Топливная система коммон рейл принцип работы: Топливная система Common Rail: описание и принцип работы

Содержание

Топливная система Common Rail: описание и принцип работы

Топливная система Common Rail применяется исключительно в дизельных двигателях и считается наиболее прогрессивной на текущий момент. В сравнении с другими схемами она обеспечивает более экономичный расход топлива, повышает экологическую безопасность автомобиля, отличается низким уровнем шума, но главное – создает более высокое давление подачи в камеру сгорания. О том, как устроена система впрыска Common Rail (Коммон Рейл) и каковы принципы ее работы, пойдет речь далее.

Что такое топливная система Common Rail

Дословно термин Common Rail переводится на русский как общая магистраль. Главной конструктивной особенностью этой системы является наличие топливной рампы, в которой происходит аккумуляция топлива до его дальнейшей подачи в форсунки дизельного двигателя. В силу этой особенности подобные системы также называют аккумуляторными. Впервые она была представлена компанией Bosch в 1996 году.

Устройство топливной системы Common Rail

Конструктивно система Коммон Рейл делится на контуры низкого и высокого давления и состоит из следующих элементов:

Подкачивающий топливный насос. Он подает дизельное топливо из бака в напорную магистраль.
Топливный фильтр, оснащенный клапаном для предварительного прогрева при низких температурах.
Вспомогательный топливный насос. Выполняет перекачку топлива от нагнетательной магистрали.
Сетчатый фильтр.
Температурный датчик. Фиксирует уровень прогрева топлива в системе.
ТНВД (топливный насос высокого давления) – чаще всего применяется насос распределительного типа.
Дозирующий клапан. Он регулирует количество топлива, попадающего в рампу.
Регулятор давления дизтоплива. Необходим для поддержания заданных показателей давления топлива в магистрали высокого давления.
Топливная рампа или аккумулятор. Фактически представляет собой трубку, по длине которой расположены штуцеры крепления форсунок.
Датчик давления. Расположен в магистрали высокого давления. Он фиксирует и передает соответствующие данные ЭБУ (электронный блок управления) двигателя.
Редукционный, или перепускной клапан. Позволяет поддерживать показатель давления в обратной магистрали на уровне 1 МПа, что обеспечивает правильную работу форсунок.
Топливные форсунки. Бывают двух типов: электрогидравлические или пьезоэлектрические. Первые управляются электромагнитным клапаном, а вторые оснащены пьезокристаллами, что позволяет существенно повысить скорость их работы.

Более 70% всех производимых сегодня дизельных двигателей оснащается топливными системами Common Rail.

Особенности и принцип работы

Принцип работы топливной системы этого типа основан на разделении процессов создания высокого давления и непосредственно впрыска дизеля. Из топливного бака горючее закачивается в систему насосом низкого давления. При этом оно проходит через фильтры, где очищается от примесей и различных загрязнений. По контуру низкого давления дизтопливо поступает в ТНВД, который имеет механический привод. Он, в свою очередь, выполняет закачку топлива в рампу, где оно аккумулируется до момента впрыска. Это позволяет постоянно поддерживать нужный уровень давления, независимо от текущего режима работы двигателя.

Получая данные от датчиков системы, ЭБУ двигателя определяет, какое количество топлива необходимо подать ТНВД на топливную рампу. После этого открывается клапан дозирования горючего, которое поступает в аккумулятор. Топливо при этом находится под заданным уровнем давления, поддерживаемым регулятором.

Схема форсунки системы коммон рейл в разрезе

Как только необходимый объем дизеля закачивается в рампу, ЭБУ посылает команду на открытие форсунок, соответствующих циклу работы двигателя. В течение одного цикла работы такой системы осуществляется многократный впрыск, состоящий из трех этапов:

Предварительный – необходим для повышения температуры и сжатия в камере сгорания, что позволяет ускорить процесс самовоспламенения. На холостом ходу может выполняться два предварительных впрыска, при увеличении оборотов – один, а на полной мощности предварительного впрыска нет.
Основной – непосредственно обеспечивающий работу мотора.
Дополнительный – необходим для увеличения температуры нагрева отработавших газов, что обеспечивает сгорание сажи и уменьшение объема вредных выбросов в атмосферу.

В современных дизельных двигателях может выполняться от 7 до 9 фаз впрыска.

Достоинства и недостатки системы Common rail

Изначально уровень давления, создаваемый на топливной рампе, составлял 140 МПа. Начиная с четвертого поколения, система позволила достигать показателей до 220 МПа. Такой прогресс позволил добиться увеличения объема топлива, впрыскиваемого в цилиндры мотора за один цикл, а следовательно, повысить мощность дизельных автомобилей.

Аккумуляторные топливные системы используют целый комплекс датчиков, позволяющих учитывать:

давление в магистральном трубопроводе;
скорость вращения коленчатого вала;
расход воздуха, положение педали газа;
температуру топлива и воздуха;
данные лямбда-зонда.

Сигналы, поступающие от этих датчиков, дают возможность ЭБУ максимально оптимизировать работу дизельного двигателя. В сравнении с системами ТНВД с насос-форсунками, ремонтопригодность Common Rail выше в силу более простого устройства.

Среди недостатков системы Коммон Рейл – необходимость использования топлива более высокого качества. Поскольку в таких двигателях используются конструктивно сложные форсунки, их ресурс ниже. Также очень важно обеспечение полной герметичности. Так, например, при поломке форсунки, ее клапан будет постоянно находиться в открытом положении, и топливная система перестанет работать.

Появление топливной системы Common Rail стало настоящим прорывом в производстве дизельных двигателей. Она обеспечила возможность применения для дизелей всех классов высоких экологических стандартов, активно внедряемых в развитых странах.

Common rail принцип работы

Система впрыска топлива Common Rail дизельных ДВС

Система впрыска Common Rail является самой современной системой впрыска топлива дизельных двигателей.

Работа системы Common Rail основана на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы, наподобие бензиновых ДВС (Common Rail в переводе означает общая рампа). Система впрыска разработана специалистами фирмы Bosch.

Применение данной системы позволяет достигнуть снижения расхода топлива, токсичности отработавших газов, уровня шума дизеля.

Главным преимуществом системы Common Rail является широкий диапазон регулирования давления топлива и момента начала впрыска, которые достигнуты за счет разделения процессов создания давления и впрыска.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы дизельного двигателя.

В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.

Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки.

Все элементы объединяют топливопроводы.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

На основании сигналов, поступающих от датчиков, блок управления двигателем определяет необходимое количество топлива, которое топливный насос высокого давления подает через клапан дозирования топлива. Насос накачивает топливо в топливную рампу.

Там оно находится под определенным давлением, обеспечиваемым регулятором давления топлива.

В нужный момент блок управления двигателем дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки.

В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя.

При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

Предварительный впрыск небольшого количества топлива производится перед основным впрыском для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускорение самовоспламенения основного заряда, снижение шума и токсичности отработавших газов.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и улучшения сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Электрогидравлическая форсунка

Используется на дизельных двигателях, в том числе на оборудованных системой впрыскивания Common Rail.

В конструкцию электрогидравлической форсунки входит электромагнитный клапан, камера управления, впускной и сливной дроссели.

Принцип работы этой форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыскивании, так и при его прекращении.

В начальном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, иголка форсунки прижата к седлу по средствам силы давления топливной жидкости на поршень в камере управления.

Впрыскивание топливной жидкости не происходит.

При этом давление топлива на иголку, ввиду разности площадей контакта, меньше давления на поршень.

По точной команде электронного блока управления запускается работа электромагнитного клапана, открывая сливной дроссель.

Топливная жидкость из камеры управления идёт через дроссель к сливной магистрали.

Впускной дроссель при этом препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и в магистрали впуска. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не претерпевает изменений.

Игла поднимается, происходит впрыск топливной жидкости.

Пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка)

Это самое совершенное устройство, обеспечивающее впрыск топливной жидкости. Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.

К преимуществам пьезофорсунки относят: быстроту срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), как следствие этого, возможность многократного впрыскивания топливной жидкости в течение одного цикла работы, точную дозировку впрыскиваемой топливной жидкости.

Всё вышеперечисленное стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой.

Он основан на изменении длины пьезокристалла, которое происходит под действием напряжения.

Конструкция самой пьезоэлектрической форсунки включает следующие элементы : пьезоэлемент, толкатель, клапан переключения и иголку.

Все они помещены в корпус.

В работе форсунки данного вида, так же как и в электрогидравлическом аналоге, используют гидравлический принцип.

В начальном положении иголка сидит на седле в результате высокого давления топливной жидкости.

Во время подачи электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина.

Передается усилие на поршень толкателя, открывается переключающий клапан и топливная жидкость поступает в сливную магистраль.

Давление выше иглы снижается.

Иголка за счет давления в нижней части поднимается, таким образом производится впрыск топливной жидкости.

Как работает система Коммон Рейл

Принцип работы Common Rail такой: электронасос подает топливную смесь к ТНВД. Подача совершается под давлением 2,6-7 бар, и давление продолжает нагнетаться. Оно может достичь и 600 бар, если прокручивать двигатель стартером. А запуск мотора приведет к нагнетанию давления до 1500-2000 бар.

В рейке давление все время поддерживается на нужном уровне. Управляет уровнем специальный датчик. Излишки топливной смеси поступают в магистраль возвратного слива. Регулирующее устройство размещают как в корпусе ТНВД, так и в топливной рейке. В рейке может находиться дроссель быстрого сброса топлива, способный предотвратить образование трещин на стенках при возникновении нештатной ситуации.

На некоторых системах стоят температурные датчики для более точной работы. Иногда встречается отдельная форсунка, которая нужна для увеличения дозировки топливной смеси и прожигания отложений в сажевом фильтре. Есть системы, где прожиг сажевых отложений в фильтре осуществляется путем изменения подаваемой в цилиндры дизеля топливной массы или корректировки момента впрыска при помощи ЭБУ.

Устройство

Система Common Rail состоит из следующих компонентов:

Насос для подкачивания топливной смеси. Производит подачу топливной смеси в трубопровод.
Топливный и сетчатый фильтрующие механизмы. В конструкции первого предусмотрен клапан промежуточного нагрева. При пониженной температуре воздуха он препятствует засорению фильтра кристаллизированными частицами. Сетчатый фильтр защищает ТНВД от проникновения инородных частиц.
Датчики температуры и давления. Первый служит для измерения настоящей температуры топливной смеси, а второй — для измерения давления в магистрали.
ТНВД. Обеспечивает давление, при котором работает система впрыска.

Дозировочный топливный и редукционный клапаны. Дозировочный клапан регулирует подачу горючего в топливную рампу, а топливный меняет магистральное давление.
Регулятор давления горючего и форсунки.

Чем отличается от ТНВД

Основное отличие в том, что подача горючего производится от одной топливной рампы ко всем форсункам сразу. Нужно регулировать цикл подачи в зависимости от пропускной способности отдельной форсунки. Это требует настройки ЭБУ после смены форсунок.

Одно из главных преимуществ Commonrail — возможность поддерживать давление независимо от скорости оборотов коленвала. Давление всегда поддерживается на высоком уровне — это дает важность корректировать сгорание при работе мотора с неполной нагрузкой.

При использовании аккумуляторной системы инжекции горючего начало и окончание процесса полностью контролируются ЭБУ. Можно производить точную дозировку топливной смеси либо во время цикла осуществлять подачу горючего порционно — что важно для его полного выгорания. Механизм очень надёжен — при этом он гораздо проще, чем ТНВД, ремонтировать его легче.

Однако конструкция форсунок здесь более замысловатая, и менять их приходится чаще. Если одна из форсунок выйдет из строя, вся система утратит работоспособность. Поэтому Коммон Рейл важно использовать только с качественным горючим.

Типы впрыска

Всего есть 3 типа впрыска:

Предварительный. Производится перед главным для повышения температурного режима в камере сгорания. Позволяет снизить шум при работе силового агрегата. Частота предварительного впрыска зависит от режима работы мотора. Например, на холостых оборотах он осуществляется 2 раза, на повышенных — 1 раз, а при полноценной нагрузке не производится вообще.
Основной. Обеспечивает работу силового агрегата.
Добавочный. Необходим для понижения токсичности выхлопа. Электронной системе приходит сигнал с датчика подачи кислорода, далее производится впрыск еще одной дозы горючего. Дожиг оставшихся вредных веществ происходит в сажевом фильтре.

Поколения Common Rail

Первое поколение увидело свет в 1999 году. Агрегаты выдавали давление 145 МПа. Через пару лет появилось еще одно поколение с давлением в 160 МПа. В 2005 году вышла третья серия устройств подачи топливной смеси. А сегодня есть уже и четвертое поколение с форсунками, работающими под давлением 220 МПа.

Давление важно, поскольку определяет количество топлива, подаваемого в цилиндры. Чем больше давление, тем выше КПД.

Заключение

У Common Rail очень большой потенциал. Горючее становится всё дороже, и экономичность двигателя выходит на первый план. Не так давно компания Bosch выпустила стомиллионный силовой агрегат со впрыском Commonrail для дизелей и легковых машин. Компания планирует дальше модернизировать систему и выпускать новые ее версии, которые будут отвечать возрастающим требованиям автолюбителей.

Toyota Rav4: техника, подкрепленная высокотехнологичными инженерными решениямиmashinapro.ruКак определить и устранить факторы увеличенного потребления топливной смесиmashinapro.ruВпрыск топлива: прямой vs распределенный.mashinapro.ruСкачут обороты двигателя на холостом ходу: что делать?mashinapro.ruЧто такое ДМРВ в машине?mashinapro.ru

Топливная система Common Rail — что это такое?

Система впрыска Common Rail появилась благодаря ужесточению экологических норм по выбросу вредных веществ, которые предъявлялись к дизельным двигателям. В данной статье узнаем, что такое топливная система впрыска Common Rail, устройство и принцип работы. Что такое Common Rail? Если открыть автомобильный англо-русский словарь, то термин Common Rail 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 почти на 40 процентов.

Это не все достоинства. Было отмечено уменьшения шума при работе двигателя, притом, что крутящий момент дизеля был увеличен. Благодаря своему преимуществу, система впрыска Common Rail приобрела широкую популярность, и на данное время, каждый второй автомобиль с

дизельным двигателем оснащен этой системой впрыска.

К недостаткам комон рейл относят более высокие требования к качеству дизельного топлива. При попадании мелких посторонних частиц в топливную систему, которая выполнена с большой точностью, управляемые электроникой форсунки могут выйти из строя. Поэтому в дизелях Common Rail использование качественного топлива является обязательным условием. Принцип работы Common Rail 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 коленчатого вала 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.

Особенностью системы Common Rail стало 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 здесь принципа разделения узла, создающего давление, и узла впрыскивания обеспечивает повышение точности управления процессом сгорания, а также увеличение давления впрыскивания. Устройство системы Common Rail Common Rail состоит из трех основных частей: контура низкого давления, контура 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 высокого давления (заменяющего традиционный ТНВД) с контрольным клапаном, аккумуляторного узла высокого давления (рампы) с датчиком, контролирующим в ней давление, форсунок и соединительных трубопроводов высокого давления. Аккумуляторный узел представляет собой длинную трубу с поперечно расположенными штуцерами для подсоединения форсунок и выполнен двухслойным.

Электронный блок управления Common Rail 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 высокого давления 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 аккумуляторным узлом отдельным трубопроводом высокого давления, 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 аккумуляторном узле 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. Будущее системы Common Rail Благодаря высокой точности электронного управления и высокому давлению впрыска, сгорание топлива в двигателе происходит с максимальной отдачей, что соответствует оптимальной работе двигателя. На каждом из режимов работы двигателя достигается оптимальные результаты. Из-за этого, уменьшается расход топлива и уровень токсичности выхлопных газов.

Система Common Rail повлекла развитие дизельных двигателей, т.к. обладает значительным потенциалом. Ведь мы знаем, что экологические нормы по токсичности повышаются постоянно и это способствуют дальнейшему развитию топливной системы.

Устройство автомобилей

Общие сведения о системе питания Common Rail

Система впрыска Common Rail (Common Rail в переводе с английского — «общий путь», «общая рампа») является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Впрочем, аналог такой системы применяется и в бензиновых двигателях с принудительным впрыском топлива, т. е. инжекторных двигателях.Разработчиками системы Common Rail являются специалисты известной германской фирмы Bosch. На серийных автомобилях с применением электронного управления такие системы появились в 1997 году.В настоящее время работы по применению систем Common Rail ведутся практически во всех фирмах-производителях ТПА (R.Bosch, Lucas, Siemens, L’Orange).

Основное принципиальное отличие системы Common Rail от рассмотренной в предыдущей статье классической системы питания заключается в том, что топливо к форсункам подается не непосредственно от ТНВД, а от общего накопителя – топливной рампы. Топливная рампа (аккумулятор топлива) представляет собой толстостенный цилиндрический сосуд, способный выдерживать высокое давление, развиваемое ТНВД. В рампе поддерживается постоянное давление топлива с помощью ТНВД и регулятора давления, и каждая форсунка соединена топливопроводом с рампой.В нужный момент блок управления формирует управляющий сигнал на электромагнитный (или пьезоэлектрический) клапан форсунки, форсунка открывается и топливо впрыскивается в цилиндр.Таким образом, главной отличительной особенностью системы Common Rail является разделение процессов создания давления и впрыска топлива, что позволяет получить ряд преимуществ в работе.

Применение данной системы позволяет снизить расход топлива, токсичность отработавших газов, уровень шума дизеля, а также значительно улучшить его динамические характеристики. По сравнению с обычным дизелем система Common Rail позволяет снизить расход топлива до 40% при уменьшении токсичности отработавших газов и снижении шумности при работе на 10 %. Главным преимуществом системы Common Rail является возможность управления подачей топлива посредством компьютера (электронного блока управления), что позволяет осуществлять широкий диапазон регулирования давления, количества и момента начала впрыска топлива.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы классического дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. На современных дизелях, оборудованных системой питания Common Rail применяют топливные насосы высокого давления радиально-плунжерного или плунжерного типа. Более подробно о ТНВД радиально-плунжерного типа здесь.

Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.

Регулятор давления топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе.

Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций: накопления топлива и содержание его под высоким давлением, смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД, распределения топлива по форсункам.

Форсунка — важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки. Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

Управление работой системы впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

***

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Принцип работы системы питания Common Rail достаточно прост, и попытки ее применения известны достаточно давно – более полувека назад. Тем не менее, максимального эффекта от использования такой системы питания удается получить лишь с помощью компьютерного управления работой двигателя, поэтому широкое распространение подобные системы получили лишь недавно. Рассмотрим подробнее работу Common Rail на приведенной ниже схеме (рис. 2).

С помощью топливоподкачивающего насоса (ТПН) топливо закачивается из топливного бака и через фильтр с влагоотделителем подается в радиально-плунжерный насос высокого давления (ТНВД) , который с помощью эксцентрикового вала приводит в движение три плунжера. Топливный насос высокого давления напрямую связан с распределительным валом и подает порцию топлива в рампу при каждом обороте, а не так как в обычном двигателе один раз за два оборота. От ТНВД топливо под большим давлением поступает в гидроаккумулятор (топливную рампу), откуда поступает на электро- или пьезогидравлические форсунки, управляемые компьютером. Излишки топлива от форсунок и ТНВД сливаются в топливный бак через топливопроводы слива (магистраль обратного слива).

Схему можно увеличить в отдельном окне браузера, щелкнув по ней мышкой.

В нужный момент блок управления (ЭБУ) дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.

Начало впрыска и количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя через форсунки, зависит от начала и продолжительности сигнала электронного блока управления, формируемого на основании информации от датчиков. Этот сигнал зависит от нескольких параметров, в первую очередь — от режима работы двигателя.Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, положения коленчатого вала (датчик Холла), положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и некоторые другие.

Давление в системе регулируется по сигналу блока управления с помощью регулятора. На холостом ходу оно минимальное, что снижает шум работы форсунок и ТНВД, а при разгоне максимальное для обеспечения лучшей приемистости.

Многократный впрыск в системе Common Rail

Поскольку давление впрыска не зависит от оборотов двигателя и нагрузки, фактическое начало, давление и продолжительность впрыска могут быть свободно выбраны в широком диапазоне значений.Кроме того, появляется возможность применения предварительного впрыска (или даже нескольких впрысков), регулируемого в зависимости от потребностей двигателя, что приводит к существенному сокращению шума двигателя наряду с улучшением процесса сгорания и сокращением выброса вредных веществ с отработавшими газами.

С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

два предварительных впрыска — на холостом ходу;
один предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
предварительный впрыск не производится — при полной нагрузке;
основной впрыск обеспечивает работу двигателя в режиме частичных и номинальных нагрузок.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

***

Достоинства и недостатки системы Common Rail

Как уже отмечалось выше, использование в дизелях системы питания Common Rail вместо классической системы питания дает ощутимый прирост мощности, экологичности и экономичности двигателю. Уменьшение расхода топлива, выброса вредных веществ, шума, наряду с повышением динамических показателей достигается возможностью компьютерного управления всеми процессами впрыска, что невозможно осуществить в традиционных системах питания, даже самых сложных и совершенных.

К существенным недостаткам системы Common Rail следует отнести сложность обслуживания, требующего от технического персонала высокой квалификации и необходимость применения специального оборудования для тестирования работы системы. Поэтому, если автомобиль эксплуатируется в условиях ограниченного технического сервиса невысокого уровня, надежнее использовать классическую систему питания.

Следует отметить, что система питания Common Rail подвергает моторное масло значительным тепловым нагрузкам. Из-за более интенсивного горения верхняя часть (головка) поршней нагревается гораздо сильнее, чем у классического дизельного двигателя. Если головка поршня у классического дизеля непосредственного впрыска нагревается до 320-350 °C, при работе с системой питания Common Rail — свыше 400 °С.В результате моторное масло выгорает и окисляется значительно интенсивнее. По этой причине в смазочной системе дизелей с впрыском типа Common Rail необходимо использовать синтетические или полусинтетические моторные масла.

***

Перспективы развития системы питания Common Rail

Совершенствование системы питания Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска. Очевидно, что чем выше давление в системе в момент впрыска, тем больше топлива успевает попасть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность двигателя. Кроме того, впрыск под большим давлением обеспечивает высокое качество распыливания топлива форсункой, что благотворно сказывается на процессах смесеобразования и горения.В современных двигателях повышение давления впрыска ограничивается прочностью аккумулятора топлива (рампы) и топливопроводов высокого давления, которые подвержены пульсирующим и вибрационным нагрузкам при работе двигателя и способны разрушиться.Тем не менее, за полтора десятка лет инженерными решениями удалось увеличить давление на впрыске более, чем в полтора раза – у современных дизелей с системой питания Common Rail оно достигает 220 МПа и даже более.

Высокое давление впрыска надежнее обеспечить, используя систему питания типа насос-форсунка, о которой пойдет рассказ в следующей статье.

***

Устройство и принцип работы ТНВД системы Common Rail

Главная страница

Страничка абитуриента

Специальности

Ветеринария
Механизация сельского хозяйства
Коммерция
Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

Инженерная графика
МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
Карта раздела
Общее устройство автомобиля
Автомобильный двигатель
Трансмиссия автомобиля
Рулевое управление
Тормозная система
Подвеска
Колеса
Кузов
Электрооборудование автомобиля
Основы теории автомобиля
Основы технической диагностики
Основы гидравлики и теплотехники
Метрология и стандартизация
Сельскохозяйственные машины
Основы агрономии
Перевозка опасных грузов
Материаловедение
Менеджмент
Техническая механика
Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

«Инженерная графика»
«Техническая механика»
«Двигатель и его системы»
«Шасси автомобиля»
«Электрооборудование автомобиля»

Common Rail — что это такое? 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».

Электромагнитные форсунки работают по несколько иному принципу. Они также открываются давлением топлива, но и запираются им-же. Это вызвано тем, что давление топлива, подающееся на электромагнитную форсунку постоянно. Топливо в закрытом положении давит на хвостовик плунжерной пары, уравновешивая открывающее усилие с другой стороны. При подаче напряжения на катушку электромагнита открывается перепускной канал, который сбрасывает давление на хвостовик плунжера, и игла открывается, при закрытии канала давление вырастает и закрывает иглу.

Конструктивные особенности

Устройство Common Rail в значительной степени напоминает систему подачи топлива в инжекторных бензиновых двигателях. Перед впрыском дизельного топлива в цилиндры происходит аккумулирование давления, в результате чего такую конструкцию нередко называют аккумуляторной топливной системой.

Конструкция Common Rail предусматривает три основных элемента: стандартные для любого дизельного двигателя контуры высокого и низкого давления, а также дополняющий их электронный блок контроля и управления. Контур низкого давления практически не отличается от обычных системы и состоит из стандартного набора частей, включающего:

топливный бак;
топливный фильтр;
подкачивающий насос;
комплект соединительных трубопроводов.

Основные отличия Common Rail от обычного дизельного двигателя заключаются в устройстве контура высокого давления, состоящего из таких элементов:

насос, который заменяет стандартный ТНВД и оснащается контрольным клапаном;
аккумуляторный узел или рампа, также оборудованная датчиком для контроля давления. Она изготавливается в виде достаточно длинной двухслойной трубы, на которой размещаются штуцеры, предназначенные для фиксации форсунок;
форсунки;
комплект соединительных трубопроводов.

Важное значение для эффективной эксплуатации рассматриваемой системы имеет работа электронного блока управления или ЭБУ. Он включает в себя несколько датчиков, в автоматическом режиме передающих сигналы о следующих параметрах и характеристиках двигателя:

положения распределительного и коленчатого вала;
положение педали «газа»;
уровень давления наддува;
температура воздуха и охлаждающей жидкости;
уровень давления топлива;
массовый расход воздуха.

Анализ полученных данных производится ЭБУ также в автоматическом режиме, результатом чего становятся определение требуемого количества топлива, времени открытия форсунки и других рабочих параметров системы. После этого подается команда на начало впрыска и цикл повторяется по новой.

Подача топлива

Уже упоминалось, что система впрыска Common Rail использует многократную подачу дизтоплива в цилиндр за один рабочий цикл мотора. Всего применяется три вида впрыска – предварительный, основной и дополнительный.

Предварительный впрыск «подготавливает» среду. Небольшое количество топлива, впрыснутое чуть раньше, приводит к возрастанию давления и температуры в камере сгорания. В дальнейшем это обеспечивает легкое и плавное воспламенение основной части горючей смеси. Благодаря этому впрыску шумность работы дизельной силовой установки снижается.

При основном впрыске в камеру сгорания подается рабочая порция дизтоплива, которая и обеспечивает работу силовой установки.

Дополнительный впрыск происходит уже на цикле рабочего хода, после того, как смесь сгорела. В задачу этого впрыска входит увеличение температуры отработанных газов, обеспечивая сгорание частиц сажи в сажевом фильтре. Тем самым повышается экологичность выхлопа.

График впрыска топлива

Интересно, что ЭБУ может регулировать многократный впрыск, подстраивая подачу под определенные условия работы силовой установки. К примеру, на холостом ходу предварительных впрысков топлива может быть два, чтобы обеспечить более лучшие условия для сгорания основной порции дизтоплива. При средней же нагрузке предварительно топливо подается только раз, а при максимальной подготовка уже не требуется.

Как видно, водитель на процесс работы системы Common Rail практически не влияет. Даже нажимая на педаль акселератора, он просто подает сигнал на ЭБУ, который затем обработается и учтется при формировании импульса на открытие форсунок. Вся работа системы питания полностью контролируется и регулируется электронной частью.

Принцип действия

Описанное выше устройство Common Rail обеспечивает простую и при этом эффективную работу двигателя. Сначала подкачивающий насос, входящий в контур низкого давления, засасывает дизельное топливо из бака. Далее оно очищается, проходя через фильтр, и поступает в контур высокого давления.

Затем горючее перемещается в аккумуляторный узел, где его давление повышается. Максимальное значение этого показателя составляет 135 МПа и контролируется автоматикой. После поступления команды от ЭБУ на впрыск контролирующий клапан открывается и топливо поступает бак через трубопроводы, соединенные с форсунками на рампе. На каждой форсунке устанавливается отдельный электромагнитный клапан или соленоид, управляющий ее работой, что является еще одной важной отличительной особенностью системы.

Наличие в системе ЭБУ позволяет с высоким уровнем точности управлять как параметрами давления топлива, так и количеством сжигаемого горючего. Следствием этого выступает максимальная отдача при сгорании топлива, которая сопровождается уменьшением его расхода при одновременном увеличении КПД дизельного двигателя. В качестве приятного и полезного бонуса происходит сокращение токсичности выхлопа.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Коммон рейл дизель принцип работы системы впрыска

Топливная система Common Rail

Топливная система Common Rail применяется в дизельных двигателях и считается наиболее прогрессивной на текущий момент.

В сравнении с другими схемами она обеспечивает более экономичный расход топлива, повышает экологическую безопасность автомобиля, отличается низким уровнем шума, но главное — создает более высокое давление подачи в камеру сгорания.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Насос накачивает топливо в топливную рампу. Там оно находится под определенным давлением, обеспечиваемым регулятором давления топлива. В нужный момент блок управления двигателем дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки.

В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска. С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя.

Различают: предварительный, основной и дополнительный впрыск.

В зависимости от режима работы двигателя производится:

2 предварительных впрыска — на холостом ходу;

1 предварительный впрыск — при повышении нагрузки;

0(предварительный впрыск не производится) — при полной нагрузке.

Основной впрыск обеспечивает стабильную работу двигателя.

Преимущества и недостатки

Плюсы:

Расход горючего снижается на 15%, при этом мощность силового агрегата увеличивается на 40%.
Снижение уровня шума и вибраций.
Значительное снижение выхлопа, соответствие экологическому стандарту Евро-4.
Давление для подачи горючего не зависит от скорости вращения коленвала. Благодаря этому удалось добиться стабилизации горения на холостом ходу и малых оборотах.
Топливо подаётся несколькими порциями за цикл, что обеспечивает его полное сгорание.
Простота конструкции.

Недостатки:

Форсунки имеют более сложную конструкцию и требуют более частой замены.
Высокое требование к качеству топлива.
Нарушение герметизации выводит из строя всю систему.

Разновидности систем common rail

Тип 1. С электромагнитным клапаном

Тип 2. С пьезоэлектрическим приводом

Оба типа могут устанавливаться на дизельные двигатели как легкового, так и грузового транспорта.

Профилактика работы системы common rail

Очистка форсунок от нагара и загрязнений

Эту работу надо проводить не реже 1 раза в сервисный интервал. Оптимальная частота очистки форсунок – каждые 3-5 тыс км. пробега.

Использование защитной (комплексной) топливной присадки

Функция присадки — защита от коррозии.

Защита топливного фильтра дизельных автомобилей

Топливный фильтр присутствует на любом дизельном автомобиле. Крайне важным является его правильная замена.

Особенности эксплуатации системы common rail в зимний период

Дизельное топливо зимой должно обладать такими же характеристиками, как и в летний период.

Для улучшения низкотемпературных свойств топлива и бесперебойной работы системы common rail рекомендуется использовать только качественные антигели.

Секрет эффективности Common Rail

Разделение цикловой подачи на такты.
Впрыск горючего под высоким давлением.

Причины и признаки поломки Common Rail

ухудшение пуска мотора после долгого простоя;
падение мощности силового агрегата, что заметно при большой нагрузке или высокой скорости;
увеличение шума работы двигателя;
нехарактерные вибрации движка;
нехарактерный цвет выхлопа (черный или белый).

Основная причина неисправностей — низкое качество топлива.

Обычно выходят из строя форсунки, ТНВД или насосы топливной подкачки.

неисправность форсунок — мотор глохнет даже при наборе скорости;
выход из строя датчиков или инжекторов ТНВД;
загрязнение насоса высокого давления;
подъём форсунки;
разгерметизация насоса или его поломка.

Как работает?

На основании сигналов от контролирующих датчиков система формирует нужное количество топлива, которое подается через дозирующий клапан в насос, а затем под давлением на рампу. Нужное давление удерживается специальным регулятором.

В определенный момент от ЭБУ поступает сигнал на форсунки, они открывают каналы на определённый промежуток времени.

Коммон рейл состоит из трех главных элементов:

участок низкого давления;
участок высокого давления;
датчики, передающие сигналы от системы на ЭБУ.

Участок высокого давления включает в себя:

насос высокого давления, служащий заменой обычному ТНВД;
трубку-аккумулятор, которая служит для поступления горючего с определенным давлением;
патрубки высокого давления;
форсунки двигателя.

Участок низкого давления представлен:

топливным баком;
патрубками соединения;
насосом подкачки;
топливным фильтром.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Топливная система COMMON RAIL – что это такое?

COMMON RAIL – это дизельная топливная система нового поколения, получившая широкое распространение в связи с ужесточением экологических норм. Помимо снижения уровня токсичности выхлопа, этот тип впрыска позволяет обеспечить требуемую мощности двигателя при минимальной подаче топлива. В дословном переводе «common rail» читается как «единая магистраль». Рассмотрим основные отличия, принцип работы и особенности конструкции системы.

Особенности

Одним из наиболее явных отличий топливной системы Common Rail является наличие общей магистрали, расположенной между форсунками и ТНВД, выполняющей функцию аккумулятора горючего. В отличие от схемы, в которой насос напрямую распределял смесь по форсункам, в данной конструкции его роль ограничивается закачиванием дизеля в трубопровод. Еще одной особенностью является электронная система управления дозирования топлива в распылителях.

Однако основным отличием системы нового поколения является значительно более высокое давление впрыска, которое определяет качество и равномерность распределения факела. Этот фактор является ключевым аспектом формирования смеси и ее последующего возгорания, что и определяет эффективность работы двигателя. Так, использование современных топливных систем Common Rail позволяет обеспечить почти до 40% прироста мощности дизельного двигателя при одновременном уменьшении уровня шума и расхода горючего до 15%. Помимо этого увеличивается и крутящий момент силового агрегата.

Высокая технологичность конструкции обуславливает требовательность данной системы впрыска к качеству горючего. Мелкие абразивные частицы, попавшие в топливную магистраль, могут вывести из строя аппаратуру, изготовленную с высокой точностью.

Принцип работы топливной системы Common Rail

Принцип действия топливной системы Common Rail заключается в подаче горючего к распылителям от рампы, которая выполняет функцию предварительного аккумулятора высокого давления. Схема работы оборудования схожа с технологией старых топливопроводов. Насос подкачки забирает дизель из бака и отправляет к ТНВД, который нагнетает давление в магистрали и снабжает горючим распылители, в необходимый момент впрыскивающим его в цилиндры.

Желтым цветом показан контур низкого давления, красным – контур высокого давления, коричневым – обратный слив топлива в бак.

Топливоподкачивающий насос.
Топливный фильтр.
Топливный насос высокого давления.
Клапан дозировки.
Датчик давлений топлива в рампе.
Аккумулятор высокого давления – топливная рейка.
Регулятор давления (контрольный клапан).
Инжекторы.

Электронное управление позволило организовать двухступенчатую схему подкачки строго дозированных порций топлива. На первом этапе в камеру поступает минимально необходимая доза (порядка 1 мг), воспламенение которой повышает температуру в замкнутом объеме, после чего в него впрыскивается основная часть горючего. Такая схема дает возможность обеспечить плавное нарастание давления в камере, вследствие чего силовой агрегат функционирует мягче и значительно снижается уровень шума при его работе.

На основании поступающих от датчиков данных система определяет необходимое количество топлива, которое забирается из бака через дозирующий клапан. Таким образом, топливо вначале попадает в насос, а через него – во «временный аккумулятор». За поддержание необходимого уровня давления в рампе отвечает соответствующий регулятор. В заданный момент времени управляющий блок посылает команду к форсункам, и те на определенный срок открывают заслонки. В зависимости от режима эксплуатации силового агрегата, система может в некоторых пределах автоматически менять показатели давления и объем топлива. Давление рассчитывается и поддерживается вне зависимости от скорости вращения коленвала и количества подаваемого горючего. Распылители подают смесь в цилиндры, получая управляющий сигнал от электронного блока к соленоиду.

Использование разделенного цикла воспламенений в дизельных топливных системах позволяет поднять крутящий момент на низких оборотах коленвала до 25% при одновременном уменьшении потребления горючего на 20%. Помимо этого, понижается степень выхода сажи в выхлоп, а звук работы двигателя становится значительно тише.

Конструкция

Конструктивно топливная система двигателя Common Rail является контуром высокого давления, который представляет собой сложный комплекс из нескольких взаимосвязанных узлов.

ТНВД. Этот агрегат предназначен для нагнетания давления в горючем. Так как в дизельном двигателе обороты коленвала регулируются не дроссельной заслонкой, а объемом подаваемого топлива, то ТНВД является одним из наиболее важных элементов в конструкции силового агрегата.

Клапан и регулятор. Клапан предназначен для дозирования порции горючего, поступающего к насосу и конструктивно представляет собой деталь ТНВД. Регулятор давления размещается в топливной магистрали и управляет работой силовой установки в зависимости от нагрузки на нее.

Рампа. Эта деталь обладает широким функционалом и выполняет роль аккумулятора горючего, а также распределяет его по форсункам и смягчает перепады давления в жидкости.

Форсунки. В отличие от бензиновых аналогов, конструкция данного типа распылителей рассчитана на значительно более высокое давление. Помимо этого, форсунки Common Rail управляют объемом топлива, которое поступает непосредственно в цилиндр. В современных двигателях используются два типа распылителей:

Электрогидравлические. В конструкциях данного типа подача топлива осуществляется работой электромагнитного клапана.
Пьезофорсунки. В конструкциях данного типа дозированием горючего управляют специальные кристаллы, на порядок повышающие скорость отклика на управляющие сигналы.

Перспективы развития

Технологический потенциал топливной системы Common Rail дал новый импульс развитию дизельных двигателей в условиях перманентно повышающихся стандартов по токсичности. Благодаря контролю высокоточной электроники и значительному давлению при впрыске сгорание смеси происходит с максимальной отдачей, что обеспечивает оптимальную работу силового агрегата на каждом из режимов работы. Дальнейшее технологическое развитие системы напрямую связано с повышением норм экологической безопасности.

Common Rail — что это? Принцип работы

В последнее время все больше автомобилистов отдают предпочтение дизельным автомобилям. Ранее такие двигатели устанавливались только на коммерческую технику. Однако сейчас они активно используются и на легковых автомобилях, особенно в странах Европы. Наверняка каждый из нас слышал о такой системе, как Common Rail. Что это такое и как устроено, мы рассмотрим в нашей статье.

Характеристика

«Common Rile» — система впрыска топлива для дизельных ДВС.Принцип его работы основан на подаче топлива к форсункам от общего давления рампы.

Система разработана немецкими специалистами компании «Бош». Common Rail Bosch широко используется на таких автомобилях, как Volvo, Mercedes, BMW и других.

Что в нем особенного?

Главной отличительной чертой системы является способность выдавать нужную мощность при минимальном расходе топлива. Также топливо Common Rail может снизить уровень выбросов выхлопных газов. Отзывы автолюбителей говорят, что автомобиль с такой системой впрыска работает намного тише (нет такого характерного «грохота», как на старых дизелях).«Common Rail» имеет широкий диапазон регулирования давления топлива и времени впрыска.

Устройство

По своей конструкции система Common Rail представляет собой контур высокого давления. При работающем двигателе прямой впрыск топлива (т. Е. Топливо поступает прямо в камеру цилиндра). Есть несколько элементов, которые связаны с работой системы Common Rail. Что это за компоненты? Прежде всего, это ТНВД. Также в работе используются раздаточный клапан и регулятор давления.

Кроме того, в конструкции есть топливная рампа и форсунки. Common Rail — довольно сложная система, и чтобы понять принцип ее работы, мы рассмотрим особенности каждого компонента.

Насос

Итак, ТНВД. Этот механизм служит для создания жидкости под высоким давлением. Уровень зависит от нагрузки двигателя и частоты вращения коленчатого вала. Как известно, на дизелях обороты регулируются не открыванием дроссельной заслонки, а поданной порцией топлива. За это и отвечает ТНВД.Устройство довольно сложное, поэтому этот элемент является самым дорогим компонентом в дизельном автомобиле (он закончился, кроме основных узлов, таких как ДВС и КПП).

Регулирующий клапан и клапан Common Rail

Что это за элемент? Клапан служит для регулировки количества топлива, подаваемого в насос.

Конструктивно элемент интегрирован с ТНВД. Также есть регулятор давления топлива. Он установлен в топливной рампе и контролирует работу двигателя в зависимости от его нагрузки.

Ramp

Этот узел выполняет сразу несколько функций. Это накопление топлива под высоким давлением, смягчение колебаний давления и распределение топлива по форсункам. Это часть системы впуска.

Форсунки

Следует отметить, что они устанавливаются как на бензиновые (форсунки), так и на дизельные двигатели. Однако их главное отличие — давление, которое они создают. В нашем случае форсунка Common Rail также контролирует количество топлива, которое подается непосредственно в цилиндр.Элемент подключается непосредственно к пандусу. В настоящее время используются два типа форсунок:

Пьезо-форсунки (Bosch).
Электрогидравлический (основной производитель — Delfi).

В последнем случае подача топлива осуществляется за счет срабатывания электромагнитного клапана.

В пьезоэлектрических форсунках, специальных кристаллах. Скорость этих элементов на порядок выше, поэтому они встречаются чаще. Однако ремонт Common Rail (форсунок) самостоятельно произвести невозможно из-за сложности конструкции и точных настроек.Поэтому все работы по обслуживанию системы проводятся только на специализированных СТО. Это главный недостаток таких автомобилей.

Как это работает?

Работой системы впрыска управляет система управления дизельным двигателем. К последним относятся 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, то это упомянутые выше форсунки, рампа, ТНВД, регулятор и клапаны.

Итак, как работает эта система? На основе сигналов, полученных от датчиков контроля, система вырабатывает необходимое количество топлива. Подается через дозирующий клапан. Топливо попадет в насос, а затем под давлением уйдет на рампу. Необходимое давление в нем поддерживается специальным регулятором. В определенный момент сигнал с компьютера поступает на форсунки, и они открывают каналы на определенный период времени.В зависимости от режима работы двигателя количество топлива и давление может автоматически изменяться системой на основе данных с кислородного датчика. Однако пробег должен быть небольшим. Значительные отклонения говорят о неисправности системы Common Rail.

Типы систем впрыска Common Rail

Что это такое? В системе существует несколько видов впрыска топлива:

Предварительный.
Главный.
Доп.

Первый делается перед основным с целью повышения давления и температуры в камере сгорания.Таким образом реализуется ускоренное самовоспламенение основного заряда и снижение шума двигателя. Предварительный впрыск может быть разным в зависимости от режима работы двигателя. Так, на холостом ходу вырабатывается дважды. При увеличении нагрузки — один раз. При полной нагрузке p

Глава 19 — Системы впрыска топлива высокого давления Common Rail

1 Глава 19 — Системы впрыска топлива высокого давления Common Rail Технология дизельных двигателей для автомобильных техников Понимание и обслуживание современных технологий чистого дизельного топлива

2 Что такое Common Rail? Топливные системы Common Rail представляют собой последние технологические достижения в области экологически чистой технологии впрыска топлива для дизельных двигателей.2

3 Обычная топливная система Недостаток Топливной системы, приводимой в действие распределительным валом, скорости плунжера топливной системы низкие на низких оборотах двигателя. Плохие результаты герметизации и распыления. Регуляторы времени и нормы зафиксированы в геометрии распредвала 3

4 Что такое Common Rail? CR нагнетает топливо независимо от оборотов двигателя.Наличие высокого давления топлива на всех оборотах двигателя = снижение выбросов, повышение мощности и экономия топлива! В топливных системах Common Rail повышается давление топлива независимо от оборотов двигателя. 4

5 Что такое Common Rail? Эта глава! Существует множество подкатегорий топливных систем Common Rail. Как правило, Common Rail относится к системе топливной рампы, которая подает топливо под давлением впрыска ко всем форсункам 5

6 Характеристики Common Rail Электромагнитные клапаны топливной рампы высокого давления ECM Топливный насос высокого давления Регулятор давления топлива Форсунки Датчик давления в рампе Common Rail высокого давления подает топливо под давлением впрыска в форсунки 6

7 Преимущества Common Rail Формирование скорости вращения Новейшие системы Common Rail высокого давления позволяют осуществлять различные процессы впрыска в одном цикле сгорания.7

8 Преимущества системы Common Rail — формирование скорости впрыска Количество топлива, впрыскиваемого на один градус поворота коленчатого вала, называется расходом топлива. Скорость впрыска влияет на выбросы, производительность, экономию топлива и даже на уровень шума двигателя. Конкретная скорость впрыска будет соответствовать любой заданной частоте вращения двигателя и состоянию нагрузки, а также рабочему состоянию (т.е.температура масла, топлива и воздуха, давление наддува и т. д.) 8

9 Преимущества Common Rail Системы Common Rail обладают гибкостью, позволяющей удовлетворить высочайшие требования к системам впрыска топлива с высоким давлением, малой продолжительностью впрыска, формированием скорости и точным дозированием. 9

10 Регенерация сажевого фильтра Активная регенерация Система Common Rail может впрыскивать топливо очень поздно во время рабочего такта или такта выпуска.Топливо используется для повышения температуры фильтра во время активной регенерации. (Выжигание скопившейся сажи) 10

11 Common Rail — компоненты Все системы Common Rail имеют следующие общие детали: Форсунки Насос высокого давления Топливная рейка Предохранительный клапан Датчик давления в рампе Регулятор давления топлива 11

12 Common Rail — Компоненты Предохранительный клапан Топливная магистраль высокого давления Датчик давления в топливной рампе Возврат топлива Подача топлива от форсунок насоса высокого давления Этот 3-цилиндровый дизельный двигатель CR, используемый в автомобиле MB Smart, достигает 4 баллов.Комбинированный расход топлива 2 л / 110 км. (56 миль на галлон США) 12

13 Типовые топливные цепи Common Rail 13

14 CR Форсунки Common Rail высокого давления — недавняя инновация. Не существовало технологии для включения и выключения впрыска топлива при давлении, превышающем 20 тыс. Фунтов на кв. Дюйм, при скоростях, необходимых для сгорания 14

15 Форсунки CR — типы Электромагнитный соленоид пьезоэлектрического привода Эти форсунки DMAX представляют собой два типа форсунок CR.1. Электромагнитные соленоиды 2. Пьезоэлектрические линейные приводы 15

16 Сравнение форсунок CR 16

17 Форсунки CR соленоидного типа В электромагнитных форсунках используется электромагнит для управления впрыском. 17

18 Впрыск соленоида CR События впрыска запускаются электрически, но основные силы срабатывания являются гидравлическими. Якорь соленоида представляет собой пилотный игольчатый клапан, который регулирует поток топлива из камеры давления над игольчатым клапаном.18

19 Последовательность впрыска соленоида CR Важное примечание Топливо под высоким давлением (желтое) прижимает клапан форсунки к его седлу. Давление над игольчатым клапаном немного больше, чем под ним, поэтому впрыск не может быть произведен 19

20 Соленоид CR, впрыск 1.Форсунка в состоянии покоя Топливо под высоким давлением находится в нижней и верхней части игольчатого клапана, но впрыск не происходит, поскольку большая площадь поверхности в верхней части игольчатого клапана удерживает форсунку напротив своего седла. 20

21 Соленоид возврата топлива Ограничение впрыска CR 2. Впрыск На соленоид подается напряжение, и он поднимает пилотную иглу или контрольный шар из своего гнезда над игольчатым клапаном.Давление топлива над игольчатым клапаном падает, а давление топлива ниже клапана вынуждает форсунку выйти из своего гнезда. Топливо не может заполнить камеру над игольчатым клапаном быстро, так как существует ограничение в проходе между топливом давления направляющего распределителя и камеры высокого давления 21

22 Электромагнитный CR Инъекции 3. Конец инъекций Соленоид обесточен и проверка мяч возвращение к его место. Давление топлива в рампе быстро нарастает над игольчатым клапаном, заставляя его прижиматься к седлу, таким образом прекращая впрыск 22

23 Адаптивная балансировка цилиндров Этот двигатель L DMAX регулирует расход топлива на холостом ходу для каждой форсунки, чтобы обеспечить более плавную работу двигателя 23

24 Примечание по пилотному впрыску. Коэффициенты пилотного впрыска являются переменными для двигателей CR.В отличие от HEUI и других топливных систем, где предварительный впрыск является механическим, в двигателях CR он осуществляется электронным способом за микросекунды! (L DMAX) 24

25 Пьезоэлектрические форсунки Электромагнитная пьезотехнология обеспечивает самое быстрое время переключения форсунок, в настоящее время позволяя до семи событий впрыска в одной последовательности впрыска. Масса рядных исполнительных механизмов меньше, чем у форсунок с электромагнитным приводом. Встроенный пьезоэлектрический привод. 25

26 Пьезоэлектрические форсунки. Сравнение времени отклика форсунок (верхний соленоид, нижний пьезоэлектрический привод.26

27 Пьезоэлектрические форсунки с пьезоэлектрическим приводом Пьезоэлектрические форсунки позволяют добиться меньшего сокращения выбросов за счет улучшенного формирования скорости и многократного впрыска. 27

28 Пьезоэлектрические принципы Пьезо-минеральные кристаллы Пьезокристаллы расширяются при подаче тока на стопку кристаллов и сужаются при изменении полярности токов. Обратите внимание на изменение направления тока и формы кристаллов. 28

29 Пьезоэлектрические принципы. Стопки пьезокристаллов деформируются под действием электрического тока.Пьезокристаллы реагируют намного быстрее, чем электромагнитные соленоиды 29

30 Пьезоэлектрическая последовательность впрыска CR Пьезоэлектрические приводы приводят в действие сервоклапан для изменения гидравлического давления, действующего на игольчатый клапан, удерживающий форсунку закрытым 30

31 Пьезоэлектрическая последовательность впрыска CR 2008MY Ford 6.4 L Powerstroke Diesel использует пьезоэлектрические форсунки CR производства Siemens 31

32 Пьезоэлектрические форсунки CR. Форсунка Ford имеет форсунку обычного типа.32

33 Пьезоэлектрическая последовательность впрыска CR Как и у соленоидных форсунок CR, в пьезоинжекторе игольчатый клапан форсунки удерживается на месте за счет гидравлической силы сжатого топлива. Грибовидный клапан регулирует выход давления топлива над управляющим поршнем, удерживающим игольчатый клапан на своем седле. 33

34 Пьезоэлектрическая последовательность впрыска CR Топливо под высоким давлением прижимает управляющий поршень к игольчатому клапану 34

35 Пьезоэлектрическая последовательность впрыска CR Выходное топливо Подача тока на пьезокристаллы заставляет грибовидный клапан опускаться вниз, сбрасывая давление над управляющим поршнем к впускному отверстию для топлива более низкого давления.Давление топлива ниже игольчатого клапана подталкивает клапан вверх, и начинается впрыск. 35

36 Окончание впрыска — изменение направления тока Впрыск может закончиться быстро, если изменить направление тока, протекающего через стопку пьезокристаллов. Без давления со стороны пьезокристаллов гидравлическое усилие закрывает грибовидный клапан, и давление возвращается в верхнюю часть регулирующего поршня. 36

37 Форсунки CR с гидроусилением В современных дизельных двигателях для тяжелых условий эксплуатации используются форсунки CR с гидроусилением.В этих форсунках используется внутренний усилитель / усилитель поршня, аналогичный по принципу форсункам HEUI 37

38 Коаксиальные форсунки CR Инжекторы Два ряда распылительных отверстий используются в коаксиальной форсунке для достижения более сложного формирования скорости впрыска 38

39 CR Injector Failure Инжекторы CR очень чувствительны к загрязнениям. Даже мельчайшая частица грязи, из-за которой соленоидный или грибовидный клапан остается открытым, может позволить инжектору непрерывно впрыскивать топливо.Этот перегретый цилиндр, повредивший клапаны, был вызван открытием форсунки. 39

40 Линии форсунок CR Форсунки Линии высокого давления Линии возврата топлива Форсунка и линии на двигателе L DMAX расположены снаружи зубчатых крышек клапанов, чтобы предотвратить утечку топлива в двигатель 40

41 Линии форсунок CR Соединение высокого давления с полой трубкой Эти форсунки Cummins серии B используют полую трубку для соединения внешней инжекторной линии с инжектором.Эти трубки необходимо тщательно затянуть, а соединение высокого давления очистить во время сборки, чтобы предотвратить утечку! 41

42 Линии форсунок CR Этот ранний 6,6-литровый DMAX имеет зажимы для фитинга трубопровода для предотвращения ослабления и утечки трубопроводов. 42

43 Линии форсунок CR Линии высокого давления Датчик давления в рампе Топливная рампа Никогда не открывайте линию высокого давления при работающем двигателе. Пропуски зажигания в цилиндрах не обнаруживаются, и топливо под высоким давлением может проникнуть под кожу 43

44 Двигатель Ford Duratorq I-4 CR Чрезвычайно популярный европейский Ford TDCi 2.Двигатель 0L Duratorq (показан фургон Ford Galaxy) 44

45 Коды обрезки форсунок CR Характеристики форсунок CR вызывают колебания подачи топлива в широком диапазоне работы (давление и время срабатывания) 45

46 Коды обрезки форсунок CR Коды дифферентов Коды регулировки качества впрыска (IQA) для каждой форсунки вводятся в модуль ECM и используются для компенсации изменений количества нагнетания. 46

47 Насосы высокого давления Насосы высокого давления принимают низкое давление перекачиваемого топлива и нагнетают топливо в впрыск.47

48 Насосы высокого давления Регулятор давления топлива Радиальные плунжеры Редукторный насос низкого давления Возврат топлива Впускной / выпускной обратный клапан высокого давления Насос CP-3 от Bosch обычно используется в автомобильной промышленности Регулятор давления топлива на впуске Насос высокого давления Bosch CP-3 49

50 Насосы высокого давления Насос высокого давления Bosch CP-3 Расположение насоса высокого давления на L DMAX 50

51 Насосы высокого давления Насос высокого давления Насос, установленный на заднем шасси из 6.7L Cummins diesel 51

52 Насосы высокого давления Расположение насоса высокого давления на двигателе Powerstroke 2008MY 52

53 Насосы высокого давления В радиальных плунжерных насосах используются трехлопастные кулачки, приводимые в действие двигателем для повышения давления топлива. Обратные клапаны на конце плунжерных поршней работают для управления потоком топлива в насосные камеры и из них. 53

54 Насосы высокого давления Регулирование давления Клапан регулирования давления топлива регулирует давление топлива с помощью сигнала ШИМ, отправляемого из контроллера ЭСУД.При отсутствии сигнала все топливо под давлением отправляется в топливную рампу. Увеличение сигнала ШИМ снижает давление топлива в магистрали 54

55 Насосы высокого давления Регулирование давления Обратите внимание на рабочий цикл, сообщаемый для регулятора давления топлива (35%). Температура топлива рассчитывается посредством измерения сопротивления катушки регулятора давления ЭБУД. 55

56 Насосы высокого давления Регулировка объема на входе Для уменьшения паразитных потерь мощности некоторые насосы, такие как используемые на Powerstroke, регулируют количество топлива, поступающего в насос, с помощью регулятора управления объемом.56

57 Топливная магистраль Датчик давления в топливной рампе Впуск топливной рампы Топливная рампа является общей для нескольких цилиндров. Внутренние отверстия демпфируют импульсы давления 57

58 Топливная рампа Топливная рампа В этом дизельном топливе Ford Dura-Torque используется топливная рампа круглой формы (Delphi) для целей упаковки 58

59 Защита от давления Клапан ограничения давления Для защиты системы высокого давления от избыточного давления a клапан ограничения давления используется в секции высокого давления.59

60 Защита от давления Функциональный блок на этом DMAX содержит клапан ограничения давления. 60

Common Rail — Infogalactic: ядро планетарных знаний

Инжектор дизельного топлива, установленный на дизельном двигателе MAN V8

Прямой впрыск топлива Common Rail — это система прямого впрыска топлива для бензиновых и дизельных двигателей.

На дизельных двигателях он имеет топливную рампу высокого давления (более 1000 бар, или 100 МПа, или 15 000 фунтов на квадратный дюйм), питающую отдельные электромагнитные клапаны, в отличие от топливного насоса низкого давления, питающего форсунки (или форсунки).Дизели с системой Common Rail третьего поколения теперь оснащены пьезоэлектрическими форсунками для повышения точности с давлением топлива до 3000 бар (300 МПа; 44000 фунтов на кв. Дюйм). ^[1] ^[2]

В бензиновых двигателях используется в двигателях с непосредственным впрыском бензина.

История

Топливная система Common Rail на двигателе грузовика Volvo

Прототип системы Common Rail был разработан в конце 1960-х годов Робертом Хубером из Швейцарии, а технология, разработанная доктором Дж.Марко Гансер из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, позже — из Ganser-Hydromag AG (основанная в 1995 году) в Обергери.

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 продан для общего пользования в 1995 году.^[3] Denso заявляет о первой коммерческой системе Common Rail высокого давления в 1995 году. ^[4]

Современные системы Common Rail, работающие по тому же принципу, управляются блоком управления двигателем (ЭБУ), который открывает каждую форсунку электрически, 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, конструкция была приобретена немецкой компанией Robert Bosch GmbH для завершения разработки и доработки для массового производства.Оглядываясь назад, можно сказать, что продажа Fiat показалась стратегической ошибкой, поскольку новая технология оказалась очень прибыльной. У компании не было иного выбора, кроме как продать Bosch лицензию, так как в то время у нее было плохое финансовое положение и не хватало ресурсов для завершения разработки самостоятельно. ^[5] 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, ^[6] 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 первым применил систему впрыска Common Rail в двигателях подводных лодок. Двигатели Vickers с топливной системой Common Rail были впервые применены в 1916 году на подводных лодках G-класса. В нем использовались четыре плунжерных насоса, обеспечивающих давление до 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар; 21 МПа) каждые 90 градусов вращения, чтобы поддерживать давление топлива в рампе на достаточно постоянном уровне.Подачу топлива в отдельные цилиндры можно было перекрыть с помощью клапанов в инжекторных линиях. ^[7] Doxford Engines Ltd. ^[8] (тяжелые судовые двигатели с оппозитными поршнями) использовала систему Common Rail (с 1921 по 1980 год), при этом многоцилиндровый поршневой топливный насос создавал давление примерно 600 бар (60 МПа; 8700 фунтов на квадратный дюйм), при этом топливо хранится в аккумуляторных 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 турбонаддувом постоянного давления 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 (таких как Fiat Panda) до представительских седанов (таких как Audi A8).Основными поставщиками современных систем Common Rail являются Robert Bosch GmbH, Delphi, Denso и Siemens VDO (в настоящее время принадлежит Continental AG). ^[9]

Сокращения

Инжектор дизельного топлива Common Rail Bosch от двигателя грузовика Volvo

Производители автомобилей называют свои двигатели с системой Common Rail под собственными торговыми марками:

Ashok Leyland: CRS (используется в U Truck и автобусах E4)
BMW Group (BMW и Mini): d (также используется в Land Rover Freelander как TD4)
Chevrolet (принадлежит GM): VCDi (по лицензии VM Motori)
Citroën: HDI
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 (Fiat, Alfa Romeo и Lancia): JTD (также маркируется как MultiJet , JTDm , а поставленные производители — как TDi , CDTi , TCDi , Ti183 TT , , DDiS и QuadraJet )
Ford Motor Company: TDCi (Duratorq и Powerstroke)
Honda: i-DTEC
Hyundai и Kia: CRDi
ИККО: EFD
Isuzu: iTEQ
Джип: CRD
Komatsu: Tier3 , Tier4 , 4D95 и выше HPCR -серия
Mahindra: CRDe , m2DiCR , mEagle и mHawk
Mazda: MZR-CD и Skyactiv-D (производятся совместным предприятием Ford и PSA Peugeot Citroen) и ранее DiTD
Мерседес-Бенц: CDI
Mitsubishi: DI-D (в основном на недавно разработанном семействе двигателей 4N1)
Опель: CDTI
Протон: SCDi
PSA Peugeot Citroën: HDI или HDi (разработано совместным предприятием с Ford) — см. Двигатель PSA HDi
Renault и Nissan: dCi (разработан в рамках совместного предприятия; Infiniti использует двигатели dCi, но не маркируется как dCi)
SsangYong: XDi , XVT
Subaru: TD или D (по состоянию на январь 2008 г.)
Тата: 2.2 VTT DiCOR (используется в больших внедорожниках, таких как Safari и Aria) и CR4
Тойота: Д-4Д
Volkswagen Group (Volkswagen, Audi, Seat и Skoda): TDI (в более поздних моделях используется Common Rail, в отличие от более ранних двигателей с насос-форсунками)
Volvo: двигатели D и D5 (некоторые производятся Ford и PSA Peugeot Citroen), двигатели Volvo Penta серии D

Принципы

Схема системы Common Rail

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 основным впрыском («пилотный» впрыск), тем самым уменьшив его взрывоопасность и вибрацию, а также оптимизируя время впрыска и количество в зависимости от изменений качества топлива. , холодный запуск и так далее. Некоторые передовые топливные системы Common Rail выполняют до пяти впрысков за такт. ^[10]

Двигателям Common Rail требуется очень короткое (<10 секунд) время нагрева до полного отсутствия ^{[требуется ссылка ]}, в зависимости от температуры окружающей среды, и они производят более низкий уровень шума и выбросов двигателя, чем более старые системы ^{[требуется ссылка ]}.

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 имели кулачковый привод, а 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. В блочных или распределительных системах давление нагнетания привязано к мгновенному давлению единичного 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. Хотя в этих старых системах возможны множественные инъекции, это намного 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 цилиндров, которые открывались и закрывались при давлениях, определяемых предварительным натягом пружины, приложенным 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 (200 МПа; 29000 фунтов на кв. Дюйм) и выше.Термин «общий распределитель» 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 аккумулятор подает топливо под высоким давлением в несколько топливных форсунок. Это упрощает назначение насоса высокого давления, поскольку ему нужно только поддерживать заданное давление на цели (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 накапливается удаленно, а форсунки приводятся в действие электрически, давление впрыска в начале и в конце впрыска очень близко к давлению в аккумуляторе (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

Список литературы

Внешние ссылки

ja: 噴射ポンプ # コモンレール式

Система впрыска Common Rail

Скачать систему впрыска топлива Common Rail…

Сервисное обучение

Программа самообучения 351

Система впрыска Common Rail, установленная в двигателе 3,0 л V6 TDI Конструкция и принцип действия

Постоянное повышение требований к низкому расходу топлива, низкому уровню выбросов выхлопных газов и плавности хода предъявляет высокие требования на системе впрыска топлива дизельного двигателя. Этим требованиям может соответствовать только система впрыска топлива, которая впрыскивает топливо в цилиндры под высоким давлением, точно контролирует впрыск и способна структурировать процесс впрыска с помощью нескольких процессов предварительного и вторичного впрыска.

Технология, реализованная в системе впрыска Common Rail с пьезоуправлением, обеспечивает очень гибкую адаптацию процесса впрыска к рабочим состояниям двигателя.

Эта программа самообучения предоставляет информацию о том, как работает пьезоуправляемая система впрыска Common Rail, установленная в двигателе 3,0 л V6 TDI.

Описание двигателя 3,0 л V6 TDI можно найти в программе самообучения 350 «Двигатель V6 TDI 3,0 л».

S351_003

NEW

Программа самообучения показывает устройство и принцип действия новых разработок.Содержание обновляться не будет.

Актуальные инструкции по тестированию, настройке и ремонту см. В специальной литературе по обслуживанию клиентов.

Важное примечание

Содержание Кратко. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Топливная система. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Система управления двигателем.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Проверьте свои знания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Вкратце Система впрыска Common Rail Двигатель 3,0 л V6 TDI, устанавливаемый на Phaeton и Touareg, оборудован системой впрыска Common Rail для подготовки смеси. Система впрыска Common Rail — это система впрыска с аккумулятором высокого давления для дизельных двигателей.Термин «Common Rail» означает, что все форсунки одного ряда цилиндров имеют общий топливный аккумулятор высокого давления.

В этой системе впрыска создание давления и впрыск топлива разделены. Высокое давление, необходимое для впрыска, создается отдельным насосом высокого давления. Это давление топлива сохраняется в аккумуляторе высокого давления (рампе) и передается в форсунки через короткие форсунки. Система впрыска Common Rail управляется системой управления двигателем Bosch EDC 16 CP.

Аккумулятор высокого давления (рампа), ряд цилиндров 1

Форсунки N30, N31, N32

Насос высокого давления

Характеристики данной системы впрыска топлива включают: ●

●

Впрыск давление можно выбирать практически бесконечно и адаптировать к соответствующему рабочему состоянию двигателя. Высокое давление впрыска до 1600 бар обеспечивает оптимальное образование смеси. Гибкий процесс впрыска топлива с несколькими процессами предварительного и вторичного впрыска.

Система впрыска Common Rail предлагает множество опций для адаптации давления впрыска и процесса впрыска к рабочему состоянию двигателя. Таким образом, он предлагает очень хорошие предпосылки для удовлетворения постоянно растущих требований, касающихся низкого расхода топлива, низких выбросов выхлопных газов и плавности хода.

Соединительный патрубок между гидроаккумуляторами (направляющими)

Аккумулятор высокого давления (рейка), ряд цилиндров 2

S351_064

Форсунки в специальной литературе также называются впрыскивающими клапанами.Из-за обозначения электрических компонентов в ремонтной литературе они называются инжекторами в программе самообучения.

Форсунки N33, N83, N84

Топливная система Обзор системы Топливная система подразделяется на три диапазона давления: ● ● ●

Высокое давление 230 — 1600 бар Давление в обратной магистрали от форсунок 10 бар Подача давление, давление возврата

В системе подачи топлива топливо подается в насос высокого давления из топливного бака через топливный фильтр электрическими топливными насосами и механическим шестеренчатым насосом.Высокое давление топлива, необходимое для впрыска, создается в насосе высокого давления и подается в аккумулятор высокого давления (рампу).

Насос высокого давления Механический шестеренчатый насос Клапан дозирования топлива N290 Клапан удержания давления

Датчик температуры топлива G81

Высокое давление 230 — 1600 бар Давление в обратной магистрали от форсунок 10 бар Давление подачи Давление в обратной линии

Топливный фильтр

Клапан подогревателя (расширительный элемент)

Из гидроаккумулятора высокого давления топливо поступает к форсункам, которые впрыскивают его в камеры сгорания.

Клапан удержания давления поддерживает давление возврата форсунок на уровне 10 бар. Это давление необходимо для работы пьезоинжекторов.

Датчик давления топлива G247

Аккумулятор высокого давления (рампа), ряд цилиндров 2 4 5 6

Заслонка Аккумулятор высокого давления (рампа), ряд цилиндров 1 1 2 3

Клапан регулирования давления топлива N276

Пьезофорсунки 1 — 3 N30, N31, N32

В Phaeton возвращающееся топливо охлаждается с помощью воздухоохладителя на полу автомобиля.

Охладитель топлива и охлаждающей жидкости (Touareg)

Топливный бак

Нагнетательный насос топливной системы G6, топливный насос G23

S351_005

Топливная система Нагнетательный насос топливной системы G6 и топливный насос G23 Два топливных насоса, G6 и G23, установлены в топливном баке. Они работают как подкачивающие насосы для механического шестеренчатого насоса. Топливный бак Touareg и Phaeton разделен на левую и правую камеры.

●

Подкачивающий насос топливной системы G6 и всасывающий струйный насос установлены в левой камере топливного бака.

●

Топливный насос G23 и всасывающий струйный насос установлены в правой камере.

На рисунке изображен топливный бак, установленный в Touareg

Топливный насос G23 Насос наддува топливной системы G6

Всасывающий струйный насос

S351_055

Когда зажигание включено и частота вращения двигателя превышает 40 об / мин два электрических топливных насоса запускаются блоком управления системы непосредственного впрыска дизельного топлива J248 через реле топливного насоса J17 и создают управляющее давление.Как только двигатель заработает, оба насоса непрерывно закачивают топливо в систему подачи топлива. Всасывающий струйный насос правой камеры перекачивает топливо в бак предварительной подачи для топливного насоса G6, а всасывающий струйный насос левой камеры перекачивает топливо в бак предварительной подачи для топливного насоса G23. Оба всасывающих струйных насоса приводятся в действие электрическими топливными насосами.

Последствия отказа В случае отказа насоса нехватка топлива может привести к отклонениям давления топлива в гидроаккумуляторе (рампе) в сочетании с записью в память неисправностей.Мощность двигателя снижена.

Топливный фильтр с клапаном подогревателя Топливный фильтр защищает систему впрыска топлива от загрязнения и износа, вызываемых частицами и водой.

Подача из топливного бака

Возврат из высокоприоритетного

Топливная система с общей топливораспределительной рампой по выгодной цене — выгодные предложения на топливную систему с общей топливной магистралью от мировых продавцов топливной системы с общей топливной магистралью

Отличные новости !!! Вы попали в нужное место для топливной системы Common Rail.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы найдете новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта топливная система с общей топливораспределительной рампой должна в кратчайшие сроки стать одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели топливную систему Common Rail на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в топливной системе Common Rail и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести топливную систему common rail по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Топливная система Common Rail: описание и принцип работы

Что такое топливная система Common Rail

Особенности и принцип работы

Достоинства и недостатки системы Common rail

Common rail принцип работы

Система впрыска топлива Common Rail дизельных ДВС

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Электрогидравлическая форсунка

Пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка)

Как работает система Коммон Рейл

Устройство

Чем отличается от ТНВД

Типы впрыска

Поколения Common Rail

Заключение

Топливная система Common Rail — что это такое?

Устройство автомобилей

Общие сведения о системе питания Common Rail

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Многократный впрыск в системе Common Rail

Достоинства и недостатки системы Common Rail

Перспективы развития системы питания Common Rail

Главная страница

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Common Rail — что это такое? Принцип работы

Характеристика

В чем особенность?

Устройство

Насос

Регулятор и клапан Common Rail

Рампа

Форсунки

Как работает?

Конструктивные особенности

Подача топлива

Принцип действия

Коммон рейл дизель принцип работы системы впрыска

Топливная система Common Rail

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Преимущества и недостатки

Разновидности систем common rail

Профилактика работы системы common rail

Очистка форсунок от нагара и загрязнений

Использование защитной (комплексной) топливной присадки

Защита топливного фильтра дизельных автомобилей

Особенности эксплуатации системы common rail в зимний период

Секрет эффективности Common Rail

Причины и признаки поломки Common Rail

Как работает?

Источники:

Топливная система COMMON RAIL – что это такое?

Особенности

Принцип работы топливной системы Common Rail

Конструкция

Перспективы развития

Common Rail — что это? Принцип работы

Характеристика

Что в нем особенного?

Устройство

Насос

Регулирующий клапан и клапан Common Rail

Ramp

Форсунки

Как это работает?

Типы систем впрыска Common Rail

Глава 19 — Системы впрыска топлива высокого давления Common Rail

Common Rail — Infogalactic: ядро ​​планетарных знаний

История

Сокращения

Принципы

См. Также

Список литературы

Внешние ссылки

Система впрыска Common Rail

Рекомендации по обслуживанию форсунок Common Rail

Почему форсунки Common Rail выходят из строя?

Признаки неисправности форсунки Common Rail?

Как диагностировать неисправную форсунку Common Rail

Common Rail — Infogalactic: ядро планетарных знаний