Common rail

Дизельный двигатель, как силовая установка, давно занял лидирующие позиции в сфере коммерческого транспорта. И не мудрено, что такие качества как мощность, экономичность и надежность дизельного двигателя стали востребованы и в легковом транспорте. Современные технологии и конструктивные решения позволили расширить модельный ряд легковых автомобилей, оснащённых дизельными двигателями. Одной из самых распространённых систем является common rail.

Применение технологии common rail позволяет обеспечить низкий расход топлива, снизить шум работы двигателя и повысить экологичность.

COMMON RAIL — что это

Топливная система common rail (дословно – «общая магистраль»). Конструктивно система common rail состоит из трех основных звеньев, каждая из которых включает в себя определенный набор компонентов.

Первое звено — система подачи топлива по магистрали низкого давления. Основными ее элементами являются топливный насос низкого давления и фильтры грубой и тонкой очистки.

Второе звено — линия высокого давления. Включает в себя: топливный насос высокого давления, аккумулятор топлива и форсунки.

Третье звено — электронная система управления, состоит из датчиков, электронного блока управления и исполнительных устройств.

Как работает система common rail

В традиционных системах впрыска давление топлива создается отдельно для каждого цикла впрыска. В системе Common Rail процессы создания давления топлива и собственно впрыска разделены, так что топливо всегда готово к подаче в цилиндр. Давление топлива создается топливным насосом высокого давления. Насос создает давление топлива и подает его по трубопроводу высокого давления к входу в рампу, которая выступает в роли общего резервуара для всех форсунок. Так и появилось название «общая топливная рампа» – Common Rail. Отсюда топливо подается к отдельным форсункам, которые впрыскивают его в камеры сгорания цилиндров.

Разновидности систем common rail.

Система common rail имеет различные модификации.

Общепринятая спецификация различает несколько конфигураций системы common rail. Выбор установленной на автомобиле конфигурации зависит, прежде всего, от транспортного средства (для легковых автомобилей либо грузовых автомобилей). Принципиальная схема работы остается неизменной

Различия касаются, в основном, системы предварительной подачи топлива в контуре низкого давления и организации архитектуры системы.

Кроме того системы common rail могут отличатся схемой реализации используемого типа форсунок.

Тип 1. С  электромагнитным клапаном

Тип 2. С пьезоэлектрическим приводом

Оба типа могут устанавливаться на дизельные двигатели как легкового, так и грузового транспорта.

Проблемы, возникающие при эксплуатации двигателей с системой common rail

Высокая технологичность данной системы позволяет значительно повысить мощность двигателя, гибкость его работы и надежность. Однако применение такой системы накладывает определенные требования к качеству топлива и качеству обслуживания. Дело в том, что выход из строя какого-либо компонента системы, является причиной полной остановки работы двигателя. Особо следует следить за форсунками и их чистотой, так как выход форсунок из строя грозит серьезными тратами.

Профилактика работы системы common rail

Существенно увеличить надежность и ресурс системы common rail позволяет правильное и своевременное техническое обслуживание и соответствующая профилактика.

Прежде всего, необходимо позаботиться о качестве топлива. К сожалению, не всегда есть возможность убедиться в качественных характеристиках топлива. Избежать проблем в таком случае позволяют топливные присадки. На рынке предлагается огромное количество присадок различных производителей. Мы рекомендуем использовать топливные известных производителей, использующих высококачественное сырье и современные технологии. Присадки таких производителей отличаются высокой эффективностью и безопасностью применения.

Система common rail, в силу своих конструктивных особенностей особенно трепетно относиться к чистоте всей системы и форсунок. К сожалению, качество дизельного топлива во многих регионах приводит к повышенному износу системы.

Поэтому, уход за топливной системой common rail следует разделить на два этапа:

Этап 1. Очистка форсунок от нагара и загрязнений. Крайне важный этап, позволяющий избавиться от повышенного нагара на форсунках. Очистку форсунок следует проводить не реже 1 раза в сервисный интервал! Оптимальная частота очистки форсунок – каждые 3-5 тыс км. пробега. К счастью, сейчас для очистки форсунок и топливной системы не нужно ее разбирать. Команда технологов немецкой компании Liqui Moly создала специальный препарат для очистки форсунок от нагара и загрязнений — Промывка дизельных систем Diesel Spulung. Регулярное применение промывки позволяет содержать форсунки в чистоте, тем самым, значительно увеличивая их ресурс.

 Этап 2. Использование защитной (комплексной) топливной присадки. Также необходимый этап при эксплуатации систем с common rail, так как топливная аппаратура значительно страдает от коррозии. Задача данного типа присадок, в первую очередь, защита от коррозии. Мы рекомендуем использовать присадку Liqui Moly Diesel Systempflege. Она прекрасно защищает топливную аппаратуру от коррозии, а за счет специальных компонентов нивелирует низкие смазывающие свойства низкосернистого топлива (Euro стандарта).

Защита топливного фильтра дизельных автомобилей

Топливный фильтр присутствует на любом дизельном автомобиле. Крайне важным является его правильная замена. Подробнее можно прочитать в этой статье.

Особенности эксплуатации системы common rail в зимний период

Не секрет, что самым тяжелым испытанием для топливной аппаратуры дизельного двигателя является его эксплуатация в зимний период.

Морозы и холодный пуск не прибавляют здоровья топливной аппаратуре. Дизельное топливо зимой должно обладать такими же характеристиками, как и в летний период. Для улучшения низкотемпературных свойств топлива и бесперебойной работы системы common rail рекомендуется использовать только качественные антигели! Дизельный антигель Diesel Fliess-Fit является победителем многих тестов как многих температурных тестов, так и обладает великолепными смазывающими свойствами, чего нет у дешевых аналогов.

Он предназначен для поддержания топлива в жидком состоянии при низких температурах до -31 °C. Используется для самых современных дизельных систем — присадка разработана по высочайшим стандартам в отношении безопасности для  систем автомобиля.

Итог

Современные дизельные топливные системы common rail позволяют качественно улучшить характеристики дизельного двигателя, но также и предъявляют более жесткие требования к обслуживанию. Надежность и большой ресурс системы common rail обеспечивается правильным уходом и применением правильных и высокачественных топливных присадок.

Система впрыска Common Rail – назначение, устройство, принцип действия

Система впрыска Common Rail является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Работа системы Common Rail основана на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы (Common Rail в переводе общая рампа). Система впрыска разработана специалистами фирмы Bosch.

Применение данной системы позволяет достигнуть снижения расхода топлива, токсичности отработавших газов, уровня шума дизеля.

Главным преимуществом системы Common Rail является широкий диапазон регулирования давления топлива и момента начала впрыска, которые достигнуты за счет разделения процессов создания давления и впрыска.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. Современные топливные насосы высокого давления плунжерного типа.

Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.

Регулятор давления топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе.

Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций: накопления топлива и содержание его под высоким давлением, смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД, распределения топлива по форсункам.

Форсунка важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки.

Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

Управление работой системой впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя.

Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, Холла, положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и другие.

Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

На основании сигналов, поступающих от датчиков, блок управления двигателем определяет необходимое количество топлива, которое топливный насос высокого давления подает через клапан дозирования топлива. Насос накачивает топливо в топливную рампу. Там оно находится под определенным давлением, обеспечиваемым регулятором давления топлива.

В нужный момент блок управления двигателем дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.

С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

Предварительный впрыск небольшого количества топлива производится перед основным впрыском для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускорение самовоспламенения основного заряда, снижение шума и токсичности отработавших газов. В зависимости от режима работы двигателя производится:

• два предварительных впрыска — на холостом ходу;
• один предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
• предварительный впрыск не производится — при полной нагрузке.

Основной впрыск обеспечивает работу двигателя.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Развитие системы впрыска Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска:

• первое поколение – 140 МПа, с 1999 года;
• второе поколение – 160 МПа, с 2001 года;
• третье поколение – 180 МПа, с 2005 года;
• четвертое поколение – 220 МПа, с 2009 года.

Чем выше давление в системе впрыска, тем больше топлива можно впрыснуть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность.

Что такое Common Rail? | Группа Фариния

Setforge, кузнечное дочернее предприятие Farinia Group, имеет многолетний опыт в разработке и демонстрации высококачественного производственного процесса Common Rail. Мы работаем с лучшими поставщиками стали и предлагаем широкий спектр методов ковки, выполняемых на самом современном оборудовании и инструментах.

Свяжитесь с нами

27.11.2014

Common Rail — один из самых важных компонентов в дизель и бензиновая система прямого впрыска. Основное различие между прямым и стандартным впрыском заключается в подаче топлива и способе его смешивания с поступающим воздухом. В системе прямого впрыска топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, минуя период ожидания во впускном коллекторе. Под контролем электронного блока топливо впрыскивается непосредственно в самое горячее место камеры сгорания, благодаря чему оно сгорает более равномерно и полно.

Основные преимущества системы непосредственного впрыска топлива Common Rail можно свести к уменьшению выбросов выхлопных газов и уровня шума, повышению эффективности использования топлива и повышению общей производительности двигателя. Система состоит из насоса высокого давления, форсунок, рампы и электронного блока управления.

Common Rail представляет собой длинный металлический цилиндр. Он получает топливо от насоса и распределяет его по форсункам под чрезвычайно высоким давлением. Повышение давления топлива является результатом конструкции новейших двигателей. Как дизельные, так и бензиновые двигатели имеют тенденцию становиться меньше и легче для повышения эффективности использования топлива и повышения производительности, что увеличивает давление топлива и устанавливает совершенно новые стандарты для 9-цилиндрового двигателя.0009 изготовление высококачественной Common Rail .

Во-первых, геометрическая точность компонента имеет решающее значение. Точная конструкция способствует повышению эффективности системы Common Rail. Даже минимальное изменение размера или формы может привести к сбоям. Определение правильных параметров на этапе проектирования имеет важное значение, но действительно важно строго следовать им в процессе производства.

Выбор материала также является моментом, который нельзя недооценивать. Хорошие механические свойства обеспечивают прочность и предотвращают коррозию. Используемые материалы, как правило, сталь и нержавеющая сталь. Common Rail для дизельного двигателя изготовлен из стали, а Common Rail для бензинового двигателя изготовлен из нержавеющей стали, поскольку топливо слишком агрессивно, а нержавеющая сталь обладает лучшей коррозионной стойкостью, чем сталь.

Качество системы Common Rail имеет решающее значение. Повреждения могут привести к поломкам и протечкам, которые могут заблокировать автомобиль или привести к возгоранию. Поэтому

• ожидание,
• тестирование
• и предотвращение

любые возможные проблемы с системой Common Rail во время производства являются существенными. Ковка вносит наибольший вклад в эффективное предотвращение возможных отказов компонентов. Ковка и, в частности, горячая ковка укрепляют материал, закрывая пустые пространства внутри металла, одновременно деформируя и формируя его с помощью локализованных сжимающих сил. Кованая система Common Rail прочнее и обладает более высокой устойчивостью к давлению и коррозии.

Setforge, кузнечное дочернее предприятие Farinia Group, имеет многолетний опыт в разработке и демонстрации высококачественного производственного процесса Common Rail. Мы работаем с лучшими поставщиками стали и предлагаем широкий спектр методов ковки, выполняемых на самом современном оборудовании и инструментах.

Написано
командами Фаринии

Наши последние статьи

Новости
2022-12-21

FMGC желает вам счастливого праздничного сезона и отличного 2023 года!

Новости
2022-03-04

Setforge публикует индекс гендерного равенства

Непрерывный прогресс в области профессионального равенства.

Новости
2022-02-24

Индекс гендерного равенства

Наша оценка за 2021 год — 79/100.
Принимаются постоянные меры для поддержания этого показателя и его увеличения в ближайшие годы.

Что нужно знать о топливной системе Common Rail дизельного двигателя

Последние достижения в области технологии впрыска топлива превратили дизельные двигатели в тихие, экологически чистые и эффективные электростанции. Система впрыска дизельного топлива Common Rail, используемая в настоящее время в подавляющем большинстве современных дизельных двигателей, является единственным наиболее важным фактором повышения эффективности и производительности дизельного цикла сгорания.

Исторически сложилось так, что в дизельных двигателях использовалась система впрыска топлива и топливная система типа распределителя/насоса в линии PLN. Эти старые системы имели основные недостатки: во-первых, они имели кулачковый привод, в результате чего максимальное давление для впрыска топлива достигалось только при высоких оборотах двигателя. Во-вторых, они были ограничены в количестве впрысков, которые они могли произвести за цикл сгорания.

В дизельных системах с системой впрыска Common Rail используется технология прямого впрыска, которая позволяет впрыскивать топливо непосредственно в камеру сгорания. Системы впрыска Common Rail используют рампу для хранения топлива под давлением более 2000 бар. Эта магистраль является общей для всех цилиндров, отсюда и название Common Rail. Common Rail обеспечивает постоянную подачу топлива под высоким давлением независимо от частоты вращения двигателя. Перекачивающий насос активируется электроникой для поддержания оптимального давления в рампе.

Ранние поколения форсунок Common Rail использовали магнитные соленоиды для управления впрыском топлива в цилиндры.

В форсунках Common Rail последнего поколения для управления впрыском топлива используются пьезоэлектрические приводы. В этих новых приводах используются сотни пьезокристаллических пластин, которые очень быстро расширяются при подаче тока. Пьезоэлектрические встроенные приводы могут быть встроены очень близко к игле форсунки, обеспечивая движение без трения. Эти форсунки обеспечивают гораздо более точное время впрыска топлива с более коротким временем отклика, а также улучшенное распыление топлива.

Дизельные системы впрыска Common Rail имеют несколько основных преимуществ по сравнению с более старыми системами впрыска топлива. Подача топлива под высоким давлением из рампы позволяет быстро и под высоким давлением впрыскивать топливо в цилиндры. Это позволяет электронному блоку управления дизельным двигателем (EDU) очень точно управлять впрыском топлива. Такой точный контроль позволяет осуществлять до 5 впрысков топлива на такт сгорания («пилотный», «предварительный», «основной», «после» и «после» впрыска). «Пилотный» впрыск, который происходит перед зажиганием, обеспечивает хорошую топливно-воздушную смесь. Последующий «предварительный» впрыск сокращает задержку основного впрыска, резко снижая выбросы NOx, вибрации и другие шумы. «Последний» впрыск, происходящий сразу после «основного» впрыска, обеспечивает сгорание всего вещества частиц. Наконец, «пост» впрыск позволяет контролировать температуру выхлопных газов, повышая эффективность доочистки.

Общий результат использования усовершенствованных систем впрыска дизельного топлива с общей топливной рампой — двигатель, который работает более эффективно и способен превзойти по характеристикам бензиновый аналог. Практически все прежние недостатки эксплуатации дизельных двигателей, такие как шум, низкая производительность, вибрации и выбросы твердых частиц, были устранены с помощью технологии дизельных двигателей с непосредственным впрыском Common Rail.

Электронный блок управления (ECU)

ECU для EDC (электронного управления дизельным двигателем) использует микроконтроллер, программу и хранилище данных с использованием флэш-технологии. Его основными задачами являются управление созданием высокого давления, а также началом и продолжительностью закачки. Кроме того, ECU отвечает за ряд других функций, таких как управление накалом (GZS) и мониторинг системы.

С помощью CAN (локальной сети контроллеров) можно легко подключить ECU к другим системам автомобиля. Например, с электронной системой переключения передач, антиблокировочной тормозной системой (ABS) или системой кондиционирования воздуха

Датчики:

Датчик скорости — В сочетании с сигналом датчика кулачка датчик скорости передает абсолютное положение коленчатого вала в камеру сгорания. ВМТ первого цилиндра. Датчик скорости работает по принципу переменного магнитного сопротивления.

Датчик фазы — Датчик положения распределительного вала на эффекте Холла определяет положение распределительного вала в двигателях внутреннего сгорания. Вместе с сигналом датчика частоты вращения сигнал датчика распределительного вала обеспечивает абсолютное угловое положение коленчатого вала относительно верхней мертвой точки (ВМТ) первой сгоревший цилиндр двигателя.

Модуль педали акселератора — используется для измерения угла наклона педали акселератора. Он оснащен датчиком, встроенным в педаль акселератора, который распознает команду водителя и передает соответствующий сигнал на блок управления.

Датчик температуры воды: Датчик температуры измеряет температуру двигателя, т.е. в водяном контуре охлаждающей жидкости.

Датчик температуры топлива — Датчик температуры измеряет температуру топлива, т.е. в топливном фильтре

Датчик давления наддува — Датчик давления наддува используется для измерения давления всасываемого или наддувочного воздуха во впускном коллекторе с системой впрыска с регулируемым давлением.

Термопленочный расходомер воздуха — Термопленочный расходомер воздуха служит для измерения массы воздуха, всасываемого двигателем дизельных систем впрыска, независимо от атмосферного давления и температуры

Датчик давления в рампе — Датчик высокого давления служит для измерения давления топлива в топливном аккумуляторе (распределителе высокого давления) дизельных двигателей с системами впрыска Common Rail.

История

1997 г. Первая система Common Rail в легковых автомобилях – 1350 бар (Mercedes)

1999 г. Первая система Common Rail в грузовых автомобилях – 1400 бар

2001 г. Common Rail второго поколения – 1600 бар (Volvo, BMW)

2 0003 Поколение Common Rail с пьезоинжектором — 1600 бар (Audi)

2006 Улучшения третьего поколения-на 1800 бар. Более высокая эффективность

Общие железнодорожные названия двигателей от производителя:

Audi: TDI

BMW: D-Engines

Daimler: CDI

Fiat Group: JTD

FORDD. : TDCI Duratorq и PowerStroke

GM Opel/Vauxhall: CDTI и DTI

Gm Daewoo/Chevrolet: VCDI

Honda: I-CDTI

Hyundai/Kia: CRDI

0003

Mazda: CITD

Mitsubishi: DI-D

Nissan: DCI

Peugeot: HDI или HDI

Renault: DCI

volkswag: TD

Vol. D и D5 

Насосы Common Rail, форсунки от производителей Bosch, Continental, Delphi, Denso.