Автоматический электронный дизельный двигатель с системой впрыска топлива Common Rail

     Автоматический электронный дизельный двигатель с системой впрыска топлива Common Rail

Система Common Rail создает давление топлива и впрыскивает его.

Если рассматривать технологию впрыска дизельного топлива отдельно, то, если рассматривать ее отдельно,

По сравнению с революцией в дизельных технологиях,

систему Common Rail можно назвать бунтарством.

Поскольку она отличается от традиционных дизельных систем и приближается к

системе последовательного впрыска бензина. Система Common Rail открыла новые возможности.

Снижение выбросов дизельных двигателей. Новый подход к снижению шума.

       Дизельные автомобили имеют 80-летнюю историю, и за последние 20 лет можно сказать, что дизельные двигатели совершили стремительный прогресс. Европу можно назвать раем для дизельных автомобилей. Сегодня многие марки седанов в Европе оснащаются дизельными двигателями Common Rail, такими как дизельный двигатель Peugeot HDI Common Rail, двигатель Fiat JTD и система Common Rail Multec DCR от Delphi. Можно сказать, что система Common Rail открыла новый путь к снижению выбросов и шума дизельных двигателей.

      Система Common Rail отличается от ранее существовавших систем впрыска дизельного топлива с приводом от распределительных валов. Система Common Rail полностью разделяет процесс создания давления впрыска и сам процесс впрыска. Традиционные механические форсунки заменены электромагнитными форсунками, а давление топлива в топливной рампе создается радиально-плунжерным насосом высокого давления. Давление не зависит от частоты вращения двигателя и может свободно регулироваться в определенном диапазоне. Давление топлива в топливной рампе регулируется электромагнитным регулирующим клапаном, который    непрерывно корректирует давление в соответствии с рабочими потребностями двигателя. Импульсный сигнал, воздействующий на электромагнитный клапан топливной форсунки от электронного блока управления, контролирует процесс впрыска топлива. Количество впрыскиваемого топлива зависит от давления масла в топливной рампе, длительности открытия электромагнитного клапана и характеристик расхода жидкости в топливной форсунке.

        Система впрыска топлива Common Rail для дизельных двигателей имеет больше преимуществ по сравнению с системой с форсункой и насосом. Давление впрыска топлива является важным показателем работы дизельных двигателей, поскольку оно связано с мощностью двигателя, расходом топлива, выбросами и т. д. Десять лет назад система впрыска Common Rail претерпела значительное развитие, обеспечив более высокое давление впрыска топлива по сравнению с системой непосредственного впрыска с форсункой и возможность гибкого управления распределением топлива. Электронный блок управления (ЭБУ) гибко контролирует распределение топлива, время впрыска, давление впрыска и скорость впрыска. Система Common Rail вывела отзывчивость и комфорт вождения дизельных двигателей на уровень бензиновых двигателей, одновременно обеспечивая значительную экономию топлива и низкий уровень выбросов.

        Система Common Rail позволяет достигать очень высокого давления топлива во всем диапазоне оборотов двигателя. Гибкая электронная система управления позволяет достичь низкого уровня выбросов и высокой эффективности в различных режимах работы двигателя за счет контроля момента впрыска и давления впрыска. Благодаря разделению процессов формирования давления и впрыска, конструкторы двигателей получили большую свободу в изучении процессов сгорания и впрыска. Система Common Rail обеспечивает поддержание высокого давления топлива в двигателе во всем диапазоне скоростей, а также регулирует давление и момент впрыска в соответствии с требованиями условий работы двигателя, позволяя двигателю достигать полного сгорания даже на низких оборотах, обеспечивая тем самым высокий крутящий момент даже на очень низких оборотах. Применение технологии предварительного впрыска позволило добиться значительного прогресса в снижении выбросов и шума.

         Компактная конструкция форсунки делает систему Common Rail практичным решением даже для малообъемных 4-клапанных двигателей. В конце 1999 года компания Smart выпустила 3-цилиндровый дизельный двигатель Common Rail с рабочим объемом всего 799 мл, максимальной мощностью 30 кВт и максимальным крутящим моментом 100 Нм при 1800-2800 об/мин. Для этого малообъемного дизельного двигателя Common Rail его преимущества также очевидны.

         В то время двигатель Mercedes Benz E320, оснащенный системой впрыска топлива Common Rail второго поколения, имел максимальную мощность 150 кВт и крутящий момент 250 Нм при 1000 об/мин. 85% пикового крутящего момента достигалось при 1400 об/мин, а пиковый крутящий момент 500 Нм — в широком диапазоне 1800–2600 об/мин. Время разгона от 0 до 100 км/ч составляло всего 7,7 секунды. Расход топлива составлял 6,9 л/100 км, а 80-литрового топливного бака хватало на 1000 км. По сравнению с расходом топлива 9,9 л/100 км у E320 с бензиновым двигателем, преимущество дизельного двигателя с системой впрыска Common Rail в плане экономии топлива было значительным.

         В системе Common Rail первого поколения насос высокого давления постоянно поддерживал максимальное давление, что приводило к потерям энергии и высокой температуре топлива. Второе поколение систем Common Rail позволяет изменять выходное давление в соответствии с требованиями двигателя и имеет функции предварительного и последующего впрыска. Предварительный впрыск снижает шум двигателя: небольшое количество топлива впрыскивается в цилиндр для воспламенения от сжатия в течение миллионной доли секунды до основного впрыска, предварительно нагревая камеру сгорания. Предварительно нагретый цилиндр облегчает воспламенение от сжатия после основного впрыска, и давление и температура внутри цилиндра больше не повышаются резко, что способствует снижению шума сгорания. В процессе расширения осуществляется последующий впрыск для генерации вторичного сгорания, что повышает температуру в цилиндре на 200-250 ℃ и снижает содержание углеводородов в выхлопных газах.

          Благодаря своему значительному технологическому потенциалу, сегодня производители нацелились на третье поколение систем Common Rail — пьезоэлектрические системы Common Rail, где пьезоэлектрические актуаторы заменяют электромагнитные клапаны, что обеспечивает более точное управление впрыском. Отсутствие обратной магистрали упрощает конструкцию. Давление эластично регулируется от 200 до 2000 бар, а минимальный объем впрыска точно контролируется, что снижает выбросы дыма и оксидов азота. Можно сказать, что на современном рынке коммерческих автомобилей дизельные двигатели с системой впрыска Common Rail доминируют на основном рынке и обладают значительным технологическим потенциалом.