Motorer och bränslesystem
Motorer och bränslesystem i tunga fordon
Tunga lastbilar och bussar använder nästan uteslutande dieselmotorer. Dessa motorer är konstruerade för att ge högt vridmoment, låg bränsleförbrukning och lång livslängd även under hård belastning. För att förstå hur motorn fungerar måste man också förstå hur bränslesystemet, luftsystemet och de elektroniska styrsystemen samverkar.
Dieselmotorns arbetsprincip
En dieselmotor arbetar enligt fyrtaktsprincipen:
- Insugning – luft sugs in i cylindern.
- Kompression – luften komprimeras och temperaturen stiger kraftigt.
- Arbetstakt – diesel sprutas in och självantänder av den heta luften.
- Avgastakt – avgaserna pressas ut ur cylindern.
Till skillnad från bensinmotorer använder dieselmotorer inga tändstift. Förbränningen sker genom självantändning när bränslet sprutas in i den komprimerade luften.
Motorbegrepp
- Effekt (kW) – beskriver hur mycket arbete motorn kan utföra.
- Vridmoment (Nm) – anger motorns dragkraft.
- Varvtal (r/min) – antal motorvarv per minut.
- Slagvolym (liter) – cylindrarnas sammanlagda volym.
Motortyper
De vanligaste motorutförandena i tunga fordon är:
- Radmotor – cylindrarna sitter i en rak rad.
- V-motor – cylindrarna sitter i två rader och bildar ett V.
Radmotorer är vanligast i moderna lastbilar eftersom de ger hög driftsäkerhet och är enklare att underhålla.
Bränslesystemets uppbyggnad
Bränslesystemets uppgift är att lagra, rena och transportera dieselbränslet till motorn samt säkerställa att rätt mängd bränsle sprutas in vid exakt rätt tidpunkt.
Bränsletanken
Bränsletanken lagrar dieseln. Moderna tankar är konstruerade för att minska risken för läckage, föroreningar och avdunstning.
Matarpumpen
Matarpumpen suger bränsle från tanken och skickar det vidare till bränslefiltret och högtryckssystemet.
Bränslefiltret
Bränslefiltret avlägsnar smuts, partiklar och vatten ur bränslet. Ett igensatt filter kan orsaka effektförlust, ojämn gång eller startproblem.
Insprutningspumpen
Insprutningspumpen bygger upp ett mycket högt tryck som krävs för att bränslet ska kunna finfördelas när det sprutas in i cylindrarna.
I äldre dieselmotorer reglerade insprutningspumpen både bränsletryck och bränslemängd. I moderna system har denna funktion i stor utsträckning övertagits av elektroniskt styrda common rail-system.
Regulator
Regulatorn styr bränslemängden beroende på motorbelastning och varvtal. Syftet är att förhindra övervarvning och säkerställa jämn motorgång.
Rökbegränsare
Rökbegränsaren begränsar bränslemängden när motorn arbetar vid låga varvtal eller höga belastningar. Detta minskar mängden svart rök och förbättrar förbränningen.
Tryckrör
Bränslet leds från insprutningspumpen till spridarna genom högtrycksledningar som kallas tryckrör.
Insprutaren
Insprutaren finfördelar dieseln till en mycket fin dimma inne i förbränningsrummet. Ju bättre finfördelning, desto effektivare blir förbränningen.
Common Rail-system
Common Rail är idag det vanligaste insprutningssystemet i moderna dieselmotorer.
Bränslet lagras under mycket högt tryck i en gemensam bränsleskena (rail). Därifrån fördelas det till samtliga insprutare.
Fördelarna är:
- Lägre bränsleförbrukning
- Mjukare motorgång
- Lägre utsläpp
- Bättre kallstarter
- Högre effekt
Elektroniskt styrda bränslesystem
I moderna motorer används elektronisk styrning för att exakt reglera insprutningstidpunkt och bränslemängd.
Systemet samlar information från olika givare såsom:
- Gaspedalens läge
- Motorvarvtal
- Temperaturgivare
- Laddtrycksgivare
- Hastighetsgivare
Datorn beräknar därefter optimal bränslemängd för varje arbetssituation.
EDC (Electronic Diesel Control)
EDC är ett elektroniskt styrsystem som övervakar motorn och optimerar förbränningen. Systemet ger:
- Högre verkningsgrad
- Lägre utsläpp
- Bättre bränsleekonomi
- Jämnare motorgång
Luftsystemet
Luftens väg genom motorn
För att diesel ska kunna förbrännas krävs stora mängder syre. Luften passerar normalt:
- Luftintag
- Luftfilter
- Turbokompressor
- Laddluftkylare (intercooler)
- Insugningsrör
- Cylindrar
Efter förbränningen leds avgaserna genom avgassystemet och driver samtidigt turbon.
Luftfilter
Luftfiltret renar insugsluften från damm och smuts. Om filtret blir igensatt kan motorn få sämre effekt och högre bränsleförbrukning.
Vanliga tecken på igensatt luftfilter är:
- Ökad bränsleförbrukning
- Effektförlust
- Svart rök från avgassystemet
Turbo och laddluftkylare
Turbon använder energin i avgaserna för att komprimera insugsluften.
När mer luft pressas in i cylindrarna kan mer bränsle förbrännas vilket ökar motorns effekt.
Fördelar med turbo:
- Högre effekt
- Lägre bränsleförbrukning
- Bättre verkningsgrad
- Lägre utsläpp
Smörjning av turbon
Turbon smörjs av motorns ordinarie smörjsystem. Eftersom turbon kan rotera med mycket höga varvtal är korrekt smörjning avgörande.
Efter hård belastning bör motorn få gå på tomgång en kort stund innan den stängs av så att turbon hinner kylas och smörjas.
Laddluftkylare (Intercooler)
När luften komprimeras av turbon blir den varm. Den varma luften kyls i laddluftkylaren innan den når cylindrarna.
Kall luft innehåller mer syre än varm luft, vilket förbättrar förbränningen och ökar motorns effekt.
Kallstartssystem
Startelement (förvärmning)
Många dieselmotorer har ett startelement som värmer upp insugsluften vid kall väderlek.
Fördelar:
- Lättare start
- Mindre utsläpp
- Lägre bränsleförbrukning vid kallstart
Luftning av bränslesystemet
Om bränslesystemet får in luft, exempelvis efter bränslestopp eller filterbyte, måste systemet luftas innan motorn kan starta normalt.
På moderna fordon sker luftningen ofta automatiskt, men vissa system kräver manuell luftning enligt tillverkarens instruktioner.
Avgasreglering
AT-regulator
AT-regulatorn används för att öka motortemperaturen vid kall drift och förbättra förbränningen. Den kan även fungera som avgasbroms.
Vitrökbegränsare
Vitrökbegränsaren hjälper motorn att nå arbetstemperatur snabbare och minskar utsläppen under uppvärmningsfasen.
Onormal avgasrök
Svart rök
Tyder ofta på för mycket bränsle eller för lite luft.
- Igensatt luftfilter
- Fel på turbo
- Felaktig insprutning
- Defekta spridare
Vit rök
Tyder ofta på kall motor eller ofullständig förbränning.
- Låg kompression
- Felaktiga spridare
- Kall motor
Blå rök
Tyder vanligtvis på att motorolja förbränns.
- Slitna kolvringar
- Turbofel
- Ventiltätningar som läcker
Daglig kontroll av dieselmotorn
Föraren bör regelbundet:
- Kontrollera motoroljan.
- Kontrollera kylvätskenivån.
- Kontrollera att inga läckage finns.
- Kontrollera luftfilterindikatorer.
- Byta bränslefilter enligt serviceplan.
- Hålla tank och påfyllningsområde rena.