Kenmerken van het apparaat en voordelen van het Common Rail-brandstofsysteem
Artikelen,  Auto apparaat

Kenmerken van het apparaat en voordelen van het Common Rail-brandstofsysteem

In moderne auto's worden brandstofinjectiesystemen gebruikt. Als een dergelijke aanpassing eerder alleen in dieselmotoren was, ontvangen veel benzinemotoren tegenwoordig een van de soorten injectie. Ze worden in detail beschreven in nog een recensie.

Nu zullen we ons concentreren op de ontwikkeling, die Common Rail heette. Laten we eens kijken hoe het verscheen, wat zijn eigenaardigheid is en wat zijn voor- en nadelen.

Wat is Common Rail-brandstofsysteem

Het woordenboek vertaalt het concept van Common Rail als "accumulatorbrandstofsysteem". De bijzonderheid is dat een deel van de dieselbrandstof wordt gehaald uit een reservoir waarin de brandstof onder hoge druk staat. De hellingbaan bevindt zich tussen de injectiepomp en de injectoren. De injectie wordt uitgevoerd door de injector die de klep opent en onder druk staande brandstof wordt in de cilinder afgegeven.

Kenmerken van het apparaat en voordelen van het Common Rail-brandstofsysteem

Dit type brandstofsysteem is de meest recente stap in de evolutie van dieselmotoren. In vergelijking met de benzine-tegenhanger is de diesel zuiniger, aangezien de brandstof rechtstreeks in de cilinder wordt ingespoten en niet in het inlaatspruitstuk. En met deze wijziging neemt de efficiëntie van de krachtbron aanzienlijk toe.

Common-rail brandstofinspuiting heeft de efficiëntie van het voertuig met 15% verbeterd, afhankelijk van de instellingen van de bedrijfsmodus van de verbrandingsmotor. In dit geval is een bijwerking van de economie van de motor meestal een afname van de prestaties, maar in dit geval neemt het vermogen van de eenheid daarentegen toe.

De reden hiervoor ligt in de kwaliteit van de brandstofverdeling binnen de cilinder. Iedereen weet dat de efficiëntie van een motor niet zozeer afhangt van de hoeveelheid inkomende brandstof, maar van de kwaliteit van de vermenging met lucht. Omdat tijdens de werking van de motor het injectieproces in fracties van een seconde plaatsvindt, is het noodzakelijk dat de brandstof zich zo snel mogelijk met lucht vermengt.

Kenmerken van het apparaat en voordelen van het Common Rail-brandstofsysteem

Brandstofverstuiving wordt gebruikt om dit proces te versnellen. Omdat de leiding achter de brandstofpomp een hoge druk heeft, wordt dieselbrandstof efficiënter door de verstuivers gesproeid. De verbranding van het lucht-brandstofmengsel vindt plaats met een grotere efficiëntie, waardoor de motor meerdere keren een efficiëntieverhoging vertoont.

Verhaal

De introductie van deze ontwikkeling was de aanscherping van milieunormen voor autofabrikanten. Het fundamentele idee verscheen echter aan het eind van de jaren 60 van de vorige eeuw. Het prototype is ontwikkeld door de Zwitserse ingenieur Robert Huber.

Even later werd dit idee afgerond door een medewerker van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie, Marco Ganser. Deze ontwikkeling werd gebruikt door werknemers van Denzo en creëerde een brandstofrailsysteem. De noviteit heeft de ongecompliceerde naam Common Rail gekregen. In de laatste jaren van de jaren negentig verscheen de ontwikkeling in bedrijfsvoertuigen op EDC-U1990-motoren. Hino-vrachtwagens (Rising Ranger-model) kregen dit brandstofsysteem.

Kenmerken van het apparaat en voordelen van het Common Rail-brandstofsysteem

In het 95e jaar kwam deze ontwikkeling ook beschikbaar voor andere fabrikanten. De ingenieurs van elk merk hebben het systeem aangepast en aangepast aan de kenmerken van hun eigen producten. Denzo beschouwt zichzelf echter als een pionier in het gebruik van deze injectie op auto's.

Deze mening wordt betwist door een ander merk, FIAT, dat in 1987 patenteerde op een prototype van een dieselmotor met directe injectie (Chroma TDid-model). In hetzelfde jaar begonnen de werknemers van het Italiaanse concern te werken aan het creëren van elektronische injectie, dat een soortgelijk principe heeft van werken met een common rail. Toegegeven, het systeem heette UNIJET 1900cc.

Kenmerken van het apparaat en voordelen van het Common Rail-brandstofsysteem

De moderne injectievariant functioneert volgens hetzelfde principe als het oorspronkelijke ontwerp, ongeacht wie als uitvinder wordt beschouwd.

ontwerp

Beschouw het apparaat van deze wijziging van het brandstofsysteem. Het hogedrukcircuit bestaat uit de volgende elementen:

  • Een lijn die bestand is tegen hoge drukken, vele malen de compressieverhouding van de motor. Het is gemaakt in de vorm van buizen uit één stuk waarop alle circuitelementen zijn aangesloten.
  • Injectiepomp is een pomp die de vereiste druk in het systeem creëert (afhankelijk van de bedrijfsmodus van de motor kan deze indicator meer dan 200 MPa zijn). Dit mechanisme heeft een complexe structuur. In zijn moderne ontwerp is zijn werk gebaseerd op een plunjerpaar. Het wordt in detail beschreven in nog een recensie... Het apparaat en het werkingsprincipe van de brandstofpomp worden ook beschreven afzonderlijk.
  • Een brandstofrail (rail of batterij) is een klein dikwandig reservoir waarin brandstof zich ophoopt. Sproeiers met sproeiers en andere apparatuur zijn erop aangesloten met behulp van brandstofleidingen. Een aanvullende functie van de ramp is het dempen van de fluctuaties van de brandstof die optreden tijdens de werking van de pomp.
  • Brandstofdruksensor en regelaar. Met deze elementen kunt u de gewenste druk in het systeem regelen en behouden. Omdat de pomp constant draait terwijl de motor draait, pompt deze constant dieselbrandstof in de leiding. Om te voorkomen dat het barst, voert de regelaar het overtollige werkmedium af in de retourleiding, die is aangesloten op de tank. Zie voor details over de werking van de drukregelaar hier.
  • De injectoren leveren de benodigde hoeveelheid brandstof aan de cilinders van de eenheid. De ontwikkelaars van dieselmotoren besloten deze elementen rechtstreeks in de cilinderkop te plaatsen. Door deze constructieve aanpak konden meerdere complexe vraagstukken tegelijkertijd worden aangepakt. Ten eerste minimaliseert het brandstofverlies: in het inlaatspruitstuk van het meerpuntsinspuitsysteem blijft een klein deel van de brandstof achter op de wanden van het spruitstuk. Ten tweede ontsteekt een dieselmotor niet door een gloeibougie en niet door een vonk, zoals bij een benzinemotor - het octaangetal staat het gebruik van een dergelijke ontsteking niet toe (wat is het octaangetal, lees hier). De zuiger comprimeert de lucht sterk wanneer de compressieslag wordt uitgevoerd (beide kleppen zijn gesloten), waardoor de temperatuur van het medium tot enkele honderden graden stijgt. Zodra het mondstuk de brandstof vernevelt, ontsteekt deze spontaan door de hoge temperatuur. Omdat dit proces een perfecte precisie vereist, zijn de apparaten uitgerust met magneetventielen. Ze worden geactiveerd door een signaal van de ECU.
  • Sensoren bewaken de werking van het systeem en sturen de juiste signalen naar de besturingseenheid.
  • Het centrale element in Common Rail is de ECU, die gesynchroniseerd is met het brein van het hele boordsysteem. Bij sommige automodellen is het geïntegreerd in de hoofdregeleenheid. Elektronica kan niet alleen de prestaties van de motor registreren, maar ook andere componenten van de auto, waardoor de hoeveelheid lucht en brandstof, evenals het moment van spuiten, nauwkeuriger wordt berekend. De elektronica is in de fabriek geprogrammeerd. Zodra de ECU de benodigde informatie van de sensoren ontvangt, wordt het gespecificeerde algoritme geactiveerd en ontvangen alle actuatoren het juiste commando.
  • Elk brandstofsysteem heeft een filter in de leiding. Het is voor de brandstofpomp geïnstalleerd.

Een dieselmotor die met dit type brandstofsysteem is uitgerust, werkt volgens een speciaal principe. In de klassieke versie wordt het volledige brandstofgedeelte ingespoten. De aanwezigheid van een brandstofaccumulator maakt het mogelijk om een ​​portie in verschillende delen te verdelen terwijl de motor één cyclus uitvoert. Deze techniek wordt meervoudige injectie genoemd.

De essentie komt erop neer dat voordat de hoofdhoeveelheid dieselbrandstof wordt geleverd, een voorlopige injectie wordt uitgevoerd, die de werkkamer nog meer verwarmt en ook de druk erin verhoogt. Wanneer de rest van de brandstof wordt verspoten, ontsteekt deze efficiënter, waardoor de common rail ICE een hoog koppel krijgt, zelfs bij een laag motortoerental.

Kenmerken van het apparaat en voordelen van het Common Rail-brandstofsysteem

Afhankelijk van de bedrijfsmodus wordt een deel van de brandstof één of twee keer aangevoerd. Als de motor stationair draait, wordt de cilinder opgewarmd door een dubbele pre-injectie. Wanneer de belasting toeneemt, wordt er één voorinjectie uitgevoerd, waardoor er meer brandstof overblijft voor de hoofdcyclus. Als de motor op maximale belasting draait, wordt er geen voorinjectie uitgevoerd, maar wordt de volledige brandstofbelasting gebruikt.

vooruitzichten

Het is vermeldenswaard dat dit brandstofsysteem is verbeterd naarmate de compressie van de krachtbronnen toeneemt. Tegenwoordig krijgen autobezitters de 4e generatie Common Rail aangeboden. Daarin staat de brandstof onder een druk van 220 MPa. Deze aanpassing is sinds 2009 op auto's geïnstalleerd.

De vorige drie generaties hadden de volgende drukparameters:

  1. Sinds 1999 is de raildruk 140 MPa;
  2. In 2001 is dit cijfer met 20 MPa gestegen;
  3. 4 jaar later (2005) begonnen auto's te worden uitgerust met de derde generatie brandstofsystemen, die een druk van 180 MPa konden creëren.

Door de toename van de druk in de leiding kan een grotere hoeveelheid dieselbrandstof worden ingespoten in dezelfde tijdsperiode als bij eerdere ontwikkelingen. Dienovereenkomstig verhoogt dit de gulzigheid van de auto, maar de toename van het vermogen is merkbaar toegenomen. Om deze reden krijgen sommige gerestylede modellen een motor die identiek is aan de vorige, maar met verhoogde parameters (hoe de restyling verschilt van het model van de volgende generatie wordt beschreven afzonderlijk).

Kenmerken van het apparaat en voordelen van het Common Rail-brandstofsysteem

Verbetering van de efficiëntie van deze aanpassing wordt uitgevoerd dankzij nauwkeurigere elektronica. Deze stand van zaken stelt ons in staat te concluderen dat de vierde generatie nog niet het toppunt van perfectie is. De toename van de efficiëntie van brandstofsystemen wordt echter niet alleen veroorzaakt door de wens van autofabrikanten om te voldoen aan de behoeften van zuinige automobilisten, maar vooral door het verhogen van de milieunormen. Deze aanpassing zorgt voor een betere verbranding van de dieselmotor, waardoor de auto de kwaliteitscontrole kan doorstaan ​​voordat hij de lopende band verlaat.

Common rail voor- en nadelen

De moderne aanpassing van dit systeem heeft het mogelijk gemaakt om het vermogen van de unit te vergroten door meer brandstof te spuiten. Omdat moderne autofabrikanten een groot aantal soorten sensoren installeren, begon de elektronica nauwkeuriger de hoeveelheid diesel te bepalen die nodig was om de verbrandingsmotor in een specifieke modus te laten werken.

Dit is het belangrijkste voordeel van de common-rail ten opzichte van de klassieke voertuigmodificaties met pompverstuivers. Een ander pluspunt van een innovatieve oplossing is dat het gemakkelijker te repareren is, omdat het een eenvoudiger apparaat heeft.

De nadelen zijn onder meer de hoge kosten van de installatie. Het vereist ook brandstof van hogere kwaliteit. Een ander nadeel is dat de injectoren een complexer ontwerp hebben, waardoor ze een kortere levensduur hebben. Als een van hen faalt, staat de klep erin constant open, waardoor de dichtheid van het circuit wordt verbroken en het systeem wordt uitgeschakeld.

Zie de volgende video voor meer informatie over het apparaat en verschillende versies van het hogedrukbrandstofcircuit:

Het werkingsprincipe van de componenten van het brandstofcircuit van het Common Rail-systeem. Deel 2

Vragen en antwoorden:

Wat is de druk op de Common Rail? In de brandstofrail (accubuis) wordt de brandstof onder lage druk (van vacuüm tot 6 atm.) toegevoerd en in het tweede circuit onder hoge druk (1350-2500 bar.)

Wat is het verschil tussen Common Rail en brandstofpomp? Bij brandstofsystemen met een hogedrukpomp verdeelt de pomp de brandstof direct naar de injectoren. In het Common Rail-systeem wordt brandstof in een accumulator (buis) gepompt en van daaruit naar de injectoren gedistribueerd.

Wie heeft de Common Rail uitgevonden? Eind jaren zestig verscheen een prototype van een common-railbrandstofsysteem. Het is ontwikkeld door de Zwitser Robert Huber. Vervolgens is de technologie ontwikkeld door Marco Ganser.

Een commentaar

Voeg een reactie