Vlastnosti zariadenia a výhody palivového systému Common Rail

V moderných vozidlách sa používajú systémy vstrekovania paliva. Pokiaľ bola predtým takáto úprava iba v naftových pohonných jednotkách, dnes dostáva veľa benzínových motorov jeden z typov vstrekovania. Podrobne sú opísané v ďalšia recenzia.

Teraz sa zameriame na vývoj, ktorý dostal názov Common Rail. Pozrime sa, ako sa to javilo, v čom spočíva jeho zvláštnosť, aké sú jeho výhody a nevýhody.

Čo je palivový systém Common Rail

Slovník prekladá koncept Common Rail ako „akumulačný palivový systém“. Jeho zvláštnosťou je, že časť motorovej nafty sa odoberá zo zásobníka, v ktorom je palivo pod vysokým tlakom. Rampa je umiestnená medzi vstrekovacím čerpadlom a vstrekovačmi. Vstrekovanie sa vykonáva vstrekovačom otvárajúcim ventil a tlakové palivo sa uvoľňuje do valca.

Tento typ palivového systému je posledným krokom vo vývoji naftových pohonných jednotiek. V porovnaní s benzínovým náprotivkom je nafta ekonomickejšia, pretože palivo sa vstrekuje priamo do valca, a nie do sacieho potrubia. A touto úpravou sa výrazne zvyšuje účinnosť pohonnej jednotky.

Vstrekovanie paliva Common rail zlepšilo účinnosť vozidla o 15%, v závislosti od nastavení prevádzkového režimu spaľovacieho motora. V tomto prípade je zvyčajne vedľajším účinkom ekonomiky motora pokles jeho výkonu, ale v takom prípade sa výkon jednotky naopak zvyšuje.

Dôvod spočíva v kvalite distribúcie paliva vo valci. Každý vie, že účinnosť motora priamo nezávisí ani tak od množstva prichádzajúceho paliva, ako od kvality jeho miešania so vzduchom. Pretože počas prevádzky motora k procesu vstrekovania dochádza v priebehu zlomku sekundy, je potrebné, aby sa palivo čo najskôr zmiešalo so vzduchom.

Na urýchlenie tohto procesu sa používa atomizácia paliva. Pretože potrubie za palivovým čerpadlom má vysoký tlak, nafta sa cez trysky rozstrekuje efektívnejšie. K spaľovaniu zmesi vzduch - palivo dochádza s vyššou účinnosťou, z čoho motor niekoľkokrát preukazuje zvýšenie účinnosti.

Príbeh

Zavedením tohto vývoja bolo sprísnenie environmentálnych noriem pre výrobcov automobilov. Zásadná myšlienka sa však objavila na konci 60. rokov minulého storočia. Jeho prototyp vyvinul švajčiarsky inžinier Robert Huber.

O niečo neskôr túto myšlienku dokončil pracovník Švajčiarskeho federálneho technologického inštitútu Marco Ganser. Tento vývoj využili zamestnanci spoločnosti Denzo a vytvoril palivový systém s koľajnicou. Novinka dostala nekomplikovaný názov Common Rail. V posledných rokoch 1990. rokov sa objavil vývoj úžitkových vozidiel na motoroch EDC-U2. Tento palivový systém dostali nákladné vozidlá Hino (model Rising Ranger).

V 95. roku sa tento vývoj stal dostupným aj pre ďalších výrobcov. Inžinieri každej značky upravili systém a prispôsobili ho charakteristikám svojich vlastných výrobkov. Denzo sa však považuje za priekopníka v používaní tohto vstrekovania do automobilov.

Tento názor spochybňuje iná značka, spoločnosť FIAT, ktorá si v roku 1987 patentovala prototyp vznetového motora s priamym vstrekovaním (model Chroma TDid). V tom istom roku začali zamestnanci talianskeho koncernu pracovať na vytvorení elektronického vstrekovania, ktoré má podobný princíp práce so common rail. Je pravda, že systém dostal názov UNIJET 1900cc.

Moderný variant vstrekovania funguje na rovnakom princípe ako pôvodný dizajn bez ohľadu na to, kto je považovaný za jeho vynálezcu.

dizajn

Zvážte zariadenie tejto úpravy palivového systému. Vysokotlakový okruh pozostáva z nasledujúcich prvkov:

• Vedenie schopné odolávať vysokým tlakom, mnohonásobne vyšším ako kompresný pomer motora. Je vyrobený vo forme jednodielnych trubíc, ku ktorým sú pripojené všetky prvky obvodu.
• Vstrekovacie čerpadlo je čerpadlo, ktoré vytvára požadovaný tlak v systéme (v závislosti od prevádzkového režimu motora môže byť tento indikátor vyšší ako 200 MPa). Tento mechanizmus má zložitú štruktúru. V modernom dizajne je jeho práca založená na pieste. Je podrobne opísaný v ďalšia recenzia... Je tiež popísané zariadenie a princíp činnosti palivového čerpadla oddelene.
• Palivová koľajnica (koľajnica alebo batéria) je malý hrubostenný zásobník, v ktorom sa hromadí palivo. Trysky s postrekovačmi a iným vybavením sú k nej pripojené pomocou palivových potrubí. Ďalšou funkciou rampy je tlmenie výkyvov paliva, ku ktorým dochádza pri prevádzke čerpadla.
• Senzor a regulátor tlaku paliva. Tieto prvky umožňujú regulovať a udržiavať požadovaný tlak v systéme. Pretože čerpadlo neustále beží, zatiaľ čo motor beží, neustále načerpáva naftu do potrubia. Aby sa zabránilo prasknutiu, regulátor vypúšťa prebytočné pracovné médium do spätného potrubia, ktoré je pripojené k nádrži. Podrobnosti o fungovaní regulátora tlaku nájdete na tu.
• Vstrekovače dodávajú potrebnú časť paliva do jednotkových valcov. Vývojári naftových motorov sa rozhodli umiestniť tieto prvky priamo do hlavy valcov. Tento konštruktívny prístup umožnil súčasne riešiť niekoľko zložitých problémov. Po prvé, minimalizuje straty paliva: v sacom potrubí systému viacbodového vstrekovania zostáva malá časť paliva na stenách potrubia. Po druhé, nafta sa nezapáli nie zo žeraviacej sviečky, ani z iskry, ako napríklad v benzínovom motore - jeho oktánové číslo neumožňuje použitie tohto zapaľovania (aké je oktánové číslo, prečítajte si tu). Piest pri vykonávaní kompresného zdvihu (obidva ventily sú zatvorené) silno stláča vzduch, čo spôsobí zvýšenie teploty média na niekoľko sto stupňov. Len čo tryska rozpráši palivo, spontánne sa zapáli z vysokej teploty. Pretože tento proces vyžaduje dokonalú presnosť, sú prístroje vybavené elektromagnetickými ventilmi. Spúšťajú ich signál z ECU.
• Senzory monitorujú činnosť systému a vysielajú príslušné signály do riadiacej jednotky.
• Centrálnym prvkom systému Common Rail je ECU, ktorá je synchronizovaná s mozgami celého palubného systému. V niektorých modeloch automobilov je integrovaný do hlavnej riadiacej jednotky. Elektronika dokáže zaznamenať nielen výkon motora, ale aj ďalších komponentov automobilu, vďaka čomu sa presnejšie počíta množstvo vzduchu a paliva, ako aj okamih postreku. Elektronika je naprogramovaná z výroby. Hneď ako ECU dostane potrebné informácie zo senzorov, aktivuje sa špecifikovaný algoritmus a všetky akčné členy dostanú príslušný príkaz.
• Akýkoľvek palivový systém má vo svojom potrubí filter. Je inštalovaný pred palivovým čerpadlom.

Naftový motor vybavený týmto typom palivovej sústavy pracuje podľa zvláštneho princípu. V klasickej verzii je vstrekovaná celá časť paliva. Prítomnosť palivového akumulátora umožňuje rozdeliť jednu časť na niekoľko častí, zatiaľ čo motor vykonáva jeden cyklus. Táto technika sa nazýva viacnásobná injekcia.

Jeho podstata spočíva v tom, že pred dodaním hlavného množstva motorovej nafty sa uskutoční predbežné vstrekovanie, ktoré ešte viac zahreje pracovnú komoru a tiež zvýši tlak v nej. Keď nastriekate zvyšok paliva, vznieti sa efektívnejšie a poskytne Common Rail ICE vysoký krútiaci moment aj pri nízkych otáčkach motora.

V závislosti od prevádzkového režimu bude časť paliva dodávaná raz alebo dvakrát. Pri chode na voľnobežných otáčkach sa valec zahrieva dvojitým predbežným vstrekovaním. Keď sa záťaž zvýši, vykoná sa jedno predbežné vstrekovanie, ktoré ponechá viac paliva pre hlavný cyklus. Ak je motor v chode na maximum, nevykonáva sa žiadne predbežné vstrekovanie, ale využíva sa celé zaťaženie paliva.

vyhliadky

Stojí za zmienku, že tento palivový systém bol vylepšený so zvyšovaním kompresie pohonných jednotiek. Dnes sa majiteľom automobilov ponúka 4. generácia systému Common Rail. V ňom je palivo pod tlakom 220 MPa. Táto úprava je na automobiloch inštalovaná od roku 2009.

Predchádzajúce tri generácie mali nasledujúce tlakové parametre:

1. Od roku 1999 bol tlak v koľajisku 140 MPa;
2. V roku 2001 sa toto číslo zvýšilo o 20 MPa;
3. Po 4 rokoch (2005) začali byť autá vybavené treťou generáciou palivových systémov, ktoré boli schopné vytvárať tlak 180 MPa.

Zvýšenie tlaku v potrubí umožňuje vstrekovanie väčšieho objemu motorovej nafty v rovnakom časovom období ako v predchádzajúcom vývoji. Preto sa tým zvyšuje obžerstvo automobilu, ale zvýšenie výkonu sa zreteľne zvyšuje. Z tohto dôvodu dostávajú niektoré upravené modely motor identický s predchádzajúcim, ale so zvýšenými parametrami (je popísané, v čom sa odlišuje zmena designu od modelu novej generácie. oddelene).

Účinnosť takejto úpravy sa zvyšuje vďaka presnejšej elektronike. Tento stav vecí nám umožňuje dospieť k záveru, že štvrtá generácia ešte nie je vrcholom dokonalosti. Zvýšenie účinnosti palivových systémov však nie je vyvolané iba túžbou výrobcov automobilov uspokojiť potreby hospodárnych motoristov, ale predovšetkým zvýšením environmentálnych štandardov. Táto úprava zaisťuje lepšie spaľovanie naftového motora, aby bolo možné pred opustením montážnej linky absolvovať kontrolu kvality.

Výhody a nevýhody systému common rail

Moderná úprava tohto systému umožnila zvýšiť výkon jednotky nastriekaním väčšieho množstva paliva. Pretože v moderných výrobcoch automobilov inštalujú veľké množstvo všetkých druhov snímačov, elektronika začala presnejšie určovať množstvo motorovej nafty potrebné na prevádzku spaľovacieho motora v konkrétnom režime.

To je hlavná výhoda systému common rail oproti klasickým úpravám vozidla s jednotkovými vstrekovačmi. Ďalším plusom v prospech inovatívneho riešenia je ľahšia oprava, pretože má jednoduchšie zariadenie.

Medzi nevýhody patria vysoké náklady na inštaláciu. Vyžaduje tiež kvalitnejšie palivo. Ďalšou nevýhodou je, že injektory majú zložitejšiu konštrukciu, takže majú kratšiu životnosť. Ak niektorý z nich zlyhá, ventil v ňom bude neustále otvorený, čo naruší tesnosť okruhu a systém sa vypne.

Ďalšie podrobnosti o zariadení a rôznych verziách vysokotlakového palivového okruhu sú popísané v nasledujúcom videu:

Princíp činnosti komponentov palivového okruhu systému Common Rail. Časť 2

Otázky a odpovede:

Aký je tlak na Common Rail? V palivovej lište (akumulačná trubica) je palivo dodávané pod nízkym tlakom (od vákua do 6 atm.) a v druhom okruhu pod vysokým tlakom (1350-2500 bar.)

Aký je rozdiel medzi Common Rail a palivovým čerpadlom? V palivových systémoch s vysokotlakovým čerpadlom čerpadlo okamžite distribuuje palivo do vstrekovačov. V systéme Common Rail sa palivo čerpá do akumulátora (trubice) a odtiaľ je distribuované do vstrekovačov.

Kto vynašiel Common Rail? Koncom 1960. rokov sa objavil prototyp palivového systému Common Rail. Vyvinul ho Švajčiar Robert Huber. Následne technológiu vyvinul Marco Ganser.