Принцип работы топливной системы common rail: Топливная система Common Rail: описание и принцип работы

Принцип работы топливных систем Common Rail

09.02.2021

Владельцы автомобилей с дизельным мотором чрезвычайно страдают от требований к соблюдению экологических норм Европы. Ведущие автоконцерны делают все возможное, чтобы минимизировать расход топлива и таким способом сократить количество вредных выбросов в окружающую среду. Одно из эффективных решений – установка топливных систем Common Rail. Результатом внедрения технологии стало соответствие установленному стандарту EURO-4, а также дополнительное обеспечение экономии горючего с увеличением мощности движка.

Общая характеристика

Common Rail сравнима с уже устаревшей, но ранее весьма популярной, системой распределительного типа. Установленные форсунки открываются лишь тогда, когда достигнуты определенные показатели давления. Через них топливный насос подает четко отмеренную дозу горючего. Механизм нагнетает солярку на топливную раму под давлением до 250-300 МПа, а впрыск контролируется ЭБУ. В случае применения Common Rail дизельное топливо подается от единой аккумуляторной батареи.

Почему Common Rail настолько эффективна

Цикловая подача топлива – главный козырь системы. Дизель подается порционно – от 2 до 7 раз за цикл. Система самостоятельно делит впрыски на:

• предварительный;
• основной;
• дополнительный.

Особенность – впрыскивание солярки в камеру сгорания происходит под высоким давлением. Благодаря такой подаче сжигание происходит в разы эффективнее.

Это способствует обогащению мелкодисперсионных частиц кислородом, а значит, и обеспечению более качественного горения впоследствии.

Плюсы и минусы системы

Достоинства очевидны:

• снижение расхода топлива на 15%;
• увеличение мощности мотора на 40%;
• дизель подается порционно, поэтому полноценно сгорает;
• при увеличении крутящего момента не возрастает уровень шума;
• минимальный выхлоп;
• высокая ремонтопригодность системы.

К недостаткам можно отнести частую замену форсунок и выдвижение особенных требований к качественным характеристикам заправляемого горючего.

Топливный насос внутреннего давления

К созданию рассматриваемой нами системы непосредственное отношение имеет компания BOSGH. Они создали ведущую пятерку модификаций ТНВД, где применена «Коммон Рэйл»:

• СР4 – бывают модификации с 1 или 2 плунжерами, оснащенные механическим отсеком низкого давления на 5 бар и регулятором;
• СР3 – позволяет регулировать объем дизеля еще до поступления к плунжерам, предусматривает установку исключительно пьезоэлектрических форсунок;
• СР2 – пригодна для установки на грузовой и пассажирский транспорт;
• СР1Н – создает давление до 1800 бар, присутствует клапан регулятора объема топлива, вместо насоса оснащен подкачивающей секцией, которая размещена в корпусе насоса;
• СР1 – насос без клапана дозировки, но с установленным в баке подкачивающим насосом.

Форсунки

Используются один из 2 видов форсунок:

• пьезоэлектрические – расширение пьезокристалла происходит при подаче напряжения, игла распылителя двигается в ускоренном темпе, за счет чего увеличивается масса впрыскиваемого за один цикл топлива;
• электрогидравлические – напряжение подается на электромагнитный клапан, игла поднимается и подается порция горючего.

Пьезоэлектрические форсунки отличаются достаточно усложненной конструкцией и имеют небольшой срок эксплуатации, их сложно ремонтировать. Электрогидравлические более надежные и пригодны для ремонта.

Причины неисправности

Система вышла из строя, если водитель заметил:

• сложности с запуском двигателя после долгого простоя авто;
• снижение мощности силового агрегата при желании развить высокую скорость движения;
• усиление шума при работе мотора;
• изменение цвета выхлопа.

Каждый из этих симптомов может сообщать о проблемах с работой ТНВД, насоса топливной подкачки или форсунок. Диагностику системы Common Rail и ее ремонт при любой поломке следует доверить мастерам из автосервиса, которые проверят механику, а также обратят пристальное внимание на электронную часть устройства. В противном случае самостоятельный ремонт может привести к необходимости полной замены узла.

Возврат к списку

Поделиться:

Заявка на диагностику и ремонт

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!

Отправить заявку

продвинутая технология для дизельных двигателей коммерческих автомобилей

Статьи

Система впрыска топлива Common Rail: продвинутая технология для дизельных двигателей коммерческих автомобилей

В 1997 году компания Bosch вывела на рынок первую автомобильную систему впрыска Common Rail: В 1999 году эта система была предложена для коммерческих автомобилей. Система получила название от общей емкости под высоким давлением (Common Rail), обеспечивающей топливом все цилиндры. В традиционных системах впрыска давление топлива создается отдельно для каждого цикла впрыска. В отличие от этого, в системе Common Rail процесс создания давления и впрыск разделены, так что топливо под необходимым давлением всегда готово для впрыска.

Система впрыска Common rail

Системы впрыска Common Rail имеют модульную структуру. ТНВД, форсунки, топливная рампа и электронный блок управления образуют единую систему. Bosch предлагает системы Common Rail для различных областей со средней и большой нагрузкой, для дорожного и внедорожного применения. Даже при частичных нагрузках эти системы могут поддерживать пиковое давление до 2500 бар. Это обеспечивает низкий расход топлива и соответствующее снижение выбросов СО, а также повышает эффективность работы системы рециркуляции отработавших газов, снижая уровень выбросов оксидов азота (NOx). Таким образом, системы впрыска Common Rail от Bosch вносят большой вклад в соответствие самым строгим экологическим требованиям для коммерческих автомобилей, таким как Евро 6 или US10.

Принцип работы

В традиционных системах впрыска давление топлива создается отдельно для каждого цикла впрыска. В отличие от этого, в системе Common rail процесс создания давления и впрыск разделены, так что топливо под необходимым давлением всегда готово для впрыска. Давление топлива создается топливным насосом высокого давления. Он сжимает топливо и удерживает его в топливопроводе высокого давления, откуда оно подается в рампу. Топливная рампа играет роль общей емкости для топлива под высоким давлением для всех форсунок – отсюда название системы «Common Rail». Отсюда топливо подается к отдельным форсункам, которые впрыскивают его в камеры сгорания цилиндров.

Преимущества

• Точный и эффективный впрыск топлива с чрезвычайно короткими интервалами, а также последовательный впрыск
• Высокая производительность и плавная работа двигателя при низком расходе топлива и уровне выбросов
• Возможность установки в большинство коммерческих автомобилей благодаря модульности конструкции

Топливные насосы высокого давления

Топливный насос высокого давления сжимает топливо и обеспечивает подачу необходимого количества топлива.

Для этого насос постоянно подает в топливо в емкость высокого давления (рампу), поддерживая давление в топливной системе. Необходимое давление обеспечивается и при низких оборотах двигателя, поскольку создание давления происходит независимо от оборотов. Благодаря алюминиевому корпусу топливные насосы высокого давления Bosch для коммерческих автомобилей отличаются исключительной легкостью. Механический подающий насос также встроен в систему. Использование передовых технологий обеспечивает длительный срок службы на протяжении 15 000 часов работы, что соответствует величине пробега до 1,6 млн км.

Форсунки

Bosch предлагает исключительно эффективные электромагнитные форсунки для систем впрыска Common rail коммерческих автомобилей. Форсунки устанавливаются отдельно в каждый цилиндр и соединяются с рампой короткими трубопроводами высокого давления. Контролирует работу форсунок электронная система управления EDC. С помощью электромагнитных клапанов система открывает и закрывает иглу сопла форсунки.

Конструкция форсунок Bosch гарантирует высокую гидравлическую эффективность и, следовательно, меньший расход топлива по сравнению с традиционными решениями.

Как работает система прямого впрыска Common Rail (CRDI)?

Знаете ли вы первый легковой автомобиль, в котором использовалась технология CRDI?

Это была Alfa Romeo 156. Технология CRDI была впервые разработана в 1960-х годах Робертом Хубером и успешно применялась в автомобилях к 1990-м годам. Он мог подавать дизельное топливо под давлением 20 000 фунтов на квадратный дюйм через форсунки. Прочтите заранее, чтобы узнать, что такое система прямого впрыска Common Rail, ее работа и преимущества системы прямого впрыска Common Rail.

 

Система прямого впрыска Common Rail

 

Что такое система прямого впрыска Common Rail?

Система прямого впрыска Common Rail представляет собой интеллектуальную технологию, в которой топливо под высоким давлением подается к форсункам через общую топливную рампу. Как следует из названия, это система прямого впрыска, в которой форсунки впрыскивают топливо непосредственно в цилиндры. Технология CRDI используется в дизельных двигателях, а у нас есть технология MPFI для бензиновых двигателей. В традиционной дизельной системе впрыска топливо находится под давлением для каждого цикла впрыска. В то время как в системе CRDI поддерживалось постоянное давление в общей топливной рампе независимо от цикла впрыска. Давайте разберемся в работе CRDI подробно.

 

Работа системы прямого впрыска Common Rail

Система прямого впрыска Common Rail представляет собой модульную конструкцию, состоящую из общей топливной магистрали, электронного топливного насоса, топливного бака, топливного фильтра, ЭБУ, форсунок и датчиков. Топливо из топливного бака

подается в фильтр и далее в топливный насос. Насос высокого давления нагнетает топливо. Клапан регулировки давления подключен к насосу высокого давления, который получает сигнал от ECU. ЭБУ получает сигналы от датчика положения дроссельной заслонки, датчика температуры, датчика скорости и датчика давления во впускном коллекторе. Топливо под давлением из насоса направляется в общую топливную рампу, которая действует как резервуар. Из рампы топливо поступает в форсунки, а затем в цилиндр. В общей топливной рампе есть датчик давления, который подает сигнал на ЭБУ. Кроме того, в общей рампе есть предохранительный клапан, который используется для сброса избыточного давления. Когда давление топлива в общей топливной рампе превышает установленное значение, топливо возвращается в топливный бак по отдельной линии. Форсунки контролируются ЭБУ, чтобы в нужный момент подавать в цилиндр нужное количество топлива. Так работает система непосредственного впрыска Common Rail.

Поток топлива можно понять по приведенной ниже блок-схеме:

Преимущества системы прямого впрыска Common Rail

системы впрыска топлива.

• Система CRDI может впрыскивать небольшое количество топлива еще до основного впрыска. Это может предотвратить внезапный взрыв и снизить шум и вибрацию.
• В соответствии с требованиями система CRDI могла впрыскивать 5 раз за ход двигателя.
• Поскольку топливо впрыскивается под высоким давлением, происходит лучшее распыление топлива, что повышает эффективность использования топлива.

Раньше система впрыска топлива была механической и зависела от кулачкового механизма. Таким образом, она находилась в прямой зависимости от оборотов двигателя. При этом давление было низким на более низких скоростях, что приводило к плохому распылению. Это привело к плохому сгоранию, так как топливо и воздух не смешиваются должным образом. Также фиксируется количество инъекций и время инъекций. Чтобы преодолеть эти трудности, была открыта система прямого впрыска Common Rail. Работа системы непосредственного впрыска Common Rail полностью контролируется ЭБУ. Количество впрысков и давление контролировались ЭБУ. Следовательно, непосредственный впрыск Common Rail имеет преимущество перед обычной системой впрыска топлива для дизельных двигателей. В Hyundai Aura, одном из самых экономичных дизельных автомобилей, используется технология CRDI. Таким образом, CRDI представляет собой проверенную технологию топливной экономичной системы.

 

Последипломная программа Skill Lync в области машиностроения может помочь вам освоить передовые концепции машиностроения благодаря практическому опыту и отраслевым навыкам.

 

Принцип работы, плюсы и минусы

Дизельный двигатель Common Rail: плюсы и минусы принципа работы

Дизельные двигатели, безусловно, изменились за последние пару десятилетий.

Ранее для подачи топлива в двигатель использовалась система впрыска топлива.

Это было сделано с помощью ряда насосных форсунок, которые под низким давлением подавали топливо в топливные форсунки.

Недостатком этой дизельной системы является то, что она производит больше выбросов углерода. Поскольку общество стало более экологичным, это привело к созданию дизельного двигателя с общей топливной рампой.

Если сегодня вы увидите на дороге автомобиль с дизельным двигателем, скорее всего, в нем установлен дизельный двигатель с системой Common Rail.

Такие типы дизельных двигателей, благодаря технологии Common Rail, выделяют меньше углерода.

Это особый тип системы впрыска топлива, состоящий из рампы высокого давления и нескольких электромагнитных клапанов. Каждый клапан получает топливо из рампы, откуда оно поступает в камеру сгорания.

Может показаться, что дизельный двигатель с общей топливной магистралью лучше из-за его экологичности. Но это не обязательно лучший дизельный двигатель для вас.

Давайте рассмотрим плюсы и минусы этого движка, чтобы понять, что он из себя представляет на самом деле.

Pros

Как указывалось ранее, дизельный двигатель с системой впрыска Common Rail производит меньше выбросов.

Это была основная причина создания движка.

После того, как правительство начало принимать больше правил для производителей транспортных средств, чтобы уменьшить выбросы углерода, они придумали систему дизельного двигателя Common Rail как способ сделать это.

Именно поэтому из выхлопной трубы грузовика больше не вылетает слишком много черного дыма.

Еще одним преимуществом дизельного двигателя с общей топливной магистралью является то, что он более мощный.

По сравнению с дизельным двигателем с обычным впрыском топлива Common Rail имеет увеличение мощности на 25%. Вы по достоинству оцените эту превосходную производительность двигателя, когда будете вести автомобиль по дороге.

При этом общее впечатление от вождения также улучшится.

Вы не услышите так много шума, исходящего от двигателя, как в дизельном двигателе с впрыском топлива.

Кроме того, вибрации будут даже не такими сильными.

Но больше всего вас, вероятно, волнует расход топлива.

Что ж, вы будете рады узнать, что дизельный двигатель с общей топливной рампой имеет лучший расход бензина, чем дизельный двигатель с впрыском топлива.

Это означает, что вы сможете проехать больше миль и меньше останавливаться на заправочной станции.

Минусы

Дизельный двигатель с системой Common Rail не имеет столько минусов, сколько плюсов. Но вы должны знать о минусах на всякий случай, если они важнее для вас.

Пожалуй, самым большим недостатком дизельного двигателя с системой впрыска топлива Common Rail является стоимость.

Поскольку это более сложный тип дизельного двигателя, он стоит намного больше, чем двигатель с впрыском топлива.

Цена двигателя будет отражена в цене автомобиля,
В который вы покупаете входит этот двигатель.

И если двигатель когда-либо выйдет из строя или будет иметь какие-либо дефектные компоненты, замена этих компонентов также будет стоить больше денег.

Вы можете подумать, что техническое обслуживание вашего автомобиля предотвратит неисправность компонентов двигателя.