Caracteristicile dispozitivului și avantajele sistemului de alimentare Common Rail

În mașinile moderne se folosesc sisteme de injecție a combustibilului. Dacă mai devreme o astfel de modificare se făcea doar în motoarele diesel, astăzi multe motoare pe benzină primesc unul dintre tipurile de injecție. Acestea sunt descrise în detaliu în o altă recenzie.

Acum ne vom concentra asupra dezvoltării, care a fost numită Common Rail. Să vedem cum a apărut, care este particularitatea sa, precum și care sunt avantajele și dezavantajele sale.

Ce este sistemul de combustibil Common Rail

Dicționarul traduce conceptul de Common Rail ca „sistem de combustibil acumulator”. Particularitatea sa este că o parte din motorina este preluată dintr-un rezervor în care combustibilul este sub presiune ridicată. Rampa este situată între pompa de injecție și injectoare. Injecția se efectuează prin deschiderea supapei de către injector și combustibilul sub presiune este eliberat în cilindru.

Acest tip de sistem de alimentare cu combustibil este cel mai recent pas în evoluția motorizărilor diesel. Comparativ cu omologul pe benzină, motorina este mai economică, deoarece combustibilul este injectat direct în cilindru și nu în galeria de admisie. Și cu această modificare, eficiența unității de putere crește semnificativ.

Injecția de combustibil Common Rail a îmbunătățit eficiența vehiculului cu 15%, în funcție de setările modului de funcționare al motorului cu ardere internă. În acest caz, de obicei un efect secundar al economiei motorului este o scădere a performanței acestuia, dar în acest caz, puterea unității, dimpotrivă, crește.

Motivul pentru aceasta constă în calitatea distribuției combustibilului în cilindru. Toată lumea știe că eficiența unui motor depinde în mod direct nu atât de cantitatea de combustibil primit, cât de calitatea amestecării acestuia cu aerul. Deoarece în timpul funcționării motorului, procesul de injecție are loc în câteva fracțiuni de secundă, este necesar ca combustibilul să se amestece cu aerul cât mai repede posibil.

Atomizarea combustibilului este utilizată pentru a accelera acest proces. Deoarece conducta din spatele pompei de combustibil are o presiune ridicată, motorina este pulverizată prin duze mai eficient. Arderea amestecului aer-combustibil are loc cu o eficiență mai mare, din care motorul demonstrează o creștere a randamentului de mai multe ori.

Poveste

Introducerea acestei dezvoltări a fost înăsprirea standardelor de mediu pentru producătorii de automobile. Cu toate acestea, ideea fundamentală a apărut la sfârșitul anilor 60 ai secolului trecut. Prototipul său a fost dezvoltat de inginerul elvețian Robert Huber.

Puțin mai târziu, această idee a fost finalizată de către un angajat al Institutului Federal Elvețian de Tehnologie, Marco Ganser. Această dezvoltare a fost utilizată de angajații Denzo și a creat un sistem feroviar de combustibil. Noutatea a primit denumirea simplă Common Rail. În ultimii ani ai anilor 1990, dezvoltarea a apărut în vehiculele comerciale pe motoarele EDC-U2. Camioanele Hino (modelul Rising Ranger) au primit acest sistem de alimentare.

În anul 95, această dezvoltare a devenit disponibilă și altor producători. Inginerii fiecărei mărci au modificat sistemul și l-au adaptat la caracteristicile propriilor produse. Cu toate acestea, Denzo se consideră un pionier în utilizarea acestei injecții pe mașini.

Această opinie este contestată de un alt brand, FIAT, care a brevetat un prototip de motor diesel cu injecție directă (modelul Chroma TDid) în 1987. În același an, angajații concernului italian au început să lucreze la crearea injecției electronice, care are un principiu similar de lucru cu o cale ferată comună. Adevărat, sistemul a fost numit UNIJET 1900cc.

Varianta modernă de injecție funcționează pe același principiu ca și designul original, indiferent de cine este considerat a fi inventatorul său.

desen

Luați în considerare dispozitivul acestei modificări a sistemului de alimentare cu combustibil. Circuitul de înaltă presiune constă din următoarele elemente:

• O linie capabilă să reziste la presiuni ridicate, de multe ori raportul de compresie al motorului. Este realizat sub formă de tuburi dintr-o singură bucată la care sunt conectate toate elementele circuitului.
• Pompa de injecție este o pompă care creează presiunea necesară în sistem (în funcție de modul de funcționare al motorului, acest indicator poate depăși 200 MPa). Acest mecanism are o structură complexă. În designul său modern, munca sa se bazează pe o pereche de piston. Este descris în detaliu în o altă recenzie... De asemenea, sunt descrise dispozitivul și principiul de funcționare al pompei de combustibil separat.
• O șină de combustibil (șină sau baterie) este un rezervor mic cu pereți groși în care se acumulează combustibil. Duzele cu pulverizatoare și alte echipamente sunt conectate la acesta utilizând conducte de combustibil. O funcție suplimentară a rampei este de a amortiza fluctuațiile combustibilului care apar în timpul funcționării pompei.
• Senzor de presiune combustibil și regulator. Aceste elemente vă permit să controlați și să mențineți presiunea dorită în sistem. Deoarece pompa funcționează constant în timp ce motorul funcționează, pompează în mod constant combustibil diesel în linie. Pentru a preveni explozia, regulatorul descarcă excesul de mediu de lucru în linia de retur, care este conectată la rezervor. Pentru detalii despre modul în care funcționează regulatorul de presiune, consultați aici.
• Injectoarele furnizează porțiunea necesară de combustibil către cilindrii unității. Dezvoltatorii de motoare diesel au decis să plaseze aceste elemente direct în chiulasă. Această abordare constructivă a permis abordarea simultană a mai multor probleme complexe. În primul rând, minimizează pierderile de combustibil: în colectorul de admisie al sistemului de injecție multipunct, o mică parte din combustibil rămâne pe pereții colectorului. În al doilea rând, un motor diesel nu se aprinde de la o bujie incandescentă și nu de la o scânteie, ca la un motor pe benzină - numărul său octanic nu permite utilizarea unei astfel de aprinderi (care este numărul octanic, citiți aici). Pistonul comprimă puternic aerul atunci când se execută cursa de compresie (ambele supape sunt închise), determinând creșterea temperaturii mediului la câteva sute de grade. De îndată ce duza atomizează combustibilul, acesta se aprinde spontan de la temperatura ridicată. Deoarece acest proces necesită o precizie perfectă, dispozitivele sunt echipate cu electrovalve. Acestea sunt declanșate de un semnal de la ECU.
• Senzorii monitorizează funcționarea sistemului și trimit semnale adecvate către unitatea de control.
• Elementul central în Common Rail este ECU, care este sincronizat cu creierul întregului sistem de la bord. În unele modele de mașini, este integrat în unitatea principală de control. Electronica poate înregistra nu numai performanța motorului, ci și alte componente ale mașinii, datorită cărora cantitatea de aer și combustibil, precum și momentul pulverizării, sunt calculate mai precis. Electronica este programată din fabrică. De îndată ce ECU primește informațiile necesare de la senzori, algoritmul specificat este activat și toți actuatorii primesc comanda corespunzătoare.
• Orice sistem de alimentare are un filtru în linie. Este instalat în fața pompei de combustibil.

Un motor diesel echipat cu acest tip de sistem de alimentare funcționează conform unui principiu special. În versiunea clasică, se injectează întreaga porțiune de combustibil. Prezența unui acumulator de combustibil face posibilă distribuirea unei porțiuni în mai multe părți în timp ce motorul efectuează un ciclu. Această tehnică se numește injecție multiplă.

Esența sa se reduce la faptul că, înainte de a fi alimentată cantitatea principală de motorină, se face o injecție preliminară, care încălzește încăperea de lucru și mai mult și crește, de asemenea, presiunea în ea. Când restul de combustibil este pulverizat, acesta se aprinde mai eficient, oferind ICE common rail un cuplu ridicat chiar și atunci când turația motorului este mică.

În funcție de modul de funcționare, o parte din combustibil va fi furnizată o dată sau de două ori. Când motorul este la ralanti, cilindrul este încălzit printr-o pre-injecție dublă. Când sarcina crește, se efectuează o pre-injecție, care lasă mai mult combustibil pentru ciclul principal. Când motorul funcționează la sarcină maximă, nu se efectuează nicio pre-injecție, dar se folosește întreaga sarcină de combustibil.

perspectivele

Este demn de remarcat faptul că acest sistem de alimentare cu combustibil a fost îmbunătățit odată cu creșterea compresiei unităților de putere. Astăzi, proprietarilor de mașini li se oferă a 4-a generație Common Rail. În acesta, combustibilul este sub o presiune de 220 MPa. Această modificare a fost instalată pe mașini din 2009.

Ultimele trei generații au avut următorii parametri de presiune:

1. Din 1999, presiunea pe șină a fost de 140 MPa;
2. În 2001, această cifră a crescut cu 20MPa;
3. 4 ani mai târziu (2005), mașinile au început să fie echipate cu a treia generație de sisteme de alimentare, care erau capabile să creeze o presiune de 180 MPa.

Creșterea presiunii în linie permite injectarea unui volum mai mare de motorină în aceeași perioadă de timp ca în evoluțiile anterioare. În consecință, acest lucru mărește lăcomia mașinii, dar creșterea puterii este considerabil crescută. Din acest motiv, unele modele restilizate primesc un motor identic cu precedentul, dar cu parametri crescuți (cum este descris diferențierea restilizării de modelul de generație următoare separat).

Îmbunătățirea eficienței acestei modificări se realizează datorită electronicii mai precise. Această stare de fapt ne permite să concluzionăm că a patra generație nu este încă culmea perfecțiunii. Cu toate acestea, creșterea eficienței sistemelor de combustibil este provocată nu numai de dorința producătorilor de automobile de a satisface nevoile șoferilor economici, ci în primul rând prin ridicarea standardelor de mediu. Această modificare oferă o combustie mai bună a motorului diesel, datorită căreia mașina este capabilă să treacă controlul calității înainte de a părăsi linia de asamblare.

Avantaje și dezavantaje ale căilor ferate comune

Modificarea modernă a acestui sistem a făcut posibilă creșterea puterii unității prin pulverizarea mai multor combustibili. Întrucât producătorii auto moderni instalează un număr mare de tot felul de senzori, electronica a început să determine mai exact cantitatea de combustibil diesel necesară pentru funcționarea motorului cu ardere internă într-un mod specific.

Acesta este principalul avantaj al șinei comune față de modificările clasice ale vehiculului cu injectoare unitare. Un alt plus în favoarea unei soluții inovatoare este că este mai ușor de reparat, deoarece are un dispozitiv mai simplu.

Dezavantajele includ costul ridicat al instalării. De asemenea, necesită combustibil de calitate superioară. Un alt dezavantaj este că injectoarele au un design mai complex, prin urmare au o durată de viață mai scurtă. Dacă vreuna dintre ele nu reușește, supapa din ea va fi deschisă în mod constant, ceea ce va sparge etanșeitatea circuitului și sistemul se va opri.

Pentru mai multe detalii despre dispozitiv și diferite versiuni ale circuitului de combustibil de înaltă presiune, consultați următorul videoclip:

Principiul de funcționare a componentelor circuitului de combustibil common rail. Partea 2

Întrebări și răspunsuri:

Care este presiunea asupra Common Rail? În șina de combustibil (tubul acumulatorului), combustibilul este furnizat sub presiune joasă (de la vid la 6 atm.) Iar în al doilea circuit la presiune înaltă (1350-2500 bar.)

Care este diferența dintre Common Rail și pompa de combustibil? În sistemele de combustibil cu o pompă de înaltă presiune, pompa distribuie imediat combustibilul către injectoare. În sistemul Common Rail, combustibilul este pompat într-un acumulator (tub) și de acolo este distribuit la injectoare.

Cine a inventat Common Rail? Un prototip de sistem de combustibil common rail a apărut la sfârșitul anilor 1960. A fost dezvoltat de elvețianul Robert Huber. Ulterior, tehnologia a fost dezvoltată de Marco Ganser.