Давление в системе коммон рейл: Изучаем Common Rail: всё путем — журнал За рулем

 И для интереса. Как изготавливается форсунка Common Rail Piezo на заводе.

                                                  Процесс впрыска

Высокая скорость переключения пьезоэлектрической форсунки позволяет гибко и с высокой точностью управлять фазами впрыска и дозировать подачу топлива. Благодаря этому управление процессом впрыска топлива может осуществляется в точном соответствии с потребностью двигателя в определённый момент времени. За время такта может быть произведено до пяти отдельных впрысков.

                                                               ТНВД

Насос высокого давления представляет собой одноплунжерный насос. Привод насоса осуществляется через зубчатый ремень коленвала с частотой, равной частоте оборотов двигателя. ТНВД предназначен для создания в топливной магистрали давления до 1800 бар, необходимого для работы системы впрыска. С помощью двух кулачков, развёрнутых на приводном вале на 180°, скачок давления формируется синхронно с впрыском во время рабочего такта конкретного цилиндра. Это обеспечивает равномерную нагрузку привода насоса и снижает колебания давления в области высокого давления.
Для снижения трения при передаче усилия от приводных кулачков к плунжеру насоса между ними установлен ролик.

                                   Устройство насоса высокого давления

Схематическое представление насоса высокого давления.

 Вернутся к началу страницы

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.

Система питания Common Rail дизельного двигателя.

Система впрыска Common Rail

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.

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. В зависимости от режима работы двигателя производится:

• 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

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Common rail

Дизельный двигатель, как силовая установка, давно занял лидирующие позиции в сфере коммерческого транспорта. И не мудрено, что такие качества как мощность, экономичность и надежность дизельного двигателя стали востребованы и в легковом транспорте. Современные технологии и конструктивные решения позволили расширить модельный ряд легковых автомобилей, оснащённых дизельными двигателями. Одной из самых распространённых систем является common rail.

Применение технологии common rail позволяет обеспечить низкий расход топлива, снизить шум работы двигателя и повысить экологичность.

COMMON RAIL — что это

Топливная система common rail (дословно – «общая магистраль»). Конструктивно система common rail состоит из трех основных звеньев, каждая из которых включает в себя определенный набор компонентов.

Первое звено — система подачи топлива по магистрали низкого давления. Основными ее элементами являются топливный насос низкого давления и фильтры грубой и тонкой очистки.

Второе звено — линия высокого давления. Включает в себя: топливный насос высокого давления, аккумулятор топлива и форсунки.

Третье звено — электронная система управления, состоит из датчиков, электронного блока управления и исполнительных устройств.

Как работает система common rail

В традиционных системах впрыска давление топлива создается отдельно для каждого цикла впрыска. В системе Common Rail процессы создания давления топлива и собственно впрыска разделены, так что топливо всегда готово к подаче в цилиндр. Давление топлива создается топливным насосом высокого давления. Насос создает давление топлива и подает его по трубопроводу высокого давления к входу в рампу, которая выступает в роли общего резервуара для всех форсунок. Так и появилось название «общая топливная рампа» – Common Rail. Отсюда топливо подается к отдельным форсункам, которые впрыскивают его в камеры сгорания цилиндров.

Разновидности систем common rail.

Система common rail имеет различные модификации.

Общепринятая спецификация различает несколько конфигураций системы common rail. Выбор установленной на автомобиле конфигурации зависит, прежде всего, от транспортного средства (для легковых автомобилей либо грузовых автомобилей). Принципиальная схема работы остается неизменной

Различия касаются, в основном, системы предварительной подачи топлива в контуре низкого давления и организации архитектуры системы.

Кроме того системы common rail могут отличатся схемой реализации используемого типа форсунок.

Тип 1. С  электромагнитным клапаном

Тип 2. С пьезоэлектрическим приводом

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

Проблемы, возникающие при эксплуатации двигателей с системой common rail

Высокая технологичность данной системы позволяет значительно повысить мощность двигателя, гибкость его работы и надежность. Однако применение такой системы накладывает определенные требования к качеству топлива и качеству обслуживания. Дело в том, что выход из строя какого-либо компонента системы, является причиной полной остановки работы двигателя. Особо следует следить за форсунками и их чистотой, так как выход форсунок из строя грозит серьезными тратами.

Профилактика работы системы common rail

Существенно увеличить надежность и ресурс системы common rail позволяет правильное и своевременное техническое обслуживание и соответствующая профилактика.

Прежде всего, необходимо позаботиться о качестве топлива. К сожалению, не всегда есть возможность убедиться в качественных характеристиках топлива. Избежать проблем в таком случае позволяют топливные присадки. На рынке предлагается огромное количество присадок различных производителей. Мы рекомендуем использовать топливные известных производителей, использующих высококачественное сырье и современные технологии. Присадки таких производителей отличаются высокой эффективностью и безопасностью применения.

Система common rail, в силу своих конструктивных особенностей особенно трепетно относиться к чистоте всей системы и форсунок. К сожалению, качество дизельного топлива во многих регионах приводит к повышенному износу системы.

Поэтому, уход за топливной системой common rail следует разделить на два этапа:

Этап 1. Очистка форсунок от нагара и загрязнений. Крайне важный этап, позволяющий избавиться от повышенного нагара на форсунках. Очистку форсунок следует проводить не реже 1 раза в сервисный интервал! Оптимальная частота очистки форсунок – каждые 3-5 тыс км. пробега. К счастью, сейчас для очистки форсунок и топливной системы не нужно ее разбирать. Команда технологов немецкой компании Liqui Moly создала специальный препарат для очистки форсунок от нагара и загрязнений — Промывка дизельных систем Diesel Spulung. Регулярное применение промывки позволяет содержать форсунки в чистоте, тем самым, значительно увеличивая их ресурс.

 Этап 2. Использование защитной (комплексной) топливной присадки. Также необходимый этап при эксплуатации систем с common rail, так как топливная аппаратура значительно страдает от коррозии. Задача данного типа присадок, в первую очередь, защита от коррозии. Мы рекомендуем использовать присадку Liqui Moly Diesel Systempflege. Она прекрасно защищает топливную аппаратуру от коррозии, а за счет специальных компонентов нивелирует низкие смазывающие свойства низкосернистого топлива (Euro стандарта).

Защита топливного фильтра дизельных автомобилей

Топливный фильтр присутствует на любом дизельном автомобиле. Крайне важным является его правильная замена. Подробнее можно прочитать в этой статье.

Особенности эксплуатации системы common rail в зимний период

Не секрет, что самым тяжелым испытанием для топливной аппаратуры дизельного двигателя является его эксплуатация в зимний период.

Морозы и холодный пуск не прибавляют здоровья топливной аппаратуре. 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! Дизельный антигель Diesel Fliess-Fit является победителем многих тестов как многих температурных тестов, так и обладает великолепными смазывающими свойствами, чего нет у дешевых аналогов.

Он предназначен для поддержания топлива в жидком состоянии при низких температурах до -31 °C. Используется для самых современных дизельных систем — присадка разработана по высочайшим стандартам в отношении безопасности для  систем автомобиля.

Итог

Современные дизельные топливные системы common rail позволяют качественно улучшить характеристики дизельного двигателя, но также и предъявляют более жесткие требования к обслуживанию. Надежность и большой ресурс системы common rail обеспечивается правильным уходом и применением правильных и высокачественных топливных присадок.

Common Rail – что это? Особенности, принцип работы и преимущества

Популярность дизельных двигателей объясняется сочетанием экономичности и высокого КПД. Одной из причин впечатляющих эксплуатационных характеристик стала разработка системы впрыска Common Rail, которая совершенно заслуженно входит в число наиболее прогрессивных и передовых технологий подачи топлива в силовую установку. Сегодня ею оборудованы практически все дизельные ДВС, которые используются на транспортных средствах различного вида, начиная с автомобилей и заканчивая мощными сельскохозяйственными или дорожно-строительными машинами.

 

Определение

 

Common Rail представляет собой систему впрыска топлива для дизельного двигателя. Главной отличительной особенностью выступает общая магистраль или рампа, расположенная между ТНВД и форсунками. Именно она и дала название устройству, так как common rail переводится в английского как «общий путь» или «общая магистраль». Такая конструкция позволяет подавать дизтопливо под давлением, увеличивая общую эффективность работы двигателя.

Датой появления системы считается 1996 год, когда разработка компании Bosch была впервые установлена на серийный автомобиль. Популярность двигателей, оснащенных Common Rail, объясняется способностью достигать требуемой мощности при низком потреблении дизельного топлива. По стандартным оценкам использование системы уменьшает расход солярки на 15% при одновременном увеличении мощности двигателя на 40%.

Дополнительным и в современных условиях весьма важным достоинством рассматриваемой конструкции подачи топлива выступает соответствие современных экологическим стандартам. Заметное уменьшение токсичности выхлопных газов и низкий уровень издаваемое в процессе эксплуатации шума – вот еще две не менее серьезные причины востребованности и широкого распространения дизельных двигателей с использованием Common Rail.

 

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.

 

Принцип действия Коммон Рейл

 

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.

 

Вывод

 

Популярность и широкое распространение Common Rail объясняется очевидными преимуществами системы перед любыми альтернативными вариантами. Большая часть достоинств уже была озвучена выше, однако, для большей наглядности целесообразно еще раз обратить на них внимание. Итак, наиболее важными плюсами рассматриваемой системы выступают:

• высокий КПД двигателя, который достигается за счет более эффективного сжигания топлива;
• существенное (до 15%) сокращение расхода горючего;
• еще более серьезное (до 40%) увеличение мощности двигателя;
• снижение показателей токсичности выхлопных газов, что позволяет двигателю полностью соответствовать современным экологическим стандартам.

Сочетание настолько впечатляющих характеристик выступает лучшим и весьма наглядным объяснением того, что практически все дизельные двигатели оснащаются сегодня Common Rail. Более того, возможности технологии далеко не исчерпаны, что позволяет надеяться на дальнейшее совершенствование системы.

Common Rail: воспитание дизеля — журнал За рулем

В первое десятилетие нового века это словосочетание стало модным в автомобильном мире. «Двигатель оснащен суперсовременной системой „Коммон-рейл“, — спешит обрадовать вас в салоне дилера ушлый продавец. Но хорошо это или плохо? И вообще, какое дело покупателю до технических нюансов? Может, это очередной рекламный крючок…

Если дословно, common rail — это «общая рейка». Если по существу — особый аккумулятор, запасник, так сказать, в который поступает дизельное топливо перед тем, как попасть к форсункам, впрыскивающим его в цилиндры двигателя.

В отличие от прочих систем, создающих высокое давление непосредственно в момент впрыска топлива, «Коммон-рейл» позволяет постоянно поддерживать необходимое давление. С таким «запасом» совсем не сложно гибко регулировать время впрыска и объем горючей смеси. А это дает возможность, с одной стороны, увеличить мощность мотора за счет скорости и частоты срабатывания форсунок, а с другой — сократить расход топлива (ведь оно подается лишь тогда, когда необходимо, и строго дозированными порциями), уровень шума и количество вредных выбросов.

Топливо из бака в «рейл» нагнетает насос высокого давления, который теперь работает непрерывно и равномерно, то есть без какой-либо привязки к фазам вращения коленвала — в отличие от традиционных ТНВД. Из накопителя по магистралям равной длины топливо поступает к форсункам, которые впрыскивают его в камеры сгорания цилиндров. Работой форсунок управляет электромагнитный клапан, а в новейших системах (как, скажем, у «Мерседес-Бенца») — пьезоэлектрический. Клапаны открываются и закрываются по сигналу из блока управления.

«Коммон-рейл» без труда интегрируется в общую электронную схему автомобиля и начинает напрямую «общаться» с различными узлами и агрегатами — например, с АКП или кондиционером. Множество датчиков предоставляют блоку управления массу самой разной информации — об угле поворота коленвала, давлении в «рейле», положении педали газа, скорости автомобиля. Обработав данные, электронный мозг рассчитывает необходимое давление топлива, момент впрыска и объем смеси, после чего дает команду насосу и форсункам. Каждая из них работает независимо от другой и подает ровно столько топлива, сколько нужно, и в тот самый момент, когда это необходимо.

Сегодня производством компонентов «Коммон-рейл» занимаются немецкие «Бош» и «Сименс», американская «Делфай» и японская «Денсо». Система состоит из отдельных модулей, поэтому ее легко встроить практически в любой дизельный двигатель с непосредственным впрыском. Она резко снижает вибрации, сводя на нет характерное тракторное тарахтение, и обеспечивает полное сгорание топлива при низких оборотах коленвала, избавляя автомобиль от удушливого черного дыма из выхлопной трубы. И это, в свою очередь, открывает таким дизелям дорогу в места, ранее им недоступные, — в частности, под капоты автомобилей премиум-класса.

Но, как и любой сложный механизм, «Коммон-рейл», во-первых, дорог в производстве, а во-вторых, в достаточной степени капризен. Многочисленные датчики могут не оценить качества отечественной «солярки», особенно в российской глубинке, что грозит владельцу автомобиля дорогостоящим ремонтом.

МЫ РЕШИЛИ:

Мягкое урчанье мощного двигателя и неудержимый подхват на любых оборотах безусловно стоят дополнительных денег. Только учтите: владельцам машин с такими моторами надо быть повнимательнее с выбором заправочной станции.

Система впрыска Common Rail Система контроля давления Система контроля давления в системе впрыска Common Rail

Ханну Яяскляйнен, Алессандро Феррари

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым начальным содержанием. Полный доступ требует подписки DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Аннотация : Существует несколько подходов к контролю давления в общей магистрали. Одним из ранних методов захода на посадку было подача большего количества топлива, чем необходимо, к общей топливной рампе и использование клапана управления давлением для разлива избыточного топлива обратно в топливный бак.Более предпочтительным подходом является дозирование топлива в насосе высокого давления, чтобы минимизировать количество топлива, находящегося под давлением до давления в рампе. Разнообразные дозаторы топлива могут быть использованы для последующего использования. Некоторые практические реализации Common Rail используют оба подхода со стратегией управления в зависимости от условий работы двигателя.

Введение

Производственные топливные системы Common Rail оснащены замкнутой системой управления высокого давления, которая стабилизирует давление в рампе с относительно небольшим запасом по отношению к номинальному значению, указанному электронным блоком управления для данного режима работы двигателя.Насос поддерживает давление в рампе за счет непрерывной подачи топлива в общую рампу. Это давление контролируется датчиком давления, а разница между номинальным значением давления в рампе и измеренным является входным сигналом для контроллера. В терминологии управления давление в рампе — это выход системы , в то время как положение привода, используемого для управления давлением в рампе, — это вход системы .

Существует несколько подходов для контроля давления в общей топливной рампе.Одним из способов является подача большего количества топлива, чем необходимо, к общей топливной рампе и использование регулятора высокого давления — обычно называемого клапаном регулирования давления — в контуре высокого давления, чтобы разлить избыточное топливо обратно в топливный бак. При таком подходе положение клапана регулирования давления является входом системы управления. Хотя этот подход использовался исключительно в некоторых ранних системах впрыска топлива, таких как системы с насосами Bosch CP1 (Рисунок 1 и Рисунок 2), это может привести к низкой эффективности и чрезмерно высокой температуре возврата топлива.

Другой подход заключается в измерении топлива в насосе высокого давления, чтобы гарантировать, что только то количество топлива, которое требуется инжекторам, подается в общую топливную рампу. Возможен ряд подходов к дозированию насосов. Один из распространенных подходов — это дозирование топлива, закачиваемого в насос (дозирование на входе) с помощью впускного дозирующего клапана (IMV) некоторого типа — иногда его также называют просто дозирующим клапаном (FMV). Другой подход заключается в том, чтобы позволить насосу втягивать неконтролируемое количество топлива и измерять расход нагнетания насоса (дозирование на выходе) с помощью клапана, такого как выпускной дозирующий клапан (OMV).Другим средством является изменение эффективного рабочего объема насоса высокого давления. Тщательно контролируя количество топлива, поступающего в насос, и избегая сжатия избыточного топлива до высокого давления, можно повысить гидравлическую эффективность системы впрыска топлива и избежать возникновения чрезмерно высоких температур топлива. Однако следует отметить, что дозирование топлива на впрыскивающем насосе не может избежать необходимости в регуляторе высокого давления. Регулятор давления все еще может быть использован для обеспечения некоторой регулировки давления в рампе.

Клапан регулирования давления

Клапан регулирования давления (PCV) для контроля давления в рампе может быть расположен на одном конце рейки (PCV-внешний насос), рисунок 1, или на выходе насоса (PCV-насос, встроенный в насос), рисунок 2. PCV внешнего насоса ведет к более низкие затраты на изготовление насоса, но близость регулятора к инжекторам может привести к дополнительным помехам в динамике инжектора. В решении PCV со встроенным насосом топливо, регулируемое регулирующим клапаном, присоединяется к потоку утечки из насосных камер, а также к топливу, протекающему в контурах охлаждения и смазки насоса.Этот объединенный поток выпускается из насоса и возвращается в топливный бак.

Рисунок 1 . Система впрыска дизельного топлива Common Rail с клапаном контроля давления, расположенным на рампе

(Источник: Bosch)

Рисунок 2 . Насос Bosch CP1 со встроенным клапаном контроля давления

(Источник: Bosch)

Регулирование давления в рампе с помощью PCV по своей природе происходит быстро из-за близости входа системы (PCV) и выхода системы (датчик давления в рампе). Другими словами, система не включает задержку, возникающую в результате прохождения топлива через насос высокого давления, как это было бы в случае некоторых подходов к дозированию насоса.

###

,

Рейка высокого давления для систем Common-Rail

Индивидуальные варианты для каждого сегмента

Рельсы высокого давления производства Bosch доступны для уровней давления от 1400 до 2700 бар. Они используются для всех дорожных применений в автомобилях вплоть до тяжелых транспортных средств и для любых внедорожных применений. Рельсы имеют модульную конструкцию и могут быть специально адаптированы к потребностям клиента или адаптированы к спецификациям применения.Варианты, разработанные специально для каждого сценария применения, различаются, например, в отношении компонентов, собранных в рампе, длины рейки, количества соединений высокого давления, концепции монтажа на двигателе и срока службы.

Рейка высокого давления HRF-27 6 цилиндров

Рейка высокого давления HRF-25 4 Цилиндр

Рельс высокого давления HRF-14 2 цилиндра

Рельс высокого давления

HRF-20 OHW 4 цилиндра для внедорожного шоссе

Рейка высокого давления HRFN25 6 Цилиндр с клапаном регулирования давления PCVN25 для коммерческого транспорта

Цилиндр высокого давления HRFN18 Baseline 6 для коммерческого транспорта

,

Новые! Давление системы Common Rail Тестер давления в магистрали, Датчик давления в Common Rail или диагностические инструменты для тестирования датчиков Bosc h | |

RPD188 Высокого давления в системе Common Rail Тестер давления в магистрали, Датчик давления в Common Rail для Bosch Delphi Denso диагностический тест датчика

Основные функции продуктов:

, Измерение для датчика давления Bosch Common Rail

,Измерение для датчика давления Common Rail Denso

, Измерение для датчика давления Common Rail Delphi

, Стимуляция для датчика давления Bosch Common Rail

, Стимуляция для датчика давления Common Rail Denso

, Стимуляция для датчика давления Common Rail Delphi

Параметры продукта:

Диапазон измерения давления в Common Rail: 0-200 МПа

Объем стимуляции симулятора давления в Common Rail: 0-200 МПа

Особенности дизайна:

,Компактный и простой в использовании

, Испытание датчиков давления в рампе Bosch

, Bosch, 0-2000bar

, Denso, 0-2000bar

, Delphi, 0-2000 бар l Неисправность датчика давления в рампе или нет

, Сигнал датчика давления в рампе подает оба RAD-100 л. Отсутствует достаточное давление в рампе при запуске двигателя.

и ЭБУ двигателя. Так что давление в рейке контролируется в реальном времени, что свидетельствует о неисправностях в топливной системе двигателя, особенно

время без ущерба для работы ЭБУ двигателя.контур низкого давления или насос высокого давления

, Измерить ЭБУ двигателя + 5 В для питания

датчик давления в рампе

Описание использования

, Предупреждение о превышении давления

, Работает на 3,7 В литиевая батарея

1. давление в рампе

, Индикация низкого уровня заряда батареи и уровня

2. уровень заряда батареи

,Литиевые батареи могут быть переработаны

3. ECU выходное напряжение

, Полный набор аксессуаров, в том числе ремни для

Тип 4.rail

Датчики Bosch, Denso, Delphi и зарядное устройство

, КЛЮЧЕВАЯ функция: могут быть определены следующие неисправности двигателя Common Rail

на основе результатов испытаний с помощью давления в рампе RAP-100: выберите другой тип направляющей

Diagnoser

LIGHT: открыть или закрыть подсветку. L Нормальное питание блока ECU + 5V или нет

ПИТАНИЕ: Включите или выключите устройство. Является ли цепь сигнала давления в рампе в ЭБУ

нормально или нет

,

BST700 дизель Common Rail System Тестер топливных проблем двигателя, насос Common Rail, давление плунжера, один насос, давление в рампе | |

BST700 Дизель Система Common Rail Тестер топливных проблем с топливом

1. Проверьте давление плунжеров всех типов насосов Common Rail. 2. Проверьте все типы давления отдельных насосов. 3. Проверить все типы датчиков давления в рампе Common Rail. 4. Проверьте и смоделируйте электромагнитные форсунки Common Rail. 5. Проверьте и смоделируйте дозирующий клапан блока насосов Common Rail.

Введение в тестер BST700

BST700 — это портативный тестер. Клиенты могут напрямую подключить тестер BST700 ко всем типам насосов системы Common Rail. Нет необходимости снимать двигатель с автомобиля. BST700 используется для проверки и оценки проблем с топливом системы Common Rail в зависимости от давления плунжера насоса Common Rail, давления датчика давления в рампе, электрической работы форсунок Common Rail и работы дозирующего клапана. И тогда клиенты могут проанализировать, какие методы и компоненты системы Common Rail имеют проблемы.BST700 также может проверять давление одного насоса.

1. Проверить давление плунжера насоса Common Rail, показать текущее давление, максимальное давление, давление утечки.

BST700 использует тестер, предохранительный клапан и шланг высокого давления для проверки всех типов давления плунжера насоса Common Rail. Он отображает текущие данные статического давления, данные максимального давления. И утечка мазута на 60 секунд, а затем отображает данные утечки. Все данные могут отображаться в цифровом виде и в форме волны. Нормальное статическое давление должно быть от 750 до 1200 бар.Если проверенное значение ниже, у плунжера должна быть проблема утечки мазута. А после утечек в течение 60 секунд, если данные о утечках меньше 200 бар, у плунжера должна быть проблема утечки мазута.

2. Проверьте давление одного насоса.

Нормальное рабочее давление одного насоса должно быть выше в 0,25 раза, чем рабочее давление форсунки Common Rail. Если проверенные данные одного насоса ниже или соответствуют давлению форсунки Common Rail. У одного насоса должна быть проблема.

3. Проверка давления датчиков давления в рампе

BST700 тестер может проверить все типы давления датчиков давления в рампе.И отображает текущие данные о давлении, а также данные о максимальном давлении в цифровом виде. BST700 имеет два способа подключения. Один используется для непосредственного соединения с датчиком давления в рампе, другой — для подключения к топливной трубе давления в рампе. По испытательному давлению датчика давления в Common Rail клиенты могут судить, возникла ли проблема с топливом из насоса Common Rail или из трубки и датчика давления в рампе.

4. Проверьте и смоделируйте электромагнитные форсунки Common Rail.

В соответствии с тестом и имитацией общих железнодорожных форсунок, клиенты могут судить проблему произойти от общего железнодорожного насоса, трубок давления рельса, датчика давления направляющего рельса или общего инжектора.

5. Проверить и смоделировать узел дозирующего клапана насоса Common Rail.

В соответствии с имитацией блока дозирующего клапана для работы, чтобы оценить проблему дозирующего клапана. Клиенты могут увеличивать и уменьшать работу дозирующего клапана.

Упаковка тестера BST700

Вес упаковки: 8 кг / комплект. Размер упаковки: 49 * 16 * 36 см 1. Один блок основного блока тестера BST700 2. Один блок питания 8 ~ 32 В. 3. Один блок предохранительного клапана. 4. Один блок шланга высокого давления для соединения с одним насосом.5. 3 шт. Выхлопных разъемов. 6. Один блок шланга высокого давления для соединения с насосом Common Rail. 7. Один блок аккумулятора с одним насосом. 8. Один блок клапана проверки давления одного насоса. 9. Два блока адаптеров. 10. 5 единиц испытательных кабелей для различных датчиков давления Common Rail. 11. Два блока заглушек для уплотнения с насосом Common Rail и одним насосом. 12. Блок питания для имитации электромагнитных форсунок Common Rail и дозирующих клапанов.

.