රථ ගාය ඇත්තන්ට වැදගත්
ඔන්න කලින්ම කියන්න ඕනේ මේක අන්තර්ජාලයේ සරිසරද්දී හම්බුනේ, LP ගෑස් වලින් වාහන දුවන්න හොදද නැද්ද කියලයි හොයා ගන්න ඕනේ උනේ එතකොටයි මේක දැක්කේ ගොඩක් අය දන්නා දේවලුත් මෙතන ඇති නොදන්නා අයට දැනගන්නයි දැම්මේ ඕන්........(එලකිරියේම කෙනෙක් ලියපු එකද්ද දන්නෙත් නෑ
)
COMMON RAIL DIRECT FUEL INJECTION SYSTEMS & Gasoline Electronic Fuel Injection Systems
COMMON RAIL DIRECT FUEL INJECTION SYSTEMS.........
ඔයගොල්ලො සමහරු දැකල ඇති, Toyota Hilux කැබ් වල ඉස්සරහ දොරේ D-4D, Mitsubishi කැබ් වල DI-D, අලුතෙන් එන Tata කැබ් වල DICOR, Mahindra බට්ට ලොරියේ CRDe, කියල ගහල තියෙනවා. මේ කියල තියෙන්නෙ Common rail direct injection කියන අලුත් තාක්ශනය ගැනයි. අදාල සමාගම් තම තමන්ගෙ වෙළඳ නාමයන් පාවිච්චි කරනවා.
මේ තාක්ෂණය Diesel හා Petrol එන්ජින් දෙවර්ගයටම යොදාගන්න පුලුවන්. නමුත් වැඩි වශයෙන් යොදාගන්නෙ Diesel engine වලට. Petrol engine වලට වඩා Diesel engine වලට මේ තාක්ශනය වඩාත් ගැලපෙන එක තමයි ඒකට හේතුව.
දන්නෙ නැති අයට දැනගන්න ඩීසල් එන්ජින් ගැනත් කෙටි හැදින්වීමක් කරන්නම්කෝ,
ඩීසල් කියන ඉන්ධනය, පෙට්ට්රල් වගේ spark plug එකකින් අවුලවන්න බෑ. ඒකට හේතුව තමයි ඩීසල් වල ජ්වලන උෂ්ණත්වය ඉහල අගයක පැවතීම. ඒ නිසා ඩීසල් එන්ජිමක ඩීසල් දහනය කරන්නෙ සම්පීඩන ජ්වලන ක්රමයකින්(compression ignition method). ඒකෙදි වෙන්නෙ සිලින්ඩරය තුල තියෙන වායු පරිමාවක් කෙටි කාලයක් තුලදී අධි පීඩනයකට(4MPa) ලක් කිරීමෙන් වායු පරිමාවේ උෂ්ණත්වය 550 °C ට විතර ගේනවා(හුලන් පොම්පයකින් බයිසිකලයකට හුලන් ගහද්දි පොම්පයේ පහල රත් වෙන්නෙත් මෙන්න මේ තියරිය නිසා තමයි). මේ වෙලාවෙ ඩීසල්, සිලින්ඩරය තුලට විදිනවා. එතකොටම ඒ අධික උෂ්ණත්වය යටතේ ඩීසල් දහනය වෙනවා. ඩීසල් සිලින්ඩරය තුලට විදින්න සාමන්යයෙන් යොදාගත්නෙ යාන්ත්රික පොම්පයක්. මේ පොම්පයෙන් වෙන වෙනම ඉන්ධන නල එක් එක් සිලින්ඩරය වෙත යැවෙනවා. මේ නල සිලින්ඩර වෙත සම්බන්ධ වෙන්නෙ විදිනයකින්(Injector එකකින්). මේ Injectors එක් පීඩන අගයකදි(පොම්පයෙන් ඇතිකරන) විවෘත වෙලා ඩීසල් සිලින්ඩරය තුලට විදිනවා. මේ ඩීසල් විදින පද්ධති(Injection systems) පසුගිය කාලය පුරාවට එක එක විදිහට අලුත් වුනා. මේවයින් දැනට භාවිතා කරන අලුත්ම ක්රමය තමයි common rail direct injection ක්රමය.
මේ ක්රමය මුලින්ම හොයාගත්තෙ 1960 ගනන්වල Robert Huber කියන ස්විට්සර්ලන්ත ජාතිකයා විසින්. නමුත් සාර්ථකව මෙය රථවාහන නිශ්පාදනය සඳහා යොදාගත්තේ 1995 දී ජපානයේදි, Hino Rising Ranger කියන truck එකට. මේ සඳහා යොදා ගත්තෙ Denso corporation එකේ වැඩ කරපු Dr. Shohei Itoh සහ Masahiko Miyaki කියන ඉන්ජිනේරුවො වැඩිදියුනු කරපු ECD-U2 common-rail system එක.
Hino Rising Ranger
Common rail system එකෙත් දැනට generation තුනක් ඇවිල්ල තිබුනත් ඔක්කොම වැඩ කරන්නෙ එකම තියරියට. දැන් බලමු මේ ක්රමය අනිත් ඒවගෙන් වෙනස් වෙන්නෙ කොහොමද කියලා.
මේ ක්රමයෙදි Disel Injectors වලට යන ඉන්ධන නල(fuel lines) සම්බන්ධ වෙලා තියෙන්නෙ තනි නලයකට. ඒ කියන්නෙ ඔක්කොම Injectors වලට Diesel දෙන්නෙ තනි නලයකින්. Common rail එක කියන්නෙ ඒ නලයට(රූපය බලන්න).
Common Rail Direct Injection System
මේ common rail එක තුල තියෙන Diesel, අධි පීඩන පොම්පයක් භාවිතයෙන් අධි පීඩනයට ලක් කරල තියෙනවා(200MPa). එන්ජිම ක්රියාත්මක වෙනකොට, යාන්ත්රික හෝ විද්යුත් ක්රමයකින් හරි වෙලාවටම(correct timing) Injectors ඇරීම හා වැසීම සිදුවෙනවා. Injector එක විවෘතව පවතින කාලය අනුව සිලින්ඩරය තුලට යන Diesel ප්රමානය රඳා පවතිනවා. මේ Injector එකකින් විදින Diesel පාර අතකට වැදුනොත්, අත හිල්වී යන තරමට එය ප්රබලයි.
High Pressure Pump
මුල් කාලයේදි Injectors ඇරීමට හා වැසීමට යාන්ත්රික ක්රම භාවිතා කලත් තාක්ෂණයේ දියුනුවත් සමඟ මේ සියල්ලම ඉලෙක්ට්රොනික් ක්රමයට පාලනය වීමට සැකසුවා.
Common Rail Diesel Injector
නවීන common rail පද්ධති සම්පූර්ණයෙන්ම පාලනය වෙන්නෙ ECU(Electronic control unit) එකකින්. Radiator coolant උෂ්ණත්වය, වාතයේ උෂ්ණත්වය, ඉන්ධන වල උෂ්ණත්වය, ත්වරකයේ(accelerator) පිහිටීම, එන්ජිම කරකැවෙන වේගය, common rail එක තුල පීඩනය, ආදිය පිළිබඳ තොරතුරු සංවේදක(sensors) මගින් ECU එකට ලබාදෙනවා. ඉන්පසු ECU එක මගින් අදාල තත්වයන්ට අනුකූලව Injectors වලට වෝල්ටීයතා ස්පන්ධ ලබාදී ඒවා ඇරීම වැසීම පාලනය කරනවා. උදාහරනයක් ලෙස, එන්ජිම සිසිල්ව ඇති විට එය පණ ගැන්වීමට අවශ්ය විශේෂ තත්වයන් ECU එක මගින් ලබාදෙනවා. තවද ECU එකට සම්බන්ධව ඇති pressure regulating valve එක මගින් common rail එක තුල පීඩනයද අවශ්ය තත්වයන්ට අනුකූලව පාලනය කරනු ලබනවා.
A-Primary Filter
B-Final Filter C-Diagnostic Port
D-Transfer Pump E-High Press. Pump
F-Overflow Valve G-Common Rail
H-Relief Valve I-Fuel Return Line
J-Electronic Injector L-Flow Limiter
M-Control Valves N-Check Valves
O-Hand Primer Pump P-Transfer Pump-Out
Q-Transfer Pump-In
Toyota 1KD-FTV 3.0L Engine(Hilux, Hiace, Land Cruiser Prado, Fortuner)
මේ ක්රමයේදි වෝල්ටීයතා ස්පන්ධ වලින් පාලනය වන Injectors(විදින) වර්ග දෙකක් යොදාගන්නවා. ඒ Solenoid Injectors සහ Piezoelectric Injectors කියන වර්ග දෙක. නවීනතම තෙවන පරම්පරාවේ common rail පද්ධති වල Piezoelectric Injectors භාවිතා කරනවා. Piezo ස්ෆටික තෙරපුමකට ලක් කිරීම මගින් විද්යුත් වෝල්ටීයතාවක් ජනනය කරගන්න පුලුවන්. ඒකෙ විරුද්ධ ක්රියාව එනම් වෝල්ටීයතාවක් ලබාදීමෙන් Piezo ස්ෆටිකයේ දිග වැඩි වීමෙන් යෙදෙන කුඩා බලය හයිඩ්රොලික් ක්රියාවලියකින් විශාල කර විදිනයේ(Injector) ඇරීම වැසීම පාලනය කරනවා. මේ Piezoelectric Injectors, කලින් යොදාගත් Solenoid Injectors වලට වඩා වේගවත්, ඒවගේම වැඩි පීඩයකට ඔරොත්තු දීමේ හැකියාවක් පවතිනවා. ඒවාගේ වේගය කොච්චරද කිව්වොත් 3-5මිලිතත්පර ප්රමාණයක් ඇතුලත වෝල්ටීයතා ස්පන්ධ 10ක් පමණ ලබාදිය හැකියි.
Solenoid Injector
Piezoelectric Injector
මේ නවීනතම ක්රමය නිසා Diesel එන්ජින් වල කාර්යක්ෂමතාවය විශාල ලෙස වැඩිවුනා. අඩු එන්ජින් ධාරිතාවයකින් වැඩි බලයක් නිපදවා ගන්න පුලුවන්. මේ එන්ජින් වල ඉන්ධන දහනය ඉතා නිවැරදිව සිදුවෙනවා. අධි පීඩනයක් යටතේ Diesel සිලින්ඩරය තුලට විදින නිසා, වාතයත් සම්ඟ හොදින් diesel මිශ්ර වී කාර්යක්ෂම ඉන්ධන දහනයක් සිදුවෙනවා. එවිට පරිසරයට විශ වායු පිටවීමද අවම වෙනවා. තවද මෙම එන්ජින් වල ශබ්දයද කලින් ඩීසල් එන්ජින් වලට වඩා අඩුයි. එන්ජිම සිසිල් විට පණගැන්වීමට heat කිරීම අත්යවශ්ය නොවේ.
තවද මෙම ඉන්ජින්වලට යෙදිය යුත්තේ සල්ෆර් ප්රමාණය අඩු Diesel(Super Diesel) වේ. එයට හේතුව සාමාන්ය Diesel මගින් මේ විදුලියෙන් පාලනය වෙන Injectors වල ආයුකාලය අඩුකරනු ලැබීමයි.
පරණ ඩීසල් එන්ජිමක කාර්යක්ෂමතාවත්, අලුත්ම ඩීසල් එජිමක කාර්යක්ෂමතාවත් අතර වෙනස මේ උදාහරණයෙන් හොදට පැහැදිලි කරගන්න පුලුවන්.
Mitsubishi 4D56 එන්ජින් එක ගැන අහල ඇති. ධාරිතාවය 2476cc වෙනවා. ඩෙලිකා වෑන් වල, Pajero වල, L200 කැබ් වල මේ එන්ජින් එක ආවා. 1986 විතර තමයි මුලින්ම නිශ්පාධනය කරේ. ඒත් තවමත් ඒ එන්ජින් එක(4D56) තියල වාහන එනවා. දැන් එන්නෙ ඒ එන්ජින් එකම common rail කරල. Fuel ejection system එක විතරයි වෙනස්. ඒත් පරණ 4D56 එන්ජිමක ජවය 74hp වෙද්දි, අලුත්ම 4D56 3rd Generation DI-D with variable geometry turbo engine එකක ජවය 175hp වෙනවා.
කොහොමද වෙනස.
දැනට Bosch, Delphi, Denso, Siemens VDO යන සමාගම් විසින් common rail පද්ධති නිශ්පාධනය කරනවා.
Gasoline Electronic Fuel Injection Systems
ඔබ දන්නවා ඇති වර්ථමානයේ නිෂ්පාධනය කරන නවීන පෙට්රල් මෝටර් රථ සියල්ලකම වගේ අන්තර්ගත වන්නේ EFI(Electronic Fuel Injection) තාක්ෂණයෙන් ක්රියා කරන එන්ජින්. ඇත්තටම මොකද්ද මේ EFI කියන්නෙ කියල අපේ යාලුවන්ට ගැටළුවක් ඇති. ඒ ගැන පොඩි හැඳින්වීමක් තමයි මේ ලිපියේ ඇතුලත් වෙන්නේ.
හැමෝම කියවල බලන්න.
Petrol කියන්නේ ජ්වලන අංකය අඩු ඉන්ධනයක්(ඩීසල් වගේ නෙමේ). ඒ නිසා සාමාන්ය උෂ්ණත්වයේදී වුනත් පට ගාලා ගිනි ඇවිලෙනවා. ඒ නිසා petrol engine වල petrol දහනය කරන්නෙ spark plug එකකින්, ඔය පහළින් තියෙන්නෙ spark plug එකක්. ගොඩක් අය මේව දැකල ඇති.
මේකෙ තියෙන ඉලෙක්ටෝඩ දෙක අතරට වෝල්ට් 40,000-80,000 වගේ අති විශාල වෝල්ටීයතාවක් දුන්නම, එලෙක්ට්රෝඩ දෙක අතර පුලිඟු පැනීමක් සිදුවෙලා ඉන්ධන දහනය වෙනවා.
ඔන්න ඔය spark plug එකට දහනය කරන්න, දහන කුටීරය(combustion chamber) ඇතුලට petrol, නිකන්ම වක් කරල හරියන්නෙ නෑ. දහන කුටීරයට(combustion chamber) යවන්න කලින් petrol හොදට වාතයත් එක්ක මිශ්ර කරන්න ඕනේ. එතකොට තමයි හොඳ කාර්යක්ෂම දහනයක් වෙන්නෙ. ඔන්න ඔය වැඩේ කරන්නෙ carburetor කියන gadget එකෙන්. පහළින් තියෙන්නෙ carburetor එකක්
මේ තියෙන්නෙ තනි සිලින්ඩර මෝටර් සයිකල් වල බාවිතා වෙන carburetor එකක්,
මේකෙ ක්රියාවලිය සරළව පැහැදිලි කරොත්,
ඔය තියෙන needle එකටයි slider එකටයි තමයි accelerator cable එක සම්බන්ධ වෙලා තියෙන්නේ. slider එකෙන් ඔය වාතය ගලා යාමට තිබෙන මාර්ගය අවහිර වෙලා තියෙන්නේ. Needle එකෙන් petrol ඉහළට ඒමට තිබෙන මාර්ගය අවහිර වෙලා තියෙන්නේ. accelerator එක කැරකුවාම ඔය needle එකයි slider එකයි සම්බන්ධ කොටස ඉහලට එසවෙනවා(රූප සටහනේ තිබෙන්නෙ එලෙස needle එක සහ slider එක ඉහලට එසවුන අවස්ථාවක්). එතකොට, "jet" කියන කුඩා සිදුර ඇරෙන අතරෙම air cleaner එකේ ඉදන් එන වාතය carburetor එක හරහා වේගයෙන් ගමන් කරන්න පටන්ගන්නවා. ඔන්න එතකොට අපේ බ'නූලී අන්කල්ගෙ තියරියට අනුව(Physics කොරපු අය මේ ගැන හොදට දන්නව ඇති) "A" කියන ප්රෙදේශයේ අඩු පීඩන තත්වයක් ඇතිවෙනවා. එතකොට ඉහළට සාපේක්ශව පහල වැඩි පීඩනයක් තියෙන නිසා ඔය "Jet" කියල නම් කරල තියෙන සිදුර දිගේ petrol කඳ ඉහලට ගමන් කරල අර වායු කඳත් එක්ක හොදට මිශ්ර වෙනවා...ඔන්න ඕක තමයි මචන්ලා carburetor එකේදි වෙන්නෙ. හැබැයි මේ carburetor එකේ ක්රියාව මෙහෙම සරලව විස්තර කරාට, වැඩි සිලින්ඩර ගානක් එන engine එකක තියෙන carburetor මීට වඩා සංකීර්ණයි.
මුලින් එච්චර අවධානයක් නොතිබුනත්, පසුකාලීනව වායු විමෝචන සම්බන්ධ නීති ටික ටික වැඩිවෙනකොට, engine නිෂ්පාධනය කරන අය, engine වල fuel efficiency වැඩි කරන්නයි, විශ වායු විමෝචනය අඩු කරන්නයි engine වලට එක එක ජිල්මාට් දැම්මා.
මුලින්ම පරණ gadget එක වුනු carburetor එක දියුණු කරා. ඒත් ඒක එච්චර සාර්ථක වුනේ නෑ, ඔන්න එතකොට කස්ටිය fuel injection ක්රමය මාරු වෙලා ඒක වැඩි දියුනු කරන්න පටන් ගත්තා.
ඇත්තටම යාලුවනේ මේ fuel injection(not EFI) ක්රමය 1950 ට කලින් පවා බාවිතා කරල තියෙනවා. මුලින් සම්පූර්ණ system එකම යාන්ත්රික ක්රම වලින් තමා වැඩ කරල තියෙන්නේ. ඒවගෙ Injectors, ignition timing(ජ්වලන මුහුර්තනය), සිලින්ඩරයට ඉන්ධන සපයන ප්රමානය, වගේ සියල්ලම ඔපරේට් වුනේ යාන්ත්රිකව. ඒත් පස්සෙ කාලෙකදි හැම එකටම කරනව වගේ, මේව සියල්ලම electronic විදිහට පාලනය වෙන්න සැකසුවා. ඔන්න ඔහොම තමයි EFI systems රථ වාහන වලට එන්න පටන් ගත්තේ.
ඇත්තටම EFI කියන තාක්ෂණය අපිට අලුත් වගේ පෙනුනට, ඒක අලුත් තාක්ෂණයක් කියන්න කොහොමටවත් බෑ. මුල්ම වතාවට EFI system එකක් අත්හදා බලල තියෙන්නෙ 1940 දි, Alfa Romero සමාගම විසින්. EFI මෝටර් රථයක් මුලින්ම වෙළඳෑ පොළට නිකුත් වුනේ 1957 දි. ඒත් 80,90 ගනන් වල තමා මේ ක්රමය ගොඩක් ප්රචලිත වුනේ. දැන් අලුතෙන් එන හැම petrol වාහනයක්ම වගේ අනිවා EFI තමයි.
මේ ක්රමයේදී carburetor එක කරන වැඩේ කොරන්නේ Injectors වලින්. Injector එකක් කියන්නෙ විදුලියෙන් පාලනය කරන්න පුලුවන් කපාටයක්(valve).
දැන් අලුත් වාහන වලට එන MPFI(Multi port fuel injection) EFI engine වල සිලින්ඩරයකට එක ගානෙ මේ injectors තියෙනවා.
Injector එකකින් කරන්නෙ, ඒකෙ තියෙන නොසලයෙන් වේගයෙන් ඉන්ධන(petrol) ස්ප්රේ කරන එක. එතකොට හොදට petrol යි වාතයයි මිශ්ර වෙනවා. ඔන්න ඕක තමයි carburetor ක්රමයේයි fuel injection ක්රමයේයි තියෙන ප්රධාන වෙනස.
මේ Injectors ඇරීම වැසීම පාලනය වෙන්නෙ විදුලියෙන්, ඒ කියන්නෙ, Injector එකට වෝල්ටීයතාවක් දුන්නම ඒක ඇරෙනවා, වෝල්ටීයතාව විසන්ධිකරාම වැහෙනවා.
Pump එකකින් හොඳට සම්පීඩනය කරල තමයි මේ Injectors වලට petrol සපයන්නෙ. මේ injectors හයිකරල තියෙන්නේ Intake manifold එකට. Intake manifold එක කියන්නෙ මචන්ලා පෙට්රල්-වායු මිශ්රනය engine එකේ එක් එක් සිලින්ඩරයට අරන් යන බට සෙට් එකට(අර අතක් වගේ තියෙන්නේ).
EFI system එක සම්පූර්ණයෙන්ම පාලනය වෙන්නෙ Engine control unit(ECU) එකෙන්. ඒ සඳහා අවශ්ය දත්ත ලබාදෙන්න සංවේදක(sensors) ගණනාවක් engine එක පුරාම තියෙනවා.
මෙන්න මේ sensor වලින් එන තොරතුරු වලට අදාලව, ECU(Engine control unit) එකෙන් මුලු engine එකම පාලනය කරනවා.
ඇත්තටම මචන්ලා, accelerator එක සම්බන්ද කරල තියෙන්නෙ throttle valve එකට. Throttle valve එකෙන් තමයි engine එකට air cleaner එකේ ඉඳන් යන වායු ප්රමානය පාලනය කරන්නේ. ඒ කියන්නෙ අපි accelerator එක පෑගීමෙන් කරන්නෙ engine එකට යන වායු ප්රමානය වැඩිකරන එක.
මේ වගේ දියුනු තාක්ෂණික ක්රම නිසා, දැන් එන වාහන වල fuel efficiency උපරිමයි, පොඩි engine එකකින් උනත් ලොකු power output එකක් ගන්න පුලුවන්, විශ වායු විමෝචනය ගොඩක් අඩුයි, engine එක මාර smooth, මේ වගේ වාසි ගොඩක් තියෙනවා.
හැබැයි ඉතින් බාල ඉන්ධන යෙදුවොත් මේ engine වලට වෙන හානිය වැඩියි.
ඔන්න කලින්ම කියන්න ඕනේ මේක අන්තර්ජාලයේ සරිසරද්දී හම්බුනේ, LP ගෑස් වලින් වාහන දුවන්න හොදද නැද්ද කියලයි හොයා ගන්න ඕනේ උනේ එතකොටයි මේක දැක්කේ ගොඩක් අය දන්නා දේවලුත් මෙතන ඇති නොදන්නා අයට දැනගන්නයි දැම්මේ ඕන්........(එලකිරියේම කෙනෙක් ලියපු එකද්ද දන්නෙත් නෑ
) COMMON RAIL DIRECT FUEL INJECTION SYSTEMS & Gasoline Electronic Fuel Injection Systems
COMMON RAIL DIRECT FUEL INJECTION SYSTEMS.........
ඔයගොල්ලො සමහරු දැකල ඇති, Toyota Hilux කැබ් වල ඉස්සරහ දොරේ D-4D, Mitsubishi කැබ් වල DI-D, අලුතෙන් එන Tata කැබ් වල DICOR, Mahindra බට්ට ලොරියේ CRDe, කියල ගහල තියෙනවා. මේ කියල තියෙන්නෙ Common rail direct injection කියන අලුත් තාක්ශනය ගැනයි. අදාල සමාගම් තම තමන්ගෙ වෙළඳ නාමයන් පාවිච්චි කරනවා.
මේ තාක්ෂණය Diesel හා Petrol එන්ජින් දෙවර්ගයටම යොදාගන්න පුලුවන්. නමුත් වැඩි වශයෙන් යොදාගන්නෙ Diesel engine වලට. Petrol engine වලට වඩා Diesel engine වලට මේ තාක්ශනය වඩාත් ගැලපෙන එක තමයි ඒකට හේතුව.
දන්නෙ නැති අයට දැනගන්න ඩීසල් එන්ජින් ගැනත් කෙටි හැදින්වීමක් කරන්නම්කෝ,
ඩීසල් කියන ඉන්ධනය, පෙට්ට්රල් වගේ spark plug එකකින් අවුලවන්න බෑ. ඒකට හේතුව තමයි ඩීසල් වල ජ්වලන උෂ්ණත්වය ඉහල අගයක පැවතීම. ඒ නිසා ඩීසල් එන්ජිමක ඩීසල් දහනය කරන්නෙ සම්පීඩන ජ්වලන ක්රමයකින්(compression ignition method). ඒකෙදි වෙන්නෙ සිලින්ඩරය තුල තියෙන වායු පරිමාවක් කෙටි කාලයක් තුලදී අධි පීඩනයකට(4MPa) ලක් කිරීමෙන් වායු පරිමාවේ උෂ්ණත්වය 550 °C ට විතර ගේනවා(හුලන් පොම්පයකින් බයිසිකලයකට හුලන් ගහද්දි පොම්පයේ පහල රත් වෙන්නෙත් මෙන්න මේ තියරිය නිසා තමයි). මේ වෙලාවෙ ඩීසල්, සිලින්ඩරය තුලට විදිනවා. එතකොටම ඒ අධික උෂ්ණත්වය යටතේ ඩීසල් දහනය වෙනවා. ඩීසල් සිලින්ඩරය තුලට විදින්න සාමන්යයෙන් යොදාගත්නෙ යාන්ත්රික පොම්පයක්. මේ පොම්පයෙන් වෙන වෙනම ඉන්ධන නල එක් එක් සිලින්ඩරය වෙත යැවෙනවා. මේ නල සිලින්ඩර වෙත සම්බන්ධ වෙන්නෙ විදිනයකින්(Injector එකකින්). මේ Injectors එක් පීඩන අගයකදි(පොම්පයෙන් ඇතිකරන) විවෘත වෙලා ඩීසල් සිලින්ඩරය තුලට විදිනවා. මේ ඩීසල් විදින පද්ධති(Injection systems) පසුගිය කාලය පුරාවට එක එක විදිහට අලුත් වුනා. මේවයින් දැනට භාවිතා කරන අලුත්ම ක්රමය තමයි common rail direct injection ක්රමය.
මේ ක්රමය මුලින්ම හොයාගත්තෙ 1960 ගනන්වල Robert Huber කියන ස්විට්සර්ලන්ත ජාතිකයා විසින්. නමුත් සාර්ථකව මෙය රථවාහන නිශ්පාදනය සඳහා යොදාගත්තේ 1995 දී ජපානයේදි, Hino Rising Ranger කියන truck එකට. මේ සඳහා යොදා ගත්තෙ Denso corporation එකේ වැඩ කරපු Dr. Shohei Itoh සහ Masahiko Miyaki කියන ඉන්ජිනේරුවො වැඩිදියුනු කරපු ECD-U2 common-rail system එක.
Hino Rising Ranger
මේ ක්රමයෙදි Disel Injectors වලට යන ඉන්ධන නල(fuel lines) සම්බන්ධ වෙලා තියෙන්නෙ තනි නලයකට. ඒ කියන්නෙ ඔක්කොම Injectors වලට Diesel දෙන්නෙ තනි නලයකින්. Common rail එක කියන්නෙ ඒ නලයට(රූපය බලන්න).
Common Rail Direct Injection System
මේ common rail එක තුල තියෙන Diesel, අධි පීඩන පොම්පයක් භාවිතයෙන් අධි පීඩනයට ලක් කරල තියෙනවා(200MPa). එන්ජිම ක්රියාත්මක වෙනකොට, යාන්ත්රික හෝ විද්යුත් ක්රමයකින් හරි වෙලාවටම(correct timing) Injectors ඇරීම හා වැසීම සිදුවෙනවා. Injector එක විවෘතව පවතින කාලය අනුව සිලින්ඩරය තුලට යන Diesel ප්රමානය රඳා පවතිනවා. මේ Injector එකකින් විදින Diesel පාර අතකට වැදුනොත්, අත හිල්වී යන තරමට එය ප්රබලයි.
High Pressure Pump
මුල් කාලයේදි Injectors ඇරීමට හා වැසීමට යාන්ත්රික ක්රම භාවිතා කලත් තාක්ෂණයේ දියුනුවත් සමඟ මේ සියල්ලම ඉලෙක්ට්රොනික් ක්රමයට පාලනය වීමට සැකසුවා.
Common Rail Diesel Injector
නවීන common rail පද්ධති සම්පූර්ණයෙන්ම පාලනය වෙන්නෙ ECU(Electronic control unit) එකකින්. Radiator coolant උෂ්ණත්වය, වාතයේ උෂ්ණත්වය, ඉන්ධන වල උෂ්ණත්වය, ත්වරකයේ(accelerator) පිහිටීම, එන්ජිම කරකැවෙන වේගය, common rail එක තුල පීඩනය, ආදිය පිළිබඳ තොරතුරු සංවේදක(sensors) මගින් ECU එකට ලබාදෙනවා. ඉන්පසු ECU එක මගින් අදාල තත්වයන්ට අනුකූලව Injectors වලට වෝල්ටීයතා ස්පන්ධ ලබාදී ඒවා ඇරීම වැසීම පාලනය කරනවා. උදාහරනයක් ලෙස, එන්ජිම සිසිල්ව ඇති විට එය පණ ගැන්වීමට අවශ්ය විශේෂ තත්වයන් ECU එක මගින් ලබාදෙනවා. තවද ECU එකට සම්බන්ධව ඇති pressure regulating valve එක මගින් common rail එක තුල පීඩනයද අවශ්ය තත්වයන්ට අනුකූලව පාලනය කරනු ලබනවා.
A-Primary Filter
B-Final Filter C-Diagnostic Port
D-Transfer Pump E-High Press. Pump
F-Overflow Valve G-Common Rail
H-Relief Valve I-Fuel Return Line
J-Electronic Injector L-Flow Limiter
M-Control Valves N-Check Valves
O-Hand Primer Pump P-Transfer Pump-Out
Q-Transfer Pump-In
Toyota 1KD-FTV 3.0L Engine(Hilux, Hiace, Land Cruiser Prado, Fortuner)
මේ ක්රමයේදි වෝල්ටීයතා ස්පන්ධ වලින් පාලනය වන Injectors(විදින) වර්ග දෙකක් යොදාගන්නවා. ඒ Solenoid Injectors සහ Piezoelectric Injectors කියන වර්ග දෙක. නවීනතම තෙවන පරම්පරාවේ common rail පද්ධති වල Piezoelectric Injectors භාවිතා කරනවා. Piezo ස්ෆටික තෙරපුමකට ලක් කිරීම මගින් විද්යුත් වෝල්ටීයතාවක් ජනනය කරගන්න පුලුවන්. ඒකෙ විරුද්ධ ක්රියාව එනම් වෝල්ටීයතාවක් ලබාදීමෙන් Piezo ස්ෆටිකයේ දිග වැඩි වීමෙන් යෙදෙන කුඩා බලය හයිඩ්රොලික් ක්රියාවලියකින් විශාල කර විදිනයේ(Injector) ඇරීම වැසීම පාලනය කරනවා. මේ Piezoelectric Injectors, කලින් යොදාගත් Solenoid Injectors වලට වඩා වේගවත්, ඒවගේම වැඩි පීඩයකට ඔරොත්තු දීමේ හැකියාවක් පවතිනවා. ඒවාගේ වේගය කොච්චරද කිව්වොත් 3-5මිලිතත්පර ප්රමාණයක් ඇතුලත වෝල්ටීයතා ස්පන්ධ 10ක් පමණ ලබාදිය හැකියි.
Solenoid Injector
Piezoelectric Injector
මේ නවීනතම ක්රමය නිසා Diesel එන්ජින් වල කාර්යක්ෂමතාවය විශාල ලෙස වැඩිවුනා. අඩු එන්ජින් ධාරිතාවයකින් වැඩි බලයක් නිපදවා ගන්න පුලුවන්. මේ එන්ජින් වල ඉන්ධන දහනය ඉතා නිවැරදිව සිදුවෙනවා. අධි පීඩනයක් යටතේ Diesel සිලින්ඩරය තුලට විදින නිසා, වාතයත් සම්ඟ හොදින් diesel මිශ්ර වී කාර්යක්ෂම ඉන්ධන දහනයක් සිදුවෙනවා. එවිට පරිසරයට විශ වායු පිටවීමද අවම වෙනවා. තවද මෙම එන්ජින් වල ශබ්දයද කලින් ඩීසල් එන්ජින් වලට වඩා අඩුයි. එන්ජිම සිසිල් විට පණගැන්වීමට heat කිරීම අත්යවශ්ය නොවේ.
තවද මෙම ඉන්ජින්වලට යෙදිය යුත්තේ සල්ෆර් ප්රමාණය අඩු Diesel(Super Diesel) වේ. එයට හේතුව සාමාන්ය Diesel මගින් මේ විදුලියෙන් පාලනය වෙන Injectors වල ආයුකාලය අඩුකරනු ලැබීමයි.
පරණ ඩීසල් එන්ජිමක කාර්යක්ෂමතාවත්, අලුත්ම ඩීසල් එජිමක කාර්යක්ෂමතාවත් අතර වෙනස මේ උදාහරණයෙන් හොදට පැහැදිලි කරගන්න පුලුවන්.
Mitsubishi 4D56 එන්ජින් එක ගැන අහල ඇති. ධාරිතාවය 2476cc වෙනවා. ඩෙලිකා වෑන් වල, Pajero වල, L200 කැබ් වල මේ එන්ජින් එක ආවා. 1986 විතර තමයි මුලින්ම නිශ්පාධනය කරේ. ඒත් තවමත් ඒ එන්ජින් එක(4D56) තියල වාහන එනවා. දැන් එන්නෙ ඒ එන්ජින් එකම common rail කරල. Fuel ejection system එක විතරයි වෙනස්. ඒත් පරණ 4D56 එන්ජිමක ජවය 74hp වෙද්දි, අලුත්ම 4D56 3rd Generation DI-D with variable geometry turbo engine එකක ජවය 175hp වෙනවා.
කොහොමද වෙනස.
දැනට Bosch, Delphi, Denso, Siemens VDO යන සමාගම් විසින් common rail පද්ධති නිශ්පාධනය කරනවා.
~~~~~~~~~~*****************~~~~~~~~~******************~~~~~~~~~~*****************~~~~~~~~~~
Gasoline Electronic Fuel Injection Systems
ඔබ දන්නවා ඇති වර්ථමානයේ නිෂ්පාධනය කරන නවීන පෙට්රල් මෝටර් රථ සියල්ලකම වගේ අන්තර්ගත වන්නේ EFI(Electronic Fuel Injection) තාක්ෂණයෙන් ක්රියා කරන එන්ජින්. ඇත්තටම මොකද්ද මේ EFI කියන්නෙ කියල අපේ යාලුවන්ට ගැටළුවක් ඇති. ඒ ගැන පොඩි හැඳින්වීමක් තමයි මේ ලිපියේ ඇතුලත් වෙන්නේ.
හැමෝම කියවල බලන්න.
Petrol කියන්නේ ජ්වලන අංකය අඩු ඉන්ධනයක්(ඩීසල් වගේ නෙමේ). ඒ නිසා සාමාන්ය උෂ්ණත්වයේදී වුනත් පට ගාලා ගිනි ඇවිලෙනවා. ඒ නිසා petrol engine වල petrol දහනය කරන්නෙ spark plug එකකින්, ඔය පහළින් තියෙන්නෙ spark plug එකක්. ගොඩක් අය මේව දැකල ඇති.
මේකෙ තියෙන ඉලෙක්ටෝඩ දෙක අතරට වෝල්ට් 40,000-80,000 වගේ අති විශාල වෝල්ටීයතාවක් දුන්නම, එලෙක්ට්රෝඩ දෙක අතර පුලිඟු පැනීමක් සිදුවෙලා ඉන්ධන දහනය වෙනවා.
ඔන්න ඔය spark plug එකට දහනය කරන්න, දහන කුටීරය(combustion chamber) ඇතුලට petrol, නිකන්ම වක් කරල හරියන්නෙ නෑ. දහන කුටීරයට(combustion chamber) යවන්න කලින් petrol හොදට වාතයත් එක්ක මිශ්ර කරන්න ඕනේ. එතකොට තමයි හොඳ කාර්යක්ෂම දහනයක් වෙන්නෙ. ඔන්න ඔය වැඩේ කරන්නෙ carburetor කියන gadget එකෙන්. පහළින් තියෙන්නෙ carburetor එකක්
මේ තියෙන්නෙ තනි සිලින්ඩර මෝටර් සයිකල් වල බාවිතා වෙන carburetor එකක්,
මේකෙ ක්රියාවලිය සරළව පැහැදිලි කරොත්,
ඔය තියෙන needle එකටයි slider එකටයි තමයි accelerator cable එක සම්බන්ධ වෙලා තියෙන්නේ. slider එකෙන් ඔය වාතය ගලා යාමට තිබෙන මාර්ගය අවහිර වෙලා තියෙන්නේ. Needle එකෙන් petrol ඉහළට ඒමට තිබෙන මාර්ගය අවහිර වෙලා තියෙන්නේ. accelerator එක කැරකුවාම ඔය needle එකයි slider එකයි සම්බන්ධ කොටස ඉහලට එසවෙනවා(රූප සටහනේ තිබෙන්නෙ එලෙස needle එක සහ slider එක ඉහලට එසවුන අවස්ථාවක්). එතකොට, "jet" කියන කුඩා සිදුර ඇරෙන අතරෙම air cleaner එකේ ඉදන් එන වාතය carburetor එක හරහා වේගයෙන් ගමන් කරන්න පටන්ගන්නවා. ඔන්න එතකොට අපේ බ'නූලී අන්කල්ගෙ තියරියට අනුව(Physics කොරපු අය මේ ගැන හොදට දන්නව ඇති) "A" කියන ප්රෙදේශයේ අඩු පීඩන තත්වයක් ඇතිවෙනවා. එතකොට ඉහළට සාපේක්ශව පහල වැඩි පීඩනයක් තියෙන නිසා ඔය "Jet" කියල නම් කරල තියෙන සිදුර දිගේ petrol කඳ ඉහලට ගමන් කරල අර වායු කඳත් එක්ක හොදට මිශ්ර වෙනවා...ඔන්න ඕක තමයි මචන්ලා carburetor එකේදි වෙන්නෙ. හැබැයි මේ carburetor එකේ ක්රියාව මෙහෙම සරලව විස්තර කරාට, වැඩි සිලින්ඩර ගානක් එන engine එකක තියෙන carburetor මීට වඩා සංකීර්ණයි.
මුලින් එච්චර අවධානයක් නොතිබුනත්, පසුකාලීනව වායු විමෝචන සම්බන්ධ නීති ටික ටික වැඩිවෙනකොට, engine නිෂ්පාධනය කරන අය, engine වල fuel efficiency වැඩි කරන්නයි, විශ වායු විමෝචනය අඩු කරන්නයි engine වලට එක එක ජිල්මාට් දැම්මා.
මුලින්ම පරණ gadget එක වුනු carburetor එක දියුණු කරා. ඒත් ඒක එච්චර සාර්ථක වුනේ නෑ, ඔන්න එතකොට කස්ටිය fuel injection ක්රමය මාරු වෙලා ඒක වැඩි දියුනු කරන්න පටන් ගත්තා.
ඇත්තටම යාලුවනේ මේ fuel injection(not EFI) ක්රමය 1950 ට කලින් පවා බාවිතා කරල තියෙනවා. මුලින් සම්පූර්ණ system එකම යාන්ත්රික ක්රම වලින් තමා වැඩ කරල තියෙන්නේ. ඒවගෙ Injectors, ignition timing(ජ්වලන මුහුර්තනය), සිලින්ඩරයට ඉන්ධන සපයන ප්රමානය, වගේ සියල්ලම ඔපරේට් වුනේ යාන්ත්රිකව. ඒත් පස්සෙ කාලෙකදි හැම එකටම කරනව වගේ, මේව සියල්ලම electronic විදිහට පාලනය වෙන්න සැකසුවා. ඔන්න ඔහොම තමයි EFI systems රථ වාහන වලට එන්න පටන් ගත්තේ.
ඇත්තටම EFI කියන තාක්ෂණය අපිට අලුත් වගේ පෙනුනට, ඒක අලුත් තාක්ෂණයක් කියන්න කොහොමටවත් බෑ. මුල්ම වතාවට EFI system එකක් අත්හදා බලල තියෙන්නෙ 1940 දි, Alfa Romero සමාගම විසින්. EFI මෝටර් රථයක් මුලින්ම වෙළඳෑ පොළට නිකුත් වුනේ 1957 දි. ඒත් 80,90 ගනන් වල තමා මේ ක්රමය ගොඩක් ප්රචලිත වුනේ. දැන් අලුතෙන් එන හැම petrol වාහනයක්ම වගේ අනිවා EFI තමයි.
දැන් බලමු EFI system එකක් වැඩ කරන්නෙ කොහොමද කියලා,
මේ ක්රමයේදී carburetor එක කරන වැඩේ කොරන්නේ Injectors වලින්. Injector එකක් කියන්නෙ විදුලියෙන් පාලනය කරන්න පුලුවන් කපාටයක්(valve).
මේ පහළින් තියෙන්නෙ ඒකක් තමා,
දැන් අලුත් වාහන වලට එන MPFI(Multi port fuel injection) EFI engine වල සිලින්ඩරයකට එක ගානෙ මේ injectors තියෙනවා.
Injector එකකින් කරන්නෙ, ඒකෙ තියෙන නොසලයෙන් වේගයෙන් ඉන්ධන(petrol) ස්ප්රේ කරන එක. එතකොට හොදට petrol යි වාතයයි මිශ්ර වෙනවා. ඔන්න ඕක තමයි carburetor ක්රමයේයි fuel injection ක්රමයේයි තියෙන ප්රධාන වෙනස.
මේ Injectors ඇරීම වැසීම පාලනය වෙන්නෙ විදුලියෙන්, ඒ කියන්නෙ, Injector එකට වෝල්ටීයතාවක් දුන්නම ඒක ඇරෙනවා, වෝල්ටීයතාව විසන්ධිකරාම වැහෙනවා.
මේ තියෙන්නෙ Injector එකක හරස්කඩක්,
Pump එකකින් හොඳට සම්පීඩනය කරල තමයි මේ Injectors වලට petrol සපයන්නෙ. මේ injectors හයිකරල තියෙන්නේ Intake manifold එකට. Intake manifold එක කියන්නෙ මචන්ලා පෙට්රල්-වායු මිශ්රනය engine එකේ එක් එක් සිලින්ඩරයට අරන් යන බට සෙට් එකට(අර අතක් වගේ තියෙන්නේ).
මේ තියෙන්නෙ භාණ්ඩෙ,
EFI system එක සම්පූර්ණයෙන්ම පාලනය වෙන්නෙ Engine control unit(ECU) එකෙන්. ඒ සඳහා අවශ්ය දත්ත ලබාදෙන්න සංවේදක(sensors) ගණනාවක් engine එක පුරාම තියෙනවා.
මේ රූපයෙන් EFI system එකක් ගැන අදහසක් හිතාගන්න පුලුවන්,
සාමාන්යයෙන් EFI engine එකක මෙන්න මේ sensors ටික තියෙනවා,
Mass airflow sensor(engine එකට කොපමණ වායු ස්කන්ධයක් ඇතුලුවෙනවද කියල සංවේදනය කරනවා)
Oxygen sensor(පිටාර වායුවේ ඇති ඔක්ෂිජන් වායු සාන්ද්රණය ගණනය කරනවා)
Throttle position sensor(engine එකට වායු ඇතුලුවීම පාලනය කරන throttle valve එකේ පිහිටීම සංවේදනය කරනවා)
Temperature sensor(engine එකේ උෂ්ණත්වය සංවේදනය කරනවා)
Voltage sensor(රථයේ තියෙන විදුලි පරිපථයේ වෝල්ටීයතාව සංවේදනය කරනවා)
Intake manifold absolute pressure sensor(Intake manifold එක ඇතුලෙ තියෙන පෙට්රල්-වායු මිශ්රනයේ පීඩනය සංවේදනය කරනවා)
Engine speed sensor(engine එක කැරකෙන වේගය සංවේදනය කරනවා)
සාමාන්යයෙන් EFI engine එකක මෙන්න මේ sensors ටික තියෙනවා,
Mass airflow sensor(engine එකට කොපමණ වායු ස්කන්ධයක් ඇතුලුවෙනවද කියල සංවේදනය කරනවා)
Oxygen sensor(පිටාර වායුවේ ඇති ඔක්ෂිජන් වායු සාන්ද්රණය ගණනය කරනවා)
Throttle position sensor(engine එකට වායු ඇතුලුවීම පාලනය කරන throttle valve එකේ පිහිටීම සංවේදනය කරනවා)
Temperature sensor(engine එකේ උෂ්ණත්වය සංවේදනය කරනවා)
Voltage sensor(රථයේ තියෙන විදුලි පරිපථයේ වෝල්ටීයතාව සංවේදනය කරනවා)
Intake manifold absolute pressure sensor(Intake manifold එක ඇතුලෙ තියෙන පෙට්රල්-වායු මිශ්රනයේ පීඩනය සංවේදනය කරනවා)
Engine speed sensor(engine එක කැරකෙන වේගය සංවේදනය කරනවා)
මෙන්න මේ sensor වලින් එන තොරතුරු වලට අදාලව, ECU(Engine control unit) එකෙන් මුලු engine එකම පාලනය කරනවා.
අපි accelerator එක පෑගුවාම වෙන්නෙ මොකද්ද කියල බලමු
, ඇත්තටම මචන්ලා, accelerator එක සම්බන්ද කරල තියෙන්නෙ throttle valve එකට. Throttle valve එකෙන් තමයි engine එකට air cleaner එකේ ඉඳන් යන වායු ප්රමානය පාලනය කරන්නේ. ඒ කියන්නෙ අපි accelerator එක පෑගීමෙන් කරන්නෙ engine එකට යන වායු ප්රමානය වැඩිකරන එක.
මේ තියෙන්නෙ බාගෙට ඇරුනු throttle valve එකක්,
accelerator එක පෑගුවාම Mass airflow sensor, Throttle position sensor, කියන sensor වලින් සිග්නල් එක යවනවා ECU එකට, ඔන්න පුතේ ලෑල්ලට පෑගුවා කියල...එතකොට ECU එක හරි දෙන්නං දොඩම් කියල(දොඩම් නෙමේ දෙන්නෙ හරිය) injectors ඇරිල තියෙන කාලය වැඩි කරල engine එකේ දහන කුටීරයට(combustion chamber) යන petrol ප්රමාණය වැඩි කරනවා. Oxygen sensor එකෙන් දෙන සිග්නල් වලින් පෙට්රල්-වායු මිශ්රනයේ petrol වැඩිද අඩුද කියල ECU එක අදුර ගන්නවා.(ඔක්ශිජන් තියෙනවා නම්, දහනය වෙලා නෑ ඒ කියන්නෙ petrol inject කරා මදි). දැන් engine එක රේස් වෙනකොට Engine speed sensor එකෙන් ECU එකට යවනවා සිග්නල් එක engine එක කරකැවෙන වේගය වැඩිවෙනවා කියලා. එතකොට ඒ engine speed එකට ගැලපෙන විදිහට, spark plug එක spark වෙන්න ඕනෙ ටයිම් එක, Injectors ඇරෙන්න ඕනෙ ටයිම් එක ECU එකෙන් ගණනය කරනවා. ඒ වගේම තමයි යම් යම් විශේෂ අවස්ථා, උදාහරණයක් විදිහට cold start වගේ අවස්ථා වලදී engine එකට start වෙන්න යම් විශේෂ තත්ව දෙන්න වෙනවා. ඒ වෙලාවට ECU එක ක්රියාත්මක වෙලා petrol ටිකක් වැඩිපුර යවල engine එක start කරවනවා. මේ ඔක්කොම දේවල් ඉතා නිවැරදිව වෙන්න ECU එක program කරල තියෙනවා.
මේ තියෙන්නෙ ECU එකක්,
මේ, ECU එකක් ඇතුලත ඡායාරූපයක්,
මේ, ECU එකක් ඇතුලත ඡායාරූපයක්,
මේ වගේ දියුනු තාක්ෂණික ක්රම නිසා, දැන් එන වාහන වල fuel efficiency උපරිමයි, පොඩි engine එකකින් උනත් ලොකු power output එකක් ගන්න පුලුවන්, විශ වායු විමෝචනය ගොඩක් අඩුයි, engine එක මාර smooth, මේ වගේ වාසි ගොඩක් තියෙනවා.
හැබැයි ඉතින් බාල ඉන්ධන යෙදුවොත් මේ engine වලට වෙන හානිය වැඩියි.
Last edited:
