstofdoseerklep is in stroomloze toestand gesloten. In geval dat de stroomkring is onderbroken draait de motor in noodloop via de drukregelklep. De motor blijft lopen bij een losgenomen druksensor. 7 De CP1H-hogedrukpomp van Bosch De CP1H-pomp van Bosch werd in 2005 op de markt gebracht als alternatief voor de CP1 pomp. Bij deze uitvoering zorgde een elektrische opvoerpomp voor de brandstoftoevoer. Vanaf 2006 werd de CP1H ook als alternatief voor de CP3 pomp aangeboden. Een brandstofvoordrukpomp was op de behuizing aangebracht. Ook kon een elektrische opvoerpomp in de brandstoftank worden toegepast. Alle commonrail systemen die met een CP1H pomp zijn uitgevoerd bezitten een dubbel drukregelsysteem. Drukregeling vindt plaats met een brandstofdrukregelaar en een brandstofdoseerklep. De brandstofdoseerklep bevindt zich in de HD-pomp en de brandstofdrukregelaar is gemonteerd aan het einde van de commonrail. Kenmerken van het systeem: Druk van de elektrische opvoerpomp 2 bar; Retourdruk 0,5 bar, bij piëzo-injectoren 10 bar; 6

7 Raildruk tijdens stationair draaien bar, tijdens vollast bij 3000 t/min bar; Elektromagnetische en piëzo-injectoren worden gebruikt. Bij vervanging moeten beide typen worden geprogrammeerd. De elektromagnetische injectoren hebben een weerstand van 0,33 Ω en worden aangestuurd door een condensatorspanning van ongeveer 80 V. De piëzo-injectoren hebben een capaciteit van 3,3 µf en worden aangestuurd door een condensatorontlaadspanning tussen de 110 V en 150 V. Bij de piëzo-injectoren bevindt zich in de retourleiding een retourklep die de tegendruk op 10 bar houdt. De spoelweerstand van de drukregelklep bedraagt 1,5 tot 5 Ω. Duty-cycle tijdens het stationair draaien tussen de %. Frequentie 1 khz; De brandstofdoseerklep heeft een weerstand tussen de 1,5 en 5 Ω. De duty-cycle tijdens stationair draaien ligt tussen de 30 en 50 %. De frequentie is afhankelijk van het motortoerental en bedraagt ongeveer 200 Hz. Stroomverbruik gemiddeld tussen de 1,2 en 1,65 A; De motor draait bij losgenomen raildruksensor in noodloop. De druk bedraagt dan 400 bar. 8 De CP2-hogedrukpomp van Bosch Kort na de introductie van de CP1 kwam de CP2-hogedruk pomp uit. De CP2- pomp was bestemd voor bedrijfswagens. De druk werd geregeld door twee brandstofdoseerkleppen. Deze magneetkleppen werden gemonteerd op de hogedrukpomp. De pomp lijkt op een klassieke lijnpomp omdat de twee pompelementen naast elkaar zijn gemonteerd en de plunjer-aandrijving plaatsvindt door een nokkenas. Zie fig. 7. Kenmerken van het systeem: Figuur 7: De CP2 HD-pomp van Bosch 7

8 Een mechanische voordrukpomp bevindt zich aan het eind van de pompaandrijfas. De voordrukpomp kan worden geholpen door een elektrische opvoerpomp met een druk van maximaal 0,5 bar. Aan het einde van het brandstoffilter moet een druk worden gemeten van 4 tot 5 bar stationair en bij 2000 t/min. 6 tot 7 bar; Retourdruk maximaal 0,5 bar; Raildruk 260 tot 300 bar stationair en bij 1700 t/min. vollast 1350 tot 1400 bar; Er worden uitsluitend elektro-magnetische injectoren gebruikt met een weerstand van 0,33 tot 0,5 Ω. De aanstuurspanning bedraagt 80 V, programmeren niet nodig; De spoelweerstand van de brandstofdoseerklep bedraagt 14 tot 16 Ω, duty cycle 15 tot 20 % stationair, frequentie 1 khz; De motor gaat in noodloop draaien als de druksensor wordt losgenomen. De raildruk bedraagt dan 400 bar. Een mechanische drukbegrenzer is aan het einde van de rail gemonteerd. 9 De CP3-hogedrukpomp van Bosch De CP3-pomp van Bosch werd in 2000 het alternatief voor de CP1-pomp. Bij deze uitvoering werd standaard een elektrische opvoerpomp en een externe voordrukpomp gebruikt om brandstof naar de hogedrukpomp te voeren. De CP3.1 gebruikt alleen een brandstofdoseerklep en heeft geen drukregelklep op de rail. Wel is er een drukbegrenzingsklep gemonteerd, die bij een ingestelde druk opent. De CP3.2 pomp gebruikt echter zowel een drukregelklep als een brandstofdoseerklep. De brandstofdoseerklep bevindt zich in de pomp en de drukregelklep aan het einde van de rail. Zie fig. 8. Kenmerken van het systeem: Figuur 8: De CP3 HD-pomp van Bosch De druk van de elektrisch brandstofpomp (indien gemonteerd) 2 tot 4 bar; 8

9 Druk in de retourleiding maximaal 0,5 bar; Raildruk tijdens stationair draaien 260 tot 300 bar, tijdens vollast bij 3000 t/min bar; Er worden zowel elektro-magnetische als piëzo-injectoren gebruikt die bij vervanging moeten worden geprogrammeerd. Weerstand elektro-magnetische injectoren 0,33 Ω, aangestuurd door een condensatorontlaadspanning. Spanning 80 V; Capaciteit piëzo-injectoren 3,3 µf met een condensator-aanstuurspanning tussen de 110 en 150 V; In de retourleiding van de piëzo-injectoren heerst een retourdruk van 10 bar. Deze wordt verkregen met behulp van een overdrukklep. Spoelweerstand drukregelklep 2,5 tot 4,5 Ω, duty-cycle stationair 18 tot 40 %, frequentie 1 khz; Spoelweerstand brandstofdoseerklep 2,5 tot 4 Ω, duty-cycle stationair 30 tot 50 %, frequentie 200 Hz, afhankelijk van het motortoerental; De motor gaat, bij losgenomen raildruk sensor, in noodloop, de raildruk bedraagt dan 400 bar; 10 De CP4-hogedrukpomp van Bosch Ten gevolge van de Euro 5 werd begin 2008 de CP4-hogedrukpomp met een raildruk van meer dan 1800 bar ingevoerd. Ook bij dit systeem wordt gebruik gemaakt van een elektrische opvoerpomp die ondersteund wordt door een mechanische voordrukpomp. Er zijn twee uitvoeringen, de CP4 en de CP4.1. De CP4.1 is een 1 plunjerpomp en wordt toegepast bij motoren kleiner dan 2 liter. De CP4.2-pomp is geschikt voor motoren met een cilinderinhoud van meer dan 2 liter. Alle motoren die met een CP4-pomp zijn uitgerust hebben zowel een drukregelklep als een brandstofdoseerklep. De brandstofdoseerklep bevindt zich op de hogedrukpomp. Zie fig. 9. Kenmerken van het systeem: Figuur 9: De CP4 HD-pomp van Bosch 9

10 De druk van de elektrische opvoerpomp bedraagt 2 tot 3 bar; Retourdruk maximaal 0,5 bar, bij toepassing van piëzo-injectoren 10 bar; Raildruk stationair 230 tot 280 bar, onder vollast bij 3000 t/min bar; Piëzo-injectoren moeten worden geprogrammeerd. De 10 bar retourdruk is belangrijk voor het functioneren. Capaciteit 2,0 tot 2,7 µf, weerstand 180 tot 200 kω. Aanstuurspanning 110 en 150 V door condensatorontlading; Spoelweerstand drukregelklep 2,5 tot 4,5 Ω, duty cycle tijdens stationair draaien %, frequentie 1 khz; Spoelweerstand brandstofdoseerklep 2,5 tot 4 Ω, duty cycle tijdens stationair draaien 30 tot 50 %. De frequentie is afhankelijk van het motortoerental en bedraagt ongeveer 200 Hz; Brandstofdoseerklep is in stroomloze toestand geopend. Bij onderbroken of losgenomen doseerklep blijft de motor dankzij de drukregelklep in noodloop draaien. 11 Vragen en opgaven Zie boek 10