Common Rail

ТНВД Common Rail Форсунки Common Rail

Система Common Rail

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 топливной системе создается и поддерживается независимо ни от частоты вращения коленчатого вала двигателя, 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 не просто давлением топлива. Сама же цикловая подача топлива (количество) определяется действиями 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 применять несколько 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.

Система Common Rail – одна из самых современных систем впрыска топлива, применяемых в настоящий момент на автомобилях с дизельными силовыми агрегатами. Работа топливного оборудования заключается в том, чтобы подавать топливную смесь к форсункам. Она находится в генераторе, поддерживающем высокое давление. Таким элементом выступает топливная рампа. Разработкой и внедрением топливной аппаратуры занимается компания Bosch из Германии.

Особенности конструкции

Благодаря применению систем Common Rail можно достичь снижения уровня потребления топлива, улучшить эксплуатационные показатели дизельной силовой установки, достичь полного сгорания топливной смеси, что снижает токсичность выбросов в окружающую среду.

Ключевым преимуществом внедрения современного топливного оборудования считается широкая вариативность настройки давления подачи топливной смеси, регулирования фаз впрыска. Суть в том, что стадия впрыска и создания давления стали двумя отдельными этапами работы топливной аппаратуры.

Конструктивно системы Common Rail представляют собой контур, в котором поддерживается высокое давление.Это позволяет обеспечить непосредственный впрыск топлива в цилиндр.

Система впрыска топлива состоит из ряда деталей:

  • ТНВД;
  • клапан, дозирующий топливную смесь;
  • контрольный клапан;
  • топливная рампа;
  • форсунки.

Все элементы соединены между собой топливопроводом.

Топливный насос высокого давления создает и накапливает необходимое давление. В настоящий момент применяются плунжерные наносы. Они отличаются высоким уровнем надежности, длительным сроком эксплуатации, отсутствием необходимости осуществлять частое обслуживание и ремонт.

С помощью дозирующего клапана регулируется объем топливной смеси, которая попадает в ТНВД. Количество топлива зависит от объема и потребностей силового агрегата в данный момент. Дозирующий клапан и ТНВД представляют собой единое устройство.

Регулятор, отвечающий за регулировку давления, функционирует в автоматическом режиме. Его работа зависит от нагрузки в настоящий момент. Регулятор устанавливается на топливную рампу.

Топливная рампа отвечает за выполнение ряда функций. Она должна:

  • накапливать топливную смесь;
  • содержать необходимое количество топлива, поддерживая высокое давление;
  • смягчать колебания давления, которые возникают в результате периодичной работы ТНВД;
  • подавать топливо в форсунки.

Форсунки системы Комон Рейл производят впрыск топлива в камеру сгорания. Они устанавливаются на топливную рампу, подающую топливо. Сегодня применяются форсунки двух типов — электрогидравлические и пьезофорсунки.

В составе электрогидравлических форсунок находится электромагнитный клапан, отвечающий за подачу смеси. В составе пьезофорсунки есть специальные кристаллы. Они существенно увеличивают скорость рабочего цикла данного элемента системы впрыска.

За управление системой Common Rail отвечает компьютер. Он получает сведения со всех датчиков установленных на дизельном двигателе. Это обеспечивает эффективную и стабильную работу силового агрегата.

Система управления мотором включает в себя ряд датчиков

  • оборотов коленчатого вала;
  • Холла,
  • положения педали газа;
  • расхода воздуха;
  • температуры антифриза;
  • давления и температуры и воздуха;
  • давления топливно-воздушной смеси;
  • лямбда-зонд.

Ключевыми элементами являются форсунки Common Rail. В большей степени именно от них зависит равномерность работы двигателя, оптимальные показатели мощности и расхода топлива.

Особенности работы топливной аппаратуры Bosch

Сигналы, поступающие с датчиков, обрабатываются блоком, отвечающим за управление дизельным мотором. Он определяет точное количество топлива, подаваемого ТНВД. Это позволяет избежать перерасхода или недостаточной подачи смеси в топливную рампу. Стабильное давление поддерживается специальным регулятором.

В определенное время цикла впрыска блок управления подает сигнал форсункам, чтобы они осуществили впрыск смеси в цилиндры. Для этого открывается клапан. Продолжительность открытия зависит от темпа работы мотора. Блок управления автоматически вносит коррективы в работу топливной системы.

Чтобы повысить производительность двигателя, форсунки Комон Рейл осуществляют многократную подачу топлива на протяжении одного рабочего цикла. Форсунками осуществляется предварительная, основная и дополнительная подача смеси.

При предварительном впрыске подается незначительное количество смеси в камеру сгорания. Это делается для повышения температуры и давления в цилиндре. Это позволяет повысить воспламеняемость, снизить шумность и вредность отработанных газов.

При помощи основного впрыска двигатель достигает оптимальной работы, исключается вибрация, неравномерный такт. Дополнительный впрыск осуществляется для повышения температуры выпуска. Это позволит достичь полного сгорания смеси в камере, избежать засорения сажевого фильтра и выхода двигателя из строя.

Чем выше давление впрыска топлива, тем больше топливной смеси подается цилиндр за одинаковое время. Это позволяет достичь максимальной мощности двигателя. В настоящее время на новые автомобили с дизельными двигателями устанавливается уже четвертое поколение системы впрыска Common Rail, которая отличается высокой производительностью и невысоким расходом топлива.