Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Common Rail )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Common Rail (значения) .
"dCi" перенаправляется сюда. Для использования в других целях, см DCI (значения) .
Форсунка дизельного топлива, установленная на дизельном двигателе MAN V8

Прямой впрыск топлива Common Rail - это система прямого впрыска топлива , построенная вокруг электромагнитных клапанов подачи топлива в рампе высокого давления (более 2000  бар, 200  МПа или 29000  фунтов на кв. Дюйм ) , в отличие от форсунок блока подачи топлива топливного насоса низкого давления (или сопел насоса) ). Впрыск под высоким давлением обеспечивает преимущества в мощности и расходе топлива по сравнению с более ранним впрыском топлива под более низким давлением, [ цитата необходима ]за счет впрыска топлива в виде большего количества мелких капель, что дает гораздо более высокое отношение площади поверхности к объему. Это обеспечивает улучшенное испарение с поверхности капель топлива и, таким образом, более эффективное сочетание атмосферного кислорода с испарившимся топливом, обеспечивая более полное сгорание.

Система впрыска Common Rail широко применяется в дизельных двигателях . Он также является основой систем непосредственного впрыска бензина , используемых в бензиновых двигателях.

История [ править ]

Топливная система Common Rail на двигателе грузовика Volvo

Викерс первым применил систему впрыска Common Rail в двигателях подводных лодок. Двигатели Vickers с топливной системой Common Rail были впервые применены в 1916 году на подводных лодках G-класса . В нем использовались четыре плунжерных насоса, обеспечивающих давление до 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар; 21 МПа) каждые 90 ° вращения, чтобы поддерживать давление топлива в рампе на достаточно постоянном уровне. Подачу топлива в отдельные цилиндры можно было перекрыть клапанами в инжекторных линиях. [1] Doxford Engines использовала систему Common Rail в своих судовых двигателях с оппозитными поршнями с 1921 по 1980 год, где многоцилиндровый поршневой топливный насос создавал давление около 600 бар (60 МПа; 8700 фунтов на квадратный дюйм), при этом топливо хранилось в баллонах-аккумуляторах. . [2] Регулирование давления достигалось регулируемым ходом нагнетания насоса и «переливным клапаном». Механические распределительные клапаны с распределительным валом использовались для питания подпружиненных форсунок Brice / CAV / Lucas, которые впрыскивали через боковую часть цилиндра в камеру, образованную между поршнями. Ранние двигатели имели пару кулачков ГРМ, один для работы вперед, а другой - для кормы. Более поздние двигатели имели по два инжектора на цилиндр, а последняя серия двигателей с турбонаддувом постоянного давления оснащалась четырьмя инжекторами на цилиндр. Эта система использовалась для впрыска как дизельного топлива, так и мазута (600 сСт, нагретого до температуры около 130 ° C).

Двигатели с системой Common Rail уже некоторое время используются в судостроении и локомотивах . Купер-Бессемер GN-8 ( около 1942) представляет собой пример с гидравлическим управлением Common Rail дизельного двигателя, известный также как модифицированная общей топливная магистраль.

Прототип системы Common Rail для автомобильных двигателей был разработан в конце 1960-х годов Робертом Хубером из Швейцарии, а технология была усовершенствована доктором Марко Гансером из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, позже Ganser-Hydromag AG (эст. 1995) в Обергери.

Первое успешное использование в серийных автомобилях началось в Японии к середине 1990-х годов. Доктор Шохей Ито и Масахико Мияки из Denso Corporation , японского производителя автомобильных запчастей, разработали топливную систему Common Rail для большегрузных автомобилей и применили ее на практике в своей системе Common Rail ECD-U2, установленной на грузовике Hino Ranger. и продана для общего пользования в 1995 году. [3] Denso заявляет о первой коммерческой системе Common Rail высокого давления в 1995 году. [4]

Современные системы Common Rail, хотя и работают по тому же принципу, управляются блоком управления двигателем , который открывает каждую форсунку электрически, а не механически. Он был широко проработан в 1990-х годах в сотрудничестве между Magneti Marelli , Centro Ricerche Fiat и Elasis. После исследований и разработок, проведенных группой Fiat , дизайн был приобретен немецкой компанией Robert Bosch GmbH.для завершения разработки и доработки для серийного производства. Оглядываясь назад, можно сказать, что эта продажа стала для Fiat стратегической ошибкой, поскольку новая технология оказалась очень прибыльной. У компании не было иного выбора, кроме как продать Bosch лицензию, поскольку в то время у нее было плохое финансовое положение и не хватало ресурсов для завершения разработки самостоятельно. [5] В 1997 году они расширили его использование для легковых автомобилей. Первый легковой автомобиль , чтобы использовать систему в общем распределителе была модель 1997 Alfa Romeo 156 с 2,4-L двигателя JTD , [6] , а затем в том же году Mercedes-Benz представил его в своей W202 модели.

Приложения [ править ]

Система Common Rail подходит для всех типов дорожных автомобилей с дизельными двигателями, от городских (таких как Fiat Panda ) до автомобилей представительского класса (например, Audi A8 ). Основными поставщиками современных систем Common Rail являются Robert Bosch GmbH, Delphi , Denso и Siemens VDO (в настоящее время принадлежит Continental AG ). [7]

Используемые сокращения и брендинг [ править ]

Инжектор дизельного топлива Common Rail Bosch от двигателя грузовика Volvo

Производители автомобилей называют двигатели с системой Common Rail своими собственными торговыми марками:

  • Ашок Лейланд : CRS (используется в U Truck и автобусах E4)
  • Audi : TDI , BiTDi Буква "Bi" означает BiTurbo.
  • BMW Group ( BMW и Mini ): d (также используется в Land Rover Freelander как TD4 и в Rover 75 и MG ZT как CDT и CDTi), D и SD
  • Chevrolet (принадлежит GM ): VCDi (по лицензии VM Motori ) и Duramax Diesel
  • Chrysler CRD
  • Citroën : HDi , e-HDi и BlueHDi
  • Cummins и Scania : XPI (разработано в рамках совместного предприятия)
  • Cummins : CCR ( насос Cummins с форсунками Bosch )
  • Даймлер : CDI
  • Fiat Group ( Fiat , Alfa Romeo и Lancia ): JTD (также маркируется как MultiJet , JTDm , а поставленные производители - как TDi , CDTi , TCDi , TiD , TTiD , DDiS и QuadraJet )
  • Ford Motor Company : TDCi ( Duratorq и Powerstroke ) и EcoBlue Diesel
  • Honda : i-CTDI и i-DTEC
  • Hyundai , Kia и Genesis : CRDi
  • IKCO : EFD
  • Isuzu : iTEQ и Ddi
  • Ягуар : d
  • Джип : CRD и EcoDiesel
  • Komatsu : Tier3 , 4 класса , 4D95 и выше HPCR -ряды
  • Land Rover : TD4 , ED4, SD4, TD6, TDV6, SDV6, TDV8, SDV8
  • Lexus : d (например, 450d и 220d)
  • Mahindra : CRDe , m2DiCR , mEagle , mHawk , mFalcon и mPower (грузовые автомобили)
  • Maserati : Дизель
  • Mazda : MZR-CD и Skyactiv-D (производятся совместным предприятием Ford и PSA Peugeot Citroen ) и более ранние версии DiTD
  • Mercedes-Benz : CDI и d
  • Mitsubishi : Di-D (в основном на недавно разработанном семействе двигателей 4N1 )
  • Nissan : DDTi
  • Opel / Vauxhall : CDTI , BiTurbo CDTI , CRI , Turbo D и BiTurbo D
  • Porsche : Дизель
  • Протон : SCDi
  • Groupe PSA (Peugeot, Citroën и DS) : HDi , e-HDi или BlueHDi (разработано совместным предприятием с Ford ) - см. Двигатель PSA HDi
  • Renault , Dacia и Nissan : dCi (Infiniti использует некоторые двигатели dCi в рамках альянса Renault-Nissan под брендом d )
  • Saab : TiD (турбодизельный двигатель 2.2 также назывался «TiD», но у него не было Common Rail) и TTiD . Двойная буква «T» означает Twin-Turbo.
  • SsangYong : XDi , eXDI, XVT или D
  • Subaru : TD или D (по состоянию на январь 2008 г.)
  • Сузуки : DDiS
  • Tata : 2.2 VTT DiCOR (используется в большом классе SUV, таком как Safari ), VARICOR (используется в большом классе SUV, таком как Safari Storme , Aria и Hexa ), 1.05 Revotorq CR3 (используется в Tiago и Tigor ) 1.5 Revotorq CR05 (используется в Nexon и Altroz ), 1,4 CR4 (используется в Indica , Indigo и Sumo Gold ), 1,3 Quadrajet (поставляется Fiat и используется в Indica Vista ,Indigo Manza и Zest ) и 2.0 Kryotec (также поставляется Fiat и используется в внедорожниках Harrier и All new Safari ), 3,2 л Turbotronn и 5L Turbotronn (используется в M & HCV Trucks).
  • Toyota : D-4D и D-CAT
  • Volkswagen Group ( Volkswagen , Audi , SEAT и Škoda ): TDI (в более поздних моделях используется система Common Rail, в отличие от более ранних двигателей с насос-форсунками ). Bentley называют свой дизель Bentayga просто дизелем
  • Volvo : двигатели D , D2 , D3 , D4 и D5 (некоторые из них производятся Ford и PSA Peugeot Citroen ), двигатели Volvo Penta серии D.

Принципы [ править ]

Схема системы Common Rail

Электромагнитные или пьезоэлектрические клапаны обеспечивают точный электронный контроль времени и количества впрыска топлива, а более высокое давление, обеспечиваемое технологией Common Rail, обеспечивает лучшее распыление топлива . Чтобы снизить уровень шума двигателя, электронный блок управления двигателем может впрыснуть небольшое количество дизельного топлива непосредственно перед основным впрыском («пилотный» впрыск), тем самым уменьшая его взрывоопасность и вибрацию, а также оптимизируя время впрыска и количество в зависимости от изменений качества топлива. , холодный запуск и т. д. Некоторые современные топливные системы Common Rail выполняют до пяти впрысков за такт. [8]

Двигатели с общей топливной магистралью требуют очень короткого времени для нагрева или вообще не требуют его, в зависимости от температуры окружающей среды, и производят меньше шума и выбросов двигателя, чем старые системы. [9]

В дизельных двигателях исторически использовались различные формы впрыска топлива. Два общих типа включают систему с единичным впрыском и системы распределителя / линейного насоса . Хотя эти старые системы обеспечивают точное количество топлива и контроль времени впрыска, они ограничены несколькими факторами:

  • Они приводятся в действие кулачком, а давление впрыска пропорционально частоте вращения двигателя. Обычно это означает, что наивысшее давление впрыска может быть достигнуто только при самых высоких оборотах двигателя, а максимально достижимое давление впрыска уменьшается по мере уменьшения частоты вращения двигателя. Это соотношение верно для всех насосов, даже тех, которые используются в системах Common Rail. В блочных или распределительных системах давление нагнетания привязано к мгновенному давлению единичного нагнетания без аккумулятора, поэтому взаимосвязь более заметна и проблематична.
  • Они ограничены по количеству и времени событий впрыска, которыми можно управлять во время одного события сгорания. Несмотря на то, что в этих старых системах возможны множественные инъекции, добиться этого гораздо сложнее и дороже.
  • Для типичной распределительной / линейной системы начало впрыска происходит при заданном давлении (часто называемом давлением выталкивания) и заканчивается при заданном давлении. Эта характеристика возникает из-за «тупых» форсунок в головке цилиндров, которые открываются и закрываются при давлениях, определяемых предварительной нагрузкой пружины, приложенной к плунжеру в форсунке. Как только давление в инжекторе достигает заданного уровня, плунжер поднимается и начинается впрыск.

В системах Common Rail насос высокого давления хранит в резервуаре топливо под высоким давлением - до 2000 бар (200 МПа; 29000 фунтов на кв. Дюйм) и выше. Термин «common rail» относится к тому факту, что все топливные форсункипитаются от общей топливной рампы, которая представляет собой не что иное, как аккумулятор давления, в котором топливо хранится под высоким давлением. Этот аккумулятор подает топливо под высоким давлением в несколько топливных форсунок. Это упрощает назначение насоса высокого давления, поскольку ему нужно только поддерживать заданное давление (с механическим или электронным управлением). Топливные форсунки обычно управляются ЭБУ. Когда топливные форсунки электрически активируются, гидравлический клапан (состоящий из форсунки и плунжера) открывается механически или гидравлически, и топливо распыляется в цилиндры под желаемым давлением. Поскольку энергия давления топлива хранится дистанционно, а форсунки приводятся в действие электрически, давление впрыска в начале и в конце впрыска очень близко к давлению в гидроаккумуляторе (рампе), таким образом, производя квадратную скорость закачки. Если гидроаккумулятор, насос и трубопровод имеют надлежащие размеры, давление и скорость нагнетания будут одинаковыми для каждого из нескольких событий нагнетания.

Третье поколение [ неопределенные ] общие железнодорожные дизельные двигатели теперь имеют пьезоэлектрические форсунки для повышения точности, с давлением топлива до 2500 бар (250 МПа; 36 000 фунтов на квадратный дюйм). [10]

См. Также [ править ]

  • Электронный блок впрыска с гидравлическим приводом
  • Прямой впрыск с турбонаддувом
  • Агрегатный насос
  • Датчик воды

Ссылки [ править ]

  1. Перейти ↑ Cummins, C. Lyle (2007). Дизели для первого оружия-невидимки . Карно Пресс. С. 196–198. ISBN 978-0-917308-06-2.
  2. ^ "Справочник по Доксфордскому двигателю" . Архивировано 20 декабря 2007 года.
  3. ^ "240 достопримечательностей японской автомобильной техники - Common Rail ECD-U2" . Jsae.or.jp. Архивировано из оригинала на 2009-09-08 . Проверено 29 апреля 2009 .
  4. ^ «Впрыск дизельного топлива» . DENSO Global . Архивировано 07 августа 2011 года . Проверено 3 августа 2011 .
  5. ^ "Fiat Возрождение автомобилестроителя" . Economist.com . 2008-04-24. Архивировано 8 сентября 2009 года . Проверено 1 мая 2008 .
  6. ^ "Конференция по новым технологиям трансмиссии" . autonews.com . Архивировано из оригинала на 2013-07-03 . Проверено 8 апреля 2008 .
  7. ^ «Denso нацелена на французских и американских автопроизводителей: поставщик № 4 в мире будет расти органически, а не за счет приобретений» . Europe.autonews.com . 2005-10-17 . Проверено 16 мая 2018 .
  8. ^ (многоступенчатый впрыск) См. брошюру BMW 2009 для 3 серии.
  9. ^ [1]
  10. ^ "DENSO разрабатывает новую дизельную систему Common Rail с самым высоким в мире впрыском | Новости | Глобальный веб-сайт DENSO" . Глобальный веб-сайт DENSO . Архивировано 13 октября 2017 года . Проверено 14 декабря 2017 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Система прямого впрыска Common Rail или система CRDI в работе и преимущества
  • Краткое описание работы CRDI Engine
  • Анимация, объясняющая работу системы Common Rail