artikel

FOTOREPORTAGE | Testen en reviseren van common-rail injectoren

Materieel

FOTOREPORTAGE | Testen en reviseren van common-rail injectoren

Hij doet zijn werk onder hoge druk, met extreem kleine toleranties en levert grote prestaties als het gaat om brandstofbesparing en minder uitstoot van schadelijke stoffen; de moderne common-rail-dieselinjector. Totdat… een zandkorrel of andere vervuiling door de kleine kanaaltjes raast. Dan is het zomaar voorbij met het rendement. Diesel Büchli test injectoren met de modernste apparatuur en reviseert ze volgens de normen van toonaangevende fabrikanten zoals Bosch. Een héél precies klusje.

Bij Diesel Büchli in Harderwijk testen de specialisten dagelijks vele tientallen verstuivers oftewel injectoren behorend bij common-rail systemen. Een enkele keer omdat de motor gereviseerd wordt en het zekere voor het onzekere wordt genomen, maar in de meeste gevallen omdat het motormanagement of de diagnose-apparatuur een storing geeft.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Directeur Hans Gerrits van Diesel Büchli: ‘Als de klant al lang en breed is geholpen met een of meerdere ruil-injectoren, is op de achtergrond het revisieproces continu draaiend. Loopt de voorraad tegen een minimum aan, dan rolt er productieorder uit de printer die samen met de bijbehorende defecte units in de werkbuffer wordt geplaatst. Zo wordt elke dag de voorraad aangevuld en up-to-date gehouden.’

‘In het verleden merkte je gelijk als een injector een probleem had’, vertelt Büchli-directeur Hans Gerrits. ‘Dan werd de trekkracht minder of kwam er zwarte rook uit de uitlaat. Met de common-rail techniek die we in moderne machines zien, EGR-kleppen en roetfilters gaat het heel lang goed. Ogenschijnlijk. De injector doet het dan al een tijdje slechter, maar het systeem compenseert en stuurt bij zodat het geheel weer klopt. Net zolang tot de emissiewaarden niet meer worden gehaald. Dan gaat hij in storing en krijgen wij de injectoren toegestuurd.’

Zie ook de uitgebreide fotoreportage onder aan dit artikel.

Fabriekswaarden injectoren leidend

Büchli: specialist in dieseltechniek

Diesel Büchli werd in 1971 opgericht door de Groninger Wim Büchli en specialiseerde zich vanaf dag één in dieseltechniek. Dat de oprichter koos voor Harderwijk als vestigingsplaats, had alles te maken met de drooglegging van de IJsselmeerpolders. Daar vestigden zich veel mensen en (landbouw)bedrijven, waarmee een interessante revisiemarkt ontstond.

Anno 2019 is een private investeerder eigenaar van Diesel Büchli en telt het bedrijf zo’n veertig medewerkers. Corebusiness is het testen en reviseren van dieselpompen en injectoren en het reinigen en leveren van roetfiltersystemen van auto’s, vrachtwagen, scheepsmotoren, industriële machines en bouwmaterieel. Daarnaast is het verlenen van service en diagnose een belangrijke meerwaarde.

Zo’n 70 procent van de klanten komt uit de Benelux, de rest uit andere landen in de wereld. Diesel Büchli heeft ook een vestiging in Antwerpen.

Bij het testen van de injectoren meten de experts van Büchli de opbrengst van de injectoren  stationair, in deel- en vollast en bepalen ze ook de retouropbrengst. Als referentie gelden de waarden die de fabrikanten afgeven. Hans Gerrits vertelt dat het percentage afkeur ongeveer 50 procent is. ‘Deze injectoren moeten worden vervangen door andere. De goedgekeurde injectoren kunnen probleemloos de motor weer in.’

Verontreinigingen vaak de oorzaak van de problemen

Het is volgens Gerrits een misvatting dat oudere injectoren per definitie niet goed meer zijn. ‘We krijgen hier injectoren met 8.000 uur ervaring op de testbank, die nog prima binnen de fabriekswaarden vallen. Veel vaker dan de leeftijd zijn verontreinigingen de oorzaak van de problemen. Denk dan vooral aan vervuiling van de brandstof; zand of andere rommel in de tank doordat de vulopening niet goed is schoongemaakt. Verder zien we ook regelmatig problemen doordat verkeerde – lees te grove – brandstoffilters zijn gemonteerd of de filters veel te laat worden vervangen. Verder is slijpsel als gevolg van een brandstofpomp die langzaam wordt opgevreten ook een bekende oorzaak van problemen. Waar injectoren, maar ook pompen ten slotte ook slecht tegen kunnen, is bacteriegroei die verstoppingen veroorzaakt. Bacteriegroei zie je altijd in combinatie met water.’

Ruim 10.000 brandstofpompen en injectoren op voorraad

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Diesel Büchli heeft duizenden injectoren op voorraad liggen. Wanneer een injector kapot is, kan direct uit deze voorraad worden geput en wordt de kapotte injector ingenomen, gereviseerd en vervolgens weer als ruilunit aan de voorraad toegevoegd.

Het testen van injectoren kan bij Büchli à la minute gebeuren. Met maar liefst zestien testbanken heeft het bedrijf een enorme capaciteit in huis. ‘Moeten injectoren vervangen worden, dan komt er meer bij kijken en die tijd heeft de klant vaak niet. Daarom produceren we sets ruilinjectoren in het voren’, vertelt Hans Gerrits. ‘We hebben hier ruim 10.000 brandstofpompen en injectoren op voorraad liggen. 99,9 Procent van de injectoren kunnen we gelijk uitleveren. Ze zijn nieuw of gereviseerd en daarmee zo goed als nieuw. De defecte injectoren nemen we vervolgens in en pakken we later weer aan. Omdat we dat op grote schaal en seriematig doen, spreken we steeds vaker over herproduceren in plaats van reviseren.’ Het ruilsysteem maakt dat de stilstand absoluut minimaal is en het rendement van machines niet onder druk komt te staan.

Prijsverschil tussen nieuwe en gereviseerde injectoren?

Dan de kosten. Wat is het prijsverschil tussen een nieuwe en gereviseerde injectoren? Hans Gerrits stelt dat een ruilinjector 10 tot 50 procent goedkoper is. ‘Het prijsvoordeel hangt sterk af van de soort injector, de markt en de kosten van onderdelen. Daarnaast zijn er ook injectoren die niet vrijgegeven zijn voor revisie. Piëzo-injectoren van Bosch bijvoorbeeld kunnen we niet reviseren, omdat Bosch de waarden niet afgeeft en geen onderdelen hiervoor levert. Door dan een goede inkoop te hebben, kunnen we de klant ook daar een passende oplossing bieden.’

Common-rail injector: hoogstaande techniek

Diesel Buchli injectorenModerne motoren zijn uitgerust met een common-rail brandstofsysteem. Het systeem bestaat uit een hogedrukpomp, een centrale buis (de ‘rail’), een elektronische regeleenheid en een aantal injectoren oftewel verstuivers.

Het grote verschil met een conventioneel diesel-inspuitsysteem is dat bij een common–rail systeem de drukopbouw en de inspuiting gescheiden zijn. Er is door de hogedrukpomp altijd brandstof op de vereiste druk beschikbaar (tot wel 2.000 bar), die via de centrale buis wordt verdeeld richting de injectoren.

De injector is een ingewikkeld stukje techniek dat bestaat uit een reeks grotere en heel kleine onderdelen. Bovenop de injector bevindt zich een elektromagneet, die wordt aangestuurd door een elektronische regeleenheid. Zodra het regelsysteem stroom richting de elektromagneet stuurt, wordt de brandstofdrukbalans veranderd. Daardoor wordt de injectornaald geopend en een kleine hoeveelheid diesel door de injector gejaagd. Naast de injector met een elektromagneet zijn er ook injectoren met een piëzo-actuator.

Grote plus van een common-rail boven een traditioneel systeem is dat met common-rail de inspuithoeveeheid, het inspuitverloop en het inspuitmoment precies kan worden geregeld. Ook kan er veel gemakkelijker gekozen worden voor meerdere inspuitingen per cyclus. Een getrapte hoofdinspuiting, maar ook voor- en na-inspuitingen. Alles afhankelijk van de situatie en in een zeer korte tijd. Hierdoor verloopt de verbranding beter.

 

Hieronder begint de fotoreportage waarin we stap voor stap uitleggen hoe de revisie van een hydrauliekcilinder in zijn werk gaat. Onder elke foto staat steeds een toelichting.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Elke common-rail injector wordt uitgebreid getest. Belangrijk is dat de specialist weet wat de klacht is. Gemeten worden onder andere de dichtheid van de brandstof, de opbrengst bij stationair draaien, de deellast, vol vermogen en voor- en na-inspuiting. Ongeveer de helft van alle geteste injectoren komt niet door de test. Overigens mankeert ook ruim 15 procent van de aangeboden sets injectoren niets. Daarmee is de verdenking weggenomen en onnodige vervanging voorkomen.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Technisch gezien kan elke injector gereviseerd worden, soms is er echter veel schade door de demontage of ligt de injector helemaal in stukken. De te reviseren injectoren worden in het computersysteem ingevoerd, ingepland en vervolgens met een productieorderbon in een bakje gelegd. De klant hoeft echter niet te wachten totdat dat gereed is; Büchli heeft duizenden injectoren op voorraad liggen. De ‘oude’ injectoren worden na revisie aan de voorraad toegevoegd.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Stap 1 van de revisie is het uitwendig reinigen van de injectoren. Schoon werken begint aan de buitenkant en brengt bovendien optische beschadigingen aan het licht. Het reinigen gebeurt middels natzandstralen. Om te voorkomen dat er zand of andere verontreinigingen in de injector komen, worden alle openingen netjes afgedopt.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

De demontage van de injector gebeurt in een gecertificeerde cleanroom. Overdruk en een luchtreinigingssysteem zorgen ervoor dat vuil en stof buiten de deur blijven en er heel schoon kan worden gewerkt. Op een speciale werkbank die voor elke injector passend kan worden gemaakt, wordt de injector gedemonteerd. Vaak zitten de verschillende onderdelen erg vast, waardoor flink wat spierkracht nodig is.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

De injector wordt met behulp van speciale gereedschappen volledig uit elkaar gehaald. De afzonderlijke onderdelen worden stuk voor stuk visueel gecontroleerd op slijtage en beschadigingen. Daarnaast wordt er tot op de duizendste van een millimeter gemeten. De verschillende onderdelen – zoals hier de elektromagnetische klep – gaan vervolgens in gazen mandjes.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Kleinste onderdeel van de injector is een kogeltje van nog geen anderhalve millimeter doorsnede. Met een pincet wordt het uit de injector gehaald en samen met de andere kleinste onderdelen in een soort theezeefje gelegd. Na sluiting van het zeefje kunnen de onderdeeltjes er niet meer uit en wordt voorkomen dat ze verloren gaan. Bovendien worden alle onderdelen per injector bij elkaar gehouden.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Om de verschillende onderdelen perfect schoon en weer als nieuw te krijgen, gaan ze een kwartier lang in een ultrasoon bad. Zelfs vuil dat zich in de minuscuul kleine kanaaltjes van de injectorbody bevindt, wordt zo losgetrild. De intensieve reiniging zorgt er ook voor dat de verschillende contactoppervlakken weer spiegelglad zijn en absoluut naadloos op elkaar passen. Dat is essentieel omdat bij een druk van zo’n 2.000 bar geen rubberen afdichtringetje blijft zitten.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Links de injectorbody vóór de ultrasone reinigingsbeurt, rechts de body erna. Om al het resterende vuil en de eventuele reinigingsvloeistof uit de kanaaltjes te krijgen, wordt de body met perslucht doorgespoten. Daarna gaan de onderdelen nog even in een bad met speciale olie om te voorkomen dat in de kanaaltjes of elders roestvorming ontstaat.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Niet alle onderdelen van de injector worden opnieuw gebruikt. Ringetjes bijvoorbeeld worden vervangen door nieuwe. Ook de nozzlesets worden gemonteerd. De specialisten van Büchli gebruiken uitsluitend originele merkonderdelen om de klant de garantie te bieden dat de injector na revisie zo goed als nieuw is en net zo lang mee zal gaan als een nieuw exemplaar.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Dagelijks de- en monteren de specialisten van Diesel Büchli vele tientallen injectoren van tal van merken. Het is inmiddels zo’n routine, dat ze precies weten welk onderdeel waar moet en hoe het precies moet worden geplaatst. Ook aanhaalmomenten en draaihoeken zijn gesneden koek voor de specialisten.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Met een microscoop wordt gecontroleerd of de zitting van de stift – waar het kogeltje in valt – onbeschadigd is. Zelfs het kleinste krasje veroorzaakt door een minuscuul zandkorreltje kan voor een verstoring zorgen en resulteren in ‘lekkage’ als de klep gesloten is. Vindt de specialist een beschadiging, dan wordt altijd een nieuwe stift in de injector geplaatst. Opnieuw polijsten van de zitting is geen optie, omdat de passing dan niet perfect meer is.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Laatste stap in het montageproces is het plaatsen van de nozzleset. Dit gebeurt met een momentsleutel met draaihoek. De rekdop wordt eerst met moment aangetrokken, vervolgens weer losgedraaid en met een lager moment voorgespannen. Ten slotte met een slag van 45 graden vastgezet. Daarbij moet dan onder een maximumkoppel gebleven worden. Voordeel van deze werkwijze is dat de verbinding tussen injector en nozzle 100 procent gecontroleerd op spanning staat.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Nog een ander secuur werkje is het afstellen van de slag van de stift, dit is de maximale vrije ruimte tussen het kogeltje en de zitting van de stift. De injector wordt op een speciaal apparaat aangesloten, die de slag meet nadat er stroom op de spoel is gezet. Bij deze injector moet de slag volgens opgave van de fabrikant 0,047 mm zijn. Een kleine afwijking binnen tolerantie mag.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Is de slag te groot of te klein, dan moet één van de stelplaatjes of ringetjes in de injector worden vervangen door een dikker of dunner exemplaar. De specialist heeft hiervoor een enorm assortiment tot zijn beschikking in honderden verschillende diktes. Het ringetje dat uit de injector komt, wordt opgemeten en vervolgens weer aan de voorraad toegevoegd.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Na het hele proces wordt de injector getest op één van de zestien testbanken. Deze testbank biedt ruimte aan vier injectoren die tot een druk van liefst 2.000 bar kunnen worden belast. De gemeten waarden worden langs de waarden van de fabrikant gelegd, zodat Büchli de garantie kan geven dat de injectoren net zo goed als nieuw zijn.

Testen en reviseren van common-rail injectoren

Laatste stap in het revisieproces is de injector voorzien van een brandplaatje en het afdoppen van de openingen van de injector zodat er geen vuil in kan komen. Vervolgens worden de injectoren per stuk luchtdicht verpakt. Daarna wordt de injector aan de ruilvoorraad toegevoegd en is de cirkel weer rond.

Bekijk ook deze artikelen uit onze serie Specialistenwerk:

Reageer op dit artikel