Принцип работы коммон рейл: Изучаем Common Rail: всё путем — журнал За рулем

Содержание

Common Rail — определение. Принцип работы

В последние годы все больше автомобилистов предпочитают использовать дизельные автомобили. Ранее такие моторы устанавливались лишь на коммерческую технику. Однако сейчас они активно используются и на легковых авто, особенно в странах Европы. Наверняка каждый из нас слышал о такой системе, как Common Rail. Что это такое и как она устроена, рассмотрим в нашей статье.

Характеристика

«Коммон Райл» — это система впрыска топлива для дизельных ДВС. Ее принцип работы основывается на подаче горючего к форсункам от общего давления рампы. Система была разработана немецкими специалистами компании «Бош». Common Rail Bosch повсеместно используется на таких автомобилях, как «Вольво», «Мерседес», БМВ и прочих.

В чем особенность?

Главная отличительная черта системы – способность выдавать нужную мощность при минимальном потреблении топлива. Также топливная Common Rail способна снизить уровень токсичности выхлопных газов. Отзывы автомобилистов говорят, что машина с такой системой впрыска работает гораздо тише (нет такого характерного «рокота», как на старых дизелях). «Коммон Рейл» обладает широким диапазоном регулирования давления горючего и моментов начала впрыска.

Устройство

По своей конструкции система Common Rail представляет собой контур высокого давления. При работе двигателя осуществляется непосредственный впрыск топлива (то есть горючее поступает сразу в камеру цилиндров). Есть несколько элементов, которые связаны с работой системы Common Rail. Что это за составляющие? В первую очередь это топливный насос высокого давления. Также в работе используется клапан дозирования и регулятор давления. Кроме этого, в конструкции есть топливная рампа и форсунки. Common Rail – достаточно сложная система, и чтобы понять ее принцип работы, рассмотрим особенности каждой составляющей.

Насос

Итак, ТНВД. Данный механизм служит для создания высокого давления жидкости. Уровень зависит от загруженности двигателя и оборотов коленчатого вала. Как известно, на дизелях обороты регулируются не открытием дроссельной заслонки, а именно порцией подаваемого топлива. За это и отвечает ТНВД. Устройство довольно сложное, поэтому данный элемент – самая дорогая составляющая в дизельном автомобиле (кончено, за исключением основных агрегатов, таких как ДВС и КПП).

Регулятор и клапан Common Rail

Что это за элемент? Клапан служит для регулировки количества топлива, которое подается к насосу. Конструктивно элемент объединен с ТНВД. Существует также регулятор давления топлива. Он устанавливается в топливной рампе и управляет работой двигателя в зависимости от его нагрузки.

Рампа

Данный узел выполняет сразу несколько функций. Это накопление горючего под высоким давлением, смягчение колебаний давления и распределение топлива по форсункам. Является частью системы впуска.

Форсунки

Стоит отметить, что таковые устанавливаются как на бензиновые (инжектор), так и на дизельные двигатели. Однако их главное отличие – это давление, которое они создают. В нашем случае форсунка «Коммон Рейл» еще и управляет количеством топлива, что подается непосредственно в цилиндр. Элемент связан непосредственно с рампой. На данный момент используется два вида форсунок:

  • Пьезофорсунки («Бош»).
  • Электрогидравлические (основной производитель – «Дэлфи»).

В последнем случае подача топлива производится за счет работы электромагнитного клапана. В пьезофорсунках за это отвечают специальные кристаллы. Скорость работы таких элементов на порядок выше, поэтому они более распространены. Однако ремонт Common Rail (форсунок) произвести своими руками невозможно из-за сложности конструкции и точных настроек. Поэтому все работы по обслуживанию системы осуществляются только на специализированных СТО. Это и есть главный недостаток таких автомобилей.

Как работает

Работа системой впрыска контролируется системой управления дизелем. В последнюю входят исполнительные механизмы, датчики и ЭБУ. Учитываются все параметры – положение педали газа, температура охлаждающей жидкости, количество подаваемого воздуха и даже состав выхлопных газов (лямбда-зонд). Что касается исполнительных механизмов, ими и являются вышеперечисленные форсунки, рампа, ТНВД, регулятор и клапаны. Итак, как действует данная система? На основании сигналов, что воспринимают контролирующие датчики, системой формируется нужное количество топлива. Оно подается через дозирующий клапан. Горючее попадет в насос, а затем под давлением идет на рампу. Нужное давление в ней удерживается специальным регулятором. В определенный момент от ЭБУ поступает сигнал на форсунки, и те осуществляют открытие каналов на определённый промежуток времени. В зависимости от режима работы двигателя, количество топлива и давление может автоматически меняться системой на основании данных из кислородного датчика. Однако разбег должен быть небольшим. Существенные отклонения говорят о неисправностях с системой «Коммон Рейл».

Типы впрыска Common Rail

Что это такое? Различают несколько типов впрыска топлива в системе:

  • Предварительный.
  • Основной.
  • Дополнительный.

Первый производится перед основным с целью повысить давление и температуру в камере сгорания. Так осуществляется ускоренное самовоспламенение основного заряда и снижение шума работы двигателя. Предварительный впрыск может быть разным, в зависимости от режима работы двигателя. Так, на холостом ходу он производится дважды. При повышении нагрузки – единожды. При полной нагрузке предварительный впрыск не осуществляется. Цель основного впрыска – обеспечить непосредственно работу двигателя. На подтипы он не подразделяется. Дополнительный впрыск служит для снижения уровня токсичности отработавших газов. Так, с кислородного датчика поступает информация на ЭБУ, после чего подается еще одна порция топлива. Вредные вещества дожигаются в каталитическом нейтрализаторе (еще его называют сажевым фильтром).

Поколения «Коммон Рейл»

Стоит отметить, что первое поколение системы появилось в 1999-м году. Она выдавала давление в 145 МПа. Через два года появилось следующее поколение системы (160 МПа). Common Rail 3 разработано в 2005-м году. На данный момент автомобили оснащаются системой «Коммон Рейл» четвертого поколения. Форсунки работают под давлением 220 МПа. Почему такое внимание уделяется давлению? Чем выше данный показатель, тем больше горючего впрыскивается в цилиндр. Соответственно, за определенный промежуток времени реализуется больше мощности, возрастает КПД двигателя.

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет система непосредственного впрыска, как она устроена и как работает. Стоит отметить, что «Коммон Рейл» используется на большинстве дизельных автомобилей, в частности, европейского производства. Система, несмотря на ее сложность, имеет огромный потенциал.

Система впрыска Common Rail. Принцип работы

Система впрыска Common Rail появилась благодаря ужесточению экологических норм по выбросу вредных веществ, которые предъявлялись к дизельным двигателям. Топливная система Common Rail характеризуется впрыском топлива в цилиндр под очень высоким атмосферным давлением, благодаря чему автомобили, оснащенные данной системой, получили уменьшенный расход топлива на 15 процентов, в то время как мощность двигателя выросла почти на 40 процентов.

Но это не все достоинства передовой топливной системы Common Rail. Также было отмечено уменьшения шума при работе двигателя, притом, что крутящий момент дизеля был также увеличен. Благодаря своему преимуществу, система впрыска Common Rail приобрела очень широкую популярность, и на данное время, каждый второй автомобиль с дизельным двигателем оснащен именно этой системой впрыска.

Принцип работы Common Rail

Если открыть технический англо-русский словарь, то термин Common Rail можно дословно перевести как «общая магистраль». Именно это определение и обусловило принцип работы Common Rail. Для создания новой системы был разработан новый двигатель, с непосредственным впрыском горючего прямиком в цилиндр двигателя. Это сразу же, дало дизельному двигателю улучшенные мощностные и динамические характеристики, которые можно сравнить с характеристиками аналогичных бензиновых двигателей. Следующим шагом стало появление электронного блока управления с заложенными в него программами управления режимами двигателя.

И последним шагом к разработке Коммон Рейл послужил принцип подачи топлива под высоким давлением в общую магистраль.


Устройство топливной системы Common Rail — Коммон Рейл
Дизельный двигатель, как и любой другой, всегда работает с переменными нагрузками и разными режимами. И нагрузка на двигатель может быть разной и не зависеть от оборотов коленчатого вала двигателя. Но как же тогда, поддерживать постоянным давление в системе впрыска? Именно для этого, был внедрен блок управления, который за счет изменения производительности топливного насоса, поддерживает высокое давление в системе.

Нужно помнить одну деталь, что при впрыске «соляры» в цилиндр двигателя, самое высокое давление создается при минимальном числе оборота коленвала. Форсунки в системе впрыска Common Rail тоже простые. Они оснащены либо пъезоэлектрическими, либо электромагнитными клапанами и управляются от блока управления, который подает на них разные импульсы в зависимости от режима работы дизеля.

Какие преимущества у топливной системы Common Rail с высоким давлением? Благодаря высокой точности электронного управления и высокому давлению впрыска, сгорание топлива в цилиндре двигателя происходит с максимальной отдачей, что соответствует оптимальной работе двигателя. И на каждом из режимов работы двигателя достигается оптимальные результаты. Из-за этого, уменьшается расход топлива, а также снижается уровень токсичности выхлопных газов. 

Топливная система Common Rail повлекла за собой бурное развитие отрасли дизельных двигателей, т.к. обладает значительным потенциалом. Ведь все мы знаем, что экологические нормы по токсичности повышаются постоянно. А это требует дальнейшего развития технологий по уменьшению выбросов вредных веществ в атмосферу. Все эти причины только способствуют дальнейшему развитию топливной системы Common Rail.

Принцип работы форсунки

Форсунка (другое название — инжектор), являясь конструктивным элементом системы впрыска, предназначена для дозированной подачи топлива, его распыления в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси.


Форсунка используется в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных двигателях устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска.
В зависимости от способа осуществления впрыска различают следующие виды форсунок:
электромагнитная;
электрогидравлическая;
пьезоэлектрическая.
Электромагнитная форсунка
Электромагнитная форсунка устанавливается, как правило, на бензиновых двигателях, в т.ч. оборудованных системой непосредственного впрыска. Форсунка имеет достаточно простое устройство, включающее электромагнитный клапан с иглой и сопло.

Схема электромагнитной форсунки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 сетчатый фильтр
2 электрический разъем
3 пружина
4 обмотка возбуждения
5 якорь электромагнита

6 корпус форсунки
7 игла форсунки
8 уплотнение
9сопло форсунки

Работа электромагнитной форсунки осуществляется следующим образом. В соответствии с заложенным алгоритмом электронный блок управления обеспечивает в нужный момент подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана. При этом создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло. Производится впрыск топлива. С исчезновением напряжения, пружина возвращает иглу форсунки на седло.

Электрогидравлическая форсунка
Электрогидравлическая форсунка используется на дизельных двигателях, в т.ч. оборудованных системой впрыска Common Rail. Конструкция электрогидравлической форсунки объединяет электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели.

 

Схема электрогидравлической форсунки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 сопло форсунки
2 пружина
3 камера управления
4 сливной дроссель
5 якорь электромагнита
6 сливной канал
7 электрический разъем
8 обмотка возбуждения
9 штуцер подвода топлива
10 впускной дроссель
11 поршень

12игла форсунки

Принцип работы электрогидравлической форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыске, так и при его прекращении. В исходном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления. Впрыск топлива не происходит. При этом давление топлива на иглу ввиду разности площадей контакта меньше давления на поршень.

По команде электронного блока управления срабатывает электромагнитный клапан, открывая сливной дроссель. Топливо из камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль. При этом впускной дроссель препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не изменяется, под действием которого игла поднимается и происходит впрыск топлива.

Пьезоэлектрическая форсунка
Самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива, является пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка). Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.
Преимуществами пьезофорсунки являются:
быстрота срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), и как следствие возможность многократного впрыска топлива в течение одного цикла;
точная дозировка впрыскиваемого топлива.


Это стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой, основанного на изменении длины пьезокристалла под действием напряжения. Конструкция пьезоэлектрической форсунки включает пьезоэлемент, толкатель, переключающий клапан и иглу, помещенные в корпусе.

Схема пьезоэлектрической форсунки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 игла форсунки
2 уплотнение
3 пружина иглы
4 блок дросселей
5 переключающий клапан
6 пружина клапана
7 поршень клапана
8 поршень толкателя
9 пьезоэлемент
10 сливной канал
11 сетчатый фильтр
12 электрический разъем
13 нагнетательный канал

В работе пьезофорсунки, также как и электрогидравлической форсунки, используется гидравлический принцип. В исходном положении игла посажена на седло за счет высокого давления топлива.

При подаче электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина, которая передает усилие на поршень толкателя. Открывается переключающий клапан, топливо поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы падает. Игла за счет давления в нижней части поднимается и производится впрыск топлива.
Количество впрыскиваемого топлива определяется:
длительностью воздействия на пьезоэлемент;
давлением топлива в топливной рампе.

Структура электронной системы управления низкоскоростным дизельным двигателем Common Rail и принцип работы в технике электрического управления

[1] Х.Ю. Чжао: Конструкция морского двигателя, Инженерный университет Харбина, том 1-4 (1990).

[2] С. Ю. Ван и К. Ян: Технология электронного управления дизельным двигателем, под редакцией Пекинской механической промышленности (2005 г.), в печати.

[3] ЧАС.М. Ван, Р. Се .: Sulzer RT — Технология дизельных двигателей с системой впрыска топлива гибкого типа, под редакцией Морского технологического института Цзянсу (2004 г.), в печати.

[4] Ю. Ли. Электронный блок управления дизельной системой Common Rail высокого давления и электронная система разработки. Том. 3-5 (2007).

Дизельная система Common Rail

— как она работает?

Дизельные двигатели без системы Common Rail и современные дизельные двигатели с системой Common Rail

Когда мы слышим эти два слова: «Дизельный двигатель», большинство из нас сразу представляет себе облако черного дыма и шум!

Многое изменилось с тех времен.Раньше всегда требовалось впрыскивать больше топлива и нагнетать в цилиндр как можно больше воздуха.

Отличное решение для получения максимальной мощности от двигателя! Однако в наши дни это экологически (и в целом общественное мнение и социально) неприемлемо.

 

Моя личная позиция

Прежде чем мои намерения будут неверно истолкованы, я должен прояснить свою позицию.

При условии, что двигатель соответствует спецификациям производителя и уровням выбросов, которые он разработал в соответствии с , я согласен с тем, что он может дымить.Это намерение конструкции на момент изготовления .

Я НЕ ОК когда люди намеренно манипулируют двигателем каким-либо образом, чтобы значительно отклониться от первоначальных спецификаций. Особенно те, которые связаны с выбросами! Я полностью НЕ согласен с удалением EGR, удалением DPF или любым другим методом, когда модифицированный двигатель не соответствует сертификату выбросов для этой конкретной модели.

 

Дизельное топливо сгорания без общей топливной рампы

Возвращаясь к нашей теме, давайте проанализируем процесс сгорания в старом дизельном двигателе :

Как правило, дизельный насос подает топливо к каждой форсунке отдельно, а в некоторых случаях форсунка представляет собой мини-насос.

Насос синхронизирован с двигателем и подает топливо под давлением к нужной форсунке в нужное время. Вот разбивка процесса:

  1. Игольчатый клапан форсунки удерживается пружиной.
  2. Топливо под давлением достигает форсунки (давление, действующее на поверхность, становится силой).
  3. Сила действует на иглу и имеет направление, противоположное силе пружины.
  4. Когда подъемная сила превышает силу пружины, игольчатый клапан поднимается, и топливо вытекает из небольших отверстий впрыска.
  5. Впрыск прекращается, когда давление топлива снижается и усилие пружины становится больше подъемной силы.

Весь описанный выше процесс длится несколько миллисекунд. Цикл сгорания завершается сильным однократным взрывом , который сильно нагружает компоненты двигателя. Вот откуда исходит характерный для шум дизельного двигателя («Дизельный стук»). Люди также характеризуют дизельные двигатели как работающие тяжелее по сравнению с бензиновыми двигателями. И тут идет Common Rail !

 

Что делает двигатель Common Rail более цивилизованным?

Начнем с возможности точно контролировать процесс впрыска.

Знаете ли вы, что некоторые форсунки могут впрыскивать до 7 раз в течение одного цикла сгорания ? Сравните это с инжектором старой школы (один впрыск…)!

Типичный процесс сгорания в дизельном двигателе с общей топливной рампой включает не менее 3 впрысков за цикл сгорания:

  1. Предварительный впрыск:  Уменьшает «дизельный стук» путем впрыска небольшого количества топлива   до того, как  поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ).Небольшое количество топлива самовоспламеняется и подготавливает цилиндр к основному впрыску. Повышение температуры и давления в цилиндре.
  2. Основной впрыск:  Происходит  сразу после ВМТ . Это главный впрыск количество . Иногда он делится на две части.
  3. Послевпрыск:   Контролирует выбросы . Бывает перед Нижняя мертвая точка (НМТ).Воспламенение топлива, впрыскиваемого во время цикла пост-впрыска , помогает сжечь последние несгоревшие капли дизельного топлива основного впрыска.

 

Для двигателя Common Rail требуется система управления двигателем.

Таким образом, причина того, что двигатель с системой Common Rail работает более плавно, чем традиционный двигатель «старой школы», заключается в том, что ЭБУ выполняет все расчеты для точного управления впрыском с точностью до доли секунды и достижения максимальной мощности при сохранении механической напряжение (и шум) сведены к минимуму.

 

Как система управления двигателем управляет впрыском дизельного топлива?

Для системы управления двигателем требуется блок управления двигателем (ECU, также называемый ECM или модулем управления двигателем), который:

  1. собирает различные данные с датчиков,
  2. определяет следующую форсунку для впрыска топлива,
  3. вычисляет время, необходимое для того, чтобы форсунка оставалась открытой (длительность открытия = количество топлива),
  4. дает команду форсунке на впрыск на основе расчетных параметров
  5. дает команду инжектору прекратить впрыск.

Процесс не завершен, но если у вас нет опыта работы с Common Rail или системами управления двигателем, этого достаточно, чтобы начать думать!

Существует множество других факторов, о которых я не упомянул. Просто назову несколько других вещей, о которых беспокоится ЭБУ:

  • Какая частота вращения двигателя? (об/мин)
  • Какая температура охлаждающей жидкости?
  • Положение педали газа?
  • Температура поступающего воздуха?
  • Давление воздуха во впускном коллекторе?
  • Рециркулируют ли выхлопные газы? (положение рециркуляции отработавших газов)
  • Какое сейчас давление в рампе? (измерено)
  • Каким должно быть давление в рампе? (расчетное/теоретическое)
  • …и этот список можно продолжить!

 

Датчики впрыска дизельного топлива Common Rail

Для типичной системы Common Rail требуются как минимум следующие датчики:

Датчик Функция На что это влияет?
Датчик частоты вращения двигателя Измеряет число оборотов коленчатого вала Количество топлива и продолжительность впрыска в зависимости от доступного временного окна (высокие обороты = меньше доступного времени)
Датчик положения двигателя Положение ВМТ цилиндра №. 1 и последующие положения других цилиндров Инжектор/последовательность впрыска
Датчик давления во впускном коллекторе Измеряет давление воздуха во впускном коллекторе. Более высокое давление = больше воздуха = больше кислорода для горения Впрыск Количество топлива
Датчик температуры во впускном коллекторе Измеряет температуру воздуха во впускном коллекторе. Более высокая температура = расширенный воздух = меньше кислорода для горения Впрыск Количество топлива
Датчик давления Common Rail Измеряет давление в системе Common Rail Впрыск Количество топлива
Датчик положения педали газа Измеряет положение педали Количество впрыскиваемого топлива в зависимости от положения педали газа (требование водителя) итекущее состояние двигателя (текущая работа)
(дополнительно) Датчик массового расхода воздуха Измеряет расход воздуха на впускном коллекторе Впрыск Количество топлива

 

Приводы дизельного впрыска Common Rail

Типичные приводы, используемые в дизельных системах Common-Rail:

Привод Функция На что это влияет?
Привод дизельного насоса высокого давления Клапан с электронным управлением, ограничивающий поток топлива Давление в рампе.

Клапан полностью открыт = больше топлива достигает насосных камер = более высокая производительность расход от насоса к рампе = более высокое давление в рампе

Клапан ограничивающий поток (не полностью блокирующий его) = меньше топлива достигает насосных камер = более низкий выходной поток от насоса к рампе = более низкое давление в рампе

Инжектор Впрыскивает топливо в камеру сгорания Выбросы и мощность!

 

Типичное давление в системе Common Rail

Внимание! Серьезно.Я не могу подчеркнуть это достаточно.

Знаете ли вы, что топливо под давлением 2 бар (29 фунтов на кв. дюйм), выходящее из небольшого отверстия (отверстия), может проникать через кожу человека?

Теперь сравните с этим:

Типичные значения давления внутри системы Common Rail дизельного двигателя:

  • Двигатель на холостом ходу (около 700 об/мин) или без нагрузки: от 250 до 350 бар (от 3626 до 5076 фунтов на кв. дюйм)
  • Максимальное рабочее давление: зависит от системы. Типичные точки останова:
    • 1600 бар (23 200 фунтов на кв. дюйм)
    • 1800 бар (26 100 фунтов на кв. дюйм)
    • 2200 бар (31 900 фунтов на кв. дюйм)

Некоторые системы (например, Cummins XPI на ISX15/QSX15 или ISL9/QSL9) способны удерживать давление в топливной рампе в течение длительного периода времени, когда двигатель не работает.Это может быть несколько дней или недель! Например, последний ISB6,7 выдерживает минимум 500 бар (7250 фунтов на кв. дюйм) в течение нескольких дней после выключения зажигания!

 

Что это значит?

Если вы подозреваете утечку топлива, НИКОГДА не используйте пальцы для проверки утечки на стороне высокого давления! Чтобы ваши пальцы были прикреплены к руке, просто используйте кусок картона.

Не пытайтесь ремонтировать систему Common Rail высокого давления путем удаления компонентов БЕЗ сброса давления системы, существует высокий риск утечки топлива под высоким давлением, что может привести к травмам или даже смерти. Пожалуйста, пройдите обучение или прочтите руководство, прежде чем пытаться ремонтировать систему Common Rail высокого давления!

Я буду рад организовать вебинар по запросу, посвященный основам или тому, как обращаться с различными системами Cummins Common Rail (ISB/QSB 4.5 или 6.7, ISC8.3/QSC8.3, ISL9/QSL9, X12, ISX15/QSX15 ). Если вы заинтересованы, воспользуйтесь страницей контактов или просто напишите мне по адресу [email protected]

 

Насколько чувствительна дизельная система Common Rail?

Для достижения высоких давлений и точности компоненты могут иметь внутренний производственный допуск от 5 до 2 микрон! Это 0.005 мм или 0,002 мм (от 0,0002 до 0,00008 дюйма)! Знаете ли вы, что размер некоторых бактерий составляет от 5 до 10 микрон?

Любое загрязнение из-за грязного топлива или неправильного ремонта может повредить внутренние поверхности компонента (например, форсунки), что приведет к отклонению его первоначальных характеристик.

Если вам нужно работать с топливной системой, убедитесь, что вы очистили компоненты высокого давления, с которыми вам нужно работать, и закройте отверстия для подачи топлива чистой крышкой. Для этой цели на рынке есть различные наборы.Даже перчатки могут свести к минимуму риск (но не те, что с антизапотевающим покрытием!)

 

Какие инструменты мне нужны для диагностики системы Common Rail?
Топливные системы Common Rail

работают по гидравлическому принципу. Система обеспечивает заданный расход топлива при определенной нагрузке двигателя или определенном давлении в общей топливной рампе. Чтобы определить, хорошо ли работает система, нам нужно измерить расход топлива (вообще говоря, количество в зависимости от времени, например литров в минуту) или утечку в системе (возврат в бак).

Как правило, вам необходимо иметь возможность контролировать давление с помощью диагностического инструмента, такого как Cummins Insite (для двигателей Cummins) или TEXA (действительно хороший и универсальный инструмент для диагностики двигателей).

Тогда вам нужно знать характеристики системы, над которой вы работаете.

Если вы работаете с двигателями Cummins, я вам помогу! Я могу организовать обучение с учетом ВАШИХ потребностей с помощью инструмента веб-семинара (например, Zoom или Microsoft Teams). Вам также потребуется учетная запись Cummins QuickServe Online, чтобы получить доступ к руководству по ремонту. Вот как создать одну учетную запись БЕСПЛАТНО.

Наконец, вам понадобятся некоторые диагностические инструменты, такие как шланги, манометры или тестовые наборы.

Научные статьи, журналы, авторы, подписчики, издатели

 
 
Как крупный международный издатель академических и исследовательских журналов, Science Alert публикует и разрабатывает игры в партнерстве с самыми престижные научные общества и издательства. Наша цель заключается в проведении высококачественных исследований в максимально широком аудитория.
   
 
 
Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей которые публикуются в наших журналах.Существует огромное количество информации здесь, чтобы помочь вам опубликоваться у нас, а также ценные услуги для авторов, которые уже публиковались у нас.
   
 
 
2022 цены уже доступны. Ты может получить личную / институциональную подписку на перечисленные журналы непосредственно из Science Alert. В качестве альтернативы вы возможно, вы захотите связаться с предпочитаемым агентством по подписке.Пожалуйста, направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки клиентов в службу поддержки клиентов журнала Science Alert.
   
 
 
Science Alert гордится своим тесные и прозрачные отношения с обществом. Так как некоммерческий издатель, мы стремимся к самому широкому возможное распространение материалов, которые мы публикуем, и на предоставление услуг самого высокого качества нашим издательские партнеры.
   
 
 
Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через контактную веб-форму. В соответствии с характером вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на разные категории.
   
 
 
Азиатский индекс научного цитирования (ASCI) обязуется предоставлять авторитетный, надежный и значимая информация путем охвата наиболее важных и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей глобального научное сообщество.База данных ASCI также предоставляет ссылку до полнотекстовых статей до более чем 25 000 записей с ссылка на цитируемые источники.
   
 

Что такое непосредственный впрыск топлива Common Rail? – Rampfesthudson.

com

Что такое непосредственный впрыск топлива Common Rail?

Common Rail — это система впрыска топлива, используемая в современных дизельных двигателях.В системах Common Rail топливо подается в двигатель под давлением с точностью, контролируемой электроникой. Это обеспечивает уровень гибкости, который можно использовать для достижения лучших в своем классе уровней контроля выбросов, мощности и расхода топлива.

Что такое система впрыска CRDi?

Термин CRDi расшифровывается как Common Rail Direct Injection. Технология впрыскивает топливо непосредственно в цилиндры дизельного двигателя через единую общую линию, известную как Common Rail. Common Rail подключен ко всем топливным форсункам.

Какой тип топливной форсунки обычно используется в системе прямого впрыска Common Rail CRDi?

Форсунки системы Common Rail

должны быть сконструированы таким образом, чтобы обеспечить высокую точность как количества топлива, так и времени начала впрыска. В системах Common Rail может использоваться одна из нескольких конструкций форсунок: электрогидравлические форсунки с сервоуправлением, электрогидравлические форсунки с сервоуправлением, включающие усиление давления, или.

Что такое дизель CRDi?

CRDi означает прямой впрыск Common Rail, что означает непосредственный впрыск топлива в цилиндр дизельного двигателя через одну общую линию, называемую Common Rail, которая соединена с топливными форсунками.

В чем разница между Common Rail и непосредственным впрыском?

Common Rail является одним из наиболее важных компонентов дизельных и бензиновых систем непосредственного впрыска. Основное различие между прямым и стандартным впрыском заключается в подаче топлива и способе его смешивания с поступающим воздухом. Common Rail представляет собой длинный металлический цилиндр.

Что такое MPFi и Crdi?

CRDi (прямой впрыск Common Rail) и MPFi (многоточечный впрыск топлива) — это интеллектуальные способы управления дизельными и бензиновыми двигателями соответственно с помощью современных компьютерных систем. CRDi и MPfi помогают повысить мощность, производительность и снизить вредные выбросы автомобильного двигателя.

Каковы основные компоненты Crdi?

Компоненты CRDi

  • ТНВД – нагнетает топливо до высокого давления.
  • Трубка высокого давления – подает топливо к форсунке.
  • Форсунка впрыска – впрыскивает топливо в цилиндр.
  • Подкачивающий насос – всасывает топливо из топливного бака.
  • Топливный фильтр – фильтрует топливо.
  • Блок управления двигателем.

Почему используется CRDI?

Преимущества системы CRDI: Система CRDI может контролировать расход топлива в соответствии с нагрузкой и частотой вращения двигателя. Эта система требует только один топливный насос для нескольких цилиндров. Система CRDI полезна для окружающей среды, так как снижает уровень шума, дыма и твердых частиц. Он обеспечивает высокую мощность при низких оборотах.

CDI и CRDi — это одно и то же?

Затем он подает топливо под давлением через трубку высокого давления на вход топливной рампы. Топливная рампа распределяет топливо по отдельным форсункам, которые затем впрыскивают его в камеру сгорания… Принцип работы:

Сл. Акроним Компания
1 ЦДИ Мерседес Бенц
2 CRDi Хендай
3 КР4 Тата
4 CRDe Махиндра

Что такое MPFi и CRDi?

Как CRDi используется в бензиновых и дизельных двигателях?

Это модифицированная форма системы непосредственного впрыска топлива, которая используется в бензиновых и дизельных двигателях.CRDI помогает улучшить производительность, мощность и снизить вредные выбросы дизельных двигателей. Что такое CRDI ИЛИ COMMON RAIL ПРЯМОЙ ВПРЫСК ТОПЛИВА?

Что означает непосредственный впрыск Common Rail (CRDi)?

Common Rail Direct Injection (CRDi): В топливных системах большинства современных двигателей используется передовая технология, известная как CRDi или Common Rail Direct Injection. Оба бензиновых и дизельных двигателя используют общую «топливную рампу», которая подает топливо к форсункам.

Где происходит сгорание при непосредственном впрыске Common Rail?

В системе прямого впрыска Common Rail сгорание происходит непосредственно в основной камере сгорания, расположенной в полости над днищем поршня.Сегодня производители используют технологию CRDi, чтобы преодолеть некоторые недостатки обычных дизельных двигателей, которые были вялыми,…

Где происходит сгорание в CRDi?

Сгорание в CRDi начинается непосредственно в основной камере сгорания, расположенной в верхней части головки пистолета. Топливораспределительная трубка используется для поддержания оптимального уровня остаточного топлива и служит топливным резервуаром для всех форсунок. Топливо подается постоянно в необходимое давление для впрыска.

Принцип Common Rail высокого давления_Shenyang Rabotti Experimental Equipment CO.

,LTD

Принцип работы системы впрыска топлива Common Rail высокого давления с электронным управлением

Система Common Rail высокого давления представляет собой новую концепцию системы впрыска топлива, которая дает людям ощущение свежести. Он может всесторонне улучшить характеристики дизельных двигателей, что делает его актуальной темой в области исследований дизельных двигателей.В его состав в основном входят насос высокого давления, трубка Common Rail с клапаном регулировки давления, форсунка с клапаном аккумулятора, электронный блок управления и различные датчики.

Топливный насос низкого давления подает топливо в топливный насос высокого давления. Топливный насос высокого давления нагнетает топливо и направляет его в топливную рампу высокого давления. Топливо проходит через топливопровод высокого давления. В зависимости от рабочего состояния машины электронный блок управления определяет подходящий момент впрыска и продолжительность впрыска по заданной карте, и топливо впрыскивается в цилиндр форсункой.

特点 Характеристики системы Common Rail высокого давления:

1. Давление впрыска топлива в системе Common Rail является гибким и регулируемым. Оптимальное давление впрыска можно определить для различных условий работы, тем самым оптимизируя общую производительность дизельного двигателя.

2. Время впрыска топлива можно контролировать независимо и гибко. При высоком давлении впрыска (120 МПа ~ 200 МПа) оксиды азота и твердые частицы можно контролировать до меньшего значения, чтобы соответствовать требованиям по выбросам.

3. Гибкое управление изменением скорости впрыска топлива для достижения идеального правила впрыска топлива, легкого достижения предварительного впрыска и многократного впрыска, что может уменьшить оксиды азота дизельного двигателя и обеспечить отличную мощность и экономическую эффективность.

4. Впрыск топлива контролируется электромагнитным клапаном, и его точность управления высока. В масляном контуре высокого давления не будет пузырьков и остаточного давления.Таким образом, в пределах рабочего диапазона дизельного двигателя объем впрыска топлива цикла изменяется мало, и подача топлива в каждый цилиндр не может быть улучшена, тем самым снижая вибрацию дизельного двигателя и уменьшая выбросы.

前景 Перспективы развития системы Common Rail высокого давления:

Система Common Rail высокого давления считается одним из трех основных прорывов в технологии двигателей внутреннего сгорания 20-го века.В настоящее время насчитывается:

1. Проблема с постоянным высоким давлением в системе Common Rail высокого давления.

2. Неравномерный объем впрыска, вызванный небольшими колебаниями давления Common Rail в системе Common Rail высокого давления.

3. Оптимизация данных 3D-управления системой Common Rail высокого давления.

4. Ключевые технические проблемы в процессе изготовления микроструктуры высокочастотного электромагнитного переключающего клапана.

Таким образом, технология впрыска топлива Common Rail высокого давления с электронным управлением помогает снизить вредные выбросы выхлопных газов дизельных двигателей и обладает комплексными характеристиками в плане снижения шума, снижения расхода топлива и повышения выходной мощности. Применение технологии впрыска топлива Common Rail с электронным управлением под высоким давлением выгодно для защиты окружающей среды земли и ускоряет развитие дизельной двигателестроения, автомобильной промышленности, особенно отраслей, связанных со строительной техникой.

Оптический датчик для обнаружения подъема иглы в форсунке Common Rail

Обнаружение смещения иглы в форсунке Common Rail является важным шагом для надлежащей характеристики поведения форсунки. Движение иглы традиционно измеряется с помощью вихретокового датчика. Помимо высокой стоимости, в научной литературе подчеркиваются его недостатки, такие как механическая слабость управляющего поршня, а также электромагнитные помехи, влияющие на сбор данных. Чтобы обеспечить улучшенное качество сигнала, были разработаны другие решения, которые требуют большого количества компонентов, что приводит к увеличению сложности компоновки. Такая компоновка может создать проблемы с упаковкой при установке датчика на испытательном стенде. Новый датчик (патентная заявка Великобритании № 1819731.9) с использованием оптоволоконного кабеля был разработан и изготовлен для преодоления ограничений, обычно связанных с датчиками смещения иглы. В основе принципа работы предлагаемого датчика лежит изменение интенсивности света, связанное с перемещением управляющего поршня.В документе представлены технические подробности и описаны экспериментальные испытания, подтверждающие способность датчика обнаруживать случаи закачки при различных сценариях закачки. Использование нового датчика выявило ключевую взаимосвязь между подъемом иглы форсунки и противодавлением. Учитывая экономичность и уменьшенную компоновку, датчик служит важным шагом на пути к полному пониманию процесса впрыска.

  • URL-адрес записи:
  • Наличие:
  • Дополнительные примечания:
    • Резюме перепечатано с разрешения SAE International.
  • Авторов:
    • Корателла, Карло
    • Парри, Льюис
    • Саху, Амрит
    • Сюй, Хунмин
  • Конференция:
  • Дата публикации: 2019-9-9

Язык

Информация о СМИ

Тема/Указатель Термины

Информация о подаче

  • Регистрационный номер: 01722818
  • Тип записи: Публикация
  • Агентство источника: SAE International
  • Номера отчетов/документов: 2019-24-0193
  • Файлы: ТРИС, SAE
  • Дата создания: 24 сент. 2019 г., 11:55

Общая рейка

«DCi» перенаправляется сюда.Чтобы узнать о других значениях, см. DCI (значения) .

«CRDi» перенаправляется сюда. Чтобы узнать о других значениях, см. CRDi (значения).

Система прямого впрыска топлива Common Rail представляет собой современный вариант системы непосредственного впрыска топлива для бензиновых и дизельных двигателей.

Топливная форсунка Common Rail

На дизельных двигателях он оснащен топливной рампой высокого давления (более 1000 бар / 15 000 фунтов на квадратный дюйм), питающей отдельные электромагнитные клапаны, в отличие от форсунок, питающих топливный насос низкого давления (Pumpe / Düse или насос-форсунки).Дизели Common Rail третьего поколения теперь оснащены пьезоэлектрическими форсунками для повышения точности и давлением топлива до 1800 бар/26 000 фунтов на кв. дюйм.

В бензиновых двигателях используется в технологии двигателей с непосредственным впрыском бензина.

История

Прототип системы Common Rail был разработан в конце 1960-х годов Робертом Хубером из Швейцарии, а технология получила дальнейшее развитие у доктора Марко Гансера в Швейцарском федеральном технологическом институте в Цюрихе, позже принадлежащем Ganser-Hydromag AG (осн.1995) в Оберэгери.

Первое успешное использование в серийных автомобилях началось в Японии в середине 1990-х годов. Доктор Шохей Ито и Масахико Мияки из Denso Corporation, японского производителя автомобильных запчастей, разработали топливную систему Common Rail для большегрузных автомобилей и применили ее на практике в своей системе Common Rail ECD-U2, установленной на грузовике Hino Rising Ranger. и продан для общего пользования в 1995 году. [1] Denso заявляет о первой коммерческой системе Common Rail высокого давления в 1995 году. [2]

Топливная система Common Rail крупным планом

Современные системы Common Rail, хотя и работают по тому же принципу, управляются блоком управления двигателем (ECU), который открывает каждую форсунку электронным, а не механическим способом. Он был тщательно разработан в 1990-х годах в сотрудничестве с Magneti Marelli, Centro Ricerche Fiat и Elasis. После исследований и разработок, проведенных Fiat Group, дизайн был приобретен немецкой компанией Robert Bosch GmbH для завершения разработки и доработки для массового производства.Оглядываясь назад, продажа показалась тактической ошибкой Fiat, поскольку новая технология оказалась очень прибыльной. Однако у компании не было иного выбора, кроме как продать, поскольку в то время она находилась в плохом финансовом состоянии и не имела ресурсов для самостоятельного завершения разработки. [3] В 1997 году они расширили его использование для легковых автомобилей. Первым легковым автомобилем, в котором использовалась система Common Rail, была модель Alfa Romeo 156 2.4 JTD 1997 года, [4] , а позже в том же году Mercedes-Benz C 220 CDI.

Двигатели Common Rail

уже некоторое время используются в судостроении и локомотивах. Cooper-Bessemer GN-8 (около 1942 г. ) является примером дизельного двигателя с гидравлическим приводом Common Rail, также известного как модифицированный Common Rail.

Vickers использовала систему Common Rail в двигателях подводных лодок примерно в 1916 году. Doxford Engines Ltd. около 600 бар с топливом, хранящимся в баллонах-аккумуляторах.Регулирование давления осуществлялось с помощью регулируемого хода нагнетания насоса и «сливного клапана». Механические распределительные клапаны с распределительным валом использовались для питания подпружиненных форсунок Brice / CAV / Lucas, которые впрыскивали через боковую часть цилиндра в камеру, образованную между поршнями. Ранние двигатели имели пару кулачков синхронизации, один для движения вперед, а другой для движения назад. Более поздние двигатели имели две форсунки на цилиндр, а последние серии двигателей с турбонаддувом постоянного давления были оснащены четырьмя форсунками на цилиндр.Эта система использовалась для впрыска как дизельного топлива, так и мазута (600 сСт, нагретого до температуры примерно 130°C).

Система Common Rail подходит для всех типов дорожных автомобилей с дизельными двигателями, начиная от городских автомобилей, таких как Fiat Nuova Panda, и заканчивая автомобилями представительского класса, такими как Audi A6.

Common Rail сегодня

Сегодня система Common Rail произвела революцию в технологии дизельных двигателей. Robert Bosch GmbH, Delphi Automotive Systems, Denso Corporation и Siemens VDO (теперь принадлежащие Continental AG) являются основными поставщиками современных систем Common Rail.Автопроизводители называют свои двигатели Common Rail собственными торговыми марками:

.
  • D-двигатели BMW (также используются в Land Rover Freelander TD4)
  • Cummins и Scania XPI (разработан в рамках совместного предприятия)
  • Cummins CCR (насос Cummins с форсунками Bosch)
  • Daimler CDI (а на автомобилях Chrysler Jeep просто как CRD )
  • Fiat Group’s (Fiat, Alfa Romeo и Lancia) JTD (также фирменные как Multijet , JTDM , ECOTEC CDTI , TID , TTID , DDIS , Quadra-Jet )
  • Ford Motor Company TDCi Duratorq и Powerstroke
  • General Motors Opel CDTI и ранее DTI
  • General Motors Chevrolet VCDi (по лицензии VM Motori; также под торговой маркой Ecotec CDTI )
  • Honda i-CTDi
  • Hyundai-Kia CRDi
  • IKCO EFD , который является одним из членов семейства EF. Поставщик TBD
  • Isuzu iTEQ
  • Komatsu Tier3 , Tier4 , 4D95 и выше HPCR Дизельные двигатели серии .
  • Махиндра CRDe
  • Mazda MZR-CD (1,4 MZ-CD, 1,6 MZ-CD производства совместного предприятия Ford/PSA Peugeot Citroën) и ранее DiTD
  • Mitsubishi DI-D (в недавно разработанном семействе двигателей 4N1 используется система впрыска следующего поколения 200 МПа (2000 бар))
  • Nissan dCi , Infiniti использует двигатели dCi, но не имеет торговой марки dCi.
  • Протон SCDi
  • PSA Peugeot Citroën HDI или HDi (1.4HDI, 1.6 HDI, 2.0 HDI, 2.2 HDI и V6 HDI, разработанные в рамках совместного предприятия с Ford)
  • Renault dCi и более ранние модели dTi
  • SsangYong XDi (большинство этих двигателей производится Daimler AG)
  • Subaru Legacy TD (по состоянию на январь 2008 г. )
  • Tata DICOR и CR4
  • Тойота D-4D
  • Volkswagen Group: 6.0 V12 TDI , двигатели 4.2 TDI (V8), 2.7 и 3.0 TDI (V6), 1.6, 2.0 TDI (L4) и 1.2 TDI (L3), используемые в текущих моделях Seat, Skoda, VW и Audi, используют систему Common Rail, поскольку в отличие от более ранних двигателей с насос-форсунками.
  • Двигатели Volvo 2.4D и D5 (1.6D, 2.0D производства Ford и PSA Peugeot Citroen), двигатели Volvo Penta серии D
  • Wärtsilä-Sulzer 14RT-flex96-C «самый большой поршневой двигатель в мире», разработанный финским производителем Wärtsilä

Принципы

Электромагнитные или пьезоэлектрические клапаны обеспечивают точное электронное управление временем и количеством впрыска топлива, а более высокое давление, которое обеспечивает технология Common Rail, обеспечивает лучшее распыление топлива.Чтобы снизить шум двигателя, электронный блок управления двигателем может впрыскивать небольшое количество дизельного топлива непосредственно перед основным впрыском («пилотный» впрыск), тем самым снижая его взрывоопасность и вибрацию, а также оптимизируя время и количество впрыска для различных условий. качество топлива, холодный пуск и тд. Некоторые усовершенствованные топливные системы Common Rail выполняют до пяти впрысков за один ход. [6]

Двигатели Common Rail требуют очень короткого времени (< 1 с) или вообще не нагреваются [ цитирование ] и производят более низкий уровень шума двигателя и выбросов, чем более старые системы.

В дизельных двигателях

исторически использовались различные формы впрыска топлива. Два распространенных типа включают систему с насосом-форсункой и систему с распределителем/рядным насосом (дополнительную информацию см. в разделе «Дизельный двигатель и насос-форсунка»). Хотя эти старые системы обеспечивали точный контроль количества топлива и времени впрыска, они были ограничены несколькими факторами:

  • Они приводились в действие кулачком, а давление впрыска было пропорционально частоте вращения двигателя. Обычно это означало, что максимальное давление впрыска могло быть достигнуто только при максимальной частоте вращения двигателя, а максимально достижимое давление впрыска уменьшалось по мере снижения частоты вращения двигателя. Это соотношение верно для всех насосов, даже для тех, которые используются в системах Common Rail; однако в системах с блоком или распределителем давление впрыска привязано к мгновенному давлению одного события накачки без аккумулятора, и поэтому взаимосвязь более заметна и проблематична.
  • Они были ограничены в количестве и времени впрыска, которым можно было управлять во время одного события сгорания. Хотя в этих старых системах возможны множественные инъекции, добиться этого гораздо труднее и дороже.
  • Для типичной распределительной/поточной системы начало впрыска происходило при заданном давлении (часто называемом давлением срабатывания) и заканчивалось при заданном давлении. Эта характеристика возникла из-за того, что «фиктивные» форсунки в головке цилиндров открывались и закрывались при давлении, определяемом предварительной нагрузкой пружины, действующей на поршень форсунки. Как только давление в инжекторе достигнет заданного уровня, поршень поднимется и начнется впрыск.

В системах Common Rail насос высокого давления хранит резервуар с топливом под высоким давлением — до 2000 бар (29 000 фунтов на кв. дюйм) и выше.Термин «общая магистраль» относится к тому факту, что все топливные форсунки питаются от общей топливной рампы, которая представляет собой не что иное, как аккумулятор давления, в котором топливо хранится под высоким давлением. Этот аккумулятор питает несколько топливных форсунок топливом под высоким давлением. Это упрощает назначение насоса высокого давления, поскольку он должен только поддерживать заданное давление на целевом объекте (с механическим или электронным управлением). Топливные форсунки обычно управляются ЭБУ. Когда топливные форсунки активируются электрически, гидравлический клапан (состоящий из форсунки и плунжера) открывается механически или гидравлически, и топливо впрыскивается в цилиндры под заданным давлением.Поскольку энергия давления топлива накапливается удаленно, а форсунки приводятся в действие электрически, давление впрыска в начале и в конце впрыска очень близко к давлению в аккумуляторе (рампе), что обеспечивает квадратичную скорость впрыска.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.