Ciri-ciri peranti dan kelebihan sistem bahan bakar Common Rail

Di dalam kereta moden, sistem suntikan bahan api digunakan. Sekiranya sebelum ini pengubahsuaian hanya berlaku pada unit kuasa diesel, hari ini banyak enjin petrol menerima salah satu jenis suntikan. Mereka dijelaskan secara terperinci dalam tinjauan lain.

Sekarang kita akan fokus pada pengembangan, yang dinamakan Common Rail. Mari kita lihat bagaimana ia muncul, apa keunikannya, dan apa kelebihan dan kekurangannya.

Apa itu Sistem Bahan Bakar Rel Umum

Kamus menerjemahkan konsep Common Rail sebagai "sistem bahan bakar penumpuk". Keunikannya ialah sebahagian bahan bakar diesel diambil dari takungan di mana bahan bakar berada di bawah tekanan tinggi. Jalan terletak di antara pam suntikan dan penyuntik. Suntikan dilakukan oleh penyuntik yang membuka injap dan bahan bakar bertekanan dilepaskan ke dalam silinder.

Jenis sistem bahan bakar ini merupakan langkah terbaru dalam evolusi enjin diesel. Jika dibandingkan dengan petrol, diesel lebih menjimatkan, kerana bahan bakar disuntik terus ke silinder, dan bukan ke manifold pengambilan. Dan dengan pengubahsuaian ini, kecekapan unit kuasa meningkat dengan ketara.

Suntikan bahan api common rail telah meningkatkan kecekapan kenderaan sebanyak 15%, bergantung pada pengaturan mod operasi enjin pembakaran dalaman. Dalam kes ini, biasanya kesan sampingan ekonomi motor adalah penurunan prestasinya, tetapi dalam kes ini, kekuatan unit, sebaliknya, meningkat.

Sebabnya terletak pada kualiti pengedaran bahan bakar di dalam silinder. Semua orang tahu bahawa kecekapan enjin secara langsung tidak bergantung pada jumlah bahan bakar yang masuk seperti pada kualiti pencampurannya dengan udara. Oleh kerana semasa mesin sedang berjalan, proses penyuntikan berlaku dalam masa beberapa saat, perlu agar bahan bakar bercampur dengan udara secepat mungkin.

Bahan bakar atomisasi digunakan untuk mempercepat proses ini. Oleh kerana saluran di belakang pam bahan bakar mempunyai tekanan tinggi, bahan bakar diesel disemprotkan melalui muncung dengan lebih efisien. Pembakaran campuran udara-bahan api berlaku dengan kecekapan yang lebih besar, dari mana mesin menunjukkan peningkatan kecekapan beberapa kali.

Kisah

Pengenalan pembangunan ini adalah pengetatan standard persekitaran untuk pengeluar kereta. Walau bagaimanapun, idea asas muncul pada akhir 60-an abad yang lalu. Prototaipnya dikembangkan oleh jurutera Switzerland Robert Huber.

Tidak lama kemudian, idea ini diselesaikan oleh pegawai Institut Teknologi Persekutuan Switzerland, Marco Hanser. Perkembangan ini digunakan oleh karyawan Denzo dan membuat sistem rel bahan bakar. Kebaruan ini telah mendapat nama Common Rail yang tidak rumit. Pada tahun-tahun terakhir 1990-an, perkembangan tersebut muncul pada kenderaan komersial pada motor EDC-U2. Trak Hino (model Rising Ranger) menerima sistem bahan bakar ini.

Pada tahun ke-95, perkembangan ini juga tersedia untuk pengeluar lain. Para jurutera setiap jenama mengubahsuai sistem dan menyesuaikannya dengan ciri-ciri produk mereka sendiri. Walau bagaimanapun, Denzo menganggap dirinya sebagai pelopor dalam penggunaan suntikan ini pada kereta.

Pendapat ini dipertikaikan oleh jenama lain, FIAT, yang mempatenkan enjin diesel suntikan langsung prototaip (model Chroma TDid) pada tahun 1987. Pada tahun yang sama, pekerja keprihatinan Itali mula berusaha membuat penciptaan suntikan elektronik, yang mempunyai prinsip kerja yang serupa dengan common rail. Betul, sistem ini dinamakan UNIJET 1900cc.

Varian suntikan moden berfungsi pada prinsip yang sama dengan reka bentuk asalnya, tanpa mengira siapa yang dianggap sebagai penciptanya.

Pembinaan

Pertimbangkan alat pengubahsuaian sistem bahan bakar ini. Litar tekanan tinggi terdiri daripada unsur-unsur berikut:

• Garis yang mampu menahan tekanan tinggi, berkali-kali nisbah mampatan mesin. Ia dibuat dalam bentuk tiub satu bahagian yang mana semua elemen litar disambungkan.
• Pam suntikan adalah pam yang menghasilkan tekanan yang diperlukan dalam sistem (bergantung pada modus operasi mesin, penunjuk ini dapat lebih dari 200 MPa). Mekanisme ini mempunyai struktur yang kompleks. Dalam reka bentuk modennya, kerjanya didasarkan pada pasangan pelocok. Ia dijelaskan secara terperinci dalam tinjauan lain... Peranti dan prinsip operasi pam bahan bakar juga dijelaskan berasingan.
• Rel bahan bakar (rel atau bateri) adalah takungan berdinding tebal kecil di mana bahan bakar terkumpul. Nozel dengan penyembur dan peralatan lain dihubungkan dengannya menggunakan saluran bahan bakar. Fungsi tambahan tanjakan adalah untuk meredakan turun naik bahan bakar yang berlaku semasa operasi pam.
• Sensor dan pengatur tekanan bahan api. Unsur-unsur ini membolehkan anda mengawal dan mengekalkan tekanan yang diinginkan dalam sistem. Oleh kerana pam sentiasa berjalan semasa enjin berjalan, ia sentiasa mengepam bahan bakar diesel ke dalam talian. Untuk mengelakkannya pecah, pengatur membuang lebihan medium kerja ke saluran kembali, yang disambungkan ke tangki. Untuk perincian mengenai cara pengatur tekanan berfungsi, lihat di sini.
• Penyuntik membekalkan bahagian bahan bakar yang diperlukan ke silinder unit. Pembangun enjin diesel memutuskan untuk meletakkan elemen-elemen ini secara langsung di kepala silinder. Pendekatan konstruktif ini membolehkan beberapa masalah yang rumit ditangani secara serentak. Pertama, ia mengurangkan kerugian bahan bakar: dalam manifold pengambilan sistem suntikan berbilang titik, sebahagian kecil bahan bakar tetap berada di dinding manifold. Kedua, enjin diesel menyala bukan dari palam cahaya dan bukan dari percikan api, seperti pada enjin petrol - nombor oktanya tidak membenarkan penggunaan pencucuhan seperti itu (berapa nombor oktan, baca di sini). Piston memampatkan udara dengan kuat semasa pukulan mampatan dilakukan (kedua-dua injap ditutup), menyebabkan suhu medium meningkat hingga beberapa ratus darjah. Sebaik sahaja muncung menyemprotkan bahan bakar, ia menyala secara spontan dari suhu tinggi. Oleh kerana proses ini memerlukan ketepatan yang sempurna, peranti ini dilengkapi dengan injap solenoid. Mereka dipicu oleh isyarat dari ECU.
• Sensor memantau operasi sistem dan menghantar isyarat yang sesuai ke unit kawalan.
• Unsur utama dalam Common Rail adalah ECU, yang diselaraskan dengan otak seluruh sistem onboard. Dalam beberapa model kereta, ia disatukan ke dalam unit kawalan utama. Elektronik dapat merakam bukan sahaja prestasi enjin, tetapi juga komponen lain dari kereta, kerana jumlah udara dan bahan bakar, serta saat penyemburan, dikira dengan lebih tepat. Elektronik diprogramkan oleh kilang. Sebaik sahaja ECU menerima maklumat yang diperlukan dari sensor, algoritma yang ditentukan diaktifkan, dan semua penggerak menerima arahan yang sesuai.
• Mana-mana sistem bahan bakar mempunyai penapis di barisannya. Ia dipasang di hadapan pam bahan bakar.

Enjin diesel yang dilengkapi dengan sistem bahan bakar jenis ini beroperasi mengikut prinsip khas. Dalam versi klasik, keseluruhan bahagian bahan bakar disuntik. Kehadiran penumpuk bahan bakar memungkinkan untuk mengagihkan satu bahagian ke beberapa bahagian semasa motor melakukan satu pusingan. Teknik ini dipanggil suntikan berganda.

Inti pentingnya menunjukkan bahawa sebelum jumlah utama bahan bakar diesel dibekalkan, suntikan awal dibuat, yang memanaskan ruang kerja lebih banyak lagi, dan juga meningkatkan tekanan di dalamnya. Ketika sisa bahan bakar disemprotkan, bahan bakar menyala dengan lebih efisien, memberikan torsi common rail ICE tinggi walaupun kecepatan mesin rendah.

Bergantung pada mod operasi, sebahagian bahan bakar akan dibekalkan sekali atau dua kali. Semasa enjin dalam keadaan tidak aktif, silinder dipanaskan dengan pra-suntikan berganda. Semasa beban meningkat, satu pra-suntikan dilakukan, yang meninggalkan lebih banyak bahan bakar untuk kitaran utama. Ketika enjin berjalan pada beban maksimum, tidak ada pra-suntikan dilakukan, tetapi seluruh beban bahan bakar digunakan.

prospek

Perlu diperhatikan bahawa sistem bahan bakar ini telah diperbaiki seiring peningkatan mampatan unit kuasa. Hari ini, pemilik kereta ditawarkan Common Rail generasi ke-4. Di dalamnya, bahan bakar berada di bawah tekanan 220 MPa. Pengubahsuaian ini telah dipasang pada kereta sejak 2009.

Tiga generasi sebelumnya mempunyai parameter tekanan berikut:

1. Sejak tahun 1999, tekanan rel adalah 140MPa;
2. Pada tahun 2001, angka ini meningkat sebanyak 20MPa;
3. 4 tahun kemudian (2005) kereta mula dilengkapi dengan sistem bahan bakar generasi ketiga, yang mampu mewujudkan tekanan 180 MPa.

Peningkatan tekanan dalam talian memungkinkan penyuntikan jumlah bahan bakar diesel yang lebih besar dalam jangka masa yang sama seperti pada perkembangan sebelumnya. Oleh itu, ini meningkatkan kerakusan kereta, tetapi peningkatan kuasa ketara meningkat. Atas sebab ini, beberapa model yang disusun semula menerima motor yang serupa dengan yang sebelumnya, tetapi dengan parameter yang meningkat (bagaimana perbezaannya dari model generasi seterusnya dijelaskan berasingan).

Meningkatkan kecekapan pengubahsuaian ini dilakukan kerana elektronik yang lebih tepat. Keadaan ini memungkinkan kita untuk membuat kesimpulan bahawa generasi keempat belum menjadi puncak kesempurnaan. Namun, peningkatan efisiensi sistem bahan bakar tidak hanya disebabkan oleh keinginan pembuat kenderaan untuk memenuhi keperluan pengendara ekonomi, tetapi terutama dengan meningkatkan standard persekitaran. Pengubahsuaian ini memberikan pembakaran enjin diesel yang lebih baik, berkat kereta itu dapat melewati kawalan kualiti sebelum keluar dari barisan pemasangan.

Kelebihan dan kekurangan rel biasa

Pengubahsuaian moden sistem ini memungkinkan untuk meningkatkan kuasa unit dengan menyemburkan lebih banyak bahan bakar. Oleh kerana pada pengeluar automotif moden memasang sejumlah besar semua jenis sensor, elektronik mula menentukan dengan lebih tepat jumlah bahan bakar diesel yang diperlukan untuk mengoperasikan enjin pembakaran dalaman dalam mod tertentu.

Ini adalah kelebihan utama common rail berbanding modifikasi kenderaan klasik dengan unit penyuntik. Kelebihan lain untuk penyelesaian yang inovatif adalah lebih mudah untuk diperbaiki, kerana ia mempunyai peranti yang lebih sederhana.

Kelemahannya termasuk kos pemasangan yang tinggi. Ia juga memerlukan bahan bakar berkualiti tinggi. Kelemahan lain ialah penyuntik mempunyai reka bentuk yang lebih kompleks, sehingga mereka mempunyai jangka hayat kerja yang lebih pendek. Sekiranya salah satu daripadanya gagal, injap di dalamnya akan sentiasa terbuka, yang akan mematikan sesak litar dan sistem akan ditutup.

Dengan lebih terperinci mengenai peranti dan versi yang berbeza dari litar bahan bakar tekanan tinggi, lihat video berikut:

Prinsip operasi komponen litar bahan bakar sistem Common Rail. Bahagian 2

Soalan dan Jawapan:

Apakah tekanan pada Common Rail? Dalam rel bahan api (tiub akumulator), bahan api dibekalkan di bawah tekanan rendah (dari vakum hingga 6 atm.) Dan dalam litar kedua di bawah tekanan tinggi (1350-2500 bar.)

Apakah perbezaan antara Common Rail dan pam bahan api? Dalam sistem bahan api dengan pam tekanan tinggi, pam segera mengedarkan bahan api ke penyuntik. Dalam sistem Common Rail, bahan api dipam ke dalam akumulator (tiub) dan dari situ ia diagihkan kepada penyuntik.

Siapa yang mencipta Common Rail? Sistem bahan api rel biasa prototaip muncul pada akhir 1960-an. Ia dibangunkan oleh Swiss Robert Huber. Selepas itu, teknologi ini dibangunkan oleh Marco Ganser.