Značajke uređaja i prednosti Common Rail sustava goriva

U modernim automobilima koriste se sustavi ubrizgavanja goriva. Ako je ranije takva izmjena bila samo u dizelskim agregatima, danas mnogi benzinski motori dobivaju jednu od vrsta ubrizgavanja. Oni su detaljno opisani u još jedan osvrt.

Sada ćemo se usredotočiti na razvoj koji je dobio ime Common Rail. Pogledajmo kako se pojavio, koja je njegova osobitost, kao i koje su njegove prednosti i nedostaci.

Što je Common Rail sustav goriva

Rječnik prevodi koncept Common Rail-a kao "sustav akumulacijskog goriva". Njegova je osobitost da se dio dizelskog goriva uzima iz rezervoara u kojem je gorivo pod visokim tlakom. Rampa se nalazi između pumpe za ubrizgavanje i mlaznica. Ubrizgavanje se vrši injektorom koji otvara ventil i gorivo pod pritiskom ispušta se u cilindar.

Ova vrsta sustava goriva najnoviji je korak u evoluciji dizelskih pogonskih sklopova. U usporedbi s benzinskim kolegama, dizel je ekonomičniji jer se gorivo ubrizgava izravno u cilindar, a ne u usisni razvodnik. A ovom preinakom, učinkovitost pogonske jedinice značajno se povećava.

Common-Rail ubrizgavanje goriva poboljšalo je učinkovitost vozila za 15%, ovisno o postavkama načina rada motora s unutarnjim izgaranjem. U ovom slučaju, obično je nuspojava ekonomičnosti motora smanjenje njegovih performansi, ali u ovom slučaju, snaga jedinice, naprotiv, raste.

Razlog tome leži u kvaliteti raspodjele goriva unutar cilindra. Svatko zna da učinkovitost motora izravno ne ovisi toliko o količini dolaznog goriva koliko o kvaliteti njegovog miješanja sa zrakom. Budući da se tijekom rada motora postupak ubrizgavanja dogodi u dijelovima sekunde, potrebno je da se gorivo što brže miješa sa zrakom.

Za ubrzavanje ovog procesa koristi se raspršivanje goriva. Budući da vod iza pumpe za gorivo ima visok tlak, dizel gorivo se učinkovitije raspršuje kroz mlaznice. Izgaranje smjese zrak-gorivo događa se s većom učinkovitošću, od čega motor pokazuje povećanje učinkovitosti nekoliko puta.

Priča

Uvod ovog razvoja bilo je pooštravanje ekoloških standarda za proizvođače automobila. Međutim, temeljna ideja pojavila se krajem 60-ih godina prošlog stoljeća. Njegov prototip razvio je švicarski inženjer Robert Huber.

Nešto kasnije, ovu je ideju dovršio zaposlenik Švicarskog saveznog tehnološkog instituta, Marco Ganser. Ovaj razvoj koristili su zaposlenici Denza i stvorili sustav razvodnika goriva. Novost je dobila jednostavan naziv Common Rail. Posljednjih godina 1990-ih razvoj se pojavio u komercijalnim vozilima na EDC-U2 motorima. Hino kamioni (model Rising Ranger) dobili su ovaj sustav goriva.

U 95. godini ovaj je razvoj postao dostupan i drugim proizvođačima. Inženjeri svake marke modificirali su sustav i prilagodili ga karakteristikama vlastitih proizvoda. Međutim, Denzo sebe smatra pionirom u korištenju ove injekcije na automobilima.

Ovo mišljenje osporava druga marka, FIAT, koja je 1987. patentirala prototip dizelskog motora s izravnim ubrizgavanjem (model Chroma TDid). Iste godine zaposlenici talijanskog koncerna počeli su raditi na stvaranju elektroničkog ubrizgavanja, koje ima sličan princip rada s common railom. Istina, sustav je dobio naziv UNIJET 1900cc.

Suvremena inačica ubrizgavanja funkcionira na istom principu kao i izvorni dizajn, bez obzira na to tko se smatra njezinim izumiteljem.

dizajn

Razmotrite uređaj ove preinake sustava za gorivo. Visokotlačni krug sastoji se od sljedećih elemenata:

• Linija sposobna izdržati visoke pritiske, višestruko veći od stupnja kompresije motora. Izrađen je u obliku jednodijelnih cijevi na koje su povezani svi elementi kruga.
• Pumpa za ubrizgavanje je pumpa koja stvara potreban tlak u sustavu (ovisno o načinu rada motora, ovaj pokazatelj može biti veći od 200 MPa). Ovaj mehanizam ima složenu strukturu. U svom modernom dizajnu, njegov se rad temelji na klipnom paru. Potanko je opisano u još jedan osvrt... Također je opisan uređaj i princip rada pumpe za gorivo odvojeno.
• Tračnica za gorivo (tračnica ili baterija) mali je spremnik debelih zidova u kojem se nakuplja gorivo. Mlaznice s raspršivačima i ostalom opremom spojene su na njega pomoću cijevi za gorivo. Dodatna funkcija rampe je prigušivanje kolebanja goriva koje se javljaju tijekom rada crpke.
• Osjetnik i regulator tlaka goriva. Ovi elementi omogućuju vam kontrolu i održavanje željenog tlaka u sustavu. Budući da pumpa neprestano radi dok motor radi, ona stalno pumpa dizel gorivo u vod. Kako bi spriječio pucanje, regulator odbacuje višak radnog medija u povratni vod koji je povezan s spremnikom. Pojedinosti o tome kako radi regulator tlaka potražite u здесь.
• Mlaznice dovode potreban dio goriva u cilindre jedinice. Programeri dizel motora odlučili su ove elemente smjestiti izravno u glavu motora. Ovaj konstruktivni pristup omogućio je istovremeno rješavanje nekoliko složenih pitanja. Prvo, minimalizira gubitke goriva: u usisnom razvodniku višetočkovnog sustava ubrizgavanja mali dio goriva ostaje na stijenkama razdjelnika. Drugo, dizelski motor se ne pali iz žarnice niti iz iskre, kao kod benzinskog motora - njegov oktanski broj ne dopušta upotrebu takvog paljenja (koliki je oktanski broj, pročitajte здесь). Klip snažno komprimira zrak kada se izvodi hod kompresije (oba ventila su zatvorena), što dovodi do porasta temperature medija do nekoliko stotina stupnjeva. Čim mlaznica rasprši gorivo, ono se spontano zapali od visoke temperature. Budući da ovaj postupak zahtijeva savršenu preciznost, uređaji su opremljeni magnetnim ventilima. Pokreće ih signal iz ECU-a.
• Senzori nadgledaju rad sustava i šalju odgovarajuće signale upravljačkoj jedinici.
• Središnji element Common Rail-a je ECU, koji je sinkroniziran s mozgom cijelog brodskog sustava. U nekim modelima automobila integriran je u glavnu upravljačku jedinicu. Elektronika može zabilježiti ne samo performanse motora, već i druge komponente automobila, zbog čega se točnije izračunava količina zraka i goriva, kao i trenutak prskanja. Elektronika je tvornički programirana. Čim ECU primi potrebne podatke od senzora, aktivira se navedeni algoritam i svi aktuatori dobivaju odgovarajuću naredbu.
• Bilo koji sustav za gorivo ima filtar u svojoj liniji. Instalira se ispred pumpe za gorivo.

Dizelski motor opremljen ovom vrstom sustava za gorivo radi prema posebnom principu. U klasičnoj verziji ubrizgava se cijeli dio goriva. Prisutnost akumulatora goriva omogućuje raspodjelu jednog dijela na nekoliko dijelova dok motor izvodi jedan ciklus. Ova se tehnika naziva višestrukim ubrizgavanjem.

Njegova se bit svodi na činjenicu da se prije isporuke glavne količine dizel goriva izvrši prethodno ubrizgavanje, koje još više zagrijava radnu komoru, a također povećava pritisak u njoj. Kada se ostatak goriva rasprši, on se učinkovitije zapali, dajući zajedničkom vodu ICE veliki okretni moment čak i kada je brzina motora mala.

Ovisno o načinu rada, dio goriva dovodit će se jednom ili dva puta. Kad motor radi u praznom hodu, cilindar se zagrijava dvostrukim prethodnim ubrizgavanjem. Kada se opterećenje poveća, izvodi se jedno prethodno ubrizgavanje, što ostavlja više goriva za glavni ciklus. Kada motor radi pri maksimalnom opterećenju, ne vrši se prethodno ubrizgavanje, već se koristi cijelo opterećenje goriva.

planovi

Vrijedno je napomenuti da je ovaj sustav goriva poboljšan kako se povećava kompresija pogonskih jedinica. Danas se vlasnicima automobila nudi 4. generacija Common Rail-a. U njemu je gorivo pod pritiskom od 220 MPa. Ova je izmjena na automobilima instalirana od 2009. godine.

Prethodne tri generacije imale su sljedeće parametre tlaka:

1. Od 1999. tlak u tračnicama je 140MPa;
2. 2001. ta se brojka povećala za 20MPa;
3. Četiri godine kasnije (4.) automobili su počeli biti opremljeni trećom generacijom sustava za gorivo, koji su mogli stvarati tlak od 2005 MPa.

Povećanje tlaka u cjevovodu omogućuje ubrizgavanje veće količine dizel goriva u istom vremenskom razdoblju kao i u prethodnim događajima. Sukladno tome, ovo povećava proždrljivost automobila, ali je povećanje snage osjetno povećano. Iz tog razloga neki restilizirani modeli dobivaju motor identičan prethodnom, ali s povećanim parametrima (opisano je kako se restiling razlikuje od modela sljedeće generacije odvojeno).

Poboljšanje učinkovitosti ove preinake provodi se zbog preciznije elektronike. Ovakvo stanje stvari omogućuje nam zaključiti da četvrta generacija još nije vrhunac savršenstva. Međutim, povećanje učinkovitosti sustava goriva nije izazvano samo željom proizvođača automobila da zadovolje potrebe ekonomičnih automobilista, već prvenstveno podizanjem ekoloških standarda. Ova preinaka osigurava bolje izgaranje dizelskog motora, zahvaljujući kojem automobil može proći kontrolu kvalitete prije napuštanja tekuće trake.

Prednosti i nedostaci Common Rail-a

Suvremena modifikacija ovog sustava omogućila je povećanje snage jedinice raspršivanjem više goriva. Budući da u moderne proizvođače automobila instaliraju velik broj svih vrsta senzora, elektronika je počela točnije određivati ​​količinu dizel goriva potrebnu za rad motora s unutarnjim izgaranjem u određenom načinu rada.

To je glavna prednost common rail-a u odnosu na klasične preinake vozila s jedinstvenim mlaznicama. Još jedan plus u korist inovativnog rješenja je i lakši popravak jer ima jednostavniji uređaj.

Nedostaci uključuju visoku cijenu instalacije. Također je potrebno gorivo više kvalitete. Još jedan nedostatak je što mlaznice imaju složeniji dizajn, stoga imaju kraći radni vijek. Ako bilo koji od njih ne uspije, ventil u njemu bit će stalno otvoren, što će prekinuti nepropusnost kruga i sustav će se isključiti.

Više detalja o uređaju i različitim verzijama visokotlačnog kruga goriva raspravlja se u sljedećem videozapisu:

Načelo rada komponenata kruga goriva sustava Common Rail. 2. dio

Pitanja i odgovori:

Koliki je pritisak na Common Rail? U razvodnik goriva (akumulatorska cijev) gorivo se dovodi pod niskim tlakom (od vakuuma do 6 atm.), au drugom krugu pod visokim tlakom (1350-2500 bara.)

Koja je razlika između Common Raila i pumpe za gorivo? U sustavima za gorivo s visokotlačnom pumpom, pumpa odmah distribuira gorivo do mlaznica. U Common Rail sustavu gorivo se pumpa u akumulator (cijev), a odatle se distribuira do brizgaljki.

Tko je izumio Common Rail? Prototip common rail sustava goriva pojavio se kasnih 1960-ih. Razvio ga je Švicarac Robert Huber. Nakon toga, tehnologiju je razvio Marco Ganser.