Funksjoner ved enheten og fordelene med Common Rail drivstoffsystem

I moderne biler brukes drivstoffinjeksjonssystemer. Hvis tidligere en slik modifisering bare var i dieselenheter, får mange bensinmotorer i dag en av injeksjonstypene. De er beskrevet i detalj i en annen anmeldelse.

Nå vil vi fokusere på utviklingen, som ble kalt Common Rail. La oss se hvordan det dukket opp, hva er dets særegenhet, samt hva er fordelene og ulempene.

Hva er Common Rail Fuel System

Ordboken oversetter begrepet Common Rail som "akkumulator drivstoffsystem". Dens særegenhet er at en del diesel er hentet fra et reservoar der drivstoffet er under høyt trykk. Rampen er plassert mellom injeksjonspumpen og injektorene. Injeksjonen utføres ved at injektoren åpner ventilen, og drivstoff under trykk frigjøres i sylinderen.

Denne typen drivstoffsystem er det siste trinnet i utviklingen av dieselkraftverk. Sammenlignet med bensinmotparten er diesel mer økonomisk, siden drivstoff injiseres direkte i sylinderen, og ikke i innsugningsmanifolden. Og med denne modifikasjonen øker effektiviteten til kraftenheten betydelig.

Common-rail bensininnsprøytning har forbedret bilens effektivitet med 15%, avhengig av innstillingene til driftsmodus for forbrenningsmotor. I dette tilfellet er vanligvis en bivirkning av motorens økonomi en reduksjon i ytelsen, men i dette tilfellet øker kraften til enheten, tvert imot.

Årsaken til dette ligger i kvaliteten på drivstofffordelingen i sylinderen. Alle vet at effektiviteten til en motor ikke direkte avhenger av mengden innkommende drivstoff som av kvaliteten på blandingen med luft. Siden mens motoren går, foregår injeksjonsprosessen i løpet av noen brøkdeler av et sekund, er det nødvendig at drivstoffet blandes med luft så raskt som mulig.

Drivstoff forstøvning brukes til å øke hastigheten på denne prosessen. Siden ledningen bak drivstoffpumpen har høyt trykk sprøytes diesel mer effektivt gjennom dysene. Forbrenningen av luft-drivstoffblandingen skjer med større effektivitet, hvorfra motoren viser en effektivitetsøkning flere ganger.

Story

Innføringen av denne utviklingen var skjerpingen av miljøstandardene for bilprodusenter. Den grunnleggende ideen dukket imidlertid opp på slutten av 60-tallet i forrige århundre. Prototypen ble utviklet av den sveitsiske ingeniøren Robert Huber.

Litt senere ble denne ideen avsluttet av en ansatt ved det sveitsiske føderale institutt for teknologi, Marco Ganser. Denne utviklingen ble brukt av Denzo-ansatte og skapte et drivstoffskinnesystem. Nyheten har fått det ukompliserte navnet Common Rail. I de siste årene av 1990-tallet dukket utviklingen opp i kommersielle kjøretøyer på EDC-U2-motorer. Hino-lastebiler (Rising Ranger-modellen) mottok dette drivstoffsystemet.

I det 95. året ble denne utviklingen også tilgjengelig for andre produsenter. Ingeniørene av hvert merke modifiserte systemet og tilpasset det til egenskapene til sine egne produkter. Imidlertid anser Denzo seg selv som en pioner innen bruk av denne injeksjonen på biler.

Denne oppfatningen bestrides av et annet merke, FIAT, som i 1987 patenterte en prototype direkteinjeksjons dieselmotor (Chroma TDid-modell). Samme år begynte de ansatte i det italienske selskapet å jobbe med å lage elektronisk injeksjon, som har et lignende prinsipp for arbeid med en felles jernbane. Riktignok fikk systemet navnet UNIJET 1900cc.

Den moderne injeksjonsvarianten fungerer på samme prinsipp som den originale designen, uavhengig av hvem som anses å være oppfinneren.

utforming

Tenk på enheten for denne modifiseringen av drivstoffsystemet. Høytrykkskretsen består av følgende elementer:

• En linje som tåler høyt trykk, mange ganger kompresjonsforholdet til motoren. Den er laget i form av rør i ett stykke som alle kretselementene er koblet til.
• Injeksjonspumpe er en pumpe som skaper ønsket trykk i systemet (avhengig av motorens driftsmodus kan denne indikatoren være mer enn 200 MPa). Denne mekanismen har en kompleks struktur. I sin moderne design er arbeidet basert på et stempelpar. Det er beskrevet i detalj i en annen anmeldelse... Enheten og driftsprinsippet til drivstoffpumpen er også beskrevet separat.
• En drivstoffskinne (skinne eller batteri) er et lite tykkvegget reservoar der drivstoff samler seg. Injektorer med forstøver og annet utstyr er koblet til det ved hjelp av drivstoffledninger. En ekstra funksjon av rampen er å dempe svingningene i drivstoffet som oppstår under pumpens drift.
• Drivstofftrykksensor og regulator. Disse elementene lar deg kontrollere og opprettholde ønsket trykk i systemet. Siden pumpen går hele tiden mens motoren går, pumper den hele tiden diesel inn i linjen. For å forhindre at den sprekker, tømmer regulatoren ut overflødig arbeidsmedium i returledningen som er koblet til tanken. For detaljer om hvordan trykkregulatoren fungerer, se her.
• Injektorene forsyner den nødvendige mengden drivstoff til enhetssylindrene. Dieselmotorutviklere bestemte seg for å plassere disse elementene direkte i topplokket. Denne konstruktive tilnærmingen gjorde det mulig å ta opp flere komplekse spørsmål samtidig. For det første minimerer det drivstofftap: i innsugningsmanifolden til flerpunktsinnsprøytningssystemet forblir en liten del av drivstoffet på manifoldveggene. For det andre antennes diesel ikke fra en glødeplugg og ikke fra en gnist, som i en bensinmotor - oktantallet tillater ikke bruk av en slik tenning (hva er oktantallet, les her). Stempelet komprimerer luften kraftig når kompresjonsslaget utføres (begge ventilene er lukket), noe som får mediet til å stige til flere hundre grader. Så snart dysen forstøver drivstoffet, antennes det spontant fra den høye temperaturen. Siden denne prosessen krever perfekt presisjon, er enhetene utstyrt med magnetventiler. De utløses av et signal fra ECU.
• Sensorer overvåker driften av systemet og sender passende signaler til kontrollenheten.
• Det sentrale elementet i Common Rail er ECU, som er synkronisert med hjernen til hele systemet ombord. I noen bilmodeller er den integrert i hovedkontrollenheten. Elektronikk kan ikke bare registrere ytelsen til motoren, men også andre komponenter i bilen, på grunn av hvilken mengden luft og drivstoff, samt sprøytemomentet, beregnes mer nøyaktig. Elektronikken er programmert fra fabrikken. Så snart ECU mottar den nødvendige informasjonen fra sensorene, aktiveres den spesifiserte algoritmen, og alle aktuatorene får den riktige kommandoen.
• Ethvert drivstoffsystem har et filter i linjen. Den er installert foran drivstoffpumpen.

En dieselmotor utstyrt med denne typen drivstoffsystem fungerer etter et spesielt prinsipp. I den klassiske versjonen injiseres hele drivstoffdelen. Tilstedeværelsen av en drivstoffakkumulator gjør det mulig å fordele en del i flere deler mens motoren utfører en syklus. Denne teknikken kalles flere injeksjoner.

Essensen koker ned til det faktum at før den viktigste mengden diesel leveres, foretas en foreløpig injeksjon, som varmer opp arbeidskammeret enda mer, og øker også trykket i det. Når resten av drivstoffet sprøytes, tennes det mer effektivt og gir Common Rail ICE høyt dreiemoment selv når turtallet er lavt.

Avhengig av driftsmodus vil en del av drivstoffet tilføres en eller to ganger. Når motoren går på tomgang, blir sylinderen varmet opp med en dobbel forinjeksjon. Når belastningen øker, utføres en forinjeksjon, som etterlater mer drivstoff i hovedsyklusen. Når motoren går med maksimal belastning, utføres ingen forhåndsinnsprøyting, men hele drivstofflasten brukes.

Utsikter

Det er verdt å merke seg at dette drivstoffsystemet er forbedret etter hvert som komprimeringen av kraftenhetene øker. I dag tilbys bileiere den 4. generasjonen Common Rail. I den er drivstoffet under et trykk på 220 MPa. Denne modifikasjonen har blitt installert på biler siden 2009.

De tre foregående generasjonene hadde følgende trykkparametere:

1. Siden 1999 har skinnetrykket vært 140MPa;
2. I 2001 økte dette tallet med 20MPa;
3. Etter 4 år (2005) begynte bilene å bli utstyrt med tredje generasjon drivstoffsystemer, som var i stand til å skape et trykk på 180 MPa.

Økningen i trykket i ledningen tillater injeksjon av et større volum diesel i samme tidsperiode som i tidligere utvikling. Følgelig øker dette bilens gluttony, men kraftøkningen økes merkbart. Av denne grunn mottar noen omformede modeller en motor som er identisk med den forrige, men med økte parametere (hvordan omformingen skiller seg fra neste generasjons modell er beskrevet separat).

Forbedring av effektiviteten til en slik modifikasjon utføres på grunn av mer nøyaktig elektronikk. Denne tilstanden lar oss konkludere med at fjerde generasjon ennå ikke er toppen av perfeksjon. Økningen i effektiviteten til drivstoffsystemene provoseres imidlertid ikke bare av bilprodusenters ønske om å tilfredsstille behovene til økonomiske bilister, men først og fremst ved å heve miljøstandardene. Denne modifikasjonen gir en bedre forbrenning av dieselmotoren, takket være hvilken bilen er i stand til å passere kvalitetskontroll før den forlater samlebåndet.

Common rail fordeler og ulemper

Den moderne modifikasjonen av dette systemet gjorde det mulig å øke kraften til enheten ved å sprøyte mer drivstoff. Siden i moderne bilprodusenter installerer et stort antall av alle slags sensorer, begynte elektronikken å bestemme mer nøyaktig hvor mye diesel som kreves for å betjene forbrenningsmotoren i en bestemt modus.

Dette er den viktigste fordelen med common rail fremfor de klassiske kjøretøymodifikasjonene med enhetsinjektorer. Et annet pluss til fordel for en innovativ løsning er at den er enklere å reparere, siden den har en enklere enhet.

Ulempene inkluderer de høye installasjonskostnadene. Det krever også høyere kvalitet på drivstoff. En annen ulempe er at injektorene har en mer kompleks design, så de har kortere levetid. Hvis noen av dem mislykkes, vil ventilen i den være konstant åpen, noe som vil bryte tettheten i kretsen og systemet vil slå av.

Flere detaljer om enheten og forskjellige versjoner av høytrykksdrivstoffkretsen diskuteres i følgende video:

Prinsippet om drift av komponentene i drivstoffkretsen til Common Rail-systemet. Del 2

Spørsmål og svar:

Hva er presset på Common Rail? I drivstoffskinnen (akkumulatorrøret) tilføres drivstoff under lavt trykk (fra vakuum til 6 atm.) Og i den andre kretsen under høyt trykk (1350-2500 bar.)

Hva er forskjellen mellom Common Rail og drivstoffpumpe? I drivstoffsystemer med høytrykkspumpe fordeler pumpen umiddelbart drivstoffet til injektorene. I Common Rail-systemet pumpes drivstoff inn i en akkumulator (rør) og derfra distribueres det til injektorene.

Hvem oppfant Common Rail? En prototype common rail drivstoffsystem dukket opp på slutten av 1960-tallet. Den ble utviklet av sveitseren Robert Huber. Deretter ble teknologien utviklet av Marco Ganser.