Regolazione pressione rail

I seguenti componenti fanno parte del sistema Common Rail e influiscono sulla regolazione della pressione rail:

pompa ad alta pressione (HDP)
valvola di regolazione della pressione rail (DRV)
valvola di regolazione della quantità (MRV)
Sensore pressione del rail (RDS)
accumulatore ad alta pressione (rail)
tubazioni ad alta pressione
Iniettori

Naturalmente, anche l'approvvigionamento di carburante del sistema ad alta pressione ha un influsso significativo sulla regolazione della pressione del rail. Nel caso in cui la regolazione della pressione di premandata non funzioni in modo ineccepibile, non è possibile un funzionamento perfetto della regolazione della pressione del rail!

A seconda del tipo di motore vengono impiegati vari tipi di componenti. Fare riferimento alla seguente tabella:

Motore	DRV	HDP	Iniettori
N47uL	DRV2U	CP4.1	Valvola elettromagnetica
N47oL	DRV3.2	CP4.1	Piezo
N47TOP	DRV3.3	CP4.1H	Piezo

Funzione

La pompa ad alta pressione genera in modo permanente la pressione di sistema nel rail. Per la regolazione della corretta pressione del rail vengono utilizzati due regolatori (concetto a due regolatori):

Valvola di regolazione della pressione rail
Valvola di regolazione della portata

La corretta pressione nel rail viene regolata a seconda del punto di esercizio mediante uno dei seguenti tre tipi di regolazione possibili:

Regolazione di pressione con la valvola di regolazione della pressione rail:
La pompa ad alta pressione invia il carburante ad alta pressione nel rail. La valvola di regolazione della pressione del rail lascia fluire nel condotto di ritorno la quantità di carburante inviata in eccesso e quindi regola la pressione rail. Quanto più alta è la corrente di comando, tanto più alta la pressione del rail.
La valvola di regolazione della quantità è regolata sulla mandata massima.
Regolazione di quantità con la valvola di regolazione della quantità:
La valvola di regolazione della quantità lascia fluire dal lato a bassa pressione solo la quantità di carburante necessaria per ottenere la pressione del rail richiesta. A tale scopo il cilindro della pompa ad alta pressione non è completamente riempito di carburante. Quanto più alta è la corrente di comando, tanto più bassa la pressione del rail.
La valvola di regolazione della pressione del rail non viene perciò alimentata per la pressione massima. La valvola di regolazione della pressione del rail viene alimentata in modo più incisivo se fosse necessario per la regolazione della pressione nominale.
Regolazione CPC (Coupled Pressure Control) simultanea con valvola di regolazione della pressione del rail e della quantità:
In caso di quantità d'iniezione estremamente ridotta < ca. 4 mg (nella fase di rilascio) è necessario che DRV conduca del carburante dal sistema ad alta pressione. Questo perché la pompa ad alta pressione deve procedere comunque ad un'alimentazione. Ciò significa che la pompa ad alta pressione alimenta carburante nel sistema ad alta pressione anche in caso di valvola di regolazione quantità chiusa. Ciò provocherebbe una pressione del rail troppo elevata e quindi uno scostamento di regolazione.

I tipi di regolazione sono attivi nei seguenti punti operativi:

Durante l'avviamento del motore è sempre attiva la regolazione di pressione
A motore in funzione:
- Nel caso in cui la temperatura del liquido di refrigerazione sia al di sotto di 1 °C, la regolazione della pressione resta attiva
- Nel caso in cui la temperatura del liquido di refrigerazione sia al di sopra di 15 °C, la regolazione quantità/CPC resta attiva

A seconda del tipo di motore viene avviato da varie pressioni massime del rail. Fare riferimento alla seguente tabella:

Motore	Pressione massima del rail
N47uL	1600 bar
N47oL	1800 bar
N47TOP	2000 bar

Controllo della pressione del rail

La pressione del rail viene controllata durante l'avviamento e il funzionamento del motore mediante un confronto valore nominale/effettivo. Il sensore della pressione rail fornisce il valore effettivo alla DDE. Il valore prescritto viene calcolato dalla DDE in relazione allo stato di esercizio. Se la DDE riscontra una differenza non ammessa tra valore effettivo e valore prescritto, viene registrato un difetto nella memoria difetti.

Uno scostamento non accettabile della pressione del rail dal valore prescritto può avere le seguenti cause:

Influssi esterni, come alimentazione carburante difettosa, circuito di ritorno del carburante ostruito, aria nel circuito del carburante
Perdite esterne dei componenti del sistema Common Rail
La valvola di regolazione quantità non si apre o si blocca
Perdite interne del sistema Common Rail, per es.
- nella pompa ad alta pressione (per es. stantuffo usurato)
- nella valvola di regolazione della pressione rail (invia una quantità eccessiva o insufficiente nella tubazione di ritorno)
- negli iniettori (inviano una quantità eccessiva nella tubazione di ritorno)

Comportamento in caso di anomalie:

Se la DDE riscontra uno scostamento non ammesso nella regolazione della pressione del rail, come primo provvedimento viene limitata la quantità iniettata. Se lo scostamento di regolazione non può essere impedito o mantenuto ad un livello ridotto, il motore si arresta in caso di pressione del rail troppo bassa. Quando viene rilevata una pressione del rail troppo bassa all'avviamento del motore, l'avviamento non è possibile.

Breve descrizione dei componenti

pompa alta pressione

La pompa ad alta pressione CP4.1 è una pompa a pistone radiale ad un cilindro. L'albero della pompa ad alta pressione occupa due camme, che azionano i pistoni.

La pompa ad alta pressione viene azionata mediante la trasmissione a catena del motore. Poiché la trasmissione a catena è collocata dietro il motore, la pompa ad alta pressione è montata dietro al motore.

Sensore della pressione rail

Il sensore della pressione del rail rileva la pressione del rail nel rail e serve come sensore per la regolazione della pressione del rail e per la misurazione della quantità. Il sensore della pressione del rail è montato sull'estremità anteriore del rail.

La centralina DDE alimenta il sensore della pressione del rail con massa e tensione di 5 V.

La pressione del rail, attraverso un foro nel sensore, raggiunge una membrana con un elemento sensore. La deformazione della membrana viene trasformata, attraverso l'elemento sensore, in tensione elettrica e distribuita alla centralina DDE. Il segnale della tensione aumenta linearmente con il crescere della pressione del rail. L'adattamento del sensore della pressione del rail viene eseguito attraverso l'applicazione di varie curve caratteristiche.

Comportamento in caso di anomalia

Quando la centralina DDE riscontra un errore sul sensore della pressione del rail, DDE comunica un valore sostitutivo e limita la quantità di iniezione.

Valvola di regolazione della pressione rail

La valvola di regolazione della pressione del rail è una valvola azionata elettricamente, che è montata all'estremità posteriore del rail.

In caso di regolazione della pressione attiva, la centralina DDE comanda la valvola di regolazione della pressione del rail con rapporti di impulsi diversi, per regolare la pressione del rail nominale calcolata dalla DDE. Il carburante viene condotto dalla valvola di regolazione della pressione del rail nella tubazione di ritorno.

La valvola di regolazione pressione rail fa defluire, a seconda dell'attivazione, più o meno carburante dal lato dell'alta pressione nella tubazione di ritorno con pressione pressoché nulla. Maggiore è la quantità di carburante che scorre nella tubazione di ritorno, minore è la pressurizzazione dell'alta pressione.

Figura 1: Sezione DRV3.2

1	Contatto ad innesto	5	Foro sul lato alta pressione
2	Piastra dell'indotto	6	Valvola a sfera
3	Molla apertura	7	Foro sul lato ritorno
4	Elettromagnete bobina	8	Perno di spinta

La bobina viene alimentata attraverso il comando della valvola di regolazione della pressione del rail. La piastra dell'indotto viene fissata e il perno di spinta preme la sfera della valvola nella sede corrispondente. Maggiore è la forza con cui viene spinta la sfera della valvola nella sede corrispondente, minore è la quantità di carburante che può scorrere nel condotto di ritorno.

La seguente tabella mostra le correlazioni tra rapporto di impulsi, corrente di comando, pressione ripristinata e flusso del volume:

Rapporto di impulsi	Corrente di comando	Pressione ripristinata	Volume che fluisce nel condotto di ritorno
alto	alta	alta	basso
basso	bassa	bassa	alto

Quando la valvola di regolazione della pressione del rail non è alimentata, la valvola è aperta. Ciò significa che la pressione del rail viene completamente staccata.

A causa delle varie pressioni massime del rail nelle varianti N47, vengono montati diversi tipi di valvole di regolazione della pressione del rail, vedere la seguente tabella:

Motore	Valvola di regolazione della pressione rail	Pressione massima del rail
N47uL	DRV2U	1600 bar
N47oL	DRV3.2	1800 bar
N47TOP	DRV3.3	2000 bar

Il funzionamento dei vari tipi di valvole di regolazione della pressione del rail è fondamentalmente identico, i vari tipi si differenziano per l'adattamento alle pressioni in fase di montaggio.

Comportamento in caso di anomalia

Quando l'azionamento della valvola di regolazione della pressione del rail viene interrotto o è presente un cortocircuito a massa, il motore si spegne.

Quando la centralina DDE rileva un cortocircuito verso il positivo, la centralina stessa limita la quantità di iniezione e commuta la regolazione della quantità.

Valvola di regolazione della portata

La valvola di regolazione della quantità è una valvola elettrica, che è montata sulla pompa ad alta pressione. Con regolazione attiva la centralina DDE comanda la valvola con rapporti di pulsazione diversi, al fine di mantenere la pressione del rail nominale calcolata dalla DDE.

La valvola di regolazione della quantità regola il flusso di carburante dal lato a bassa pressione a quello ad alta pressione della pompa e in questo modo regola la pressione del rail richiesta. Quanto meno carburante la valvola di regolazione della quantità lascia fluire nel lato ad alta pressione, tanto meno viene riempito il cilindro della pompa ad alta pressione. Di conseguenza si forma una minore pressione del rail.

Rapporto di impulsi, corrente di comando, pressione ripristinata e volume che fluisce attraverso la valvola sono correlati nel seguente modo:

Rapporto di impulsi	Corrente di comando	Pressione ripristinata	Volume che fluisce nel lato ad alta pressione
alto	alta	bassa	basso
basso	bassa	alta	alto

Comportamento in caso di anomalia

Quando l'azionamento della valvola di regolazione della quantità è interrotto o si verifica un cortocircuito a massa, la valvola di regolazione della quantità raggiunge la mandata massima. La centralina DDE rileva l'errore, limita la quantità di iniezione e commuta la regolazione della pressione.

In caso di cortocircuito verso il positivo, il motore si spegne.

Iniettori

A seconda del tipo di motore, si utilizzano iniettori a elettrovalvola o piezo. Fare riferimento alla seguente tabella:

Motore	Iniettori
N47uL	Valvola elettromagnetica
N47oL	Piezo
N47TOP	Piezo

Indipendentemente dal tipo di iniettore, gli iniettori vengono aperti costantemente con la pressione carburante presente nel rail. Il carburante viene iniettato nelle camere di combustione soltanto dopo l'attivazione elettrica da parte della centralina DDE.

Attivazione elettrica

Le tubazioni High Side P_MVH (elettrovalvola), o P_PIH (piezo) vengono collegate internamente nella centralina DDE, ma ogni iniettore è collegato alla centralina DDE mediante un proprio pin e una tubazione.

Attenzione:

Se dovesse verificarsi un errore sul lato alta pressione, la causa potrebbe risiedere in ogni tubazione dal momento che le tubazioni sono collegate. In questo caso, tutti gli iniettori sono disattivati.

Diagnosi difetti per iniettori a elettrovalvola

Per una diagnosi esaustiva degli iniettori a elettrovalvola, sussistono le seguenti possibilità:

Diagnosi elettrica: informazioni memoria difetti
Diagnosi elettrica: misurazione della resistenza della bobina
Regolazione silenziosità di funzionamento
Misurazione della quantità di ritorno con misuratore

Diagnosi difetti per iniettori piezo

Per una diagnosi esaustiva degli iniettori piezo, sussistono le seguenti possibilità:

Diagnosi elettrica: informazioni memoria difetti
Diagnosi elettrica: misurazione della resistenza piezo
Regolazione silenziosità di funzionamento

La misurazione della quantità di ritorno non è attualmente possibile per gli iniettori piezo. Nel caso degli iniettori piezo, la quantità di ritorno è inferiore rispetto a quella degli iniettori a elettrovalvola.

Attenzione:

Nei motori con iniettori piezo, la pressione di premandata si trova nella tubazione di ritorno carburante! Questa è necessaria per il funzionamento degli iniettori piezo.

Avvertenza per il Service

Sostituzione della pompa ad alta pressione

Quando la pompa ad alta pressione viene sostituita, l'adattamento della pompa carburante elettrica deve essere ripristinato. Fare riferimento alla relativa funzione Service.

Sostituzione di iniettori

Quando vengono sostituiti uno o più iniettori, occorre allineare la quantità di iniezione. Fare riferimento alla relativa funzione Service.

Sostituzione della valvola di regolazione della pressione del rail

Quando la valvola di regolazione della pressione del rail viene sostituita, l'adattamento della valvola di regolazione della pressione del rail deve essere ripristinato. Fare riferimento alla relativa funzione Service.