Обсуждение технологии высоконапорной топливной рампы Common Rail для дизельных двигателей.

Обсуждение технологии Common Rail высокого давления для дизельных двигателей

Краткое введение 1. Технология Common Rail высокого давления
Давайте сначала разберемся с ограничениями традиционной системы впрыска топлива в дизельные двигатели:
Работа традиционной системы впрыска топлива в дизельные двигатели заключается в следующем: после того, как дизельное топливо подается под давлением топливного насоса, оно впрыскивается в камеру сгорания цилиндра через топливную форсунку в соответствии с определенным временем подачи топлива. В процессе впрыска топлива из-за колебаний давления возникает явление вторичного впрыска. Поскольку вторичное топливо не может полностью сгореть, увеличивается дымность и выбросы углеводородов, а также увеличивается расход топлива. Кроме того, остаточное давление в трубопроводе высокого давления изменяется после каждого цикла впрыска, что приводит к нестабильному впрыску, особенно на низких скоростях. В тяжелых случаях происходит не только неравномерный впрыск топлива, но и периодические сбои в подаче.

С развитием и совершенствованием технологий автоматического управления двигателем, для решения проблем сгорания топлива, вызванных изменением давления дизельного топлива, в современных дизельных двигателях используется технология электронного управления впрыском топлива Common Rail высокого давления, что позволило всесторонне улучшить характеристики дизельных двигателей.
После механического впрыска, наддува и обычного электронного впрыска, в последние годы в дизельных двигателях появилась система впрыска топлива Common Rail высокого давления. Технология электронного впрыска Common Rail высокого давления (Common Rail) представляет собой замкнутую систему, состоящую из топливного насоса высокого давления, датчика давления и электронного блока управления (ЭБУ). По сравнению с обычной системой впрыска топлива, в ней процесс создания давления, управления давлением впрыска и впрыска топлива независимы друг от друга и могут гибко контролироваться. В системе используется топливный насос высокого давления для подачи топлива под высоким давлением в топливопровод общего назначения (рейку), а точное управление осуществляется за счет давления масла в топливопроводе общего назначения, благодаря чему давление в топливопроводе высокого давления (давление) не зависит от частоты вращения двигателя, что значительно снижает степень изменения давления подачи топлива в дизельном двигателе в зависимости от частоты вращения двигателя.
Кроме того, высокоточные детали системы впрыска топлива Common Rail имеют высокие требования к качеству обработки поверхности, высокую геометрическую точность и множество специальных требований. Обработка осуществляется с точностью до микрона и субнанометра, что представляет собой самый высокий уровень обработки в современной машиностроительной отрасли.
Состав и принцип работы 2. системы Common Rail высокого давления
2.1. Состав системы впрыска топлива высокого давления Common Rail

Система впрыска топлива высокого давления Common Rail в основном состоит из топливного насоса высокого давления, топливопровода Common Rail, форсунки с электронным управлением, различных датчиков и электронного блока управления (ЭБУ), как показано на рисунке 1. Во время работы двигателя шестеренчатый насос на масляном насосе высокого давления забирает масло из топливного бака под отрицательным давлением и подает отфильтрованное топливо в масляный насос высокого давления под определенным давлением (около 5–7 бар). Топливо поступает в полость плунжера высокого давления, сжимается и через топливопровод высокого давления поступает в топливопровод Common Rail, создавая высокое давление. Каждая форсунка цилиндра соединена с топливопроводом Common Rail через топливопровод высокого давления для обеспечения впрыска под высоким давлением.

2.1.1 Насос высокого давления

Критерии проектирования системы подачи топлива масляными насосами высокого давления:
Масляный насос высокого давления должен иметь гарантированную работоспособность на протяжении всего срока службы и при любых условиях эксплуатации.

Подача топлива обеспечивает соответствие требованиям впрыска топлива двигателя при определенном давлении в топливной рампе, то есть обеспечивает топливный баланс.
В CPN2.2BL используется конструкция с двумя расположенными в ряд плунжерами, приводимыми в движение распределительным валом двигателя, передаточное отношение составляет 1:2, аналогично традиционному механическому насосу, что облегчает модернизацию двигателя до стандарта Euro II. Метод смазки — масляная, и контур смазки напрямую соединен с контуром смазки двигателя. Задача шестеренчатого насоса — подача достаточного количества топлива низкого давления к топливному насосу высокого давления. Он установлен в задней части корпуса топливного насоса высокого давления и приводится в движение шестерней, расположенной на конце распределительного вала топливного насоса высокого давления. Его скорость вращения в 2,85 раза выше, чем у топливного насоса высокого давления. Когда топливо поступает в зону высокого давления, оно через дозирующий блок поступает в полость плунжера высокого давления и после сжатия попадает в топливную рампу. Одновременно с этим избыток топлива возвращается в топливный бак через перепускной клапан. Основная функция дозирующего устройства топлива заключается в регулировании количества топлива, поступающего в полость плунжера высокого давления, для контроля давления топлива в общем баке.