ruiskutus

Dieselmoottori

Dieselmoottori käyttää dieseliä ja eroaa bensamoottoreista siten, että siinä käytetään aina polttoaineen ruiskutusta ja siinä ei ole sytytystulppia, vaan hehkutulpat, jotka eivät kuitenkaan sytytä polttoainetta vaan helpottavat käynnistystä.

Dieselmoottorissa polttoaine ruiskutetaan sylinteriin vasta puristustahdin lopussa juuri ennen yläkuolokohtaa. Sylinterissä oleva kasaan puristettu ilma-polttoaine-seos on niin kuumaa (n. 700–900 astetta), että se syttyy itsestään. Kyseessä on siis puristussytytteinen moottori kun taas bensiinimoottori on niin sanottu ottomoottori.

Ruiskutus

   Dieselmoottorit voidaan jakaa suoraruiskutusdiesel- ja esikammiodieselmoottoreihin.

Suoraruiskutus

 Suoraruiskutus tyyppisissä moottoreissa polttoaine ruiskutetaan suoraan palotilaan ja palotapahtuma tapahtuu kokonaan palotilassa.

Epäsuoraruiskutus

Esikammiodieselmoottoreissa on varsinaisen palotilan lisäksi pieni kammio, josta on pieni aukko palotilaan. Polttoaine ruiskutetaan aluksi kammioon, jossa se palaa osittain. Esipalanut polttoaine-ilmaseos laajenee ja siirtyy varsinaiseen palotilaan, jossa se palaa lähes täydellisesti. Dieselille ominainen nakuttava käyntiääni syntyy juuri polttoaineen syttymisestä. Esikammiomoottorit ovat tavallisesti käyntiääneltään suoraruiskutusmoottoreita hiljaisempia, sillä niissä palorintaman eteneminen ei ole yhtä äkkinäistä.

Hehkutulppa

Kun sytytysvirta kytketään päälle, alkaa esihehkutus. Tällöin odotetaan, että kojelaudan hehkun valo sammuu, jolloin hehkutulpat ja palotilan ilma ovat riittävän lämpimiä käynnistämistä varten.

Jälkihehkutus jää päälle vielä käynnistämisen jälkeen, jolloin meluhaitat vähenee ja HC arvot rajoittuvat minimialueelle.
Vianhaussa ensimmäisenä kannattaa tarkistaa hehkutulppien ja hehkun releen toiminta. Tulppien resistanssi on keskenään sama. kunnon voi tarkistaa myös antamalla tulppaan jännitteen suoraan akulta.
Diesel olosuhteet

Dieseliä käytettäessä on muistettava kesälaatuisen ja talvilaatuisen polttoaineineen koostumuserot. Kesälaadulla ajettaessa liian kylmissä olosuhteissa, polttoaine pilaa suodattimen. Suodatin tulee tällöin kokonaan vaihtaa jolloin saattaa pitää ilmata järjestelmä.

Polttoainejärjestelmä

Polttoainejärjestelmä

Polttoaineen määrä

 -suihkutusaika

→ -mitattu ilmamäärä

     -kaasuläpän asento

     -lämpötunnistimet

     -ﬨ-säätöjärjestelmä

 -polttoaineen paine

→ -polttoainepumpun teho

     -paineensäätimen toiminta

-suihkutussuutin

→ -magneettiventtiili

     -kelan resistanssi

      2...16Ω

Polttoainejärjestelmä koostuu seuraavista osista:

polttoaine tankki

→ tarkoituksena varastoida tarvittava polttoaine, oli sitten kyseessä neste tai kaasu.

polttoaineletkut

→ tarkoitus välittää tarvittava polttoaine tankilta käyttökohteeseen, siirtopumppuun tai kaasuttimeen ja lopuksi ruiskutussuuttimelle.

polttoainepumppu

→ sijaitsee joko tankissa tai lähellä moottoria. Nykyisissä autoissa on usein tankissa pienitehoinen siirtopumppu, joka siirtää tarvittavan polttoaineen lähemmäs ruiskutuslaitteistoa, jossa erillisellä pumpulla nostetaan polttoaineen paine tarvittavan suuruiseksi. Kaasutinmalleissa yleensä pumppu sijaitsee moottorin kyljessä ja saa käyttövoimansa moottorista mekaanisesti.

polttoainesuodatin

→ suodattaa polttoaineen seasta epäpuhtaudet ja dieselkäyttöisissä toimii myös usein vedeneroittimena.

kaasutin

→ sekoittaa polttoaineen sopivassa suhteessa sylintereihin virtaavaan ilmaan, jotta muodostuisi palamiskelpoinen seos. Tosin johtuen ilman ja nesteen virtaukseen perustuvasta toiminnastaan ei anna parasta mahdollista seosta jokaisessa toimintatilanteessa.

ruiskutusjärjestelmä

→ kaasuttimen epäedullisesta tarkkuudesta johtuen on kehitetty uusi järjestelmä, jossa polttoaine suihkutetaan suuttimien avulla joko imusarjaan tai suoraan sylintereihin. Sylintereihin virtaavaa lämpötilaa ja ilman määrää mittaavalla ohjauslaitteella säännöstellään ruiskutettavan polttoaineen määrää. Tarkkailee palamisarvoja lambda-anturin avulla ja ottaa huomioon moottorin toiminnan kaasupolkimen asennon mukaisesti. Useimmiten tähän on yhdistetty myös sytytyksen ohjauksen säätö (ottomoottoreissa), jolloin päästään erittäin tarkkoihin tuloksiin.

Polttoaineen keskusruiskutusjärjestelmän perustoiminta:

Kun puhutaan yksipisteruiskutusjärjestelmästä siihen kuuluu keskisesti ennen kaasuläppää sijaitseva ruiskutusventtiili. Moottorin imuilmamäärää ohjataan kaasuläpällä ja ilma virtaa keskisesti sijaitsevan ruiskutusventtiilin sivuilta. Kun kaasuläpän eteen ruiskutetaan polttoainetta se pyöriessään sekoittuu virtaavan ilman kanssa homogeeniseksi seokseksi. Yksittäisille sylintereille jaetaan polttoaine-ilmaseos imusarjan kautta. 

Polttoaineen syöttö

Säiliönsisäinen polttoainepumppu (sähkötoiminen)imee polttoaineen säiliöstä ja syöttää sen hienosuodattimen kautta keskitetylle ruiskutusventtiilille. Polttoainepaineen säädin säätää polttoaineen järjstelmäpainetta yksipisteruiskutuksessa.

Voimansiirron ohjausmoduli laskee erilaisten anturisignaalien perusteella ruiskutusajan ja lähettää sen mukaisia maadoituspulsseja ruiskutusventtiilille. Osa- ja täyskuormitusalueella ruiskutusventtiiliä ohjataan jokaisen imutahdin aikana, joutokäynnillä yhden kerran kampiakselin kierrosta kohti.

Jotta pienikin määrä polttoainetta saadaan annosteltua erittäin tarkasti, ruiskutusventtiilin liikkuvat osat ovat massaltaan pieniä, ja näin ollen hitausvoimat ovat vähäisiä. Tällöin voimansiirron ohjausmodulin kaksivaiheohjauksen avulla voidaan toteuttaa erittäin lyhyet ruiskutusventtiilin avaus- ja sulkuajat.

Kaksivaiheohjauksessa ruiskutusventtiiliä ohjataan ensimmäisessä vaiheessa suurella vetovirralla (n. 2,75 A), jotta se avautuu mahdollisimman nopeasti. Toisessa vaiheessa ruiskutusventtiiliin ohjattava virta pienennetään pitovirraksi (n. 1,3 A). Tällä tavoin vältetään ruiskutusventtiilin kuumeneminen ja estetään höyrykuplien muodostuminen polttoaineeseen. Lisäksi ruiskutusventtiilin sulkuaikaa lyhennetään. 

Joutukäyntinopeuden säätö

Joutokäyntinopeutta kaikissa käyttötilanteissa valvoo ja säätää voimansiirron ohjausmoduli. Niitä erilaisia käyttötilanteita ovat mm. kylmä moottori, päälle kytketyt sähkölaitteet, valittu ajoalue automaattivaihteistossa, ohjaustehostin ja päälle kytketty ilmastointilaite. 

Voimansiirron ohjausmoduli pitää joutokäyntinopeuden vakaana kahdella toimenpiteellä yksipisteruiskutusta käytettäessä ja ne toimenpiteet ovat; ohjaamalla sytytystä, kun moottorin kuormitus on vähäistä ja ohjaamalla seosmäärää, kun moottorin kuormitus on suurta.

Ensimmäisessä toimenpiteessä joutukäyntinopeuden laskiessa sytytysajoitusta säädetään aikaisemmaksi. Tällöin suureneva vääntömomentti vakauttaa joutokäyntinopeuden.

Toisessa toimenpiteessä voimansiirron ohjausmoduli ohjaa kaasuläpän säätömoottoria, joka muuttaa kaasuläpän rajoitinta ja tällöin ilmamäärä säätyy. Koska ilmamäärä muuttuu, myös ruiskutusaikaa mukautetaan. Näin seosta muuttamalla saadaan vakautettua joutokäyntinopeus, jota voimansiirron ohjausmoduli valvoo.

Toyota Moottori

Moottori
- 3A-moottori
- 1,5l
- 1452cc
- 4-syl
- 52kW/71hv
- halk. x isk.pit. 77.5x77
- puristussuhde 9:1



Laskenta: Sylinteritilavuus?
                : Puristus(Palo)tila?

sylkyntilavuus= π x r2 x iskunpituus
                       =3.14 x 3,875 x 3,875 x 7.7
                       =363 x 4
                       =1452 cc

Puristus(Palo)tila = iskuntilavuus
                                 puristussuhde
                              = 363,231
                                    9 - 1
                              =45,4 cc (1 Sylinterin)
                              =181,6 cc (4 Sylinterin)


Korjaustoimenpiteet:

 Sylinteriryhmä: Poraus 1. ylikoko 4 x sylinterin poraus alle 95mm 34.00e
                             Tasohionta alle 95mm 52.00e

 Kampiakseli: Runkolaakerit. hionta 1. alikoko 18.00e
                         KK-laakerit. hionta 1. alikoko 35.00e

Moottorin ohjausjärjestelmä

Tärkeimmät
-Sytytys
-Polttoaine

Moottorin tehoon voidaan vaikuttaa ohjaamalla sytytyksen, polttoaineen ja ilman määrää.  kun kaasua painetaan, menee lisää polttoainetta sylkkyy ja teho kasvaa.

Käyttö olo-suhteet

Kylmäkäynnistys:

 Polttoainesuuttimien aukioloaikaa säätämällä voidaan vaikuttaa seoksen sisältämään polttoaineen määrään. (Rikastus) Kylmäkäynnistys vikoja kannattaa etsiä ensiksi akusta, startista ja varmistaa että polttoaine kulkee.

Lämmityskäyttö

Joutokäynti saadaan sopivaksi säätämällä ilma/polttoaine suhdetta. Moottorin pyörintänopeus tunnistetaan kampiakselin asentotunnistimen kautta. Kaasuläpän asentotunnistin kertoo ohjausyksikölle, paljonko kaasuläppä on auki.

Kiihdytys

Kiihdyttäessä tarvitaa paljon tehoa, joten moottoriin syötettävää seosta rikastetaan. Lambda-anturi lakkaa toimimasta hetkellisesti ja moottori voi väliaikaisesti tuottaa enemmän tehoa riippumatta päästöistä.

Täyskuorma ajo

Täyskuorma ajolla rikastetaan (koska tarvitaan paljon tehoja) seosta tarkasti, että päästöt eivät kuitenkaan nouse yli sallitun.

Moottorijarrutus

Moottorijarrutuksessa katkaistaan seoksen syöttö.

Osakuormaajo

Osa-kuorma-ajossa moottorin toiminta asettuu polttoaineen ominaiskulutuksen minimin rajapintaan.

Ajo ohuessa ilmassa (Vuoristossa)

Ohuessa ilmassa rajoitetaan turbon käyttöä koska kun ilma on ohutta niin se saa turbon pyörimään liian nopeasti.

Anturit:

Lambda-anturi

kuvassa vasemmalla pakoputkessa Lambda-anturi joka mittaa päästöt ennen katalysaattoria. katalysaattorin jälkeen tulee olemaan uusi anturi mittaamassa päästöt.

Hall-anturi

Hall-anturi mittaa magneetti kentän suuruutta. Hall-anturia käytetään virtamittauksissa ja pyöryntänopeuden mittaamisessa.