Common rail принцип работы: Common rail принцип работы

Изучаем Common Rail: всё путем — журнал За рулем

На смену старым системам питания дизелей с рядным топливным насосом высокого давления пришла более совершенная конструкция — «коммон рейл» (Common Rail, CR), что в переводе означает «общий путь».

1

Первые серийные автомобили с этой системой, разработанной компанией «Бош», появились в 1996 году. Названием она обязана единой рампе, откуда горючее поступает к форсункам. Главное преимущество системы — достаточно высокое давление топлива во всех режимах работы двигателя, что способствует лучшему смесеобразованию в зоне горения и полному сгоранию. Сохранив умеренный аппетит предшественников, дизель CR лучше отвечает экологическим нормам, причем такой автомобиль зачастую динамичнее бензинового и почти так же малошумен.

Сердце системы — топливный насос высокого давления, компактное устройство с одним, двумя или тремя плунжерами и механическим приводом. Корпус ТНВД — из алюминиевого сплава, гильзы плунжеров стальные. Чтобы на холостом ходу и при малых нагрузках насос не гонял топливо зря, на некоторых трех-плунжерных автоматически отключается одна секция, а двухплунжерные регулируются дозирующими устройствами. К самому же ТНВД топливо подается из бака под давлением 6–7 бар подкачивающим насосом. Он либо шестерен

чатый и встроен в корпус ТНВД, либо электрический — в модуле топливозаборника или в магистрали.

Комплект для ремонта форсунок.

Комплект для ремонта форсунок.

Комплект для ремонта форсунок.

Уже в режиме прокрутки коленвала стартером ТНВД создает пусковое давление 350–400 бар. На минимальных оборотах холостого хода — до 500–600 бар, а при максимальной нагрузке — до 1300–1500 бар. Есть насосы с давлением и до 2000 бар. Его величину задает регулятор, расположенный на корпусе ТНВД либо на рампе и подчиненный электронному блоку управления двигателем. Выдавая команды, ЭБУ опирается на сигналы датчика давления в рампе.

По трубкам высокого давления топливо подается к форсункам, открывающимся под действием электрического сигнала. Есть два варианта конструкции — электромагнитная либо с пьезоэлементом. Первая поначалу не отличалась быстродействием, что и вынудило конструкторов искать альтернативу. В пьезофорсунке напряжение подается на пьезокристалл, который мгновенно расширяется. Золотник сжимает пружину, игла форсунки открывает путь топливу — и оно впрыскивается в камеру сгорания. Впрочем, конструкторы продолжают совершенствовать и электромагнитные устройства, — на современных двигателях успешно работают оба варианта.

Современная форсунка — компактное, но непростое устройство.

Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы

Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы

Сегодня мы узнаем, что называется автомобильной системой впрыска топлива с технологией Common Rail, для чего она нужна и как осуществляется ее функционирование

ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМА ВПРЫСКА COMMON RAIL. ОСОБЕННОСТИ И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильной системой впрыска топлива с технологией Common Rail (впрыск топлива под высоким давлением), для чего она нужна и как осуществляется ее функционирование. Кроме того, расскажем про основные характеристики технологии, каким образом работает топливный насос в системе, чем впрыск топлива такого типа отличается от других, на каких силовых установках чаще применяется такой механизм и какая польза или вред автомобильному двигателю от Common Rail. В заключении мы поговорим, о том какие задачи выполняет система впрыска Common Rail в двигателе транспортного средства, из каких узлов состоит и каковы ее конструкторские особенности.

Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы

Для того, чтобы понять, как функционирует автомобильная система с технологией впрыска топлива под высоким давлением (Common Rail), необходимо знать ее конструкторские особенности, из каких элементов она состоит, а также какие функции и задачи выполняет в той или иной силовой установке транспортного средства. Данные вопросы мы и обсудим в нашем рассказе, чтобы получить исчерпывающее представление о принципе работы автомобильной топливной системы Common Rail. Кроме того, рассмотрим часто задаваемый вопрос многими автовладельцами: “Чем отличается система впрыска топлива под высоким давлением от классических топливных технологий?”.

Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы Что такое система впрыска FSI. Особенности и принцип работыЧто такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы Что такое система впрыска GDI. Особенности и принцип работы

1. Понятие, особенности, преимущества и недостатки системы впрыска топлива Common Rail

Система Common Rail – технология впрыска топлива для дизельных силовых установок. Принцип работы основан на подаче топлива к форсункам под постоянным давлением от общей рампы. Данная технология была впервые разработана немецкими инженерами компании Bosch. Коммон Рейл от компании Бош повсеместно используется на транспортных средствах таких марок, как Volvo, Mersedes-Benz и BMW.

Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы

Топливная система Common Rail в переводе с английского языка означает общую магистраль топливного механизма транспортного средства. Такая система характеризуется впрыском топлива в камеру сгорания цилиндров под высоким атмосферным давлением. Благодаря подаче топлива под давлением в цилиндры обеспечивается высокая эффективность работы силовой установки и сокращается расход топлива в среднем на 10-15%, а мощность мотора вырастает примерно на 30-40%.

Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы
Кроме увеличения мощности силовой установки и снижения расхода топлива, преимущества системы впрыска под высоким давлением Коммон Рейл не заканчиваются. Данная система отмечается уменьшением шума при работе мотора, при этом крутящий момент дизельного двигателя повышается в среднем на 5-10 процентов. Благодаря вышеописанным факторам, система впрыска топлива Коммон Рейл получила всеобщую популярность и на сегодняшний день примерно каждый 2-ой автомобиль на планете с дизельной силовой установкой оборудован этой технологией. Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы
Среди недостатков системы Коммон Рейл можно выделит довольно высокие нормы по качеству к потребляемому дизельному топливу. В том случае, когда в такую топливную систему попадают мелкие посторонние частицы в виде не растворившегося парафина, который содержится в солярке, то это может привести к выходу из строя форсунок управляемых электроникой и выполненных с высочайшей точностью. Вот поэтому в дизельных силовых установках с системой Коммон Рейл применение качественного дизтоплива является самым главным и обязательным условием.

2. Принцип работы системы впрыска топлива под высоким давлением

Основной принцип работы системы Коммон Рейл состоит на подаче топлива, как правило, дизельного вида, к форсункам от общей рампы под высоким давлением. Давление в такой системе впрыска образуется, а также поддерживается в независимом от частоты вращения коленчатого вала силовой установки состояния. Кроме того, на давление в топливной системе такого типа также никакого влияния не оказывает параметр объема впрыскиваемого горючего в камеры цилиндров

Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы

Процесс впрыскивания топлива осуществляется форсунками по специальной команде электронного блока управления системы. В каждую форсунку встроены магнитные соленоиды, включение которых происходит все с того же электронного блока управления системы впрыска. Таким образом, при помощи “умныхфорсунок образуется управляемый впрыск топлива в камеры сгорания топливно-воздушной смеси, расположенных в цилиндрах двигателя

Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы
Для повышения эффективности функционирования системы впрыска Комон Рейл было решено разработать и использовать специальный узел, который называется аккумуляторный блок, содержащий в своем составе распределительный трубопровод, трубки подачи топлива, а также сами форсунки. Электронный блок управления по заложенной в него программе передает управляющий сигнал к форсункам, а точнее к их соленоидам, которые установлены на этих деталях. Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы

Далее соленоиды по команде от блока управления производят подачу дизтоплива в камеры сгорания топливно-воздушной смеси мотора при помощи исполнительных механизмов в виде форсунок. Вся процедура происходит по принципу разделения узла, которое создает высокое давление и элементов впрыскивания, обеспечивающих повышение точности управления процессом сгорания смеси и увеличения силы подачи топлива.

3. Устройство и конструкторские отличия системы Common Rail

Система Коммон Рейл по своему устройству значительно отличается от классических топливных систем, например FSI или GDI. Система впрыска функционирующая под высоким давлением Common Rail и включает в состав 3 основные узла, такие как

Контур низкого давления: включает топливный бак, насос с типом действия подкачки топлива, фильтрующий элемент и трубопроводы для соединения деталей системы.

Контур высокого давления: он состоит из насоса высокого давления, который заменяет классический ТНВД с контрольно-регистрирующим клапаном, рампы высокого давления с датчиком, который контролирует в ней рабочее давление, форсунок с соленоидами, а также соединительных шлангов с трубопроводами. Справочно отметим, что рампа высокого давления представляет из себя длинную трубу с поперечно установленными штуцерами для соединения с форсунками и исполнен в виде двухслойного элемента.

Специальные датчики системы: располагаются по всей топливной системе для контроля, регистрации и направления собранной информация на электронный блок. В системе Коммон Рейл насчитывается около десятка таких датчиков.

Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы
Блок электронного типа системы Коммон Рейл получает определенные электрические сигналы от таких датчиков, как: положения коленчатого вала, положения распределительного вала, перемещения педали газового акселератора, давления наддува, а также температуры атмосферного воздуха, температуры антифриза, массового расхода воздуха и давления горючей смеси. Электронный блок управления системы Коммон Рейл на основе предоставленных ему сигналов и информации от всевозможных датчиков анализирует, а потом вычисляет нужное количество подаваемой горючей смеси в камеры цилиндров двигателяЧто такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы

После вычисления данных, блок управления подает команду о начале впрыска необходимого количества топлива на такие исполнительные элементы, как форсунки. Включение форсунок производится через полученные сигналы на соленоиды. Кроме того, блок управления определяет продолжительность открытия форсунок, корректирует показатели впрыска, а также производит управление работой всей системы в целом.

Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы
Контур низкого давления системы обеспечивает при помощи специального насоса, засасывание и подкачивание топлива из бензобака автомобиля, далее происходит пропускание горючего через фильтрующий элемент, в котором оседают ненужные загрязнения в виде парафина, а затем осуществляется доставка отфильтрованной смеси к контуру с высоким рабочим давлением.Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы
При поступлении топлива в контур с высоким рабочим давлением, насос направляет горючую смесь в аккумуляторный блок, где оно находится под давлением в диапазоне от 120-140 МегаПаскаль при помощи контрольного клапана. В том случае, если данный клапан открывается по распоряжению электронного блока, то далее топливо от насоса по сливному трубопроводу направляется в бензобак. Заметим, что каждая форсунка соединяется специальными отдельными трубками высокого давления с аккумуляторным блоком. Внутри самой форсунки, как говорили ранее располагается управляющий соленоид, он же клапан электромагнитного типаЧто такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы
Далее по цепочке, после получения электрического сигнала от электронного блока управления системы Коммон Рейл, форсунка осуществляет впрыскивание горючего в определенный цилиндр силовой установки. Продолжительность впрыска топлива производится до тех пор, пока соленоид форсунки не выключится по команде поступившей от все того же электронного блока управления, который в свою очередь вычисляет и определяет момент начала впрыска, количество горючего, получая информацию от разных датчиков и анализируя полученные показатели при помощи специального программного обеспечения, заложенного в память процессора или компьютера на заводе изготовителе. Что такое система впрыска Common Rail. Особенности и принцип работы
Помимо всего прочего, электронный блок управления также систематически производит постоянный контроль работоспособности всей системы Коммон Рейл. Так как в аккумуляторном блоке, горючее находится на стабильно высоком показателе давления, то это дает возможность впрыска малых и четко размеренных порций топлива. Кроме того, в современных системах Коммон Рейл появилась функция подачи предварительной части горючего перед основным впрыском. Эта возможность обеспечила улучшенный процесс сгорания топливно-воздушной смеси в камерах цилиндров двигателя автомобиля.


Видео обзор: “Что такое Common Rail. Принцип работы, строение и особенности”

В заключении отметим, что благодаря высокоточному электронному управлению и оптимальному давлению в системе впрыска топлива Коммон Рейл, в силовой установке сгорание горючего осуществляется с максимальной эффективностью, что обеспечивает комфортную работу мотора автомобиля, так как на каждом из режимов силовой установки достигаются оптимальные показатели. Благодаря этим факторам, сокращается расход топлива и происходит снижение токсичности отработанных газов выхлопной системы транспортного средства. Таким образ

Принцип работы Common Rail: особенности и преимущества

Топливная система впрыска Common Rail регулирует и контролирует подачу горючего. Она получила большое распространение среди дизельных двигателей. Предпосылкой к появлению Common Rail стала тяжелая экологическая ситуация. В воздух выбрасывалось слишком много токсичных отходов, которые производили дизельные агрегаты. Основным плюсом системы стал принцип ее работы, а также экономия топлива и увеличение мощности двигателя.

Common railCommon rail

Экологичная система

Стоит подробнее остановиться на экологичности Common Rail. Первым и очень важным плюсом является максимальная отдача при сгорании топлива. Дизель начинает работать в оптимальном режиме, на полную мощность. Благодаря этому принципу работы выбросы токсичных химикатов в воздух существенно сокращаются.

Common Rail явилась мощной поддержкой развития дизельных двигателей, именно из-за сокращения вредного выхлопа в атмосферу. При этом прогресс не стоит на месте и с каждым годом она совершенствуется и становится еще более эффективной и безопасной.

Принцип работы

В основе принципа работы Common Rail лежит система подачи горючего к форсункам от топливной рампы. Это происходит под высоким давлением, независимо от частоты вращения коленвала или от количества топлива, которое впрыскивается в систему. Впрыскивание происходит через форсунки после подачи сигнала от контроллера, за счет встроенных магнитов, которые активируются блоком управления.

Топливная система впрыска Common Rail особенна тем, что использует аккумуляторный узел, содержащий распределительный трубопровод, линии подачи топлива и форсунки.

Принцип прост. Заданная программа передает сигнал к магнитам форсунок, а те, в свою очередь, впрыскивают горючее в камеру сгорания.

Работающий распределительный узел, который создает высокое давление и узел, впрыскивающий топливо, дают повышенную точность управления процессом сжигания и увеличению объема впрыска.

Как устроена система впрыска

Основные части Common Rail это:

  • Контур низкого давления, состоящий из топливного бака, подкачивающего насоса, топливного фильтра и соединительных трубопроводов;
  • Контур высокого давления (ВД) комплектуется насосом ВД, с контрольным клапаном, аккумуляторным узлом ВД, иначе именуемого рампой, форсунками и трубопроводов ВД;
  • Датчики.

Части common railЧасти common rail

Порядок работы

Особе внимание следует уделить устройству аккумуляторного узла. Это довольно длинная труба, имеющая поперечные штуцеры, к которым присоединяются форсунки.

Не менее интересен электронный блок управления. Принцип его работы заключается в получении электрического импульса от ряда датчиков:

  1. Положения коленвала.
  2. Положения распредвала.
  3. Датчика перемещения педали Газ.
  4. Датчиков температуры воздуха и охлаждающей жидкости.
  5. Измерителя массового расхода воздуха.
  6. Показателя давления горючего в аккумуляторном узле.

При помощи этих датчиков вычисляется объем горючего, которое необходимо подавать на впрыск. Распознает и считывает эту информацию электронный блок управления. Он подает сигнал к началу впрыска, а также контролирует длительность работы форсунок и вносит коррективы в работу всей топливной системы.

Фильтруется топливо в контуре низкого давления, благодаря подкачивающему насосу оно засасывается из бака и проходит очистку. Только после этого топливо поступает к контуру ВД, где благодаря насосу ВД, подается в аккумуляторный узел при огромном давлении более 130 миллиампер. Активно участвует в этом процессе контрольный клапан.

Клапан открывается при получении сигнала от блока управления и отправляет горючее в топливный бак, через сливной трубопровод. Аккумуляторный узел соединен со всеми форсунками и трубопроводом и с помощью магнита (соленоида) начинает впрыск топлива в нужный цилиндр. Так работает эта сложная, но очень востребованная система.

Подводя итоги можно сказать, что сердцем и мозгом системы является блок электронного управления.

Он участвует во всех процессах, происходящих в Common Rail, полностью контролирует время, количество и продолжительность впрысков горючего. Соединяет воедино все составляющие топливной системы, подобно мозгу, управляющему центральной нервной системой живых организмов.

Система впрыска Common Rail. Описание. Принцип работы

В настоящее время для дизельных двигателей используют новую систему впрыска Common Rail. Система работает за счет подачи топлива от общего аккумулятора к форсункам. Система разработана специалистами известной фирмы Bosch. Одним из преимуществ данной системы является значительное снижение расходов на топливо и в свою очередь токсичных веществ.  Появилась возможность регулировать давление топлива и начало впрыска, а также снизить шум.

В основе конструкции системы Common Rail является контур высокого давления, который устанавливается на дизельный двигатель. Особенностью такой системы является непосредственно впрыск дизельного топливо в камеру сгорания. Система Common Rail состоит из нескольких устройств:
1.    Насос давления для топлива;
2.    Клапан для дозировки топлива;
3.    Контрольный клапан;
4.    Топливная рампа;
5.    Форсунки;
6.    Проводы для топлива.

ТНВД (насос высокого давления топлива) создает высокое давление топлива, которое подается к топливному насосу. Клапан и насос высокого давления помещены в оду конструкцию. Для управления уровнем давления топлива используется специальный регулятор. Давление можно регулировать в зависимости от нагрузи на двигатель. Регулятор находится в рампе для топлива. Он предназначен для:
•    Регулирования давления и накопления топлива;
•    Снижение колебаний давления, которые происходят от подачи ТНВД;
•    Распределителем топлива по форсункам.

Форсунка (на фотографии) выполняет роль элемента системы для непосредственного впрыска топлива в топливную рампу. Проводы предназначены для связи форсунки с топливной рампой. Система состоит из электрогидравлического форсунка и пьезофорсунка.

Электрогидравлическая форсунка впрыскивает топливо с помощью электромагнитного клапана. Пьезофорсунка работает на пьезокристаллах которые значительно повышают качество роботы форсунки.

Система управления Common Rail включает в себя такие элементы управления

•    Блок управления;
•    Системные механизмы двигателя;
•    Датчики управления (датчики температуры, давления, холла).
•    И др.

К основным механизмах роботы системы относятся:
•    Насос-форсунки;
•    Клапан для дозирования топлива;
•    Регулятор уровня давления топлива.

Принцип роботы системы Common Rail

Блок управления двигателем получает сигналы от датчиков и определяет количество, которое необходимое. Как только блок управления определил нужное количество, топливный насос увеличивает давления и тем самим накачивает топливо в рампу.  Топливо находится в этот момент под определенным давлением, которое обеспечивает регулятор.

Единовременно подается сигнал от ECU к форсункам для начала впрыскивания и обеспечения продолжительности открытия клапана. Блок управления может корректировать параметры системы, для правильно работы впрыска. С целью получения лучшей производительности двигателя, впрыск производится многократно в течении определенного времени. Различают предварительный впрыск, основной и дополнительный.

Предварительный впрыск предназначен для повышения температуры и давления для лучшего сгорания топлива, а также для снижения шума и выбросов токсичных газов.

Существует 3 способа предварительного впрыскивания:
1.    На холостом ходу производится — два предварительных впрыска;
2.    При повышенной нагрузки – один предварительный впрыск;
3.    При полной нагрузке – предварительный впрыск не производится.
Основной впрыск является основой роботы дизельного двигателя.
Дополнительный впрыск предназначен для повышения температуры обработанных газов и сажи.

С годами система Common Rail развивалась и увеличивала уровень давления впрыска топлива:
1.    Первый уровень 140 МПА, с 1999 года;
2.    Другой уровень 160 МПА, с 2001 года;
3.    Третий уровень 180МПА, с 2005 года;
4.    Четвертый уровень 220 МПА, с 2009 года;
Реализовать большую мощность и впрыснуть как можно больше топлива за небольшой промежуток времени можно с увеличением уровня давления.

Видео — описание системы Common Rail фирмы Bosh для коммерческих автомобилей

 

Ремонт топливной аппаратуры дизельных двигателей грузовых авто — достаточно непростое занятие. Если нужен ремонт грузовых автомобилей — обращайтесь только к профессионалам.

  • < Назад
  • Вперёд >

Что такое топливная система авто Common Rail

Система впрыска Common Rail появилась благодаря ужесточению экологических норм по выбросу вредных веществ. Расскажем что такое «коммон рейл», её устройство и принцип работы.

Что это такое

Если открыть автомобильный англо-русский словарь, то термин «коммон рейл» можно перевести как «общая магистраль». Она характеризуется впрыском топлива в цилиндр под высоким атмосферным давлением, благодаря чему снижается расход топлива на 15 процентов, а мощность двигателя вырастает на 40 процентов.

Это не все достоинства. Отмечается уменьшение шума при работе двигателя, притом, что крутящий момент дизеля увеличен. Благодаря своему преимуществу, система впрыска Common Rail приобрела широкую популярность, и каждый второй современный автомобиль с дизельным двигателем оснащен этой системой.

К недостаткам относят более высокие требования к качеству дизельного топлива. При попадании мелких посторонних частиц в топливную систему авто, которая выполнена с большой точностью, управляемые форсунки могут выйти из строя. Поэтому в дизелях «коммон рейл» использование качественного топлива является обязательным условием.

Принцип работы

Принцип работы основан на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы. Давление в топливной системе создается и поддерживается независимо ни от частоты вращения коленвала двигателя, ни от количества впрыскиваемого топлива. Сами форсунки впрыскивают топливо по команде контроллера блока EDC, посредством встроенных в них магнитных соленоидов, активация которых, происходит с блока управления.

Особенность «коммон рейл» — использование аккумуляторного узла, который содержит распределительный трубопровод, линии подачи топлива и форсунки. ЭБУ по заданной программе передает управляющий сигнал к соленоиду форсунки, которая подает топливо в камеру сгорания двигателя. Использование принципа разделения узла, создающего давление, и узла впрыскивания обеспечивает повышение точности управления процессом сгорания, а также увеличение давления впрыскивания.

Устройство. Из чего состоит

Common Rail состоит из трех основных частей: контура низкого и высокого давления и системы датчиков. В контур низкого давления входят: топливный бак, подкачивающий насос, топливный фильтр и соединительные трубопроводы.

Контур высокого давления состоит из насоса (заменяющего традиционный ТНВД) с контрольным клапаном, аккумуляторного узла (рампы) с датчиком, контролирующим в ней давление, форсунок и соединительных трубопроводов. Рампа представляет собой длинную трубу с поперечно расположенными штуцерами для подсоединения форсунок и выполнен двухслойным.

Электронный блок управления авто получает электрические сигналы от следующих датчиков: положения коленвала, положения распредвала, перемещения педали «газа», давления наддува, температуры воздуха, температуры охлаждающей жидкости, массового расхода воздуха и давления топлива. ЭБУ на основе полученных сигналов вычисляет необходимое количество подаваемого топлива, дает команду на начало впрыска, определяет продолжительность открытия форсунки, корректирует параметры впрыска и управляет работой всей системы.

В контуре низкого давления подкачивающий насос засасывает топливо из бака, пропускает его через фильтр, в котором задерживаются загрязнения, и доставляет его к контуру высокого давления.

В контуре высокого давления насос подает топливо в аккумуляторный узел, где оно находится при максимальном давлении 135 Мпа с помощью контрольного клапана. Если контрольный клапан насоса высокого давления открывается по команде ЭБУ, топливо от насоса по сливному трубопроводу поступает в топливный бак. Каждая форсунка соединяется с рампой отдельным трубопроводом, а внутри форсунки имеется управляющий соленоид (электромагнитный клапан).

При получении электрического сигнала от ЭБУ, форсунка начинает впрыскивать топливо в соответствующий цилиндр. Впрыск топлива продолжается, пока электромагнитный клапан форсунки не отключится по команде блока управления, который определяет момент начала впрыска и количество топлива, получая данные от датчиков и анализируя полученные значения по специальной программе, заложенной в памяти компьютера.

Кроме того, блок производит постоянный контроль работоспособности системы. Поскольку в рампе топливо находится при постоянном и высоком давлении, это дает возможность впрыска небольших и точно отмеренных порций топлива. Появилась возможность впрыска предварительной порции топлива перед основной, что дает возможность значительно улучшить процесс сгорания.

Благодаря высокой точности электронного управления и повышенному давлению впрыска, сгорание топлива в моторе происходит с максимальной отдачей. Из-за этого, уменьшается расход топлива и уровень токсичности выхлопа. Common Rail повлёк развитие дизелей, т.к. экологические нормы по токсичности повышаются и это способствуют дальнейшему развитию топливной системы.

Принцип работы форсунки Common Rail и обнаружение общих шести неисправностей

Принцип работы форсунок Common Rail и обнаружение общих шести неисправностей.

Форсунка является ключевым компонентом дизельного двигателя, и его работа напрямую влияет на мощность, экономичность, выбросы и надежность дизельного двигателя. В соответствии с требованиями смесеобразования и горения инжектор должен иметь определенное давление впрыска, ход впрыска и соответствующий угол конуса впрыска.Кроме того, форсунка должна иметь возможность быстро перекрывать подачу топлива, когда необходимо остановить впрыск, без капания. явление.

Устройство и принцип работы форсунок common rail

ВЫКЛ (без впрыска) => разомкнуто (начало впрыска) => полностью открыто (впрыск) => закрыто (уменьшение впрыска) => полностью закрыто (остановка впрыска)

● Исходное состояние

Когда электромагнитный клапан форсунки не срабатывает, форсунка закрыта, сливное отверстие также закрыто, и маленькая пружина прижимает шаровой клапан якоря к отверстию, чтобы сформировать высокое давление в общей топливораспределительной рампе в камере управления клапана, Китай-Лутонг Инженер Mr.- сказал Ван. Точно так же в форсунке также формируется общий распределитель высокого давления, и давление в общем распределителе уравновешивает давление секции управляющего плунжера и давление пружины форсунки с силой открытия топлива высокого давления на конической поверхности иглы клапан, чтобы игольчатый клапан оставался закрытым. положение дел.

● Состояние начала впрыска топлива

Когда срабатывает соленоидный клапан, якорь открывает сливное отверстие, топливо течет из камеры управления клапана в верхнюю полость и возвращается из полости в масляный бак через возвратный масляный трубопровод, так что давление в камере управления составляет понижен; давление в управляющей камере уменьшается, а давление снижается.Сила, действующая на регулирующий плунжер, в этот момент игла форсунки открывается, и форсунка начинает впрыскивать масло.

● Конец впрыска

После того, как электромагнитный клапан выключен, усилие маленькой пружины не сработает, и соленоидный клапан будет нажат. Шаровой кран закроет сливное отверстие. После закрытия сливного отверстия топливо будет поступать в камеру управления через впускное отверстие для масла, чтобы установить давление масла. Это высокое давление контролируется.На поперечном сечении плунжера давление в рампе плюс сила пружины больше, чем давление на коническую поверхность игольчатого клапана, в результате чего игла форсунки дизельного двигателя закрывается.

Компоненты системы Common Rail чувствительны к воде в топливной системе, особенно форсунки с прецизионными клапанами в сборе, которые по своей природе смазываются дизельным двигателем. Попадание системы в воду может вызвать такие проблемы, как ржавчина или плохая смазка деталей.

Обнаружение общей неисправности форсунки

01.Форсунка плохого распыления

Неисправность: мощность дизельного двигателя снижена, выхлопные газы представляют собой черный дым, а звук работы машины не является нормальным.

Анализ неисправностей: Когда давление впрыска слишком низкое, форсунка изнашивается, торцевая поверхность пружины изнашивается или сила упругости уменьшается, форсунка открывается заранее, закрывается с задержкой, и возникает явление распыления впрыска. Кроме того, поскольку капли дизельного топлива, имеющие чрезмерно большой диаметр частиц, не могут в достаточной степени сгореть, они стекают в масляный поддон вдоль стенки цилиндра, так что поверхность масла увеличивается, вязкость снижается, смазка ухудшается и Это может привести к аварии сгоревшего цилиндра.

02. Застряла форсунка

Признак: мощность двигателя падает, дрожание и даже не запускается.

Анализ неисправностей: влага или кислота в дизельном топливе вызывают ржавчину и заклинивание игольчатого клапана. После повреждения уплотнительного конуса игольчатого клапана горючий газ в цилиндре также попадет на сопрягаемую поверхность с образованием нагара, так что игольчатый клапан сработает и разбрызгивается. Масло теряет впрыск топлива, в результате чего цилиндр перестает работать.

03. Износ поверхности направляющей игольчатого клапана и отверстия игольчатого клапана

Признак: мощность снижена, двигатель с трудом запускается, он даже не запускается.

Анализ неисправностей: игольчатый клапан часто совершает возвратно-поступательные движения в отверстии игольчатого клапана, и попадание примесей в дизельное топливо приведет к постепенному износу направляющей поверхности отверстия игольчатого клапана, поэтому зазор увеличивается или царапина образуется, в результате при утечке внутри инжектора.При увеличении давления давление снижается, количество впрыскиваемого топлива уменьшается, а время впрыска задерживается, что затрудняет запуск дизельного двигателя. Когда задержка впрыска слишком велика, дизельный двигатель даже не может работать. В это время следует заменить муфту игольчатого клапана.

04. Подлив топливной форсунки

Неисправность: при низкой температуре дизельного двигателя запуск затруднен, из выхлопной трубы идет белый дым, а температура дизельного двигателя становится черной.И расход топлива высокий.

Анализ неисправности: Когда форсунка работает, на уплотнительный конус корпуса игольчатого клапана часто и сильно воздействует игольчатый клапан. Кроме того, топливо под высоким давлением непрерывно выбрасывается с места, а поверхность конуса постепенно изнашивается или покрывается пятнами, вызывая впрыск топлива. Капельное масло. Когда температура дизельного двигателя низкая, из выхлопной трубы идет белый дым, а когда температура дизельного двигателя повышается, он становится черным дымом.Убедитесь, что движение игольчатого клапана является гибким, поверхность конуса не должна иметь износа, а в противном случае потребуется уплотнение для замены нового сопла.

05. Возврат масла слишком высок

Явление неисправности: давление впрыска снижается, время впрыска задерживается, мощность двигателя снижается и даже дизельный двигатель выключается.

Анализ неисправностей: когда деталь игольчатого клапана серьезно изношена или корпус игольчатого клапана и корпус форсунки не совпадают плотно, возврат масла форсунки, очевидно, увеличивается, и также необходимо обращать внимание на пластину клапана.Это заставляет инжектор возвращать слишком много масла и ухудшает работу двигателя.

06. Электромагнитный клапан электромагнитной плавки катушки

.

Признак: Инжектор не работает должным образом;

Анализ неисправностей: слишком большое напряжение источника питания или слишком длительное время включения, что приводит к расплавлению катушки электромагнитного клапана;

Решение: Запрещено включать инжектор вручную;

Контактное лицо: г-н Родж

Skype: rodge_chinalutong

WhatsApp: 008613859818106

Электронная почта: rodge @ china-lutong.com

.

Common Rail

«DCi» перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см DCI (значения).

«CRDi» перенаправляет сюда. Для использования в других целях, см CRDi (значения).

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

Форсунка Common Rail

На дизельных двигателях он оснащен распределительной рампой высокого давления (более 1000 бар / 15000 фунтов на квадратный дюйм), питающей отдельные электромагнитные клапаны, в отличие от форсунок топливного насоса низкого давления (Pumpe / Düse или насос-форсунок).Дизели Common Rail третьего поколения теперь оснащены пьезоэлектрическими инжекторами для повышения точности с давлением топлива до 1800 бар / 26000 фунтов на квадратный дюйм.

В бензиновых двигателях используется в двигателях с непосредственным впрыском бензина.

История

Прототип системы Common Rail был разработан в конце 1960-х годов Робертом Хубером из Швейцарии, а технология доработана доктором Марко Гансером в Швейцарском федеральном технологическом институте в Цюрихе, позже Ganser-Hydromag AG (эст.1995) в Оберэгери.

Первое успешное использование в серийных автомобилях началось в Японии к 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 превратили ее в практическое использование в своей системе Common Rail ECD-U2, установленной на грузовике Hino Rising Ranger. и продана для общего использования 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, работающие по тому же принципу, управляются блоком управления двигателем (ЭБУ), который открывает каждую форсунку электронным способом, а не механически. Он был широко проработан в 1990-х годах в сотрудничестве между Magneti Marelli, Centro Ricerche Fiat и Elasis. После исследований и разработок, проведенных группой Fiat, дизайн был приобретен немецкой компанией Robert Bosch GmbH для завершения разработки и доработки для серийного производства.Оглядываясь назад, эта продажа казалась для Fiat тактической ошибкой, поскольку новая технология оказалась очень прибыльной. Однако у компании не было другого выбора, кроме как продать, поскольку в то время у нее было плохое финансовое положение и не хватало ресурсов для завершения разработки самостоятельно. [3] В 1997 году они расширили его использование для легковых автомобилей. Первым легковым автомобилем, который использовал систему Common Rail, был Alfa Romeo 156 2.4 JTD 1997 года выпуска, [4] и позже в том же году Mercedes-Benz C 220 CDI.

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

Vickers использовал системы Common Rail в двигателях подводных лодок примерно в 1916 году. Doxford Engines Ltd. [5] (тяжелые судовые двигатели с оппозитными поршнями) использовала систему Common Rail (с 1921 по 1980 год), при которой многоцилиндровый поршневой топливный насос создавал давление примерно 600 бар при хранении топлива в баллонах.Регулирование давления достигалось с помощью регулируемого хода нагнетания насоса и «перепускного 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 газораспределительного механизма, один для работы вперед, а другой для кормы. Более поздние двигатели имели по два инжектора на цилиндр, а последняя серия двигателей с постоянным давлением с турбонаддувом оснащалась четырьмя инжекторами на цилиндр.Эта система использовалась для впрыска как дизельного топлива, так и мазута (600 сСт, нагретого до температуры приблизительно 130 ° C).

Система Common Rail подходит для всех типов дорожных автомобилей с дизельными двигателями, от городских автомобилей, таких как Fiat Nuova Panda, до автомобилей представительского класса, таких 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 (в настоящее время принадлежит Continental AG) являются основными поставщиками современных систем Common Rail.Производители автомобилей называют двигатели с системой Common Rail под собственными торговыми марками:

.

  • Двигатели BMW D (также используются в Land Rover Freelander TD4)
  • Cummins и Scania XPI (разработан в рамках совместного предприятия)
  • Cummins CCR (насос Cummins с инжекторами Bosch)
  • Daimler CDI (а на автомобилях Chrysler Jeep просто CRD )
  • Fiat Group (Fiat, Alfa Romeo и Lancia) JTD (также маркируется как MultiJet , JTDm , Ecotec CDTi , TiD , TTiD , DDiS , Quadra-Jet )
  • Ford Motor Company’s 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’s EFD , который является одним из членов семейства EF.Поставщик TBD
  • Isuzu iTEQ
  • Komatsu Tier3 , Tier4 , 4D95 и выше HPCR Дизельные двигатели серии .
  • Mahindra’s CRDe
  • Mazda MZR-CD (1,4 MZ-CD, 1,6 MZ-CD, производимые совместным предприятием Ford / PSA Peugeot Citroën) и более ранние модели DiTD
  • Mitsubishi DI-D (недавно разработанное семейство двигателей 4N1 использует систему впрыска 200 МПа (2000 бар) нового поколения))
  • Nissan dCi , Infiniti использует двигатели dCi, но не маркируется как dCi.
  • Протон SCDi
  • PSA Peugeot Citroën HDI или HDi (1.4HDI, 1.6 HDI, 2.0 HDI, 2.2 HDI и V6 HDI, разработанные совместным предприятием с Ford)
  • Renault dCi и более ранние модели dTi
  • SsangYong XDi (большинство этих двигателей производит Daimler AG)
  • Subaru Legacy TD (по состоянию на январь 2008 г.)
  • Tata’s DICOR и CR4
  • Toyota D-4D
  • Volkswagen Group: модель 6.0 V12 TDI , 4,2 TDI (V8), 2,7 и 3,0 TDI (V6), 1,6, 2,0 TDI (L4) и 1,2 TDI (L3) двигатели, представленные на текущих моделях Seat, Skoda, VW и Audi, используют Common Rail, так как 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 точный электронный контроль времени и количества впрыска топлива, а более высокое давление, обеспечиваемое технологией Common Rail, обеспечивает лучшее распыление топлива.Чтобы снизить уровень шума двигателя, электронный блок управления двигателем может впрыснуть небольшое количество дизельного топлива непосредственно перед событием основного впрыска («пилотный» впрыск), таким образом уменьшая его взрывоопасность и вибрацию, а также оптимизируя время впрыска и количество для изменений в качество топлива, холодный запуск и тд. Некоторые передовые топливные системы Common Rail выполняют до пяти впрысков за такт. [6]

Двигатели с системой Common Rail требуют очень короткого времени (<1 с) или совсем не нагреваются.

В дизельных двигателях исторически использовались различные формы впрыска топлива. Два распространенных типа включают систему насос-форсунок и системы распределителя / линейного насоса (дополнительную информацию см. В дизельном двигателе и насос-форсунке). Хотя эти старые системы обеспечивали точное количество топлива и контроль времени впрыска, они были ограничены несколькими факторами:

  • Они приводились в действие кулачком, и давление впрыска было пропорционально частоте вращения двигателя. Обычно это означало, что самое высокое давление впрыска могло быть достигнуто только при самых высоких оборотах двигателя, а максимально достижимое давление впрыска уменьшалось при уменьшении частоты вращения двигателя.Это соотношение верно для всех насосов, даже тех, которые используются в системах Common Rail; однако с системой агрегата или распределителя давление нагнетания привязано к мгновенному давлению одиночного события нагнетания без аккумулятора, и, таким образом, взаимосвязь более заметна и проблематична.
  • Они были ограничены по количеству и времени событий впрыска, которыми можно было управлять во время одного события сгорания. Несмотря на то, что в этих старых системах возможны множественные инъекции, добиться этого гораздо сложнее и дороже.
  • Для типичной распределительной / линейной системы начало впрыска происходило при заранее заданном давлении (часто называемом давлением выталкивания) и заканчивалось при заранее заданном давлении. Эта характеристика возникла из-за «фиктивных» форсунок в головке блока цилиндров, которые открывались и закрывались при давлениях, определяемых предварительной нагрузкой пружины, приложенной к плунжеру в форсунке. Как только давление в форсунке достигнет заданного уровня, плунжер поднимется и начнется впрыск.

В системах Common Rail насос высокого давления хранит в резервуаре топливо под высоким давлением — до 2000 бар (29000 фунтов на кв. Дюйм) и выше.Термин «Common Rail» относится к тому факту, что все топливные форсунки питаются от общей топливной рампы, которая является не чем иным, как аккумулятором давления, в котором топливо хранится под высоким давлением. Этот гидроаккумулятор подает топливо под высоким давлением в несколько топливных форсунок. Это упрощает назначение насоса высокого давления, поскольку он должен только поддерживать заданное давление на мишени (с механическим или электронным управлением). Топливные форсунки обычно управляются ЭБУ. Когда топливные форсунки активируются электрически, гидравлический клапан (состоящий из сопла и плунжера) открывается механически или гидравлически, и топливо распыляется в цилиндры под желаемым давлением.Поскольку энергия давления топлива хранится дистанционно, а форсунки приводятся в действие электрически, давление впрыска в начале и в конце впрыска очень близко к давлению в гидроаккумуляторе (распределителе), что обеспечивает квадратную скорость впрыска. Если гидроаккумулятор, насос и трубопровод имеют надлежащие размеры, давление и скорость нагнетания будут одинаковыми для каждого из нескольких событий нагнетания.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

  • [1] Эта анимация объясняет работу системы Common Rail

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *