Funktioner ved enheden og fordelene ved Common Rail-brændstofsystemet

I moderne køretøjer anvendes brændstofindsprøjtningssystemer. Hvis tidligere en sådan ændring kun var i dieselmotorenheder, modtager i dag mange benzinmotorer en af ​​injektionstyperne. De er beskrevet detaljeret i en anden anmeldelse.

Nu vil vi fokusere på udviklingen, der fik navnet Common Rail. Lad os se, hvordan det så ud, hvad er dets ejendommelighed såvel som hvad er dets fordele og ulemper.

Hvad er Common Rail Fuel System

Ordbogen oversætter begrebet Common Rail som "akkumulatorbrændstofsystem". Dens ejendommelighed er, at en del af dieselolie hentes fra et reservoir, hvor brændstoffet er under højt tryk. Rampen er placeret mellem indsprøjtningspumpen og injektorerne. Injektionen udføres ved, at injektoren åbner ventilen, og brændstof under tryk frigives i cylinderen.

Denne type brændstofsystem er det seneste skridt i udviklingen af ​​diesel-drivlinjer. Sammenlignet med benzinmodstykket er diesel mere økonomisk, da brændstof injiceres direkte i cylinderen og ikke i indsugningsmanifolden. Og med denne ændring øges effektenhedens effektivitet betydeligt.

Common rail-brændstofindsprøjtning har forbedret køretøjets effektivitet med 15% afhængigt af indstillingerne for driften af ​​forbrændingsmotoren. I dette tilfælde er en bivirkning af motorens økonomi normalt et fald i dens ydeevne, men i dette tilfælde øges enhedens effekt tværtimod.

Årsagen til dette ligger i kvaliteten af ​​brændstoffordelingen inden i cylinderen. Alle ved, at effektiviteten af ​​en motor direkte ikke afhænger så meget af mængden af ​​indgående brændstof som af kvaliteten af ​​blandingen med luft. Da mens motoren kører, finder indsprøjtningsprocessen sted i brøkdeler af et sekund, er det nødvendigt, at brændstoffet blandes med luft så hurtigt som muligt.

Brændstofforstøvning bruges til at fremskynde denne proces. Da linjen bag brændstofpumpen har et højt tryk, sprøjtes diesel mere effektivt gennem dyserne. Forbrændingen af ​​luft-brændstofblandingen sker med større effektivitet, hvorfra motoren viser en stigning i effektivitet flere gange.

Story

Indførelsen af ​​denne udvikling var en stramning af miljøstandarderne for bilproducenter. Imidlertid dukkede den grundlæggende idé op i slutningen af ​​60'erne i sidste århundrede. Dens prototype blev udviklet af den schweiziske ingeniør Robert Huber.

Lidt senere blev denne idé færdiggjort af en medarbejder ved det schweiziske føderale institut for teknologi, Marco Ganser. Denne udvikling blev brugt af Denzo-medarbejdere og skabte et brændstofsystem med en skinne. Nyheden har modtaget det ukomplicerede navn Common Rail. I de sidste år af 1990'erne optrådte udviklingen i erhvervskøretøjer på EDC-U2-motorer. Hino-lastbiler (Rising Ranger-model) modtog dette brændstofsystem.

I det 95. år blev denne udvikling også tilgængelig for andre producenter. Ingeniørerne fra hvert mærke ændrede systemet og tilpassede det til deres egne produkters egenskaber. Imidlertid anser Denzo sig for at være en pioner inden for brugen af ​​denne indsprøjtning på biler.

Denne udtalelse bestrides af et andet mærke, FIAT, som patenterede en prototype dieselmotor med direkte indsprøjtning (Chroma TDid-model) i 1987. Samme år begyndte medarbejderne i det italienske firma at arbejde på oprettelsen af ​​elektronisk indsprøjtning, som har et lignende princip om arbejde med en fælles jernbane. Sandt nok blev systemet opkaldt UNIJET 1900cc.

Den moderne injektionsvariant fungerer på samme princip som det originale design, uanset hvem der anses for at være opfinderen.

design

Overvej indretningen til denne ændring af brændstofsystemet. Højtrykskredsløbet består af følgende elementer:

• En linje, der er i stand til at modstå høje tryk, mange gange motorens kompressionsforhold. Den er lavet i form af rør i et stykke, hvortil alle kredsløbselementer er forbundet.
• Injektionspumpe er en pumpe, der skaber det krævede tryk i systemet (afhængigt af motorens driftstilstand kan denne indikator være mere end 200 MPa). Denne mekanisme har en kompleks struktur. I sit moderne design er dets arbejde baseret på et stempelpar. Det er beskrevet detaljeret i en anden anmeldelse... Indretningen og driftsprincippet for brændstofpumpen er også beskrevet særskilt.
• Brændstofskinnen (skinne eller batteri) er et lille tykvægget reservoir, hvor brændstof akkumuleres. Injektorer med forstøvere og andet udstyr er forbundet til det ved hjælp af brændstofledninger. En yderligere funktion ved rampen er at dæmpe udsvingene i brændstoffet, der opstår under pumpens drift.
• Brændstoftrykføler og regulator. Disse elementer giver dig mulighed for at kontrollere og opretholde det ønskede tryk i systemet. Da pumpen konstant kører, mens motoren kører, pumper den konstant diesel i brændstoffet. For at forhindre, at det sprænger, dumper regulatoren det overskydende arbejdsmedium i returledningen, som er forbundet med tanken. For detaljer om, hvordan trykregulatoren fungerer, se her.
• Injektorerne leverer den nødvendige del af brændstof til enhedens cylindre. Dieselmotorudviklerne besluttede at placere disse elementer direkte i topstykket. Denne konstruktive tilgang gjorde det muligt at løse flere komplekse problemer samtidigt. For det første minimerer det brændstoftab: i indsugningsmanifolden til multipointindsprøjtningssystemet forbliver en lille del af brændstoffet på manifoldvæggene. For det andet antændes diesel ikke fra et gløderør og ikke fra en gnist, som i en benzinmotor - dets oktantal tillader ikke brugen af ​​en sådan antændelse (hvad er oktantallet, læs her). Stempelet komprimerer luften kraftigt, når kompressionsslaget udføres (begge ventiler er lukkede), hvilket får mediets temperatur til at stige til flere hundrede grader. Så snart dysen forstøver brændstoffet, antænder den spontant fra den høje temperatur. Da denne proces kræver perfekt præcision, er enhederne udstyret med magnetventiler. De udløses af et signal fra ECU'en.
• Sensorer overvåger systemets funktion og sender passende signaler til kontrolenheden.
• Det centrale element i Common Rail er ECU, som er synkroniseret med hjernen i hele det indbyggede system. I nogle bilmodeller er den integreret i hovedkontrolenheden. Elektronik kan ikke kun registrere motorens ydeevne, men også andre komponenter i bilen, som mængden af ​​luft og brændstof såvel som sprøjtningstidspunktet beregnes mere nøjagtigt. Elektronikken er fabriksprogrammeret. Så snart ECU'en modtager den nødvendige information fra sensorerne, aktiveres den specificerede algoritme, og alle aktuatorer modtager den passende kommando.
• Ethvert brændstofsystem har et filter i sin linje. Den er installeret foran brændstofpumpen.

En dieselmotor udstyret med denne type brændstofsystem fungerer efter et særligt princip. I den klassiske version indsprøjtes hele brændstofdelen. Tilstedeværelsen af ​​en brændstofakkumulator gør det muligt at fordele en del i flere dele, mens motoren udfører en cyklus. Denne teknik kaldes multiple injektioner.

Dens essens koger ned til det faktum, at inden den primære mængde diesel leveres, foretages en foreløbig indsprøjtning, som opvarmer arbejdskammeret endnu mere og også øger trykket i det. Når resten af ​​brændstoffet sprøjtes, antændes det mere effektivt, hvilket giver Common Rail ICE et højt drejningsmoment, selv når motorhastigheden er lav.

Afhængigt af driftsformen tilføres en del af brændstoffet en eller to gange. Når motoren kører på tomgang, opvarmes cylinderen ved en dobbelt forindsprøjtning. Når belastningen stiger, udføres en forindsprøjtning, som efterlader mere brændstof til hovedcyklussen. Når motoren kører med maksimal belastning, udføres der ingen forindsprøjtning, men hele brændstofbelastningen bruges.

Udsigterne

Det er værd at bemærke, at dette brændstofsystem er blevet forbedret, efterhånden som kompressionen af ​​kraftenhederne øges. I dag tilbydes bilejere 4. generation af Common Rail. I den er brændstoffet under et tryk på 220 MPa. Denne ændring er blevet installeret på biler siden 2009.

De foregående tre generationer havde følgende trykparametre:

1. Siden 1999 har skinnetrykket været 140MPa;
2. I 2001 steg dette tal med 20 MPa;
3. Fire år senere (4) begyndte biler at blive udstyret med tredje generation af brændstofsystemer, som var i stand til at skabe et tryk på 2005 MPa.

Forøgelse af trykket i ledningen muliggør indsprøjtning af et større volumen diesel i samme tidsperiode som i tidligere udviklinger. Følgelig øger dette bilens gluttony, men kraftforøgelsen øges mærkbart. Af denne grund modtager nogle omformede modeller en motor, der er identisk med den foregående, men med øgede parametre (hvordan restylingen adskiller sig fra næste generations model er beskrevet særskilt).

Forbedring af effektiviteten af ​​en sådan ændring udføres på grund af mere nøjagtig elektronik. Denne situation tillader os at konkludere, at den fjerde generation endnu ikke er toppen af ​​perfektion. Forøgelsen i brændstofsystemers effektivitet fremkaldes imidlertid ikke kun af bilproducenters ønske om at tilfredsstille økonomiske bilisters behov, men primært ved at hæve miljøstandarderne. Denne modifikation giver en bedre forbrænding af dieselmotoren, så bilen er i stand til at bestå kvalitetskontrol, inden den forlader samlebåndet.

Common rail fordele og ulemper

Den moderne ændring af dette system gjorde det muligt at øge enhedens effekt ved at sprøjte mere brændstof. Da moderne bilproducenter installerer et stort antal af alle slags sensorer, begyndte elektronikken mere nøjagtigt at bestemme den mængde diesel, der kræves for at drive forbrændingsmotoren i en bestemt tilstand.

Dette er den største fordel ved common rail i forhold til de klassiske modifikationer af køretøjer med enhedsinjektorer. Et andet plus til fordel for en innovativ løsning er, at det er lettere at reparere, da det har en enklere enhed.

Ulemperne inkluderer de høje omkostninger ved installationen. Det kræver også brændstof af højere kvalitet. En anden ulempe er, at injektorerne har et mere komplekst design, så de har en kortere levetid. Hvis nogen af ​​dem fejler, vil ventilen i den være konstant åben, hvilket vil bryde kredsløbets tæthed, og systemet lukker ned.

Flere detaljer om enheden og forskellige versioner af højtryksbrændstofkredsløbet diskuteres i følgende video:

Princippet om drift af komponenterne i Common Rail-systemets brændstofkredsløb. Del 2

Spørgsmål og svar:

Hvad er presset på Common Rail? I brændstofskinnen (akkumulatorrøret) tilføres brændstof under lavt tryk (fra vakuum til 6 atm.) Og i det andet kredsløb under højt tryk (1350-2500 bar.)

Hvad er forskellen mellem Common Rail og brændstofpumpe? I brændstofsystemer med højtrykspumpe fordeler pumpen straks brændstoffet til injektorerne. I Common Rail-systemet pumpes brændstof ind i en akkumulator (rør), og derfra fordeles det til injektorerne.

Hvem opfandt Common Rail? En prototype common rail brændstofsystem dukkede op i slutningen af ​​1960'erne. Den er udviklet af schweizeren Robert Huber. Efterfølgende er teknologien udviklet af Marco Ganser.