Fitur perangkat dan keunggulan sistem bahan bakar Common Rail

Di mobil modern, sistem injeksi bahan bakar digunakan. Jika sebelumnya modifikasi hanya pada unit tenaga diesel, saat ini banyak mesin bensin yang menerima salah satu jenis injeksi. Mereka dijelaskan secara rinci di review lain.

Sekarang kita akan fokus pada pembangunan yang diberi nama Common Rail. Mari kita lihat bagaimana tampilannya, apa kekhasannya, serta apa saja kelebihan dan kekurangannya.

Apa itu Sistem Bahan Bakar Common Rail

Kamus menerjemahkan konsep Common Rail sebagai "sistem bahan bakar akumulator". Keunikannya adalah sebagian solar diambil dari reservoir yang bahan bakarnya bertekanan tinggi. Lereng terletak di antara pompa injeksi dan injektor. Injeksi dilakukan oleh injektor yang membuka katup dan bahan bakar bertekanan dilepaskan ke dalam silinder.

Jenis sistem bahan bakar ini adalah langkah terbaru dalam evolusi powertrains diesel. Dibandingkan dengan bensin, solar lebih irit karena bahan bakar disuntikkan langsung ke silinder, bukan ke intake manifold. Dan dengan modifikasi ini, efisiensi unit daya meningkat secara signifikan.

Injeksi bahan bakar common rail telah meningkatkan efisiensi kendaraan sebesar 15%, tergantung pada pengaturan mode pengoperasian mesin pembakaran internal. Dalam hal ini, biasanya efek samping dari ekonomi motor adalah penurunan kinerjanya, tetapi dalam hal ini, daya unit, sebaliknya, meningkat.

Alasannya terletak pada kualitas distribusi bahan bakar di dalam silinder. Semua orang tahu bahwa efisiensi sebuah mesin secara langsung tidak bergantung pada jumlah bahan bakar yang masuk tetapi pada kualitas pencampurannya dengan udara. Karena selama mesin beroperasi, proses injeksi berlangsung dalam hitungan sepersekian detik, maka bahan bakar harus bercampur dengan udara secepat mungkin.

Atomisasi bahan bakar digunakan untuk mempercepat proses ini. Karena saluran di belakang pompa bahan bakar memiliki tekanan tinggi, bahan bakar diesel disemprotkan melalui nozel dengan lebih efisien. Pembakaran campuran udara-bahan bakar terjadi dengan efisiensi yang lebih besar, yang darinya mesin menunjukkan peningkatan efisiensi beberapa kali lipat.

Cerita

Pengenalan perkembangan ini merupakan pengetatan standar lingkungan bagi produsen mobil. Namun, ide fundamental muncul di akhir tahun 60-an abad lalu. Prototipe dikembangkan oleh insinyur Swiss Robert Huber.

Beberapa saat kemudian, ide ini diselesaikan oleh seorang karyawan Institut Teknologi Federal Swiss, Marco Ganser. Pengembangan ini digunakan oleh karyawan Denzo dan menciptakan sistem bahan bakar dengan rel. Kebaruan telah menerima nama sederhana Common Rail. Pada tahun-tahun terakhir 1990-an, perkembangannya muncul pada kendaraan komersial pada motor EDC-U2. Truk Hino (model Rising Ranger) menerima sistem bahan bakar seperti itu.

Pada tahun ke-95, pengembangan ini juga tersedia untuk produsen lain. Insinyur dari setiap merek memodifikasi sistem dan menyesuaikannya dengan karakteristik produk mereka sendiri. Namun, Denzo menganggap dirinya pelopor dalam penggunaan injeksi ini pada mobil.

Pendapat ini dibantah oleh merek lain, FIAT, yang pada tahun 1987 mematenkan prototipe mesin diesel injeksi langsung (model Chroma TDid). Di tahun yang sama, karyawan dari Italia yang bersangkutan mulai menggarap kreasi elektronik injeksi, yang memiliki prinsip kerja serupa dengan common rail. Benar, sistem itu bernama UNIJET 1900cc.

Varian injeksi modern berfungsi dengan prinsip yang sama dengan desain aslinya, terlepas dari siapa yang dianggap sebagai penemunya.

Konstruksi

Pertimbangkan perangkat modifikasi sistem bahan bakar ini. Sirkuit tekanan tinggi terdiri dari elemen-elemen berikut:

• Garis yang mampu menahan tekanan tinggi, berkali-kali lipat rasio kompresi mesin. Itu dibuat dalam bentuk tabung satu bagian yang menghubungkan semua elemen sirkuit.
• Pompa injeksi adalah pompa yang menghasilkan tekanan yang dibutuhkan dalam sistem (tergantung pada mode operasi mesin, indikator ini bisa lebih dari 200 MPa). Mekanisme ini memiliki struktur yang kompleks. Dalam desain modernnya, pekerjaannya didasarkan pada pasangan pendorong. Ini dijelaskan secara rinci di review lain... Perangkat dan prinsip pengoperasian pompa bahan bakar juga dijelaskan terpisah.
• Rel bahan bakar (rel atau baterai) adalah reservoir berdinding tebal kecil tempat bahan bakar terakumulasi. Injector dengan alat penyemprot dan peralatan lain dihubungkan menggunakan saluran bahan bakar. Fungsi tambahan ramp adalah untuk meredam fluktuasi bahan bakar yang terjadi selama pengoperasian pompa.
• Sensor dan regulator tekanan bahan bakar. Elemen-elemen ini memungkinkan Anda untuk mengontrol dan mempertahankan tekanan yang diinginkan dalam sistem. Karena pompa terus bekerja saat mesin bekerja, pompa terus-menerus memompa bahan bakar diesel ke dalam saluran. Untuk mencegahnya meledak, regulator membuang media kerja berlebih ke saluran balik, yang terhubung ke tangki. Untuk detail tentang cara kerja regulator tekanan, lihat di sini.
• Injektor memasok sebagian bahan bakar yang dibutuhkan ke silinder unit. Pengembang mesin diesel memutuskan untuk menempatkan elemen tersebut langsung di kepala silinder. Pendekatan konstruktif ini memungkinkan beberapa masalah kompleks ditangani secara bersamaan. Pertama, meminimalkan kerugian bahan bakar: di intake manifold sistem injeksi multipoint, sebagian kecil bahan bakar tetap berada di dinding manifold. Kedua, diesel menyala bukan dari busi pijar dan bukan dari percikan, seperti pada mesin bensin - angka oktannya tidak memungkinkan penggunaan penyalaan semacam itu (berapa angka oktan, baca di sini). Piston memampatkan udara dengan kuat saat langkah kompresi dilakukan (kedua katup ditutup), menyebabkan suhu medium naik hingga beberapa ratus derajat. Segera setelah nosel mengatomisasi bahan bakar, ia menyala secara spontan dari suhu tinggi. Karena proses ini membutuhkan presisi yang sempurna, perangkat dilengkapi dengan katup solenoida. Mereka dipicu oleh sinyal dari ECU.
• Sensor memantau pengoperasian sistem dan mengirimkan sinyal yang sesuai ke unit kontrol.
• Elemen sentral di Common Rail adalah ECU, yang disinkronkan dengan otak seluruh sistem onboard. Pada beberapa model mobil, ini diintegrasikan ke dalam unit kontrol utama. Elektronik dapat merekam tidak hanya kinerja mesin, tetapi juga komponen lain dari mobil, yang dengannya jumlah udara dan bahan bakar, serta momen penyemprotan, dihitung dengan lebih akurat. Elektronik diprogram dari pabrik. Segera setelah ECU menerima informasi yang diperlukan dari sensor, algoritme yang ditentukan diaktifkan, dan semua aktuator menerima perintah yang sesuai.
• Setiap sistem bahan bakar memiliki filter di salurannya. Itu dipasang di depan pompa bahan bakar.

Mesin diesel yang dilengkapi dengan jenis sistem bahan bakar ini beroperasi sesuai dengan prinsip khusus. Pada versi klasik, seluruh porsi bahan bakar diinjeksikan. Kehadiran akumulator bahan bakar memungkinkan untuk mendistribusikan satu porsi menjadi beberapa bagian saat motor melakukan satu siklus. Teknik ini disebut injeksi ganda.

Intinya adalah fakta bahwa sebelum jumlah utama bahan bakar diesel dipasok, injeksi awal dilakukan, yang semakin memanaskan ruang kerja, dan juga meningkatkan tekanan di dalamnya. Saat sisa bahan bakar disemprotkan, maka akan menyala lebih efisien, memberikan torsi tinggi ICE common rail meskipun kecepatan engine rendah.

Tergantung pada mode operasi, sebagian bahan bakar akan disuplai satu atau dua kali. Saat mesin dalam keadaan diam, silinder dihangatkan dengan pra-injeksi ganda. Saat beban naik, satu pra-injeksi dilakukan, yang menyisakan lebih banyak bahan bakar untuk siklus utama. Saat mesin bekerja pada beban maksimum, tidak ada pra-injeksi yang dilakukan, tetapi seluruh beban bahan bakar digunakan.

prospek

Perlu dicatat bahwa sistem bahan bakar ini telah ditingkatkan seiring dengan peningkatan kompresi unit daya. Saat ini, pemilik mobil ditawarkan Common Rail generasi ke-4. Di dalamnya, bahan bakar berada di bawah tekanan 220 MPa. Modifikasi ini sudah dipasang pada mobil sejak 2009.

Tiga generasi sebelumnya memiliki parameter tekanan berikut:

1. Sejak 1999, tekanan rel 140MPa;
2. Pada 2001, angka ini meningkat 20MPa;
3. 4 tahun kemudian (2005) mobil mulai dibekali sistem bahan bakar generasi ketiga, yang mampu menciptakan tekanan 180 MPa.

Peningkatan tekanan di saluran memungkinkan injeksi bahan bakar diesel dengan volume lebih besar dalam periode waktu yang sama seperti pada perkembangan sebelumnya. Karenanya, hal ini meningkatkan kerakusan mobil, tetapi peningkatan tenaga secara nyata meningkat. Untuk alasan ini, beberapa model yang dibenahi menerima motor yang identik dengan yang sebelumnya, tetapi dengan parameter yang ditingkatkan (bagaimana perbedaan gaya pembenahan dari model generasi berikutnya dijelaskan terpisah).

Peningkatan efisiensi modifikasi semacam itu dilakukan karena elektronik yang lebih akurat. Keadaan ini memungkinkan kita untuk menyimpulkan bahwa generasi keempat belum mencapai puncak kesempurnaan. Namun, peningkatan efisiensi sistem bahan bakar tidak hanya dipicu oleh keinginan pembuat mobil untuk memenuhi kebutuhan pengendara yang ekonomis, tetapi terutama oleh peningkatan standar lingkungan. Modifikasi ini memberikan pembakaran yang lebih baik pada mesin diesel, berkat kontrol kualitas mobil yang mampu melewati jalur perakitan.

Keuntungan dan kerugian common rail

Modifikasi modern dari sistem ini memungkinkan peningkatan daya unit dengan menyemprotkan lebih banyak bahan bakar. Sejak pabrikan mobil modern memasang sejumlah besar semua jenis sensor, elektronik mulai lebih akurat menentukan jumlah bahan bakar diesel yang diperlukan untuk mengoperasikan mesin pembakaran internal dalam mode tertentu.

Inilah keunggulan utama common rail dibandingkan kendaraan klasik modifikasi dengan unit injektor. Kelebihan lain yang mendukung solusi inovatif adalah lebih mudah diperbaiki, karena memiliki perangkat yang lebih sederhana.

Kerugiannya termasuk mahalnya biaya pemasangan. Ini juga membutuhkan bahan bakar berkualitas lebih tinggi. Kerugian lainnya adalah injektor memiliki desain yang lebih kompleks, oleh karena itu memiliki masa kerja yang lebih pendek. Jika salah satu dari mereka gagal, katup di dalamnya akan terus terbuka, yang akan memutus kekencangan sirkuit dan sistem akan mati.

Lebih detail tentang perangkat dan versi berbeda dari sirkuit bahan bakar tekanan tinggi, lihat video berikut:

Prinsip pengoperasian komponen sirkuit bahan bakar sistem Common Rail. Bagian 2

Pertanyaan dan Jawaban:

Berapakah tekanan pada Common Rail? Di rel bahan bakar (tabung akumulator), bahan bakar disuplai di bawah tekanan rendah (dari vakum hingga 6 atm.) Dan di sirkuit kedua di bawah tekanan tinggi (1350-2500 bar.)

Apa perbedaan antara Common Rail dan pompa bahan bakar? Pada sistem bahan bakar dengan pompa bertekanan tinggi, pompa segera mendistribusikan bahan bakar ke injektor. Dalam sistem Common Rail, bahan bakar dipompa ke akumulator (tabung) dan dari sana didistribusikan ke injektor.

Siapa yang menemukan Common Rail? Sebuah prototipe sistem bahan bakar common rail muncul pada akhir 1960-an. Ini dikembangkan oleh Robert Huber dari Swiss. Selanjutnya, teknologi ini dikembangkan oleh Marco Ganser.