Common Rail
Система впрыска Common Rail появилась благодаря ужесточению экологических норм по выбросу вредных веществ, которые предъявлялись к дизельным двигателям. Топливная система Common Rail характеризуется впрыском топлива в цилиндр под очень высоким атмосферным давлением, благодаря чему автомобили, оснащенные данной системой, получили уменьшенный расход топлива на 15 процентов, в то время как мощность двигателя выросла почти на 40 процентов.
Но это не все достоинства передовой топливной системы Common Rail. Также было отмечено уменьшения шума при работе двигателя, притом, что крутящий момент дизеля был также увеличен. Благодаря своему преимуществу, система впрыска Common Rail приобрела очень широкую популярность, и на данное время, каждый второй автомобиль с дизельным двигателем оснащен именно этой системой впрыска.
Устройство
Топливная система состоит из двух контуров: контура низкого давления, включающего электронасос в топливном баке, компенсационный бачок, топливный фильтр и шестеренный насос, и контура высокого давления, включающего насос высокого давления, аккумулятор (Rail), форсунки и предохранительный клапан. Включенные в контур низкого давления электронасос и шестеренный насос обеспечивают подачу топлива из бака через компенсационный бачок и фильтр к насосу высокого давления. Этот насос подает топливо в аккумулятор (Rail) под высоким давлением, необходимым для впрыска топлива. Из аккумулятора высокого давления топливо поступает к форсункам, через которые оно впрыскивается в камеры сгорания двигателя.
Дизельный двигатель, как и любой другой, всегда работает с переменными нагрузками и разными режимами. И нагрузка на двигатель может быть разной и не зависеть от оборотов коленчатого вала двигателя. Но как же тогда, поддерживать постоянным давление в системе впрыска? Именно для этого, был внедрен блок управления, который за счет изменения производительности топливного насоса, поддерживает высокое давление в системе. Нужно помнить одну деталь, что при впрыске "соляры" в цилиндр двигателя, самое высокое давление создается при минимальном числе оборота коленвала. Форсунки в системе впрыска Common Rail тоже простые. Они оснащены либо пъезоэлектрическими, либо электромагнитными клапанами и управляются от блока управления, который подает на них разные импульсы в зависимости от режима работы дизеля. Какие преимущества у топливной системы Common Rail с высоким давлением? Благодаря высокой точности электронного управления и высокому давлению впрыска, сгорание топлива в цилиндре двигателя происходит с максимальной отдачей, что соответствует оптимальной работе двигателя. И на каждом из режимов работы двигателя достигается оптимальные результаты. Из-за этого, уменьшается расход топлива, а также снижается уровень токсичности выхлопных газов.
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;
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.