Система непосредственного впрыска топлива в дизельных двигателях
Она же Common rail (коммонрэйл) (англ. общая магистраль) — современная технология систем подачи топлива в дизельных двигателях с непосредственным впрыском топлива.
В системе Common rail насос нагнетает топливо под высоким давлением (до 2000 бар, в зависимости от режима работы двигателя) в общую топливную магистраль.
Управляемые электроникой форсунки с электромагнитными или пьезоэлектрическимиклапанами впрыскивают топливо в цилиндры. В зависимости от конструкции, форсунки производят от 2 до 9 впрысков за 1 цикл. Точный расчёт угла начала впрыска и количества впрыскиваемого топлива позволяют дизельным двигателям выполнить возросшие экологические и экономические требования. Кроме того дизельные двигатели с системой Common rail по своим мощностным и динамическим характеристикам вплотную приблизились, а в некоторых случаях превзошли
ДВС работающие на бензине
До сих пор многие автолюбители считают, что некая экзотическая и малораспространённая, а потому ненадёжная система питания двигателей. Это ошибочное заблуждение. На самом деле, эту систему используют на многих своих машинах самые разные производители, только называют её по разному.:
Например:
- Daimler: CDI, CRD;
- Fiat: JTD, Ecotec CDTi, TTiD , DDiS;
- Ford Motor: TDCi;
- General Motors: CDTi, VCDi;
- Hyundai и Kia: CRDi (Common Rail Direct Injection);
- Volkswagen Group: TDI;
Также, двигатели с такой системой, широко используются в судостроении и на ЖД локомотивах.
COMMON RAIL - это, если переводить с английского дословно,"Общая рейка" (Общая магистраль).
Принцип работы этой системы основан на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы ("Общей рейки"). Давление в топливнойсистеме создается и поддерживается независимо ни от частоты вращения коленчатого валадвигателя, ни от количества впрыскиваемого топлива.
Это первое главное отличие от традиционных дизелей с ТНВД с кулачковым приводом и
низким давлением подачи топлива.
Сами форсунки впрыскивают топливо по команде контроллера блока EDC, посредством
встроенных в них магнитных соленоидов, активация которых, происходит с блока управления.
Упрощённо общая схема выглядит так:
Топливо, готовое для впрыска, постоянно находится под высоким давлением в рампе, куда оно нагнетается специальным насосом сразу же, как только двигатель начинает совершать первые обороты. Далее по топливопроводам
топливо под общим давлением постоянно поступает к форсунками.
Это второе главное отличие системы Common Rail (CRDi) от двигателей с обычным ТНВД кулачкового типа - подъём иглы форсунки осуществляется посредством соленоида, а непросто давлением топлива. Сама же цикловая подача топлива (количество) определяетсядействиями водителя, а угол опережения и давление впрыска - программой, заложенной в блок управления (ЭБУ). Создание давления и непосредственный процесс впрыска в аккумуляторной топливной системе CR полностью разделены. В этом случае главное преимущество - возможность формировать процесс двухфазного и многофазного впрыска, а так же в соответствии давления впрыска скоростному и нагрузочному режимам двигателя.Кроме того, это позволяет применятьнесколько фаз впрыска за один рабочий такт. В ранних системах применялся двойной впрыск - пилотный и основной для предотвращения детонации. В более современных системах используется до 9 (девяти) фаз впрыска.
В чём же преимущество Common Rail перед прежними системами "обычных" дизелей?Почему автопроизводители все новые модели автомобилей применяют её?
Преимущество и выбор обусловлены сразу несколькими факторами.
Основные из них:
Во-первых, жёсткие требования к двигателям по экономичности и экологичности, которые повышаются с каждым годом. Дизельные двигатели со старой системой питания принципиально неспособны укладываться в рамки предъявляемых требований по защите окружающей среды от вредных выбросов.
Во-вторых, Система Common Rail обеспечивает экономию топлива за счет повышенного
давления топлива и, значит, более тончайшего распыла топлива в камере сгорания. Чем под более высоким давлением можно подать топливо в камеру сгорания, тем более тонкого его распыла можно добиться. Это, в свою очередь, ведёт к более полному и эффективному сгоранию смеси с наименьшим выбросом вредных веществ и возрастанию мощности применьших расходе топлива уровне шума. В тоже время, на протяжении всей длительности впрыска (т. е. времени, когда форсунка открыта) постоянное высокое давление в магистрали позволяет получить точное дозирование топлива. Создать "повышенное" давление в системе с "обычном" ТНВД принципиально невозможно. При любом изменении расхода топлива в трубопроводах от ТНВД к форсункам возникают "волны" давления, "пульсирующие" потопливопроводу. Такое возникающее "волновое гидравлическое давление" неизбежно приведёт к разрушению топливопроводов. В силу этого ограничения ТНВД, развивающих давление на форсунки более 300 бар ( это чуть более 300 кг\см2 ) не существует. Система
же CRDi развивает давление в несколько раз больше (до 2000 бар), а вся работа происходит внутри форсунки и без значительных разрушительных колебаний давления.
Условные минусы и недостатки Система Common Rail (CRDi):
1.Повышенная требовательность к чистоте и качеству дизельного топлива.
Элементы топливной системы выполненные с прецизионной точностью при попадании даже мелких
посторонних частиц под действием высокого давления повреждаются и выходят из строя. Впервую очередь это касается управляемых электроникой форсунок с электромагнитными илипьезоэлектрическими клапанами. Попытки использовать низкокачественное топливо илинеподходящие топливные фильтры могут привести к преждевременному дорогому ремонту илидаже к замене системы.
2.Использование в системе большого числа разного рода датчиков, активаторов и иных элементов управления:
датчик давления в рампе, датчик потока воздуха, датчики положенийраспредвала и коленвала, температурные датчики двигателя и входящего воздуха, датчикположения педали акселератора, датчик системы подогрева, соленоиды, клапан регулятордавления в рампе, клапан турбонадува и клапана рециркуляции выхлопных газов.
3.Относительно высокая стоимость деталей и запасных частей системы.
4.Затруднение или невозможность произвести ремонт или настройку системы собственными силами, т.к. требуется специальный стенд и инструменты.
5.Всё ещё недостаточный уровень квалификации персонала для диагностики, ремонта и
настройки систем Common Rail во многих специализированных сервисах.
продолжение ДАЛЕЕ
