Система CommonRail
Требования к системам впрыска дизельного топлива постоянно растут. Более высокие давления впрыскивания, повышенные скорости срабатывания форсунок и гибкое адаптирование процесса к условиям эксплуатации автомобиля делают дизель мощным, экономичным и малотоксичным. Кроме того, система впрыска все больше интегрируется в общую электронную систему управления автомобилем. Это позволило начать использование дизелей на автомобилях высшего класса.
Одной из таких высокоразвитых систем впрыска является аккумуляторная система CommonRail, главным преимуществом которой является широкий диапазон изменений давления топлива и момента начала впрыскивания. Все это реализуется путем разделения процессов создания давления и обеспечения впрыскивания.
Применение
Аккумуляторная система CommonRailиспользуется на дизелях с непосредственным впрыском топлива в следующих случаях:
- легковые автомобили: широкая гамма двигателей - от трехцилиндровых (800 см3,30 кВт (41 л. е.), 100 Н-м) до восьмицилиндровых (3900 см3, 108 кВт (245 л. е.), 560 Н-м);
- легкие грузовые автомобили: дви-гатели мощностью до 30 кВт на цилиндр;
- тяжелые грузовые автомобили, те-пловозы и суда: двигатели мощностью до 200 кВт на цилиндр.
Эта система позволяет обеспечить более широкие, в отличие от вариантов с механическим приводом ТНВД, требова-ния по впрыску топлива, а именно:
o расширенные границы применяе-мости;
- повышенное давление впрыскивания (до 1600 бар);
- изменяемый момент начала впрыскивания;
- обеспечение предварительного и дополнительного впрыскивания (даже очень позднего);
- регулирование давления впрыски-вания (230-1600 бар) в зависимости от условий эксплуатации автомобиля.
Вместе с тем, аккумуляторная система создает важнейшие предпосылки для повышения удельной мощности, снижения расхода топлива, а также для уменьшения уровней шума и эмиссии ОГ.
Конструкция
Аккумуляторная система CommonRailвключает в себя (рис. 1):
- контур низкого давления, а также агрегаты подачи топлива;
- контур высокого давления, включая ТНВД, топливный аккумулятор высокого давления, форсунки и магистрали высокого давления;
- система электронного регулирования работы дизеля, датчики управления и исполнительные механизмы;
- системы подачи воздуха и отвода ОГ.
Важнейшим элементом аккумуляторной системы впрыска является форсунка с быстродействующим электромагнитным клапаном. Он открывает и закрывает распылитель, регулируя процесс впрыскивания топлива в каждом цилиндре. В отличие от прочих систем впрыска с управлением электромагнитными клапанами, в аккумуляторной системе CommonRail впрыскивание топлива в камеру сгорания происходит при открытом электромагнитном клапане.
Все форсунки подсоединены к топливному аккумулятору высокого давления, отсюда и название системы. Ее модульное исполнение облегчает адаптацию к конкретному двигателю.
Принцип действия
Действие аккумуляторной системы впрыска топлива основано на том, что процессы создания высокого давления и обеспечения впрыскивания разделены. Система электронного регулирования работы дизеля раздельно управляет работой всех узлов.
Создание высокого давления
Непрерывно работающий ТНВД с приводом от дизеля создает потребное давление впрыскивания, обеспечивая некую постоянную величину давления в топливном аккумуляторе, независимо от частоты вращения коленчатого вала и расхода топлива. Это означает, что ТНВД работает в постоянном режиме, с меньшими пиками крутящего момента и меньшей пиковой производительностью, чем в традиционных системах впрыска. Соответственно, его размеры также могут быть существенно компактнее.
Регулирование давления происходит с помощью клапана регулирования давления и/или управлением на входе в
ТНВД. Находящееся в аккумуляторе высокого давления топливо подготовлено к впрыскиванию.
Впрыскивание
Топливо из аккумулятора по коротким магистралям высокого давления посту-пает к форсункам, которые впрыскивают его непосредственно в камеры сгорания цилиндров двигателя. Каждая форсунка состоит в основном из распылителя и быстродействующего электромагнитного клапана, который управляет распылителем через механический привод. Элект-ромагнитные клапаны приводятся в действие сигналами от блока управления работой дизеля.
Количество впрыскиваемого топлива при постоянном давлении в топливном аккумуляторе пропорционально времени включения электромагнитного клапана и не зависит при этом от частоты вращения коленчатого вала двигателя или частоты вращения вала ТНВД (регулирование впрыскивания по времени)
Принципиальная схема управления работой дизеля с аккумуляторной системой впрыска CommonRail
Подача топлива(контур низкого давления)
Рис. 1
1.ТНВД
2.Топливный аккумулятор высокого давления
3.Форсунки
В аккумуляторной системе впрыска CommonRail(иногда обозначается как CR) функции создания высокого давления и впрыскивания разделены (рис. 6). Давление впрыскивания создается и регулируется автономным ТНВД 1 независимо от частоты вращения коленчатого вала и ве-личины цикловой подачи. Оно поддержи-вается в топливном аккумуляторе 2 давле-ния для последующего впрыскивания.
Эта система предоставляет гораздо большие возможности для варьирования параметров впрыскивания топ/шва, чем предыдущие.
В каждый цилиндр двигателя устана-вливается форсунка. Впрыскивание топлива осуществляется открытием и закрытием электромагнитного клапана 3 высокого давления. Момент впрыскивания и цикловая подача регулируются электронным блоком управления
Рис.6
1.Автономный ТНВД
2.Аккумулятор давления
3.Электромагнитный клапан высокогодавления
4.Форсунка
5.Распылитель форсунки Примеры узлов высокого давления систем впрыска фирмы Bosch
Рис.7
1.Насос-форсунка Р1(для легковых автомобилей)
2.Автономный ТНВД CR3 системы CommonRail(длягрузовых автомобилей)
3.Аккумулятор давления системы CommonRail с форсунками (для грузовых автомобилей)
4.Распределительный ТНВД серии VP30(для легковых автомобилей)
5.Рядный ТНВД серииRP39 с дополнительной втулкой(для грузовых автомобилей)
|
