Система впрыска коммон рейл, Common Rail – что это? Особенности, принцип работы и преимущества
Ещё более совершенный механический расходомер - в третьей системе- L-Jetronic. Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы дизельного двигателя. Насос накачивает топливную жидкость в топливную рампу. Оформить заказ Продолжить покупки.
На каждой форсунке устанавливается отдельный электромагнитный клапан или соленоид, управляющий ее работой, что является еще одной важной отличительной особенностью системы. Наличие в системе ЭБУ позволяет с высоким уровнем точности управлять как параметрами давления топлива, так и количеством сжигаемого горючего. Следствием этого выступает максимальная отдача при сгорании топлива, которая сопровождается уменьшением его расхода при одновременном увеличении КПД дизельного двигателя.
В качестве приятного и полезного бонуса происходит сокращение токсичности выхлопа. Популярность и широкое распространение Common Rail объясняется очевидными преимуществами системы перед любыми альтернативными вариантами. Большая часть достоинств уже была озвучена выше, однако, для большей наглядности целесообразно еще раз обратить на них внимание.
Итак, наиболее важными плюсами рассматриваемой системы выступают:.
Сочетание настолько впечатляющих характеристик выступает лучшим и весьма наглядным объяснением того, что практически все дизельные двигатели оснащаются сегодня Common Rail. Более того, возможности технологии далеко не исчерпаны, что позволяет надеяться на дальнейшее совершенствование системы. Открыть навигацию. Главная Блог Common Rail — что это? Common Rail — что это? Определение Common Rail представляет собой систему впрыска топлива для дизельного двигателя. Конструктивные особенности Устройство Common Rail в значительной степени напоминает систему подачи топлива в инжекторных бензиновых двигателях.
Контур низкого давления практически не отличается от обычных системы и состоит из стандартного набора частей, включающего: топливный бак; топливный фильтр; подкачивающий насос; комплект соединительных трубопроводов. Топливная магистраль соединяется топливопроводами с форсунками. В каждую форсунку встроен управляющий клапан — электромагнитный или пьезоэлектрический.
По команде от блока управления клапан открывается, впрыскивая необходимую порцию топлива в цилиндр. Таким образом, для удовлетворения перспективных экологических нормативов, таких как Euro-VI , Tier-IV, Euro Stage IV для тяжёлых дизелей, системы common rail были признаны наиболее подходящими для дизелей всех классов. На данный момент [ когда? Таким образом, сегодня практически каждый производитель двигателей всех классов: от малых легковых и до крупных судовых, освоил применение аккумуляторных систем.
Среди производителей топливоподающей аппаратуры и систем common rail в частности, лидерами являются следующие компании: R. В — годах был сконструирован, а в году показан на авиашоу в Париже дизельный двигатель Коатален L. Отличием дизеля Коаталена от иных дизелей был впрыск топлива в цилиндры не гидравлическим открыванием клапана форсунки, а механическим открыванием и применением гидроаккумулятора, топливо в который нагнетается независимым от распределительной системы ТНВД.
Фактически был показан работоспособный двигатель, на котором был применён прообраз системы common rail. Такой системой впрыска топлива Луи Коатален обогнал время на 60 лет [4] [5]. Впервые система непосредственного впрыска топлива на дизельных двигателях была разработана и внедрена в году советскими инженерами при создании двигателя семейства В-2 на Харьковском паровозостроительном заводе.
Причем, изначально разрабатывалась именно аккумуляторная топливная система по схеме Коаталена так как двигатель В-2 унифицировался с авиационным АЧ , но уровень техники тех лет не позволил выйти за пределы опытных образцов и в серию двигатель пошел с классическим блочным ТНВД.
Не получил, в итоге аккумуляторную систему и АЧ Прототип системы common rail был создан в конце х годов Робертом Хубером в Швейцарии, далее технологию разрабатывал доктор Марко Гансер из Швейцарской высшей технической школы Цюриха. Разработки электронно-управляемых аккумуляторных систем питания дизельных двигателей и электро-гидравлических форсунок [6] проводились ещё в годах XX века в СССР в лаборатории автоматики и систем питания ДВС Коломенского филиала ВЗПИ под руководством профессора д.
Феликса Ильича Пинского — Коллективом сотрудников лаборатории было разработано семейство электронно-управляемых форсунок с гидравлическим запиранием и с приводом от мощных электромагнитов, ТНВД с повышенным давлением впрыска и увеличенными цикловыми подачами, а также блоки электронного управления дизельными двигателями с аккумуляторными топливными системами топливоподачи.
Первые в мире работоспособные электронно-управляемые аккумуляторные топливные системы дизелей были реализованы на дизелях Коломенского Завода и дизель-генераторах СПКБ ПО Звезда г. По результатам работ лаборатории получено несколько десятков Авторских Свидетельств СССР и Патентов, а также защищено 5 кандидатских и докторская диссертация. Отсутствие производства в СССР малогабаритных электромагнитных исполнительных устройств для форсунок не позволило применить тогда эти системы на автомобильных дизелях.
Электронно-управляемые аккумуляторные топливные системы дизелей в документах для служебного пользования фирмы R. Имеет плунжерные пары, сопоставимые с числом цилиндров. Они установлены в корпусе насоса, где также имеются каналы для подвода и отвода топливной жидкости. Движение плунжера идёт от кулачкового вала. А тот, в свою очередь, приводится в движение коленчатым валом двигателя. Плунжеры константно прижимаются к кулачкам с помощью пружин.
Таким образом, при вращении кулачкового вала кулачок непосредственно набегает на толкатель плунжера. А плунжер двигается вверх по втулке, при этом последовательно одно за другим закрываются выпускное и впускное отверстие. Создается р, при котором открывается нагнетательный клапан, и топливная жидкость по топливопроводу перетекает к соответствующей форсунке. Схема рядного топливного насоса высокого р приведена сбоку. Регулировка количества подаваемой топливной жидкости и момента начала его подачи может осуществляться как механическим путем, так и с помощью электроники.
Механическое регулирование происходит за счёт поворота плунжера во втулке. Для выполнения этого действия на плунжере предусмотрена шестерня, тесно соединённая с зубчатой рейкой, которая связана с педалью газа.
Верхняя часть плунжера имеет наклонную поверхность, исходя из этого, при повороте отсечка топливной жидкости и, соответственно, его количество будут меняться.
Изменение времени начала подачи топливной жидкости необходимо при изменении частоты вращения коленчатого вала. Механическая регулировка момента подачи топливной жидкости происходит с помощью центробежной муфты, которая располагается на кулачковом валу. Внутри неё находятся небольшие грузы, которые при начавшемся увеличении оборотов двигателя расходятся в стороны под действием центробежных сил и тем самым поворачивают кулачковый вал относительно привода.
При увеличении количества оборотов двигателя обеспечивается раннее впрыскивание топливной жидкости, при уменьшении — позднее.
Конструкция рядных топливных насосов высокого р обеспечивает достойную надежность. Насосы смазывают ещё в заводских условиях моторным маслом с-мы смазки двигателя, в результате чего они могут работать на топливе достаточно низкого качества.
Рядные топливные насосы высокого р применяются в двигателях средних и тяжелых грузовых автомобилей с раздельно расположенными камерами сгорания и с непосредственным впрыском. В легковых дизелях эта разновидность насосов применялась до г. В отличие от рядных насосов, они имеют 1 или 2 плунжера, обслуживающих все цилиндры, имеющиеся в двигателе. Распределительные насосы обладают существенно меньшей массой и габаритными параметрами, и обеспечивают большую равномерность подачи топливной жидкости.
С другой стороны, их отличает низкая долговечность работы сопряженных деталей. Все вышеизложенное и определяет область применения данных насосов — почти всегда на двигателях легковых автомобилей. Основная конструкция распределительных топливных насосов высокого р может иметь различный привод плунжера:. В плане эксплуатации предпочтение стоит отдать первым двум типам , так как в них нет силовых нагрузок, создаваемых давлением топливной жидкости на узлы приводного вала и в пезультате повышается долговечность.
Схема распределительного топливного насоса высокого р приведена выше.
Основным элементом распределительного топливного насоса высокого р с торцевым кулачковым приводом плунжера Bosch Бош VE является плунжер-распределитель , совершающий возвратно-поступательные и вращательные движения, тем самым обеспечивая нагнетание и распределение топливной жидкости по цилиндрам. Возвратно-поступательные движения плунжера происходят при вращении кулачковой шайбы , обегающей недвижимое кольцо по роликам.
Она нажимает на плунжер, и за счет этого действия создается р топлива. К исходному положению плунжер возвращается с помощью пружины. Вращение плунжера происходит благодаря приводному валу.
При этом топливная жидкость распределяется по цилиндрам. Регулировка величин подачи топливной жидкости осуществляется автоматически. Используются специальные механические или электронные устройства. Механический регулятор включает центробежную муфту с грузиками, та через систему рычагов действует на дозатор, который в свою очередь изменяет величину топливоподачи.
Электронный же регулятор представляет собой электромагнитный клапан. Регулировка величин опережения впрыскивания топлива в распределительном насосе происходит путем поворота недвижимого кольца на определенный угол.
Рабочий ход распределительного насоса включает впуск топливной жидкости в надплунжерное пространство, нагнетание её и распределение в соответствующие цилиндры. Схема распределительного насоса роторного типа приведена ниже. В распределительном насосе роторного типа нагнетание и распределение топливной жидкости по цилиндрам осуществляется различными по своей функции устройствами - плунжером и распределительной головкой.
Нагнетание топливной жидкости осуществляется с помощью 2-х противолежащих плунжеров, которые расположены на распределительном валу. Плунжеры посредством роликов обегают профиль кулачковой обоймы и делают возвратно-поступательные движения. При движении плунжеров друг к другу фиксируется рост р топливной жидкости, после чего она по каналам распределительной головки , а также нагнетательным клапанам доставляется к форсункам соответствующих цилиндров.
Топливная жидкость к плунжеру либо плунжерам подается под сравнительно небольшим давлением р , которое создается топливоподкачивающим насосом. Он, в свою очередь, в распределительных насосах установлен на приводном валу в корпусе насоса. Смазка распределительного насоса высокого p производится дизтопливом, которое заполняет собой корпус насоса. Данный тип насоса используется в аккумуляторной с-ме впрыска топливной жидкости Common Rail Коммон Рэйл , где он выполняет функцию по нагнетанию топливной жидкости в топливную рампу.
Магистральные топливные насосы высокого р в итоге обеспечивают более высокое р топливной жидкости в современных системах впрыска оно равно МПА и более. С конструктивной точки зрения магистральный насос может иметь 1 один , 2 два или 3 три плунжера. Приводы плунжеров осуществляются с помощью использования кулачкового вала либо кулачковой шайбы.
Схема магистрального топливного насоса высокого р приведена выше. При вращательном движении кулачкового вала эксцентрика кулачковой шайбы под действием возвратной пружинки плунжер двигается вниз. Увеличивается объем V компрессионной камеры и уменьшается давление р в ней. Под воздействием разряжения воздуха открывается клапан впуска, и топливная жидкость поступает в камеру. При движении плунжера вверх происходит возрастание р в камере, клапан впуска закрывается.
При создании определенного р открывается клапан выпуска и топливная жидкость поступает в рампу. Управление подачей топливной жидкости производится в зависимости от потребностей двигателя и осуществляется с помощью устройства дозирования топливной жидкости.
В исходном обычном положении этот клапан открыт. Но по сигналу электронного блока управления он закрывается на определенную ширину, тем самым регулируется количество затекающей в компрессионную камеру топливной жидкости.
Форсунка иное название - инжектор , являясь элементом конструкции системы впрыскивания, предназначена для того,чтобы качественно дозировать подачу топливной жидкости, его распыление в камере сгорания коллекторе впуска и образование топливно-воздушной смеси. Форсунки используются в с-мах впрыска как бензо-, так и диздвигателей.
На современных вариантах двигателей устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыскивания.
В зависимости от того, каким способом осуществляется впрыскивание, различают нижеприведённые виды форсунок :. Устанавливается, как правило, на бензиновые двигатели, в том числе оборудованные с-мой непосредственного впрыска. Имеет достаточно простое устройство. Оно включает электромагнитный клапан с иголкой и сопло.
Работа электромагнитной форсунки осуществляется так: в соответствии с заложенным в него алгоритмом электронный блок управления точно обеспечивает подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана в нужный момент. При всём этом создается электромагнитное поле; оно, преодолевая усилия пружинки, втягивает якорь с иголкой и освобождает сопло.
В результате производится впрыск топливной жидкости. С исчезновением напряжения пружка возвращает иголку форсунки на седло. Используется на диздвигателях, в том числе, и на оборудованных системой впрыскивания Коммон Рэйл. В конструкцию электрогидравлической форсунки входит электромагнитный клапан, камера управления, впускной и сливной дроссели. Принцип работы этой форсунки основан на использовании р топлива, как при впрыскивании, так и при его прекращении.
В начальном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, иголка форсунки прижата к седлу по средствам силы давления р топливной жидкости на поршень в камере управления. Впрыскивание топливной жидкости не происходит. При этом давление р топлива на иголку, ввиду разности площадей S контакта, меньше р на поршень. По точной команде электронного блока управления запускается работа электромагнитного клапана, открывая сливной дроссель.
Топливная жидкость из камеры управления идёт через дроссель к сливной магистрали. Впускной дроссель при этом препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и в магистрали впуска. Р на поршень снижается, а р топлива на иглу не претерпевает изменений. Игла поднимается, происходит впрыск топливной жидкости. Это самое совершенное устройство, обеспечивающее впрыск топливной жидкости.
Форсунка устанавливается на диздвигателях, оборудованных с-мой впрыска Common Rail. Всё вышеперечисленное стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой.
Он основан на изменении длины пьезокристалла, которое происходит под действием напряжения.
