Система впорскування Common Rail
22.12.2013 19:11
Система вприскування Common Rail є сучасною системою уприскування палива дизельних двигунів. Робота системи Common Rail заснована на подачі палива до форсунок від загального акумулятора високого тиску - паливної рампи ( Common Rail в перекладі загальна рампа ) . Система вприскування розроблена фахівцями фірми Bosch.
Застосування даної системи дозволяє досягти зниження витрати палива , токсичності відпрацьованих газів , рівня шуму дизеля. Головною перевагою системи Common Rail є широкий діапазон регулювання тиску палива і моменту початку впорскування , які досягнуті за рахунок розділення процесів створення тиску і уприскування.
Конструктивно система уприскування Common Rail становить контур високого тиску паливної системи дизельного двигуна. У системі використовується безпосереднє уприскування палива , тобто дизельне паливо впорскується безпосередньо в камеру згоряння. Система Common Rail має наступний пристрій :
паливний насос високого тиску;
клапан дозування палива;
регулятор тиску палива ( контрольний клапан) ;
паливна рампа ;
форсунки ;
топлівопроводи .
Схема системи упорскування Common Rail
Схема системи упорскування Common Rail
Паливний насос високого тиску (ТНВД ) служить для створення високого тиску палива і його накопичення в паливній рампі . Сучасні паливні насоси високого тиску плунжерного типу.
Клапан дозування палива регулює кількість палива, що подається до паливного насоса високого тиску залежно від потреби двигуна. Клапан конструктивно об'єднаний з ТНВД.
Регулятор тиску палива призначений для управління тиском палива в системі , в залежності від навантаження на двигун. Він встановлюється в паливній рампі .
Паливна рампа призначена для виконання декількох функцій :
накопичення палива і зміст його під високим тиском;
пом'якшення коливань тиску , що виникають внаслідок пульсації подачі від ТНВД ;
розподілу палива по форсунках .
Форсунка найважливіший елемент системи , безпосередньо здійснює уприскування палива в камеру згоряння двигуна. Форсунки пов'язані з паливною рампою топливопроводами високого тиску. У системі використовуються такі конструкції форсунок :
електрогідравлічна форсунка ;
пьезофорсунками .
Уприскування палива електрогідравлічною форсункою здійснюється за рахунок управління електромагнітним клапаном. Активним елементом пьезофорсунки є пьезокрісталли , значно підвищують швидкість роботи форсунки.
Управління роботою системою уприскування Common Rail забезпечує система управління дизелем , яка включає:
датчики ;
блок керування двигуном ;
виконавчі механізми систем двигуна.
Система управління дизелем включає наступні датчики :
датчик обертів двигуна ;
датчик холу ;
датчик положення педалі газу;
витратомір повітря;
датчик температури охолоджуючої рідини ;
датчик тиску повітря ;
датчик температури повітря;
датчик тиску палива ;
кисневий датчик ( лямбда- зонд) ;
та ін
Основними виконавчими механізмами системи упорскування Common Rail є:
форсунки ;
клапан дозування палива;
регулятор тиску палива.
Принцип дії системи упорскування Common Rail
Система вприскування Common Rail
На підставі сигналів, що надходять від датчиків , блок керування двигуном визначає необхідну кількість палива , яке паливний насос високого тиску подає через клапан дозування палива. Насос накачує паливо в паливну рампу . Там воно знаходиться під певним тиском , забезпечуваним регулятором тиску палива.
У потрібний момент блок керування двигуном дає команду відповідним форсункам на початок уприскування і забезпечує певну тривалість відкриття клапана форсунки. Залежно від режимів роботи двигуна блок керування двигуном коригує параметри роботи системи упорскування .
З метою підвищення ефективної роботи двигуна в системі Common Rail реалізується багаторазовий впорскування палива протягом одного циклу роботи двигуна. При цьому розрізняють :
попередній впорскування ;
основний впорскування ;
додатковий уприскування .
Попередній впорскування невеликої кількості палива виробляється перед основним уприскуванням для підвищення температури і тиску в камері згоряння , чим досягається прискорення самозаймання основного заряду , зниження шуму і токсичності відпрацьованих газів. Залежно від режиму роботи двигуна проводиться :
два попередніх упорскування - на холостому ходу ;
один попередній впорскування - при підвищенні навантаження ;
попередній впорскування не виробляється - при повному навантаженні .
Основний впорскування забезпечує роботу двигуна.
Додатковий впорскування проводиться для підвищення температури відпрацьованих газів і згоряння частинок сажі в фільтр сажі ( регенерація фільтру сажі ) .
Розвиток системи упорскування Common Rail здійснюється по шляху збільшення тиску уприскування:
перше покоління - 140 МПа , з 1999 року ;
друге покоління - 160 МПа , з 2001 року ;
третє покоління - 180 МПа , з 2005 року ;
четверте покоління - 220 МПа , з 2009 року.
Чим вище тиск в системі уприскування , тим більше палива можна впорснути в циліндр за рівний проміжок часу і , відповідно, реалізувати велику потужність .