Enhetens funktioner och fördelarna med Common Rail-bränslesystemet

I moderna bilar används bränsleinsprutningssystem. Om tidigare en sådan modifiering endast gjordes i dieselmotorer, får idag många bensinmotorer en av de typer av insprutning. De beskrivs i detalj i ytterligare en recension.

Nu kommer vi att fokusera på utvecklingen, som fick namnet Common Rail. Låt oss se hur det verkade, vad är dess särdrag, liksom vad är dess fördelar och nackdelar.

Vad är Common Rail Fuel System

Ordboken översätter begreppet Common Rail som "ackumulatorbränslesystem". Dess särdrag är att en del diesel drivs från en behållare där bränslet är under högt tryck. Rampen är placerad mellan injektionspumpen och injektorerna. Injektionen utförs genom att injektorn öppnar ventilen och trycksatt bränsle släpps ut i cylindern.

Denna typ av bränslesystem är det senaste steget i utvecklingen av dieseldrivlinor. Jämfört med bensinmotorn är diesel mer ekonomiskt eftersom bränsle sprutas in direkt i cylindern och inte i insugsgrenröret. Och med denna modifiering ökar kraftenhetens effektivitet avsevärt.

Common rail-bränsleinsprutning har förbättrat fordonets effektivitet med 15%, beroende på inställningarna för förbränningsmotorns driftsätt. I detta fall är vanligtvis en bieffekt av motorns ekonomi en minskning av dess prestanda, men i detta fall ökar enhetens effekt tvärtom.

Anledningen till detta ligger i kvaliteten på bränsledistributionen i cylindern. Alla vet att motorns verkningsgrad direkt inte beror så mycket på mängden inkommande bränsle som på kvaliteten på dess blandning med luft. Eftersom insprutningsprocessen sker under några sekunders fraktion under motorns drift är det nödvändigt att bränslet blandas med luft så snabbt som möjligt.

Bränsleförstoftning används för att påskynda denna process. Eftersom linjen bakom bränslepumpen har högt tryck sprutas diesel mer effektivt genom munstyckena. Förbränningen av luft-bränsleblandningen sker med högre verkningsgrad, varifrån motorn uppvisar en ökad effektivitet flera gånger.

Story

Införandet av denna utveckling var en skärpning av miljönormerna för biltillverkare. Grundidén uppstod dock i slutet av 60-talet av förra seklet. Dess prototyp utvecklades av den schweiziska ingenjören Robert Huber.

Lite senare slutfördes denna idé av en anställd vid Swiss Federal Institute of Technology, Marco Ganser. Denna utveckling användes av Denzo-anställda och skapade ett bränslespårningssystem. Nyheten har fått det okomplicerade namnet Common Rail. Under de sista åren av 1990-talet uppstod utvecklingen i kommersiella fordon på EDC-U2-motorer. Hino-lastbilar (Rising Ranger-modellen) fick ett sådant bränslesystem.

Under det 95: e året blev denna utveckling också tillgänglig för andra tillverkare. Ingenjörerna från varje märke modifierade systemet och anpassade det till egenskaperna hos sina egna produkter. Denzo anser sig dock vara en pionjär inom användningen av denna injektion på bilar.

Denna åsikt bestrids av ett annat varumärke, FIAT, som patenterade en dieselmotor med direktinsprutning av prototyp (modell Chroma TDid) 1987. Samma år började de anställda i det italienska företaget arbeta med att skapa elektronisk injektion, som har en liknande princip för arbete med en gemensam järnväg. Det var sant att systemet fick namnet UNIJET 1900cc.

Den moderna injektionsvarianten fungerar på samma princip som den ursprungliga designen, oavsett vem som anses vara dess uppfinnare.

utformning

Tänk på enheten för denna modifiering av bränslesystemet. Högtryckskretsen består av följande element:

• En linje som klarar höga tryck, många gånger motorns kompressionsförhållande. Den är gjord i form av rör i ett stycke som alla kretselement är anslutna till.
• Injektionspump är en pump som skapar det önskade trycket i systemet (beroende på motorns driftsätt kan denna indikator vara mer än 200 MPa). Denna mekanism har en komplex struktur. I sin moderna design baseras dess arbete på ett kolvpar. Det beskrivs i detalj i ytterligare en recension... Anordningen och driftsprincipen för bränslepumpen beskrivs också separat.
• En bränsleskena (skena eller batteri) är en liten tjockväggig behållare där bränsle ackumuleras. Injektorer med finfördelare och annan utrustning är anslutna till den med hjälp av bränsleledningar. En ytterligare funktion för rampen är att dämpa svängningarna i bränslet som uppstår under pumpens drift.
• Bränsletrycksgivare och regulator. Dessa element gör att du kan kontrollera och bibehålla det önskade trycket i systemet. Eftersom pumpen ständigt går medan motorn går pumpar den ständigt diesel i ledningen. För att förhindra att det spricker ut tömmer regulatorn överflödigt arbetsmedium i returledningen som är ansluten till tanken. För detaljer om hur tryckregulatorn fungerar, se här.
• Injektorerna levererar den erforderliga delen bränsle till enhetscylindrarna. Dieselmotorutvecklare bestämde sig för att placera dessa element direkt i topplocket. Detta konstruktiva tillvägagångssätt gjorde det möjligt att ta itu med flera komplexa frågor samtidigt. För det första minimerar det bränsleförlusterna: i insugsgrenröret i flerpunktsinsprutningssystemet finns en liten del av bränslet kvar på grenrörets väggar. För det andra antänds en dieselmotor inte från en glödstift och inte från en gnista, som i en bensinmotor - dess oktantal tillåter inte användning av sådan tändning (vad är oktantalet, läs här). Kolven komprimerar luften kraftigt när kompressionsslaget utförs (båda ventilerna är stängda), vilket medför att medietemperaturen stiger till flera hundra grader. Så snart munstycket atomiserar bränslet antänds det spontant från den höga temperaturen. Eftersom denna process kräver perfekt precision är enheterna utrustade med magnetventiler. De utlöses av en signal från ECU.
• Sensorer övervakar driften av systemet och skickar lämpliga signaler till styrenheten.
• Det centrala elementet i Common Rail är ECU, som synkroniseras med hjärnorna i hela systemet. I vissa bilmodeller är den integrerad i huvudstyrenheten. Elektronik kan inte bara registrera motorns prestanda utan även andra komponenter i bilen, på grund av vilken mängden luft och bränsle, liksom sprutmomentet, beräknas mer exakt. Elektroniken är fabriksprogrammerad. Så snart ECU mottar nödvändig information från sensorerna aktiveras den angivna algoritmen och alla manöverdon får rätt kommando.
• Varje bränslesystem har ett filter i sin linje. Den installeras framför bränslepumpen.

En dieselmotor utrustad med denna typ av bränslesystem fungerar enligt en speciell princip. I den klassiska versionen injiceras hela bränsledelen. Närvaron av en bränsleackumulator gör det möjligt att fördela en del i flera delar medan motorn utför en cykel. Denna teknik kallas multipelinjektion.

Dess väsen beror på det faktum att innan den huvudsakliga mängden diesel levereras, görs en preliminär injektion som värmer upp arbetskammaren ännu mer och också ökar trycket i den. När resten av bränslet sprutas antänds det mer effektivt, vilket ger Common Rail ICE högt vridmoment även när motorhastigheten är låg.

Beroende på driftläge kommer en del av bränslet att levereras en eller två gånger. När motorn går på tomgång värms cylindern upp med en dubbel förinsprutning. När belastningen ökar utförs en förinsprutning, vilket lämnar mer bränsle för huvudcykeln. När motorn går med maximal belastning utförs ingen förinsprutning utan hela bränslebelastningen används.

utsikterna

Det är värt att notera att detta bränslesystem har förbättrats när kompressionen av kraftenheterna ökar. Idag erbjuds bilägare den 4: e generationen Common Rail. I den är bränslet under ett tryck på 220 MPa. Denna modifiering har installerats på bilar sedan 2009.

De tidigare tre generationerna hade följande tryckparametrar:

1. Sedan 1999 har järnvägstrycket varit 140MPa;
2. År 2001 ökade denna siffra med 20 MPa;
3. 4 år senare (2005) började bilarna utrustas med tredje generationens bränslesystem, som kunde skapa ett tryck på 180 MPa.

Ökningen av trycket i ledningen gör det möjligt att injicera en större volym diesel under samma tidsperiod som i tidigare utvecklingar. Följaktligen ökar bilens frosseri, men kraftökningen ökar märkbart. Av denna anledning får vissa omformade modeller en motor identisk med den tidigare, men med ökade parametrar (hur omformningen skiljer sig från nästa generations modell beskrivs separat).

Förbättring av effektiviteten i denna modifiering utförs på grund av mer exakt elektronik. Denna situation tillåter oss att dra slutsatsen att den fjärde generationen ännu inte är toppen av perfektion. Ökningen av bränslesystemens effektivitet framkallas emellertid inte bara av biltillverkarnas önskan att tillgodose ekonomiska bilisters behov, utan främst genom att höja miljönormerna. Denna modifiering ger en bättre förbränning av dieselmotorn, tack vare vilken bilen klarar kvalitetskontroll innan den lämnar monteringslinjen.

Common rail fördelar och nackdelar

Den moderna modifieringen av detta system har gjort det möjligt att öka enhetens effekt genom att spruta mer bränsle. Eftersom i moderna biltillverkare installerar ett stort antal av alla slags sensorer började elektroniken mer exakt bestämma mängden diesel som krävs för att driva förbränningsmotorn i ett specifikt läge.

Detta är den största fördelen med common rail jämfört med de klassiska fordonsmodifieringarna med enhetsinjektorer. Ett annat plus för en innovativ lösning är att det är lättare att reparera, eftersom det har en enklare enhet.

Nackdelarna inkluderar de höga kostnaderna för installationen. Det kräver också högre bränsle. En annan nackdel är att injektorerna har en mer komplex design, därför har de en kortare livslängd. Om någon av dem misslyckas kommer ventilen i den att vara ständig öppen, vilket kommer att bryta kretsens täthet och systemet stängs av.

Mer information om enheten och olika versioner av högtrycksbränslekretsen, se följande video:

Principen för drift av komponenterna i Common Rail-systemets bränslekrets. Del 2

Frågor och svar:

Vad är trycket på Common Rail? I bränsleskenan (ackumulatorröret) tillförs bränsle under lågt tryck (från vakuum till 6 atm.) Och i den andra kretsen under högt tryck (1350-2500 bar.)

Vad är skillnaden mellan Common Rail och bränslepump? I bränslesystem med högtryckspump fördelar pumpen omedelbart bränslet till insprutarna. I Common Rail-systemet pumpas bränsle in i en ackumulator (rör), och därifrån distribueras det till injektorerna.

Vem uppfann Common Rail? En prototyp av common rail-bränslesystem dök upp i slutet av 1960-talet. Den utvecklades av schweizaren Robert Huber. Därefter utvecklades tekniken av Marco Ganser.