Laitteen ominaisuudet ja Common Rail -polttoainejärjestelmän edut

Nykyaikaisissa autoissa käytetään polttoaineen ruiskutusjärjestelmiä. Jos aiemmin tällainen muutos oli vain dieselmoottoreissa, nykyään monet bensiinimoottorit saavat yhden ruiskutustyypeistä. Ne on kuvattu yksityiskohtaisesti toinen arvostelu.

Nyt keskitymme kehittämiseen, joka nimettiin Common Railiksi. Katsotaanpa, miten se ilmestyi, mikä on sen erikoisuus sekä mitkä ovat sen edut ja haitat.

Mikä on Common Rail -polttoainejärjestelmä

Sanakirja kääntää Common Rail -käsitteen "akun polttoainejärjestelmäksi". Sen erikoisuus on, että osa dieselpolttoaineesta otetaan säiliöstä, jossa polttoaine on korkeassa paineessa. Ramppi sijaitsee ruiskutuspumpun ja suuttimien välissä. Injektio tapahtuu siten, että injektori avaa venttiilin ja paineistettua polttoainetta vapautuu sylinteriin.

Tämäntyyppinen polttoainejärjestelmä on viimeisin vaihe dieselmoottoreiden kehityksessä. Bensiinivastaavaan verrattuna diesel on taloudellisempi, koska polttoainetta ruiskutetaan suoraan sylinteriin eikä imusarjaan. Ja tämän muutoksen myötä tehoyksikön hyötysuhde kasvaa merkittävästi.

Common-Rail-polttoaineen ruiskutus on parantanut ajoneuvon hyötysuhdetta 15% polttomoottorin toimintatilan asetuksista riippuen. Tässä tapauksessa moottorin taloudellisuuden sivuvaikutus on yleensä sen suorituskyvyn heikkeneminen, mutta tässä tapauksessa yksikön teho päinvastoin kasvaa.

Syynä tähän on sylinterin sisäisen polttoaineen jakelun laatu. Kaikki tietävät, että moottorin tehokkuus ei riipu suoraan niinkään saapuvan polttoaineen määrästä kuin sen sekoittumisesta ilman kanssa. Koska moottorin käytön aikana ruiskutusprosessi tapahtuu sekunnin murto-osissa, on välttämätöntä, että polttoaine sekoittuu ilman kanssa mahdollisimman nopeasti.

Polttoaineen sumutusta käytetään tämän prosessin nopeuttamiseksi. Koska polttoainepumpun takana olevalla linjalla on korkea paine, dieselpolttoainetta ruiskutetaan suuttimien läpi tehokkaammin. Ilma-polttoaineseoksen palaminen tapahtuu suuremmalla hyötysuhteella, mistä moottori osoittaa hyötysuhteen kasvun useita kertoja.

Tarina

Tämän kehityksen myötä tiukennettiin autonvalmistajien ympäristöstandardeja. Perusajatus ilmestyi kuitenkin viime vuosisadan 60-luvun lopulla. Sen prototyypin kehitti sveitsiläinen insinööri Robert Huber.

Hieman myöhemmin tämän idean viimeisteli Sveitsin liittovaltion teknillisen instituutin työntekijä Marco Ganser. Denzon työntekijät käyttivät tätä kehitystä ja loivat polttoainekiskojärjestelmän. Uutuus on saanut yksinkertaisen nimen Common Rail. 1990-luvun viimeisinä vuosina kehitys ilmestyi hyötyajoneuvoissa EDC-U2-moottoreilla. Hino-kuorma-autot (Rising Ranger -malli) saivat tämän polttoainejärjestelmän.

95. vuonna tämä kehitys tuli myös muiden valmistajien saataville. Kunkin tuotemerkin insinöörit muokkaivat järjestelmää ja mukauttivat sen omien tuotteidensa ominaisuuksiin. Denzo pitää kuitenkin itseään edelläkävijänä tämän ruiskutuksen käytössä autoissa.

Tämän mielipiteen kiistää toinen merkki, FIAT, joka patentoi suoraruiskutusdieselmoottorin prototyypin (Chroma TDid -malli) vuonna 1987. Samana vuonna italialaisen konsernin työntekijät alkoivat työskennellä sähköisen ruiskutuksen luomiseksi, jolla on samanlainen periaate työskennellä yhteisen kiskon kanssa. Totta, järjestelmä nimettiin UNIJET 1900cc.

Moderni ruiskutusvaihtoehto toimii samalla periaatteella kuin alkuperäinen malli, riippumatta siitä, kenen katsotaan olevan sen keksijä.

suunnittelu

Harkitse laitetta tällä polttoainejärjestelmän muunnoksella. Korkeapainepiiri koostuu seuraavista elementeistä:

• Linja, joka kestää korkeita paineita, moninkertaisesti moottorin puristussuhteen. Se on valmistettu yksiosaisista putkista, joihin kaikki piirielementit on kytketty.
• Ruiskutuspumppu on pumppu, joka luo tarvittavan paineen järjestelmään (moottorin käyttötavasta riippuen tämä ilmaisin voi olla yli 200 MPa). Tällä mekanismilla on monimutkainen rakenne. Moderni muotoilu, sen työ perustuu männän pariin. Se on kuvattu yksityiskohtaisesti toinen arvostelu... Lisäksi kuvataan polttoainepumpun laite ja toimintaperiaate erikseen.
• Polttoainekisko (kisko tai akku) on pieni paksuseinämäinen säiliö, johon polttoainetta kertyy. Suuttimet sumuttimilla ja muilla laitteilla liitetään siihen polttoaineletkuilla. Rampin lisätoiminto on vaimentaa pumpun käytön aikana esiintyvät polttoaineen vaihtelut.
• Polttoaineen paineanturi ja säädin. Näiden elementtien avulla voit hallita ja ylläpitää haluttua painetta järjestelmässä. Koska pumppu käy jatkuvasti moottorin käydessä, se pumpaa jatkuvasti dieselpolttoainetta linjaan. Estääkseen sen räjähtämisen säädin tyhjentää ylimääräisen työaineen paluulinjaan, joka on liitetty säiliöön. Lisätietoja paineensäätimen toiminnasta, katso täällä.
• Injektorit toimittavat tarvittavan määrän polttoainetta yksikön sylintereihin. Dieselmoottorikehittäjät päättivät sijoittaa nämä elementit suoraan sylinterinkansioon. Tämä rakentava lähestymistapa mahdollisti useiden monimutkaisten kysymysten käsittelemisen samanaikaisesti. Ensinnäkin se minimoi polttoainehäviöt: monipisteruiskutusjärjestelmän imusarjassa pieni osa polttoaineesta jää jakotukin seinämiin. Toiseksi dieselmoottori ei syty hehkutulpasta eikä kipinästä, kuten bensiinimoottorissa - sen oktaaniluku ei salli tällaisen sytytyksen käyttöä (mikä on oktaaniluku, lue täällä). Mäntä puristaa ilmaa voimakkaasti, kun puristusisku suoritetaan (molemmat venttiilit ovat kiinni), jolloin väliaineen lämpötila nousee useisiin satoihin asteisiin. Heti kun suutin sumuttaa polttoaineen, se syttyy itsestään korkealta lämpötilalta. Koska tämä prosessi vaatii täydellistä tarkkuutta, laitteet on varustettu magneettiventtiileillä. Ne laukaistaan ​​ECU: n signaalilla.
• Anturit seuraavat järjestelmän toimintaa ja lähettävät sopivia signaaleja ohjausyksikköön.
• Common Railin keskeinen osa on ECU, joka on synkronoitu koko laivajärjestelmän aivojen kanssa. Joissakin automalleissa se on integroitu pääohjausyksikköön. Elektroniikka pystyy tallentamaan paitsi moottorin suorituskyvyn myös auton muut osat, joiden vuoksi ilman ja polttoaineen määrä sekä ruiskutusmäärä lasketaan tarkemmin. Elektroniikka on ohjelmoitu tehtaalla. Heti kun ECU vastaanottaa tarvittavat tiedot antureista, määritetty algoritmi aktivoituu ja kaikki toimilaitteet saavat sopivan komennon.
• Kaikissa polttoainejärjestelmissä on suodatin rivissään. Se asennetaan polttoainepumpun eteen.

Tämän tyyppisellä polttoainejärjestelmällä varustettu dieselmoottori toimii erityisen periaatteen mukaisesti. Klassisessa versiossa ruiskutetaan koko polttoaineosuus. Polttoainevaraajan läsnä ollessa on mahdollista jakaa yksi osa useaan osaan, kun moottori suorittaa yhtä jaksoa. Tätä tekniikkaa kutsutaan moninkertaiseksi injektioksi.

Sen olemus supistuu siihen tosiasiaan, että ennen kuin pääasiallinen määrä dieselpolttoainetta syötetään, tehdään alustava ruiskutus, joka lämmittää työskentelykammiota entisestään ja lisää myös sen painetta. Kun loput polttoaineesta ruiskutetaan, se syttyy tehokkaammin, mikä antaa Common Rail ICE: lle suuren vääntömomentin myös silloin, kun moottorin kierrosluku on pieni.

Käyttötavasta riippuen osa polttoaineesta syötetään kerran tai kahdesti. Kun moottori käy joutokäynnillä, sylinteri lämmitetään kaksoisesiruiskutuksella. Kun kuorma kasvaa, suoritetaan yksi esiruiskutus, joka jättää enemmän polttoainetta pääjaksolle. Kun moottori käy suurimmalla kuormituksella, esiruiskutusta ei suoriteta, mutta koko polttoainekuorma käytetään.

tulevaisuudennäkymät

On syytä huomata, että tätä polttoainejärjestelmää on parannettu voimayksiköiden puristuksen kasvaessa. Nykyään autojen omistajille tarjotaan 4. sukupolven Common Rail. Siinä polttoaine on 220 MPa: n paineessa. Tämä muutos on asennettu autoihin vuodesta 2009.

Kolmen edellisen sukupolven paineen parametrit olivat seuraavat:

1. Vuodesta 1999 kiskon paine on ollut 140 MPa;
2. Vuonna 2001 tämä luku kasvoi 20MPa: lla;
3. Neljä vuotta myöhemmin (4) autoja alettiin varustaa kolmannen sukupolven polttoainejärjestelmillä, jotka kykenivät tuottamaan 2005 MPa: n paineen.

Linjan paineen nousu sallii suuremman dieselpolttoaineen ruiskuttamisen samalla ajanjaksolla kuin edellisessä kehityksessä. Vastaavasti tämä lisää auton ahmimista, mutta tehon lisäys lisääntyy huomattavasti. Tästä syystä jotkin uusitut mallit saavat moottorin, joka on identtinen edellisen kanssa, mutta joilla on suuremmat parametrit (miten uudelleenmuodostus eroaa seuraavan sukupolven mallista, kuvataan erikseen).

Tämän muutoksen tehokkuutta parannetaan tarkemman elektroniikan ansiosta. Tämän tilan avulla voimme päätellä, että neljäs sukupolvi ei ole vielä täydellisyyden huippu. Polttoainejärjestelmien tehokkuuden lisääntyminen ei kuitenkaan johdu vain autonvalmistajien halusta tyydyttää taloudellisten autoilijoiden tarpeita, vaan ensisijaisesti nostamalla ympäristönormeja. Tämä muunnos tarjoaa paremman dieselmoottorin palamisen, jonka ansiosta auto pystyy läpäisemään laadunvalvonnan ennen lähtöä kokoonpanolinjalta.

Yhteisen kiskon edut ja haitat

Tämän järjestelmän moderni muunnos on mahdollistanut yksikön tehon lisäämisen lisäämällä polttoainetta. Koska nykyaikaisissa autovalmistajissa asennetaan suuri määrä kaikenlaisia ​​antureita, elektroniikka alkoi määrittää tarkemmin polttomoottorin käyttämiseen tarvittavan dieselpolttoaineen määrän tietyssä tilassa.

Tämä on Common Railin tärkein etu verrattuna klassisiin ajoneuvomuutoksiin yksikköinjektoreilla. Toinen etu innovatiivisen ratkaisun hyväksi on, että se on helpompi korjata, koska sillä on yksinkertaisempi laite.

Haittoja ovat asennuksen korkeat kustannukset. Se vaatii myös korkealaatuisempaa polttoainetta. Toinen haitta on, että injektorit ovat monimutkaisempia, joten niiden käyttöikä on lyhyempi. Jos jokin niistä epäonnistuu, venttiili on jatkuvasti auki, mikä rikkoo piirin tiiviyden ja järjestelmä sammuu.

Katso tarkempaa tietoa laitteesta ja korkeapaineisen polttoainepiirin eri versioista seuraavasta videosta:

Common Rail -järjestelmän polttoainepiirin komponenttien toimintaperiaate. Osa 2

Kysymyksiä ja vastauksia:

Mitä paineita Common Railiin kohdistuu? Polttoainekiskossa (akkuputkessa) polttoainetta syötetään alhaisella paineella (tyhjiöstä 6 atm.) Ja toisessa piirissä korkealla paineella (1350-2500 bar.)

Mitä eroa on Common Raililla ja polttoainepumpulla? Polttoainejärjestelmissä, joissa on korkeapainepumppu, pumppu jakaa polttoaineen välittömästi suuttimiin. Common Rail -järjestelmässä polttoaine pumpataan akkuun (putkeen), josta se jaetaan suuttimille.

Kuka keksi Common Railin? Common rail -polttoainejärjestelmän prototyyppi ilmestyi 1960-luvun lopulla. Sen on kehittänyt sveitsiläinen Robert Huber. Myöhemmin tekniikan kehitti Marco Ganser.