Presentazione di PowerPoint

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Corso di Dinamica e Controllo delle Macchine
Docente Prof. Giuseppe Cantore
Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE GENERALI

• La caratteristica principale dei sistemi di
  iniezione di tipo Common Rail è la seguente
  la generazione della pressione di iniezione e
  liniezione del combustibile in camera sono
  completamente disaccoppiate

• Infatti, la pressione di iniezione viene
  generata indipendentemente rispetto al regime di
  rotazione del motore ed alla quantità di fluido
  iniettata

• Il combustibile viene immagazzinato allinterno
  di un accumulatore ad alta pressione detto
  Common Rail ed è così pronto per liniezione

• La quantità di combustibile da iniettare viene
  decisa dal conducente del veicolo, mentre
  listante di avvio delliniezione e la pressione
  di iniezione vengono calcolate dalla centralina
  elettronica (ECU) sulla base delle mappature
  memorizzate allinterno di essa

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE GENERALI

• A questo punto la centralina elettronica invia
  segnali elettrici ai solenoidi dei singoli
  iniettori che provvedono ad iniettare allinterno
  dei diversi cilindri, seguendo il ciclo di
  funzionamento di ognuno di essi

• Le principali componenti elettroniche e
  sensoristiche di questa tipologia di sistemi di
  iniezione sono le seguenti
• ECU (Electronic Central Unit)
• Sensore della velocità dellalbero motore
• Sensore della velocità dellalbero a camme
• Sensore del pedale dellacceleratore
• Sensore di pressione del turbo
• Sensore di pressione del Rail
• Sensore di temperatura del liquido di
  raffreddamento
• Misuratore di portata daria allaspirazione
  del motore

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE GENERALI

• I vari segnali provenenti dai diversi sensori
  elencati in precedenza vengono processati dalla
  centralina elettronica, la quale definisce,
  anche in base alle richieste del conducente del
  veicolo (segnale proveniente dal sensore del
  pedale dellacceleratore), la condizione di
  funzionamento del motore e, come conseguenza di
  ciò, del veicolo stesso

• Più in dettaglio, il regime di rotazione del
  motore viene misurato dal sensore di misurazione
  della velocità dellalbero motore, mentre il
  sensore di misura della velocità di rotazione
  dellalbero della distribuzione (albero a camme)
  permette di decidere lordine di accensione dei
  vari cilindri (fasatura dei cilindri)

• Il misuratore di portata daria allaspirazione
  del motore permette di determinare il valore
  istantaneo di portata daria aspirata dal motore
  e di variare la massa di combustibile da
  iniettare al fine di limitare le emissioni
  inquinanti allo scarico

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE GENERALI

• Inoltre, se il motore è equipaggiato con un
  sistema di sovralimentazione volumetrica o
  dinamica (turbocompressore), il sensore di
  misurazione della pressione di sovralimentazione
  permette di tenere conto anche del funzionamento
  di questo sistema

• Nelle fasi di avvio a freddo del motore o nel
  caso di funzionamento con valori ridotti della
  temperatura esterna (funzionamento nei mesi
  invernali o in particolari zone geografiche)
  sono i sensori di misurazione della temperatura
  del liquido di raffreddamento del motore e della
  temperatura dellaria esterna che forniscono
  informazioni alla ECU al fine di impostare i
  valori più appropriati per lanticipo di
  iniezione e per valutare quale strategia di
  iniezione impiegare (pre e post iniezioni,
  durata della iniezione principale, etc.)

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LAYOUT DEL SISTEMA
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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE DELL INIEZIONE
Sistemi convenzionali

• Nei sistemi di iniezione tradizionali (con
  pompa in linea e relativo sistema di
  distribuzione) il processo di iniezione del
  combustibile in camera avviene in ununica fase
  (senza iniezione pilota o post iniezione)

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE DELL INIEZIONE
Sistemi convenzionali

• Le caratteristiche della fase di iniezione
  sono, quindi, le seguenti
• La pressione di iniezione aumenta
  progressivamente così come la quantità
  di combustibile iniettata
• Alla fine della fase di iniezione la pressione
  crolla molto velocemente al valori di pressione
  pressoché nulli come conseguenza della chiusura
  dellugello delliniettore stesso

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE DELL INIEZIONE
Sistemi convenzionali

• Le conseguenze di ciò sono le seguenti
• La frazione iniziale di combustibile viene
  iniettata a valori di pressione decisamente
  inferiori rispetto a quella finale
• La pressione massima di iniezione è più che
  doppia rispetto al corrispondente valore medio
• La curva di iniezione è praticamente
  triangolare

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE DELL INIEZIONE
Sistemi Common Rail

• Le caratteristiche della fase di iniezione
  sono, in questo caso, le seguenti
• Durante la fase iniziale del processo di
  iniezione (pilot injection) la quantità di
  combustibile iniettata è estremamente ridotta
• La fase principale del processo di iniezione
  (main injection) avviene a pressione pressoché
  costante

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE DELL INIEZIONE
Sistemi Common Rail Iniezione pilota

• Durante liniezione pilota (pilot injection)
  una piccola quantità di combustibile (da 1 a 4
  mm3) viene iniettata allinterno del cilindro
  per preparare le condizioni più opportune
  allinterno del cilindro prima della fase di
  iniezione principale (main injection)

• In questo modo, lefficienza del processo di
  combustione può essere notevolmente migliorata e
  gli effetti sono i seguenti
• La pressione e la temperatura durante la fase
  di compressione aumenta a causa delle reazioni
  di pre-combustione dovute alla parziale
  combustione del combustibile iniettato durante
  questa fase
• Si riduce, pertanto, il ritardo di accensione
  che caratterizza la fase principale di iniezione
• Allo stesso tempo di riduce la pressione
  media durante la fase di combustione ed i picchi
  di pressione durante questa fase (minor ruvidezza
  di funzionamento del motore)

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE DELL INIEZIONE
Sistemi Common Rail Iniezione pilota

• In generale le principali conseguenze sono le
  seguenti
• Riduzione del rumore che caratterizza il
  processo di combustione
• Riduzione del consumo di combustibile
• Riduzione delle emissioni inquinanti allo
  scarico del motore

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE DELL INIEZIONE
Sistemi Common Rail Iniezione pilota
Senza iniezione pilota
Con iniezione pilota
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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE DELL INIEZIONE
Sistemi Common Rail Iniezione pilota

• Paragonando gli andamenti della pressione
  allinterno del cilindro per due diverse
  strategie di iniezione, con e senza iniezione
  pilota, le seguenti considerazioni possono
  essere evidenziate
• La curva relativa alla strategia di iniezione
  senza iniezione pilota mostra una limitata
  salita della pressione in camera prima del punto
  morto superiore (TDC). In seguito si può
  osservare un forte gradiente di pressione dovuto
  allo sviluppo impulsivo del processo di
  combustione
• La curva relativa alla strategia di iniezione
  con iniezione pilota mostra una più
  significativa crescita della pressione in camera
  prima del punto morto superiore (TDC). In
  seguito, in questo caso, si riduce il gradiente
  di pressione dovuto allavvio del processo di
  combustione, così come il picco massimo di
  pressione

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE DELL INIEZIONE
Sistemi Common Rail Iniezione principale

• Liniezione principale (main injection)
  determina la coppia erogata dal motore
• Nei sistemi di iniezione di tipo Common Rail
  la pressione di iniezione rimane praticamente
  costante durante tutto il processo di iniezione
  

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE DELL INIEZIONE
Sistemi Common Rail Iniezione secondaria

• Per certe versioni di motori Diesel dotati di
  appositi convertitori catalitici per la
  riduzione degli NOx uniniezione secondaria di
  combustibile può essere introdotta al fine di
  facilitare la riduzione di tali specie di
  inquinanti

• In questo caso uniniezione secondaria (detta
  anche post-iniezione) segue la fase principale
  di iniezione (main injection) e può
  caratterizzare la fase di espansione o
  addirittura di scarico, a partire da una
  posizione angolare dellalbero motore fino a 200
  dopo il PMS (punto morto superiore)

• Liniezione secondaria introduce allinterno
  dei gas combusti una ben precisa quantità di
  combustibile

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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CARATTERISTICHE DELL INIEZIONE
Sistemi Common Rail Iniezione secondaria

• Al contrario delle iniezioni pilota e
  principale, il combustibile iniettato durante
  liniezione secondaria non brucia ma vaporizza
  asportando, così, calore ai gas combusti ancora
  presenti allinterno del cilindro

• Durante la fase di scarico del motore, la
  miscela costituita dai gas combusti e dal
  combustibile iniettato durante liniezione
  secondaria abbandona il cilindro e viene inviata
  al sistema di scarico del motore

• Parte di questa miscela viene inviata
  allinterno del cilindro durante il ciclo
  successivo del motore dal sistema cosiddetto di
  EGR (exhaust gas recirculation) e svolge la
  stessa funzione di una iniezione pilota
  fortemente anticipata rispetto al PMS

• Inoltre, appositi convertitori catalici
  utilizzano il combustibile presente nei gas di
  scarico come agente riducente per la riduzione
  del contenuto percentuale di NOx nei gas di
  scarico

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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FUEL SYSTEM
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FUEL SYSTEM
FUEL SYSTEM
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FUEL SYSTEM
Low pressure delivery system
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FUEL SYSTEM
Low pressure delivery system

• Il low pressure delivery system è costituito
  dai seguenti componenti
• Serbatoio del combustibile
• Pre-filtro del combustibile
• Pompa di bassa pressione
• Filtro del combustibile
• Linee di collegamento del fluido a bassa
  pressione

• La sua funzione principale è quella di fornire
  lalimentazione del combustibile per lhigh
  pressure delivery system

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Serbatoio del combustibile

• Il serbatoio del combustibile deve essere
  realizzato in materiale metallico anti-corrosione
  e deve garantire lassenza di perdite di fluido e
  di trafilamenti ad una pressione pari al doppio
  di quella operativa

• Viene sempre dotato di valvole di sicurezza per
  il controllo dei livelli di pressione al suo
  interno. Sempre per questo scopo viene molto
  spesso dotato di sensori e sistemi di controllo e
  di misura per la limitazione della pressione
  massima

• Viene solitamente posizionato sufficientemente
  lontano dal propulsore per motivi di sicurezza in
  caso di incidente

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di bassa pressione

• La pompa di bassa pressione ha il compito di
  alimentare in maniera continua e adeguata la
  pompa di alta pressione
• In ogni condizione operativa
• Alla necessaria pressione di alimentazione
• Durante tutta la vita utile del sistema di
  iniezione

• Nei sistemi di iniezione di tipo common rail
  vengono utilizzate due principali tipologie di
  pompe di bassa pressione
• Pompa elettrica a rulli (soluzione standard)
• Pompa ad ingranaggi esterni azionata
  meccanicamente

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa elettrica a rulli
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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa elettrica a rulli

• La pompa di bassa pressione elettrica a rulli
  viene utilizzata nei sistemi di iniezione di tipo
  common rail per autovetture e per veicoli
  commerciali leggeri

• Oltre a garantire lalimentazione del
  combustibile alla pompa di alta pressione, ha
  anche il compito di interrompere il flusso del
  combustibile al sistema di iniezione in caso di
  emergenza

• Non essendo collegata direttamente al motore
  funziona normalmente in maniera completamente
  indipendente rispetto ad esso

• Vengono normalmente fornite in due versioni
  denominate rispettivamente in-line e in-tank

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa elettrica a rulli

• La versione in-line (in linea) viene montata
  allesterno del serbatoio, lungo la linea a bassa
  pressione tra il serbatoio ed il filtro del
  combustibile

• La versione in-tank (nel serbatoio) viene,
  invece, installata allinterno del serbatoio

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa elettrica a rulli

• La pompa elettrica a rulli è composta dai
  seguenti elementi
• Unità pompante
• Motore elettrico
• Coperchio

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa elettrica a rulli

• La struttura interna dellunità pompante è
  costituita dai seguenti elementi
• Statore cavo internamente
• Rotore eccentrico dotato di cavità periferiche
• Rulli alloggiati allinterno delle predette
  cavità
• Porte di aspirazione e di scarico

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa elettrica a rulli

• Allinterno di ognuna delle cavità del rotore è
  alloggiato un rullo. La rotazione del rotore,
  unitamente alla pressione del combustibile,
  spinge i rulli verso lesterno a contatto con la
  superficie interna dello statore

• Vengono così isolate una serie di camere pompanti
  delimitate da due rulli consecutivi, la
  superficie interna dello statore e la superficie
  esterna del rotore

• Tali camere pompanti vengono riempite di
  combustibile quando comunicanti con la bocca di
  aspirazione. In seguito, in conseguenza della
  profilatura della superficie interna dello
  statore, tale volume diminuisce fino a quando la
  camera viene messa in comunicazione con la bocca
  di mandata

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa elettrica a rulli

• Il combustibile è così libero di fluire
  attraverso la camera che alloggia il motore
  elettrico ed infine viene inviato al filtro
  attraverso il canale di mandata ricavato
  attraverso il coperchio della pompa

• Lunità pompante ed il motore elettrico si
  trovano allinterno di un alloggiamento comune.
  Con la pompa in funzione, entrambi sono
  attraversati da un flusso continuo di
  combustibile che provvede anche a raffreddarli

• Tale struttura interna permette di ottenere
  elevate prestazioni del motore elettrico senza la
  necessità di impiegare elementi di tenuta di
  geometria complessa (guarnizioni elastomeriche
  appositamente progettate) tra il motore stesso e
  lunità pompante

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa meccanica ad ingranaggi esterni
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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa meccanica ad ingranaggi esterni

• La pompa meccanica ad ingranaggi esterni viene
  impiegata per sistemi di iniezione di tipo common
  rail per autovetture e per veicoli commerciali
  leggeri, pesanti ed off-road

• In molti casi viene integrata con la pompa di
  alta pressione in ununica struttura ed in questo
  caso la presa di potenza per il collegamento con
  il motore termico (motore Diesel) è unica

• In alcuni casi viene collegata direttamente al
  motore ed è dotata di una presa di potenza
  dedicata

• I sistemi di collegamento tra la pompa ed il
  motore comunemente impiegati sono laccoppiamento
  diretto e la trasmissione per mezzo di ruote o
  cinghie dentate

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa meccanica ad ingranaggi esterni

• I principali componenti della pompa meccanica ad
  ingranaggi esterni sono due ruote dentate
  contro-rotanti che ingranano tra di loro durante
  la rotazione

• Il combustibile è intrappolato allinterno dei
  vani isolati tra due denti consecutivi e la
  superficie interna del corpo e trasferito così
  dallaspirazione alla mandata della pompa

• I punti di contatto tra i denti in corrispondenza
  della zona di ingranamento garantiscono la tenuta
  tra gli ambienti a bassa e ad alta pressione

• La quantità di combustibile trasferita dalla
  pompa è praticamente proporzionale alla velocità
  di rotazione del motore

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa meccanica ad ingranaggi esterni

• Proprio a causa di ciò la pompa viene solitamente
  dotata di una strozzatura allaspirazione o di
  una valvola limitatrice di portata alla mandata
  con lobiettivo di controllare la portata di
  combustibile erogata dalla pompa al crescere del
  regime di rotazione del motore

• Inoltre, questa tipologia di pompa non necessita
  di manutenzione durante tutta la vita del sistema
  di iniezione

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Filtro del combustibile

• Le particelle di contaminante solido normalmente
  presenti allinterno del combustibile possono
  causare seri danni ai componenti delle pompe,
  delle valvole e, soprattutto, degli iniettori dei
  sistemi di iniezione di tipo common rail
• Inoltre, il gasolio spesso contiene al suo
  interno acqua che può causare seri danni
  (corrosione) al sistema di iniezione
• Lutilizzo di un filtro può ridurre notevolmente
  i rischi di danneggiamento di tali componenti

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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LOW PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Filtro del combustibile

• Lacqua eventualmente presente allinterno del
  gasolio viene drenata periodicamente attraverso
  un tappo posizionato nella parte inferiore del
  serbatoio del filtro

• Spesso i sistemi di iniezione di tipo common rail
  per autovetture sono dotati di sistemi automatici
  di segnalazione del livello dellacqua
  allinterno del filtro del combustibile (spia sul
  cruscotto della vettura)

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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FUEL SYSTEM
High pressure delivery system
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Sistemi di Iniezione Common Rail
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FUEL SYSTEM
High pressure delivery system

• Lhigh pressure delivery system è costituito dai
  seguenti componenti
• Pompa di alta pressione dotata di valvole di
  controllo della pressione e di shut-off
• Rail
• Sensore di pressione del rail
• Regolatore di pressione del rail
• Valvole limitatrici di portata agli iniettori
• Iniettori

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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di alta pressione
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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di alta pressione
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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di alta pressione

• La pompa di alta pressione è linterfaccia tra i
  sistemi di alimentazione del combustibile a bassa
  e ad alta pressione

• Essa ha il compito di erogare unadeguata
  quantità di combustibile al sistema di iniezione
  in tutte le condizioni di funzionamento del motore

• Al contrario dei sistemi di iniezione
  convenzionali, la pompa di alta pressione
  provvede a generare in modo continuo ed a
  mantenere ad un livello opportuno la pressione di
  iniezione allinterno del rail. Pertanto, il
  combustibile da iniettare viene sempre mantenuto
  ad alta pressione e non deve essere compresso per
  ogni singola iniezione

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di alta pressione

• La pompa di alta pressione viene preferibilmente
  installata sul motore Diesel in corrispondenza
  dello stesso punto di montaggio della pompa di
  distribuzione di un sistema di iniezione
  convenzionale

• Normalmente viene trascinata in rotazione dal
  motore Diesel ad essa collegata mediante
  collegamento diretto o trasmissione meccanica con
  ruote, catene o cinghie dentate

• La velocità di rotazione della pompa di alta
  pressione è solitamente pari alla metà della
  velocità di rotazione del motore Diesel che la
  trascina in rotazione e comunque mai superiore ai
  3000 rpm

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di alta pressione

• La pompa di alta pressione è normalmente dotata
  di una valvola di controllo della pressione. A
  seconda dello spazio a disposizione tale valvola
  viene installata direttamente sulla pompa stessa
  o nelle vicinanze di essa

• Allinterno della pompa di alta pressione il
  combustibile viene compresso ad elevata pressione
  sfruttando il moto di tre pistoni radiali
  disposti a 120 tra di loro

• Dal momento che per una rotazione completa della
  pompa si hanno tre sole corse di mandata dei
  pompanti, la coppia assorbita complessivamente
  dalla pompa risulta abbastanza stabile, così come
  le sollecitazioni meccaniche connesse

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di alta pressione

• La coppia assorbita da questo tipo di pompa (pari
  a circa 16 Nm) è pari a circa 1/9 rispetto a
  quella caratteristica di una pompa di
  distribuzione del combustibile di un sistema di
  iniezione meccanico tradizionale

• La potenza necessaria per trascinare la pompa
  cresce proporzionalmente ai livelli di pressione
  del combustibile allinterno del rail ed alla
  velocità di rotazione della pompa stessa che
  determina, inoltre, la portata di combustibile
  elaborata dalla pompa

• Ad esempio, per un motore di 2 litri di
  cilindrata, con una pressione del combustibile
  allinterno del rail pari a 1350 bar e per un
  regime di rotazione di 3000 rpm si ha un
  assorbimento di potenza di circa 3.8 kW (con un
  rendimento meccanico della pompa pari a circa il
  90)

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di alta pressione Modalità di
funzionamento

• Attraverso il filtro visto in precedenza, la
  pompa di bassa pressione invia il combustibile
  dal serbatoio alla pompa di alta pressione. Il
  combustibile entra allinterno della pompa
  attraverso il condotto di aspirazione e la
  valvola di sicurezza (N 13 e 14 in figura) e
  alimenta, inoltre, i circuiti di lubrificazione e
  di raffreddamento della pompa stessa.

• La camma eccentrica della pompa (N2), posta in
  rotazione dallalbero motore (N1), mette in
  movimento i tre pompanti (movimento rettilineo
  alterno) in funzione della forma della camma
  stessa

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di alta pressione Modalità di
funzionamento

• Non appena la pressione di mandata della pompa di
  bassa pressione supera il valore di taratura
  della valvola di sicurezza N 14 (da 0.5 a 1.5
  bar) il combustibile viene inviato allinterno
  della camera pompante (N 4) attraverso la
  valvola di aspirazione (N 5). In questa fase il
  pistone si muove verso il basso e compie la corsa
  di aspirazione

• La valvola di aspirazione si chiude quando il
  pompante arriva al punto morto inferiore (BDC
  bottom death centre). In questa fase il
  combustibile, intrappolato allinterno della
  camera, viene compresso fino al valore di
  pressione di mandata della pompa

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di alta pressione Modalità di
funzionamento

• Appena il combustibile allinterno della camera
  pompante raggiunge il valore di pressione che
  regna allinterno del rail, si apre la valvola di
  non ritorno di mandata (N 7) ed il fluido viene
  inviato al circuito di alta pressione.
• Il singolo pompante continua ad inviare il
  combustibile fino a quando non raggiunge il punto
  morto superiore (TDC top death centre)

• A questo punto il pistone ricomincia la sua corsa
  verso il BDC e la pressione allinterno della
  camera pompante crolla rapidamente. Infine, la
  valvola di mandata si chiude mentre quella di
  aspirazione si apre

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di alta pressione Modalità di
funzionamento

• Poiché la pompa di alta pressione è progettata
  per erogare elevati valori di portata di
  combustibile, quando il motore funziona a carico
  parzializzato e nei transitori la quantità di
  fluido in eccesso viene inviata nuovamente al
  serbatoio attraverso la valvola di controllo
  della pressione (N 10 in figura). In questo modo
  il combustibile viene laminato a bassa pressione

• Lenergia impiegata per comprimere il
  combustibile ad elevata pressione viene così
  dissipata e ciò contribuisce a ridurre
  lefficienza complessiva del sistema

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di alta pressione Modalità di
funzionamento

• Tale inefficienza del sistema può essere in parte
  limitata disattivando uno dei tre pompanti nelle
  condizioni di funzionamento del motore per le
  quali viene richiesta una minore portata di
  combustibile
• Infatti, quando uno degli elementi pompanti (N 3
  in figura) viene disattivato, viene
  conseguentemente ridotta anche la portata di
  combustibile erogata nel complesso dalla pompa al
  rail

• La disattivazione di uno dei pompanti viene
  realizzata azionando la valvola di aspirazione
  relativa (N 5 in figura) che rimane sempre
  aperta durante tutto il normale ciclo di
  funzionamento della pompa

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di alta pressione Modalità di
funzionamento

• La valvola di aspirazione viene aperta e
  mantenuta in posizione di apertura azionando la
  valvola a solenoide che agisce sullelemento
  mobile
• Pertanto, il combustibile allinterno della
  camera pompante non può essere compresso durante
  la corsa di mandata
• Infatti, essendo aperta la valvola di
  aspirazione, il fluido è libero di rifluire nel
  condotto di aspirazione

• Quando uno dei tre pompanti viene disattivato la
  portata viene erogata dalla pompa in maniera
  discontinua, con brevi interruzioni di flusso

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Pompa di alta pressione Modalità di
funzionamento

• La portata erogata dalla pompa di alta pressione
  è proporzionale alla sua velocità di rotazione
• La velocità di rotazione della pompa è, a sua
  volta, funzione del regime di rotazione del
  motore
• Il rapporto di trasmissione tra il motore e la
  pompa di alta pressione viene scelto in base a
  due esigenze contrastanti da un lato minimizzare
  la quantità di combustibile pompata in eccesso
  dallaltro garantire una sufficiente
  alimentazione del combustibile a pieno carico
  (WOT)

• Valori del rapporto di trasmissione motore-pompa
  di alta pressione impiegati comunemente sono 12
  e 23

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvola di controllo della pressione
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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvola di controllo della pressione

• La valvola di controllo della pressione ha il
  compito di fissare il valore della pressione
  allinterno del rail in funzione delle condizioni
  operative del motore e di mantenerlo nel tempo
• Se la pressione allinterno del rail è troppo
  elevata, la valvola di controllo della pressione
  si apre e una parte del combustibile rifluisce
  dal rail al serbatoio attraverso unapposita
  linea idraulica di collegamento

• Se la pressione allinterno del rail è troppo
  bassa, la valvola di controllo della pressione si
  chiude e isola il rail dalla linea di bassa
  pressione

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvola di controllo della pressione

• La valvola di controllo della pressione è dotata
  di una apposita flangia che ne permette il
  fissaggio alla pompa di alta pressione o al rail
• La maggiore o minore tenuta tra gli ambienti ad
  alta e bassa pressione del sistema di iniezione
  viene definita in base alla posizione assunta
  dalla sfera (N 1 in figura) rispetto alla sede
• Lazionamento dellelemento mobile della valvola
  (N 2) che a sua volta preme sulla sfera avviene
  per mezzo del solenoide (N 3)

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvola di controllo della pressione

• Due forze agiscono congiuntamente sullelemento
  mobile della valvola
• Forza della molla
• Forza esercitata dal solenoide

• Al fine di facilitarne la lubrificazione ed il
  raffreddamento tutti i componenti dellassieme
  della valvola sono costantemente circondati dal
  combustibile

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvola di controllo della pressione - Modalità
di funzionamento

• La valvola di controllo della pressione viene
  azionata secondo due loop di controllo
  principali
• Un primo ciclo di controllo elettrico di tipo
  slow-response che ha il compito di fissare un
  valore medio di pressione allinterno del rail
• Un secondo ciclo di controllo meccanico di tipo
  fast-response che ha il compito di smorzare le
  fluttuazioni di pressione ad elevata frequenza

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Sistemi di Iniezione Common Rail
57
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvola di controllo della pressione - Modalità
di funzionamento

• Modalità di funzionamento con il solenoide non
  eccitato
• lelevata pressione del combustibile allinterno
  del rail o alla mandata della pompa di alta
  pressione viene applicata alla sfera della
  valvola di controllo della pressione attraverso
  il condotto di ingresso. Poiché il solenoide non
  è eccitato la sfera viene mantenuta in posizione
  di chiusura dalla sola forza elastica della molla.

La forza esercitata dal fluido sulla sfera
supera facilmente la forza della molla ? la
valvola si apre e raggiunge un grado di apertura
che dipende dalla portata di mandata della pompa
(pmax-rail ? 100 bar)
56
Sistemi di Iniezione Common Rail
58
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvola di controllo della pressione - Modalità
di funzionamento

• Modalità di funzionamento con il solenoide
  eccitato
• al fine di raggiungere livelli più elevati di
  pressione allinterno del rail, alla forza della
  molla si viene ad aggiungere anche la forza
  elettromagnetica generata sullelemento mobile
  dal solenoide.
• La valvola raggiunge una posizione di equilibrio
  caratterizzata da un ben determinato grado di
  apertura dipendente dalla forza esercitata dal
  solenoide ? la valvola rimane aperta e mantiene
  costante la pressione del combustibile

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvola di controllo della pressione - Modalità
di funzionamento

• Una variazione della portata erogata dalla pompa
  o la laminazione di una certa quantità di
  combustibile dal circuito di alta pressione viene
  compensata da una corrispondente variazione del
  grado di apertura dellelemento mobile della
  valvola
• La forza generata dal solenoide è proporzionale
  alla corrente di alimentazione che viene
  solitamente variata per mezzo di un dispositivo
  di PWM (pulse with modulation)

• Una corrente di alimentazione del solenoide
  pulsante alla frequenza di 1 kHz è sufficiente a
  proteggere il sistema da fluttuazioni di
  pressione indesiderate

58
Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Rail
59
Sistemi di Iniezione Common Rail
61
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Rail

• Allinterno del rail viene immagazzinato il
  combustibile ad alta pressione inviato dalla
  pompa di alta pressione

• Dal punto di vista funzionale il rail rappresenta
  un volume di fluido (capacità) in grado di
  smorzare o comunque di ridurre lampiezza delle
  oscillazioni di pressione generate dalla pompa di
  alta pressione e dal processo di iniezione

• Il rail (detto anche accumulatore ad alta
  pressione) è comune a tutti i cilindri da cui il
  nome common rail

• Anche quando elevate quantità di combustibile
  sono estratte dal rail (ad esempio in seguito
  alliniezione di combustibile allinterno di un
  cilindro) allinterno di esso la pressione rimane
  praticamente costante

60
Sistemi di Iniezione Common Rail
62
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Rail

• Ciò assicura che la pressione di iniezione
  rimanga pressoché costante dallistante di
  apertura delliniettore

• Al fine di soddisfare lampia varietà di
  installazioni su differenti tipologie di motore,
  il rail viene fornito completo delle valvole
  limitatrici di portata agli iniettori e degli
  attacchi per il sensore di pressione e per il
  regolatore di pressione

61
Sistemi di Iniezione Common Rail
63
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
62
Sistemi di Iniezione Common Rail
64
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Sensore di pressione del rail

• Il sensore di pressione del rail fornisce in
  input alla centralina elettronica (ECU) un
  segnale elettrico proporzionale alla pressione
  allinterno del rail
• Il sensore deve misurare il valore istantaneo
  della pressione allinterno del rail
• con adeguata accuratezza
• il più velocemente possibile

63
Sistemi di Iniezione Common Rail
65
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Sensore di pressione del rail

• Il sensore di pressione del rail è costituito dai
  seguenti componenti principali
• Corpo dotato di connessioni elettriche con
  lesterno
• Elemento sensore integrato e saldato alla presa
  di pressione
• Circuito integrato (pcb printed circuit board)
  dotato di circuito elettrico per la valutazione
  della pressione

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Sistemi di Iniezione Common Rail
66
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Sensore di pressione del rail

• Da una presa sul rail il combustibile passa
  attraverso un canale di collegamento ricavato
  allinterno del corpo del sensore ed arriva al
  diaframma del sensore di pressione
• Lelemento sensore (semiconduttore) è collegato
  al diaframma e converte la pressione del fluido
  in un segnale elettrico che viene inviato prima
  ad un circuito di amplificazione e, in seguito,
  alla centralina elettronica

65
Sistemi di Iniezione Common Rail
67
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Sensore di pressione del rail

• Il principio di funzionamento è il seguente
  sotto lazione della pressione cambia la forma
  del diaframma (approssimativamente 1 mm di
  deformazione a 1500 bar) e, come conseguenza di
  ciò, la resistenza elettrica dellelemento
  sensibile
• La variazione di resistenza dellelemento
  sensibile determina una variazione della tensione
  rilevata sul ponte di misura alimentato alla
  tensione di circa 5 V

66
Sistemi di Iniezione Common Rail
68
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Sensore di pressione del rail

• La variazione di voltaggio misurata è compresa
  tra 0 e 70 mV in funzione della pressione
  allinterno del rail e viene amplificata dal
  circuito di valutazione nellintervallo compreso
  tra 0.5 e 4.5 V
• Una misura precisa della pressione allinterno
  del rail è fondamentale per un corretto
  funzionamento del sistema
• Per le condizioni di funzionamento tipiche dei
  motori Diesel, laccuratezza del sensore di
  pressione è pari a circa il ? 2 del fondo scala

67
Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Regolatore di pressione del rail
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Sistemi di Iniezione Common Rail
70
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Regolatore di pressione del rail

• Dal punto di vista funzionale il regolatore di
  pressione del rail agisce come una valvola
  limitatrice di pressione ad azione diretta

• Se la pressione allinterno del rail supera un
  valore di taratura ben definito, il regolatore di
  pressione si apre e scarica una portata di fluido
  verso il serbatoio a bassa pressione del sistema
  di iniezione

• Il valore massimo della pressione di taratura del
  regolatore di pressione del rail è solitamente
  dellordine di 1500 1600 bar

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Sistemi di Iniezione Common Rail
71
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Regolatore di pressione del rail

• Il regolatore di pressione del rail è costituito
  dai seguenti componenti principali
• Corpo dotato di filettatura esterna per il
  fissaggio sul rail e di filettatura interna per
  la connessione con la linea di ritorno al
  serbatoio
• Otturatore mobile interno
• Molla precaricata

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Sistemi di Iniezione Common Rail
72
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Regolatore di pressione del rail

• In corrispondenza dellestremità filettata
  esterna per la connessione al rail il corpo del
  regolatore è dotato di un foro di passaggio
  tenuto in posizione di chiusura dallestremità
  conica dellotturatore mobile
• Fino a che la pressione allinterno del rail
  rimane inferiore rispetto al valore di taratura,
  lotturatore viene mantenuto in posizione di
  chiusura dalla forza esercitata dalla molla
  precaricata

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Sistemi di Iniezione Common Rail
73
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Regolatore di pressione del rail

• Non appena la pressione allinterno del rail
  supera il valore di taratura, lotturatore si
  apre
• Si viene così a determinare una connessione
  diretta fra il common rail e la linea di ritorno
  verso il serbatoio a bassa pressione
• Il fluido ad elevata pressione allinterno del
  rail può così rifluire verso il serbatoio del
  combustibile a bassa pressione ? la pressione
  allinterno del rail diminuisce e viene così
  regolata

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvole limitatrici di portata agli iniettori
73
Sistemi di Iniezione Common Rail
75
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvole limitatrici di portata agli iniettori

• La funzione delle valvole limitatrici di portata
  agli iniettori è quella di impedire che, nel caso
  in cui un iniettore rimanga aperto
  permanentemente, si abbia un flusso continuo di
  combustibile attraverso liniettore
• Per impedire ciò, non appena la portata di
  combustibile che abbandona il rail supera un ben
  determinato livello, la valvola si chiude
  impedendo il flusso attraverso liniettore

74
Sistemi di Iniezione Common Rail
76
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvole limitatrici di portata agli iniettori

• La valvola limitatrice di portata alliniettore è
  costituita da un corpo metallico (N 5) dotato di
  filettature esterne per il collegamento con il
  rail e con liniettore. Alle due estremità del
  corpo sono presenti anche due passaggi per le
  connessioni idrauliche al rail ed alliniettore
• Allinterno del corpo è presente un otturatore
  mobile (N 3) forato al centro per il passaggio
  del fluido dallingresso alluscita. Tale
  otturatore è spinto nella direzione del rail
  dalla forza esercitata da una molla (N 4)
  posizionata allinterno del corpo della valvola

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvole limitatrici di portata agli iniettori

• Lotturatore mobile fa tenuta rispetto alla
  superficie cilindrica interna del corpo
• Il passaggio del combustibile in direzione
  longitudinale avviene attraverso il foro ricavato
  allinterno di esso
• Tale foro si restringe in corrispondenza di una
  delle due terminazioni dellotturatore definendo
  una ben precisa area di efflusso che ha il
  compito di limitare la portata di combustibile

76
Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvole limitatrici di portata agli iniettori -
Modalità di funzionamento

• Modalità di funzionamento normale
• Lotturatore mobile si trova in posizione di
  riposo a contatto con la sede in corrispondenza
  della connessione idraulica della valvola con il
  rail
• In corrispondenza dellistante di iniezione il
  combustibile comincia ad attraversare la valvola.
  La caduta di pressione a cavallo della sezione
  ristretta dellotturatore determina lazione di
  una forza che agisce sullotturatore e vince
  progressivamente la forza della molla
• Lotturatore mobile si sposta nella direzione
  delliniettore e chiude progressivamente la luce
  di passaggio del fluido dal rail alliniettore
  stesso

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvole limitatrici di portata agli iniettori -
Modalità di funzionamento

• Modalità di funzionamento normale
• Alla fine della fase di iniezione liniettore si
  chiude, il flusso attraverso di esso si
  interrompe e la molla riporta lotturatore mobile
  nella sua posizione di riposo a contatto con la
  battuta superiore
• La molla ed il diametro dei fori per il passaggio
  del fluido attraverso lotturatore mobile sono
  dimensionati in modo tale da garantire che, anche
  in corrispondenza della massima quantità di
  combustibile iniettata, siano in grado di
  riportare lotturatore in posizione iniziale di
  riposo

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvole limitatrici di portata agli iniettori -
Modalità di funzionamento

• Modalità di funzionamento anormale
• Se liniettore rimane aperto a causa di un guasto
  si ha un flusso eccessivo di combustibile
  attraverso di esso ed allinterno del cilindro
  con i conseguenti ovvi problemi di funzionamento
  del motore
• La caduta di pressione aumenta, pertanto,
  proporzionalmente alla portata di combustibile.
  In questo caso, la forza dovuta alla differenza
  di pressione vince la resistenza esercitata dalla
  molla e lotturatore si muove verso il basso fino
  a chiudere completamente il passaggio del
  combustibile attraverso la valvola verso
  liniettore

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvole limitatrici di portata agli iniettori -
Modalità di funzionamento

• Modalità di funzionamento con trafilamento
• Se liniettore al termine di una fase di
  iniezione non si chiude perfettamente si verifica
  il trafilamento di una certa quantità di
  combustibile dal sistema di iniezione allinterno
  del cilindro del motore
• In questo caso, in funzione della portata di
  trafilamento residua, ad ogni iniezione
  lotturatore non riesce a raggiungere la
  posizione di riposo a contatto con la battuta
  allestremità del corpo della valvola collegata
  al rail

• Dopo un certo numero di iniezioni lotturatore
  arriva a contatto con la sede inferiore ricavata
  allinterno del corpo della valvola e chiude il
  passaggio del combustibile verso liniettore

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Valvole limitatrici di portata agli iniettori
81
Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Iniettore
82
Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Iniettore

• Lavvio della fase di iniezione e la quantità di
  combustibile iniettata ad ogni ciclo motore
  vengono controllate mediante lutilizzo di
  iniettori a comando elettro-idraulico
• Questa particolare tipologia di iniettore può
  essere montata direttamente sulla testa del
  cilindro del motore e può essere installata anche
  su motori Diesel ad iniezione diretta di tipo
  tradizionale

83
Sistemi di Iniezione Common Rail
85
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Iniettore

• Dal punto di vista funzionale gli iniettori a
  comando elettro-idraulico dei moderni sistemi di
  iniezione di tipo common rail possono essere
  suddivisi in tre parti principali
• Solenoid valve (valvola a solenoide)
• Hydraulic servo-system (servo sistema idraulico)
• Hole-type nozzle (ugello e polverizzatore di
  iniezione)

84
Sistemi di Iniezione Common Rail
86
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Iniettore

• Il combustibile entra allinterno delliniettore
  dalla connessione di alta pressione (N 4 in
  figura) e giunge nella parte inferiore
  delliniettore (nozzle) attraverso il canale N
  10 ed allinterno della camera di controllo (N
  8) attraverso lorificio di trafilamento (feed
  orifice, N 7 in figura)

85
Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Iniettore

• La camera di controllo è collegata alla via di
  ritorno del combustibile verso il serbatoio (N 1
  in figura) attraverso un ulteriore orificio di
  trafilamento (N 6 in figura) mantenuto in
  posizione di chiusura dalla valvola a solenoide

86
Sistemi di Iniezione Common Rail
88
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Iniettore - Modalità di funzionamento

• Le modalità di funzionamento delliniettore
  possono essere descritte considerando quattro
  fasi principali di funzionamento
• Iniettore chiuso (con lalta pressione applicata)
• Iniettore aperto (avvio delliniezione)
• Iniettore completamente aperto
• Iniettore in fase di chiusura

• Queste fasi di funzionamento sono determinate
  dalle forze applicate ai principali componenti
  delliniettore
• Con il motore spento e pressione nulla agente
  allinterno del rail liniettore viene mantenuto
  in posizione di chiusura dalla molla presente
  allinterno del nozzle

87
Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Iniettore chiuso
88
Sistemi di Iniezione Common Rail
90
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Iniettore chiuso

• Quando liniettore è chiuso la valvola a
  solenoide non è eccitata dal segnale elettrico e
  rimane in posizione di chiusura
• In questo caso, la sfera della valvola a
  solenoide è mantenuta a contatto con la sede in
  posizione di chiusura e lorificio di
  trafilamento (N 6) è anchesso ostruito
• Il combustibile ad alta pressione proveniente dal
  rail riempie sia la camera di controllo che la
  camera del nozzle
• Nel complesso lo spillo delliniettore viene
  mantenuto in posizione di chiusura dallazione
  congiunta della pressione agente allinterno
  della camera di controllo e della molla interna
  che tiene lo spillo in posizione di chiusura

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Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Iniettore aperto (avvio delliniezione)
90
Sistemi di Iniezione Common Rail
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HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Iniettore aperto (avvio delliniezione)

• La valvola a solenoide viene eccitata con una
  corrente elettrica esterna. La forza esercitata
  dal solenoide supera quella esercitata dalla
  molla di contrasto e lancoretta interna si muove
  verso lalto
• Come conseguenza di ciò, lorificio di
  trafilamento si apre ed il combustibile può
  fluire dalla camera di controllo verso la camera
  situata posteriormente alla valvola a solenoide e
  ritornare infine al serbatoio del sistema di
  iniezione. Pertanto, la pressione del fluido
  allinterno della camera di controllo diminuisce
  fortemente mentre la pressione allinterno della
  camera del nozzle rimane costante al valore di
  pressione del rail
• La riduzione della pressione allinterno della
  camera di controllo determina una riduzione della
  forza esercitata sullo spillo che, muovendosi
  verso lalto, da lavvio alla fase di iniezione
  

91
Sistemi di Iniezione Common Rail
93
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Iniettore completamente aperto

• La velocità di apertura dello spillo è
  determinata dalla differenza tra le portate che
  attraversano i due orifici di trafilamento (N 6
  e 7 in figura)
• Lo spillo si muove verso lalto e raggiunge la
  sua posizione finale a contatto con la battuta
  superiore ricavata allinterno del corpo
  supportato da un cuscinetto di fluido generato
  dal flusso del combustibile attraverso gli
  orifici di trafilamento
• Lo spillo delliniettore è ora completamente
  aperto ed il combustibile viene iniettato
  allinterno della camera di combustione ad una
  pressione pari a quella che regna allinterno del
  rail

92
Sistemi di Iniezione Common Rail
94
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Iniettore in fase di chiusura

• Nel momento in cui viene meno lalimentazione
  della corrente alla valvola a solenoide
  lancoretta viene spinta verso il basso dalla
  forza esercitata dalla molla della valvola a
  solenoide.
• Lorificio di trafilamento viene chiuso dalla
  valvola a sfera che viene spinta verso il basso e
  va ad esercitare nuovamente la tenuta idraulica
  contro la sede ricavata allinterno del corpo
  delliniettore
• La pressione allinterno della camera di
  controllo torna a risalire e, agendo unitamente
  alla forza della molla interna, torna a vincere
  la forza esercitata dalla pressione del fluido
  allinterno della camera del nozzle

93
Sistemi di Iniezione Common Rail
95
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Iniettore in fase di chiusura

• Lo spillo viene perciò spinto verso il basso e
  torna progressivamente ad assumere la posizione
  di chiusura iniziale delliniettore
• La velocità di chiusura dello spillo è
  determinata dalla portata di combustibile
  attraverso lorificio di trafilamento (N 7 in
  figura)
• Il processo di iniezione cessa nel momento in cui
  lo spillo arriva a chiudere completamente i fori
  di efflusso ricavati nella parte terminale
  delliniettore

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Sistemi di Iniezione Common Rail
96
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Hole-type nozzles

• Gli iniettori dei sistemi di iniezione di tipo
  common rail sono comunemente dotati di hole-type
  nozzles (polverizzatori)
• La geometria dei nozzles condiziona
• listante di avvio delliniezione e la quantità
  di combustibile iniettata
• numero dei getti di combustibile, forma ed
  atomizzazione dello spray, distribuzione del
  combustibile in camera
• Per i sistemi di iniezione di tipo common rail
  sono disponibili due tipi di nozzles
• Sac-hole nozzle
• Seat-hole nozzle

95
Sistemi di Iniezione Common Rail
97
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Hole-type nozzles

• I fori di iniezione sono posizionati sulla
  superficie esterna della parte terminale
  delliniettore di forma conica
• Il numero dei fori ed il loro diametro dipende
  da
• La quantità di combustibile da iniettare
• La forma della camera di combustione
• I moti organizzati della carica allinterno del
  cilindro (swirl di diversa intensità)

96
Sistemi di Iniezione Common Rail
98
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Hole-type nozzles

• In entrambi i casi (sac-hole e seat-hole nozzles)
  i fori di ingresso sono caratterizzati da spigoli
  arrotondati realizzati per mezzo di lavorazioni
  meccaniche di elettro-erosione
• Tale caratteristica è finalizzata alle seguenti
  ragioni
• Prevenire in anticipo lusura degli spigoli dei
  fori di ingresso causata dalle particelle
  abrasive che possono essere contenute allinterno
  del combustibile
• Ridurre lirregolarità della portata di
  combustibile iniettata

97
Sistemi di Iniezione Common Rail
99
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Hole-type nozzles

• Per ridurre al minimo le emissioni di idrocarburi
  incombusti (HC) è importante cercare di limitare
  al minimo il volume di combustibile che si trova
  nella parte terminale delliniettore al di sotto
  dei fori di iniezione (volume residuo)
• Tale obiettivo può essere raggiunto più
  facilmente utilizzando iniettori di tipo
  seat-hole nozzles

Sac hole nozzle
Seat hole nozzle
98
Sistemi di Iniezione Common Rail
100
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Sac-hole nozzle

• Gli iniettori di tipo sac-hole nozzles sono
  caratterizzati da fori di iniezione posizionati
  nella parte terminale delliniettore stesso
• Tutti i fori di iniezione solo alimentati da un
  volume di fluido ricavato nella parte terminale
  delliniettore detto sac da cui il nome del
  particolare tipo di iniettore
• La forma geometrica del sac può essere di due
  diverse tipologie
• Sac cilindrico
• Sac conico

99
Sistemi di Iniezione Common Rail
101
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Sac-hole nozzle

• Gli iniettori di tipo sac-hole nozzles con sac di
  forma cilindrica ed estremità di forma
  semisferica permettono di avere massima libertà
  in fase di progetto per quanto riguarda
• Numero dei fori di iniezione
• Lunghezza dei fori di iniezione
• Angolo dei fori di iniezione
• Lestremità delliniettore di forma semisferica,
  unitamente alla forma cilindrica del sac,
  permette di realizzare fori di uguale lunghezza

100
Sistemi di Iniezione Common Rail
102
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Sac-hole nozzle

• Gli iniettori di tipo sac-hole nozzles con sac di
  forma cilindrica ed estremità di forma conica
  sono caratterizzati esclusivamente da fori di
  iniezione aventi lunghezza pari a 0.6 mm
• La forma conica dellestremità delliniettore
  permette di aumentarne lo spessore di parete
  della parte terminale e, quindi, di accrescerne
  la resistenza strutturale

101
Sistemi di Iniezione Common Rail
103
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Sac-hole nozzle

• Gli iniettori di tipo sac-hole nozzles con sac di
  forma conica ed estremità di forma conica sono
  caratterizzati da valori inferiori del volume
  residuo rispetto agli altri due introdotti in
  precedenza
• Il volume residuo di questa tipologia di
  iniettore è intermedio tra quelli di un seat-hole
  nozzle e di un sac-hole nozzle con sac di forma
  cilindrica
• Langolo di conicità del sac e dellestremità
  delliniettore sono solitamente uguali per
  mantenere il più possibile costante lo spessore
  di parete delliniettore

102
Sistemi di Iniezione Common Rail
104
HIGH PRESSURE DELIVERY SYSTEM
Sea