Az eszköz jellemzői és a Common Rail üzemanyag-rendszer előnyei

A modern járműveknél üzemanyag-befecskendező rendszereket használnak. Ha korábban ilyen módosítás csak a dízelmotoros hajtóművekben volt, manapság sok benzinmotor az egyik típusú befecskendezést kapja. Ezeket részletesen a újabb áttekintés.

Most a fejlesztésre fogunk összpontosítani, amely a Common Rail nevet kapta. Lássuk, hogyan jelent meg, mi a sajátossága, valamint mik az előnyei és hátrányai.

Mi a Common Rail üzemanyag-rendszer

A szótár lefordítja a Common Rail fogalmát, mint "akkumulátoros üzemanyag-rendszer". Sajátossága, hogy a dízel üzemanyag egy részét olyan tartályból veszik ki, amelyben az üzemanyag nagy nyomás alatt áll. A rámpa a befecskendező szivattyú és az injektorok között helyezkedik el. Az injektálást a befecskendező szelep nyitja, és nyomás alatt lévő üzemanyag kerül a hengerbe.

Ez a fajta üzemanyag-rendszer a dízel hajtásláncok fejlődésének legújabb lépése. A benzin analóghoz képest a dízel gazdaságosabb, mivel az üzemanyagot közvetlenül a hengerbe fecskendezik, és nem a szívócsatornába. És ezzel a módosítással az energiaegység hatékonysága jelentősen megnő.

A Common Rail üzemanyag-befecskendezés 15% -kal javította a jármű hatékonyságát, a belső égésű motor működési módjának beállításaitól függően. Ebben az esetben általában a motor gazdaságosságának mellékhatása a teljesítmény csökkenése, de ebben az esetben az egység teljesítménye éppen ellenkezőleg, növekszik.

Ennek oka a hengeren belüli üzemanyag-elosztás minőségében rejlik. Mindenki tudja, hogy a motor hatékonysága közvetlenül nem annyira a bejövő üzemanyag mennyiségétől függ, mint a levegővel való keveredés minőségétől. Mivel a motor működése során a befecskendezési folyamat másodperc töredéke alatt megy végbe, szükséges, hogy az üzemanyag a lehető leggyorsabban keveredjen a levegővel.

Az üzemanyag porlasztását használják fel ennek a folyamatnak a felgyorsítására. Mivel az üzemanyag-szivattyú mögötti vezetéknek nagy a nyomása, a dízel üzemanyagot hatékonyabban permetezik a fúvókákon keresztül. A levegő-üzemanyag keverék elégetése nagyobb hatékonysággal történik, amelyből a motor többször is bizonyítja a hatékonyság növekedését.

Történet

Ennek a fejlesztésnek a bevezetése a környezetvédelmi előírások szigorítását jelentette az autógyártók számára. Az alapvető gondolat azonban a múlt század 60-as évek végén jelent meg. Prototípusát a svájci mérnök, Robert Huber fejlesztette ki.

Kicsit később ezt az ötletet a Svájci Szövetségi Technológiai Intézet munkatársa, Marco Ganser véglegesítette. Ezt a fejlesztést a Denzo alkalmazottai használták fel, és létrehoztak egy üzemanyag-vasúti rendszert. Az újdonság a bonyolult Common Rail nevet kapta. Az 1990-es évek utolsó éveiben a fejlesztés a haszongépjárművekben jelent meg az EDC-U2 motorokon. A Hino teherautók (Rising Ranger modell) ilyen üzemanyag-ellátó rendszert kaptak.

A 95. évben ez a fejlesztés elérhetővé vált más gyártók számára is. Az egyes márkák mérnökei módosították a rendszert és saját termékeik jellemzőihez igazították. Denzo azonban úttörőnek tartja magát az autókon alkalmazott befecskendezés használatában.

Ezt a véleményt vitatja egy másik márka, a FIAT, amely 1987-ben szabadalmaztatta a közvetlen befecskendezésű dízelmotor prototípusát (Chroma TDid modell). Ugyanebben az évben az olasz konszern alkalmazottai az elektronikus befecskendezés létrehozásán kezdtek dolgozni, amelynek hasonló elve van a közös sínnel való munka terén. Igaz, a rendszert UNIJET 1900cc-nek nevezték el.

A modern befecskendezési változat ugyanazon az elven működik, mint az eredeti kialakítás, függetlenül attól, hogy kit tartanak feltalálójának.

tervezés

Vegye figyelembe az üzemanyag-rendszer ezen módosításának eszközét. A nagynyomású áramkör a következő elemekből áll:

• Olyan vezeték, amely képes ellenállni a nagy nyomásnak, a motor tömörítési arányának sokszorosa. Egy darabból álló csövek formájában készül, amelyekhez az összes áramköri elem csatlakozik.
• A befecskendező szivattyú olyan szivattyú, amely megteremti a szükséges nyomást a rendszerben (a motor működési módjától függően ez a mutató 200 MPa-nál nagyobb lehet). Ennek a mechanizmusnak összetett felépítése van. Modern kialakításában munkája egy dugattyúpáron alapszik. Részletesen leírja a újabb áttekintés... Az üzemanyag-szivattyú készülékét és működési elvét szintén ismertetjük külön.
• Az üzemanyag-nyomócső (sín vagy akkumulátor) egy kis vastag falú tartály, amelyben az üzemanyag felhalmozódik. A permetezőgépekkel ellátott fúvókákat és egyéb berendezéseket üzemanyag-vezetékek segítségével csatlakoztatják hozzá. A rámpa további funkciója az üzemanyag ingadozásainak csillapítása, amelyek a szivattyú működése során jelentkeznek.
• Üzemanyag nyomásérzékelő és szabályozó. Ezek az elemek lehetővé teszik a kívánt nyomás szabályozását és fenntartását a rendszerben. Mivel a szivattyú folyamatosan jár, miközben a motor jár, folyamatosan dízel üzemanyagot pumpál a vezetékbe. A repedés megakadályozása érdekében a szabályozó a felesleges munkaközeget a tartályhoz csatlakozó visszatérő vezetékbe engedi. A nyomásszabályozó működésével kapcsolatos részletekért lásd: itt.
• Az injektorok a szükséges üzemanyagmennyiséget az egységhengerekbe juttatják. A dízelmotor fejlesztői úgy döntöttek, hogy ezeket az elemeket közvetlenül a hengerfejbe helyezik. Ez a konstruktív megközelítés lehetővé tette több nehéz kérdés egyidejű megoldását. Először is, minimalizálja az üzemanyag-veszteségeket: a többpontos befecskendező rendszer szívócsatornájában az üzemanyag egy kis része az elosztó falain marad. Másodszor, a dízelmotor nem izzítógyertyából és nem szikrából gyullad ki, mint egy benzinmotorban - oktánszáma nem teszi lehetővé az ilyen gyújtás használatát (mi az oktánszám, olvassa el itt). A dugattyú a kompressziós löket végrehajtásakor erősen összenyomja a levegőt (mindkét szelep zárva van), ezáltal a közeg hőmérséklete több száz fokig emelkedik. Amint a fúvóka porlasztja az üzemanyagot, spontán meggyullad a magas hőmérséklettől. Mivel ez a folyamat tökéletes pontosságot igényel, az eszközök mágnesszelepekkel vannak felszerelve. Ezeket az ECU jele váltja ki.
• Az érzékelők figyelik a rendszer működését, és megfelelő jeleket küldenek a vezérlőegységnek.
• A Common Rail központi eleme az ECU, amely szinkronban van a teljes fedélzeti rendszer agyával. Egyes autómodellekben a fő vezérlőegységbe van integrálva. Az elektronika nemcsak a motor teljesítményét, hanem az autó egyéb alkatrészeit is képes rögzíteni, amelyeknek köszönhetően pontosabban kiszámítható a levegő és az üzemanyag mennyisége, valamint a permetezés pillanata. Az elektronika gyárilag be van programozva. Amint az ECU megkapja a szükséges információkat az érzékelőktől, a megadott algoritmus aktiválódik, és az összes működtető megkapja a megfelelő parancsot.
• Bármely üzemanyag-rendszer sorában van egy szűrő. Az üzemanyag-szivattyú elé van felszerelve.

Az ilyen típusú üzemanyag-rendszerrel felszerelt dízelmotor speciális elv szerint működik. A klasszikus változatban a teljes üzemanyag-adagot befecskendezik. Az üzemanyag-akkumulátor jelenléte lehetővé teszi egy rész elosztását több részre, miközben a motor egy ciklust végez. Ezt a technikát többszörös injekciónak nevezzük.

Lényege abból áll, hogy a fő dízelüzemanyag adagolása előtt előzetes befecskendezés történik, amely még jobban felmelegíti a munkakamrát, és emeli a benne lévő nyomást is. A maradék üzemanyag permetezésével hatékonyabban gyullad meg, ami a közös nyomócsöves ICE-nek nagy forgatónyomatékot ad, még akkor is, ha alacsony az RPM.

Az üzemmódtól függően az üzemanyag egy része egyszer vagy kétszer lesz ellátva. Amikor a motor jár alapjáraton, a henger dupla előbefecskendezéssel melegszik fel. Amikor a terhelés növekszik, egy előinjekciót hajtanak végre, amely több üzemanyagot hagy a fő ciklusra. Amikor a motor maximális terheléssel jár, nem hajtanak végre előzetes befecskendezést, hanem a teljes üzemanyag-terhelést felhasználják.

kilátások

Érdemes megjegyezni, hogy ezt az üzemanyag-rendszert továbbfejlesztették az erőegységek kompressziójának növekedésével. Ma az autótulajdonosoknak felajánlják a Common Rail 4. generációját. Ebben az üzemanyag 220 MPa nyomás alatt van. Ezt a módosítást 2009 óta telepítik az autókra.

Az előző három generációnak a következő nyomásparaméterei voltak:

1. 1999 óta a sín nyomása 140 MPa;
2. 2001-ben ez az érték 20MPa-val nőtt;
3. 4 év után (2005) az autókat elkezdték felszerelni az üzemanyag-rendszerek harmadik generációjával, amelyek 180 MPa nyomást tudtak létrehozni.

A vezeték nyomásának növekedése nagyobb térfogatú dízel üzemanyag befecskendezését teszi lehetővé ugyanabban az időszakban, mint a korábbi fejlesztésekben. Ennek megfelelően ez növeli az autó falánkságát, de az erő növekedése érezhetően megnő. Emiatt egyes átalakított modellek az előző motorral megegyező, de megnövelt paraméterekkel rendelkező motort kapnak (leírják, hogy az újraszerelés hogyan tér el a következő generációs modelltől) külön).

Az ilyen módosítás hatékonyságának javítása a pontosabb elektronika miatt történik. Ez a helyzet lehetővé teszi arra a következtetésre jutást, hogy a negyedik generáció még nem a tökéletesség csúcsa. Az üzemanyag-rendszerek hatékonyságának növekedését azonban nemcsak az autógyártók vágya provokálni a gazdaságos autósok igényeinek kielégítésére, hanem elsősorban a környezetvédelmi normák emelésével. Ez a módosítás a dízelmotor jobb égését biztosítja, ennek köszönhetően az autó képes átmenni a minőség-ellenőrzésen, mielőtt elhagyná a futószalont.

Common rail előnyei és hátrányai

A rendszer modern módosítása lehetővé tette az egység teljesítményének növelését több üzemanyag permetezésével. Mivel a modern autógyártók nagyszámú, mindenféle érzékelőt telepítenek, az elektronika kezdte pontosabban meghatározni a belső égésű motor meghatározott üzemmódban történő működéséhez szükséges dízel üzemanyag mennyiségét.

Ez a common rail fő előnye a klasszikus járműmodulokhoz képest az egység-befecskendezőkkel. További előny az innovatív megoldás mellett, hogy könnyebb javítani, mivel egyszerűbb készülékkel rendelkezik.

A hátrányok közé tartozik a telepítés magas költsége. Magasabb minőségű üzemanyagot is igényel. További hátrány, hogy az injektorok összetettebb kialakításúak, ezért rövidebb az élettartamuk. Ha bármelyik meghibásodik, a benne lévő szelep folyamatosan nyitva lesz, ami megszakítja az áramkör szorosságát, és a rendszer leáll.

Az eszközről és a nagynyomású üzemanyag-áramkör különböző verzióiról részletesebben lásd a következő videót:

A Common Rail rendszer üzemanyag-áramkörének elemeinek működési elve. 2. rész

Kérdések és válaszok:

Milyen nyomás nehezedik a Common Railre? Az üzemanyag-elosztócsőben (akkumulátorcső) az üzemanyagot alacsony nyomáson (vákuumtól 6 atm-ig), a második körben pedig nagy nyomáson (1350-2500 bar) táplálják.

Mi a különbség a Common Rail és az üzemanyag-szivattyú között? A nagynyomású szivattyúval ellátott üzemanyagrendszerekben a szivattyú azonnal elosztja az üzemanyagot a befecskendezőkhöz. A Common Rail rendszerben az üzemanyagot egy akkumulátorba (csőbe) pumpálják, és onnan juttatják el a befecskendezőkhöz.

Ki találta fel a Common Rail rendszert? A közös nyomócsöves üzemanyagrendszer prototípusa az 1960-as évek végén jelent meg. A svájci Robert Huber fejlesztette ki. Ezt követően a technológiát Marco Ganser fejlesztette ki.