Značilnosti naprave in prednosti sistema za gorivo Common Rail

V sodobnih vozilih se uporabljajo sistemi za vbrizgavanje goriva. Če je bila prej takšna sprememba samo pri dizelskih pogonskih enotah, danes mnogi bencinski motorji prejmejo eno od vrst vbrizga. Podrobno so opisani v še en pregled.

Zdaj se bomo osredotočili na razvoj, ki so ga poimenovali Common Rail. Poglejmo, kako se je pojavil, v čem je njegova posebnost, pa tudi kakšne so njegove prednosti in slabosti.

Kaj je sistem za gorivo Common Rail

Slovar prevaja koncept Common Rail kot "sistem akumulatorskega goriva". Njegova posebnost je, da se del dizelskega goriva odvzame iz rezervoarja, v katerem je gorivo pod visokim pritiskom. Klančina se nahaja med vbrizgalno črpalko in injektorji. Vbrizg se izvede tako, da brizgalka odpre ventil in gorivo pod pritiskom izpusti v valj.

Ta vrsta sistema za gorivo je zadnji korak v razvoju dizelskih pogonskih sklopov. V primerjavi z bencinskim motorjem je dizel bolj varčen, saj se gorivo vbrizga neposredno v valj in ne v sesalni kolektor. In s to spremembo se učinkovitost pogonske enote znatno poveča.

Vbrizgavanje goriva po skupnem vodu je izboljšalo učinkovitost vozila za 15%, odvisno od nastavitev načina delovanja motorja. V tem primeru je običajno stranski učinek gospodarnosti motorja zmanjšanje njegove zmogljivosti, v tem primeru pa se moč enote, nasprotno, poveča.

Razlog za to je v kakovosti porazdelitve goriva v jeklenki. Vsi vemo, da je izkoristek motorja neposredno odvisen ne toliko od količine vhodnega goriva kot od kakovosti njegovega mešanja z zrakom. Ker med delovanjem motorja postopek vbrizga poteka v nekaj delih sekunde, je treba gorivo čim prej zmešati z zrakom.

Za pospešitev tega postopka se uporablja atomizacija goriva. Ker ima črta za črpalko za gorivo visok tlak, dizelsko gorivo učinkoviteje brizga skozi šobe. Zgorevanje mešanice zrak-gorivo poteka z večjim izkoristkom, pri čemer motor večkrat povečuje izkoristek.

Zgodba

Uvedba tega razvoja je bila poostritev okoljskih standardov za proizvajalce avtomobilov. Vendar se je temeljna ideja pojavila v poznih 60-ih letih prejšnjega stoletja. Njegov prototip je razvil švicarski inženir Robert Huber.

Nekoliko kasneje je to idejo dokončal uslužbenec švicarskega Zveznega inštituta za tehnologijo Marco Ganser. Ta razvoj so uporabili zaposleni v podjetju Denzo in ustvarili sistem za gorivo z tirnico. Novost je dobila preprosto ime Common Rail. V zadnjih letih devetdesetih se je razvoj pojavil v gospodarskih vozilih na motorjih EDC-U1990. Ta sistem za gorivo so prejeli tovornjaki Hino (model Rising Ranger).

V 95. letu je ta razvoj na voljo tudi drugim proizvajalcem. Inženirji posamezne blagovne znamke so sistem spremenili in prilagodili značilnostim svojih izdelkov. Vendar se Denzo šteje za pionirja pri uporabi tega vbrizga na avtomobilih.

Temu mnenju izpodbija druga znamka FIAT, ki je leta 1987 patentirala prototip dizelskega motorja z neposrednim vbrizgom (model Chroma TDid). Istega leta so se zaposleni v italijanskem koncernu začeli ukvarjati z ustvarjanjem elektronskega vbrizga, ki ima podoben princip dela s skupnim vodom. Res je, da se je sistem imenoval UNIJET 1900cc.

Sodobna različica vbrizga deluje po enakem principu kot prvotna zasnova, ne glede na to, kdo velja za njenega izumitelja.

Gradbeništvo

Razmislite o napravi te spremembe sistema za gorivo. Visokotlačni krog je sestavljen iz naslednjih elementov:

• Linija, ki je sposobna prenesti visoke tlake, večkratne stopnje kompresije motorja. Izdelana je v obliki enodelnih cevi, na katere so povezani vsi elementi vezja.
• Vbrizgalna črpalka je črpalka, ki ustvarja zahtevani tlak v sistemu (ta indikator je lahko večji od 200 MPa, odvisno od načina delovanja motorja). Ta mehanizem ima zapleteno strukturo. V svoji sodobni zasnovi njegovo delo temelji na batnem paru. Podrobno je opisano v še en pregled... Opisana je tudi naprava in princip delovanja črpalke za gorivo ločeno.
• Tirnica za gorivo (tirnica ali baterija) je majhen rezervoar z debelimi stenami, v katerem se kopiči gorivo. Šobe z razpršilci in drugo opremo so nanj priključene s pomočjo dovodov za gorivo. Dodatna funkcija rampe je ublažiti nihanja goriva, ki se pojavijo med delovanjem črpalke.
• Senzor in regulator tlaka goriva. Ti elementi vam omogočajo nadzor in vzdrževanje želenega tlaka v sistemu. Ker črpalka med delovanjem motorja nenehno deluje, v črpalko nenehno črpa dizelsko gorivo. Da ne bi počil, regulator odvede presežek delovnega medija v povratni vod, ki je povezan z rezervoarjem. Za podrobnosti o delovanju regulatorja tlaka glejte tukaj.
• Injektorji dovajajo potreben del goriva v cilindre enote. Razvijalci dizelskih motorjev so se odločili, da bodo te elemente postavili neposredno v glavo valja. Ta konstruktivni pristop je omogočil sočasno obravnavanje več zapletenih vprašanj. Prvič, zmanjša izgube goriva: v sesalnem kolektorju večtočkovnega sistema vbrizgavanja majhen del goriva ostane na stenah kolektorja. Drugič, dizel se ne vžge iz vžigalne svečke in ne iz iskre, kot pri bencinskem motorju - njegovo oktansko število ne omogoča uporabe takega vžiga (kakšno je oktansko število, preberite tukaj). Bat med stiskanjem stisne zrak močno stisne zrak (oba ventila sta zaprta), zaradi česar se temperatura medija dvigne na nekaj sto stopinj. Takoj, ko šoba razprši gorivo, se samoinstalira od visoke temperature. Ker ta postopek zahteva popolno natančnost, so naprave opremljene z magnetnimi ventili. Sproži jih signal iz ECU.
• Senzorji spremljajo delovanje sistema in pošiljajo ustrezne signale na krmilno enoto.
• Osrednji element sistema Common Rail je ECU, ki je sinhroniziran z možgani celotnega sistema na vozilu. Pri nekaterih modelih avtomobilov je vgrajen v glavno krmilno enoto. Elektronika ne more zabeležiti le zmogljivosti motorja, temveč tudi druge sestavne dele avtomobila, zaradi česar se natančneje izračuna količina zraka in goriva ter trenutek pršenja. Elektronika je tovarniško programirana. Takoj, ko ECU od senzorjev prejme potrebne informacije, se določeni algoritem aktivira in vsi pogoni prejmejo ustrezen ukaz.
• Vsak sistem za gorivo ima v svoji liniji filter. Nameščen je pred črpalko za gorivo.

Dizelski motor, opremljen s to vrsto sistema za gorivo, deluje po posebnem principu. V klasični različici se vbrizga celoten del goriva. Prisotnost akumulatorja goriva omogoča razporeditev enega dela na več delov, medtem ko motor izvaja en cikel. Ta tehnika se imenuje večkratna injekcija.

Njeno bistvo se skriva v tem, da se pred dovajanjem glavne količine dizelskega goriva izvede predhodno vbrizgavanje, ki še bolj ogreje delovno komoro in poveča tlak v njej. Ko se razprši preostalo gorivo, se ta vžge učinkoviteje, kar daje skupnemu vodu ICE velik navor tudi, kadar je število vrtljajev motorja nizko.

Odvisno od načina delovanja bo del goriva dobavljen enkrat ali dvakrat. Ko motor teče v prostem teku, se valj ogreje z dvojnim pred-vbrizgom. Ko se obremenitev poveča, se izvede eno pred-vbrizgavanje, ki pusti več goriva za glavni cikel. Ko motor deluje pri največji obremenitvi, se predhodno vbrizgavanje ne izvede, ampak se uporabi celotna obremenitev z gorivom.

obeti

Omeniti velja, da je bil ta sistem za gorivo izboljšan s povečanjem kompresije pogonskih enot. Danes lastnikom avtomobilov ponujamo 4. generacijo Common Rail. V njem je gorivo pod tlakom 220 MPa. Ta sprememba je na avtomobile nameščena od leta 2009.

Prejšnje tri generacije so imele naslednje parametre tlaka:

1. Od leta 1999 tlak v tirnicah znaša 140MPa;
2. Leta 2001 se je ta številka povečala za 20MPa;
3. Štiri leta kasneje (4) so avtomobili začeli biti opremljeni s tretjo generacijo sistemov za gorivo, ki so lahko ustvarjali tlak 2005 MPa.

Povečanje tlaka v cevi omogoča vbrizg večje količine dizelskega goriva v istem časovnem obdobju kot v prejšnjih dogodkih. Temu primerno s tem povečamo požrešnost avtomobila, a tudi povečanje moči se izrazito poveča. Iz tega razloga nekateri prenovljeni modeli prejmejo motor, enak prejšnjemu, vendar s povečanimi parametri (opisano je, kako se restyling razlikuje od modela naslednje generacije ločeno).

Izboljšanje učinkovitosti takšne spremembe se izvaja zaradi natančnejše elektronike. Takšno stanje nam omogoča sklepati, da četrta generacija še ni vrhunec popolnosti. Vendar povečanja učinkovitosti gorivnih sistemov povzroča ne le želja proizvajalcev avtomobilov, da bi zadovoljili potrebe varčnih avtomobilov, temveč predvsem dvig okoljskih standardov. Ta sprememba zagotavlja boljše zgorevanje dizelskega motorja, zahvaljujoč temu, da lahko avto opravi nadzor kakovosti pred odhodom s tekoče linije.

Prednosti in slabosti skupnega voda

Sodobna modifikacija tega sistema je omogočila povečanje moči enote s pršenjem več goriva. Ker sodobni avtomobilski proizvajalci vgrajujejo veliko število vseh vrst senzorjev, je elektronika začela natančneje določiti količino dizelskega goriva, potrebnega za delovanje motorja z notranjim zgorevanjem v določenem načinu.

To je glavna prednost skupnega voda pred klasičnimi modifikacijami vozil z vbrizgalnimi enotami. Še en plus v prid inovativni rešitvi je, da jo je lažje popraviti, saj ima preprostejšo napravo.

Pomanjkljivosti vključujejo visoke stroške namestitve. Zahteva tudi kakovostnejše gorivo. Druga pomanjkljivost je, da imajo injektorji bolj zapleteno zasnovo, zato imajo krajšo življenjsko dobo. Če kateri od njih odpove, bo ventil v njem stalno odprt, kar bo prekinilo tesnost vezja in sistem se bo izklopil.

Podrobneje o napravi in ​​različnih različicah visokotlačnega kroga goriva si oglejte naslednji video:

Načelo delovanja komponent kroga goriva sistema Common Rail. 2. del

Vprašanja in odgovori:

Kakšen je pritisk na skupni tir? V tirnici za gorivo (akumulatorski cevi) se gorivo dovaja pod nizkim tlakom (od vakuuma do 6 atm.), v drugem krogu pa pod visokim tlakom (1350-2500 barov.)

Kakšna je razlika med Common Rail in črpalko za gorivo? V sistemih za gorivo z visokotlačno črpalko črpalka takoj porazdeli gorivo do injektorjev. V sistemu Common Rail se gorivo črpa v akumulator (cev), od tam pa se razporedi do injektorjev.

Kdo je izumil Common Rail? Prototip gorivnega sistema skupnega voda se je pojavil v poznih šestdesetih letih prejšnjega stoletja. Razvil ga je Švicar Robert Huber. Nato je tehnologijo razvil Marco Ganser.