Коммон рельс
Непосредственный впрыск топлива Common Rail — это система непосредственного впрыска топлива, высокого давления (более 2000 бар или 200 МПа или 29 000 фунтов на питания топливной рампы построенная на основе электромагнитных клапанов квадратный дюйм) , в отличие от форсунок топливного насоса низкого давления или ( . форсунок насоса) ). Впрыск под высоким давлением обеспечивает преимущества в мощности и расходе топлива по сравнению с более ранним впрыском топлива под более низким давлением. [ нужна ссылка ] за счет впрыска топлива в виде большего количества более мелких капель, что дает гораздо более высокое соотношение площади поверхности к объему. Это обеспечивает улучшенное испарение с поверхности капель топлива и, следовательно, более эффективное соединение атмосферного кислорода с испаренным топливом, обеспечивая более полное сгорание.
Система впрыска Common Rail широко используется в дизельных двигателях . Он также является основой систем непосредственного впрыска бензина , используемых в бензиновых двигателях .
История
[ редактировать ]
В 1916 году компания Vickers впервые применила механическую систему Common Rail в двигателях подводных лодок G-класса . На каждые 90° вращения четыре плунжерных насоса обеспечивали постоянное давление впрыска 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар; 21 МПа), при этом подача топлива в отдельные цилиндры перекрывалась клапанами в линиях форсунок. [1] С 1921 по 1980 год компания Doxford Engines использовала систему Common Rail в своих судовых двигателях с противоположным расположением поршней , где многоцилиндровый поршневой топливный насос создавал давление около 600 бар (60 МПа; 8700 фунтов на квадратный дюйм), при этом топливо хранилось в аккумуляторных баллонах. [2] Контроль давления достигался с помощью регулируемого хода нагнетания насоса и «сливного клапана». Механические газораспределители с приводом от распределительного вала использовались для питания подпружиненных форсунок Brice/CAV/Lucas, которые впрыскивали через боковую часть цилиндра в камеру, образованную между поршнями. Ранние двигатели имели пару кулачков газораспределительного механизма: один для движения вперед, другой для движения назад. Более поздние двигатели имели по две форсунки на цилиндр, а последняя серия двигателей с турбонаддувом постоянного давления была оснащена четырьмя форсунками. Эта система использовалась для впрыска как дизельного, так и тяжелого мазута (600 сСт, нагретого до температуры около 130 °C).
Двигатели Common Rail уже некоторое время используются в судах и локомотивах . Cooper -Bessemer GN-8 ( около 1942 г.) является примером дизельного двигателя Common Rail с гидравлическим приводом, также известного как модифицированный Common Rail.
Прототип системы Common Rail для автомобильных двигателей был разработан в конце 1960-х годов Робертом Хубером из Швейцарии, а дальнейшее развитие технологии получил доктор Марко Гансер в Швейцарском федеральном технологическом институте в Цюрихе, позже в Ganser-Hydromag AG (основан. 1995) в Оберэгери.
Первым дизельным двигателем с системой Common Rail, использованным в дорожном транспортном средстве, был двигатель MN 106 восточногерманской компании VEB IFA Motorenwerke Nordhausen . Он был встроен в единый IFA W50 в 1985 году. Из-за отсутствия финансирования разработка была отменена, а серийное производство так и не было реализовано. [3]
Первый успешный серийный автомобиль с системой Common Rail был продан в Японии в 1995 году. Доктор Шохей Ито и Масахико Мияки из корпорации Denso разработали систему Common Rail ECD-U2, установленную на грузовике Hino Ranger . [4] Denso заявляет о создании первой коммерческой системы Common Rail высокого давления в 1995 году. [5]
Современные системы Common Rail управляются блоком управления двигателем , который управляет форсунками электрически, а не механически. Прототип создан в 1990-х годах Магнети Марелли , Centro Ricerche Fiat в Бари и Elasis, с дальнейшей разработкой физиком Марио Рикко Fiat Group . К сожалению, Fiat в то время находился в плохом финансовом состоянии, поэтому конструкция была приобретена Robert Bosch GmbH для доработки и серийного производства. [6] Первым легковым автомобилем, использовавшим эту систему, стал Alfa Romeo 156 объемом 2,4 л 1997 года с двигателем JTD . [7] а позже в том же году Mercedes-Benz представил его в своей модели W202 . С 2001 года система Common Rail появилась в 6,6-литровом двигателе Duramax LB7 V8, используемом в Chevrolet Silverado и GMC Sierra HD. В 2003 году Dodge и Cummins выпустили двигатели Common Rail, а в 2008 году за ними последовал Ford с 6,4-литровым двигателем Powerstroke. Сегодня почти все некоммерческие дизельные автомобили используют системы Common Rail.
Приложения
[ редактировать ]Система Common Rail подходит для всех типов дорожных автомобилей с дизельными двигателями, от городских автомобилей (таких как Fiat Panda ) до автомобилей представительского класса (таких как Audi A8 ). Основными поставщиками современных систем Common Rail являются BOSCH , Delphi Technologies , Denso и Siemens VDO (сейчас принадлежит Continental AG ). [8]
Используемые сокращения и брендинг
[ редактировать ]
Производители автомобилей называют свои двигатели Common Rail собственными торговыми марками:
- Ашок Лейланд : CRS (используется в грузовиках U и автобусах E4)
- Audi : TDI , BiTDi. «Bi» означает BiTurbo.
- BMW Group ( BMW и Mini ): d (также используется в Land Rover Freelander как TD4, а также в Rover 75 и MG ZT как CDT и CDTi), D и SD.
- Крайслер КРД
- Citroën : HDi , e-HDi и BlueHDi.
- Cummins и Scania : XPI (разработано совместным предприятием)
- Cummins : CCR ( Cummins насос с форсунками Bosch )
- Даймлер : CDI
- Группа Fiat ( Fiat , Alfa Romeo и Lancia ): JTD (также известная как MultiJet , JTDm , а поставляемые производители — как TDi , CDTi , TCDi , TiD , TTiD , DDiS и QuadraJet )
- Ford Motor Company : TDCi ( Duratorq и Powerstroke ) и EcoBlue Diesel.
- GM : VCDi (по лицензии VM Motori ) и Duramax Diesel.
- Хонда : i-CTDI и i-DTEC
- Hyundai , Kia и Genesis : CRDi
- ИККО : EFD
- Isuzu : iTEQ , Ddi и DI TURBO.
- Ягуар : д
- Джип : CRD и EcoDiesel.
- Komatsu : Tier3 , Tier4 , 4D95 и выше, HPCR. серия
- Ленд Ровер : TD4 , eD4, SD4, TD6, TDV6, SDV6, TDV8, SDV8.
- Лексус : d (например, 450d и 220d)
- Mahindra : CRDe , m2DiCR , mEagle , mHawk , mFalcon и mPower (грузовики)
- Мазерати : Дизель
- Mazda : MZR-CD и Skyactiv-D (некоторые двигатели MZR-CD производятся совместным предприятием Ford и PSA Peugeot Citroën ) и более ранняя версия DiTD.
- Мерседес-Бенц : CDI и d
- Митсубиси : Ди-Д
- Ниссан : ДДТи
- Opel / Vauxhall : DTI , CDTI , BiTurbo CDTI , CRI , Turbo D и BiTurbo D.
- Порше : дизель
- Протон : SCDi
- Groupe PSA (Peugeot, Citroën и DS) : HDi , e-HDi или BlueHDi (разработан в рамках совместного предприятия с Ford ) — см. двигатель PSA HDi.
- Renault , Dacia и Nissan : dCi и BLUEdCi (Infiniti использует некоторые двигатели dCi в рамках Альянса Renault-Nissan под маркой d )
- Saab : TiD (турбодизельный двигатель 2.2 также назывался «TiD», но у него не было системы Common Rail) и TTiD. Двойная буква «T» означает Twin-Turbo.
- SsangYong : XDi , eXDI, XVT или D.
- Subaru : TD , D или BOXER DIESEL (по состоянию на январь 2008 г.)
- Сузуки : ДДиС
- Tata : 2,2 VTT DiCOR (используется в больших внедорожниках, таких как Safari ), VARICOR (используется в больших внедорожниках, таких 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 ), 3.0 CR4 (используется в 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 во внедорожниках Harrier и All new Safari ), 3,3-литровом Turbotronn и 5-литровом Turbotronn (используется в грузовиках M&HCV).
- Тойота : D4-D
- Volkswagen Group ( Volkswagen , Audi , SEAT и Škoda ): TDI (более поздние модели используют систему Common Rail, в отличие от более ранних двигателей с насос-форсунками ). Bentley называет свой дизель Bentayga просто Дизель.
- Volvo : двигатели D , D2 , D3 , D4 и D5 (некоторые производятся Ford и PSA Peugeot Citroën ), двигатели Volvo Penta серии D.
Принципы
[ редактировать ]
Электромагнитные или пьезоэлектрические клапаны обеспечивают точный электронный контроль над временем и количеством впрыска топлива, а более высокое давление, обеспечиваемое технологией Common Rail, обеспечивает лучшее распыление топлива . двигателя Чтобы снизить шум , электронный блок управления двигателем может впрыскивать небольшое количество дизельного топлива непосредственно перед основным впрыском («пилотный» впрыск), тем самым снижая взрывоопасность и вибрацию, а также оптимизируя время и количество впрыска для изменений в качестве топлива. , холодный запуск и тд. Некоторые современные топливные системы Common Rail выполняют до пяти впрысков за такт. [9]
Двигатели Common Rail требуют очень короткого времени прогрева или вообще не требуют его, в зависимости от температуры окружающей среды, и производят меньший шум двигателя и выбросы, чем старые системы. [10]
В дизельных двигателях исторически использовались различные формы впрыска топлива. Двумя распространенными типами являются насосная система впрыска и системы с распределителем/линейным насосом . Хотя эти старые системы обеспечивают точный контроль количества топлива и времени впрыска, они ограничены несколькими факторами:
- Они имеют кулачковый привод, а давление впрыска пропорционально частоте вращения двигателя. Обычно это означает, что максимальное давление впрыска может быть достигнуто только при самых высоких оборотах двигателя, а максимально достижимое давление впрыска снижается с уменьшением частоты вращения двигателя. Это соотношение справедливо для всех насосов, даже тех, которые используются в системах Common Rail. В системах с агрегатами или распределительными системами давление впрыска привязано к мгновенному давлению единичной закачки без аккумулятора, поэтому взаимосвязь становится более заметной и проблематичной.
- Они ограничены по количеству и времени событий впрыска, которыми можно управлять во время одного события сгорания. Хотя 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 срабатывания) и заканчивается при заданном давлении. Эта характеристика возникает из-за «тупых» форсунок в головке блока цилиндров, которые открываются и закрываются при давлении, определяемом предварительным натягом 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 и выше 2000 бар (200 МПа; 29 000 фунтов на квадратный дюйм). Термин «общая топливная рампа» относится к тому факту, что все топливные форсунки питаются от общей топливной рампы, которая представляет собой не что иное, как аккумулятор давления, в котором топливо хранится под высоким давлением. Этот аккумулятор снабжает несколько топливных форсунок топливом под высоким давлением. Это упрощает назначение насоса высокого давления, поскольку ему нужно только поддерживать заданное давление (с механическим или электронным управлением). Топливные форсунки обычно управляются блоком управления двигателем (ECU). Когда топливные форсунки активируются электрически, гидравлический клапан (состоящий из форсунки и плунжера) открывается механически или гидравлически, и топливо впрыскивается в цилиндры под желаемым давлением. Поскольку энергия давления топлива сохраняется дистанционно, а форсунки приводятся в действие электрически, давление впрыска в начале и в конце впрыска очень близко к давлению в аккумуляторе (рампе), что обеспечивает квадратичный объем впрыска. Если аккумулятор, насос и трубопровод подобраны правильно, давление и скорость впрыска будут одинаковыми для каждого из нескольких случаев впрыска.
Третье поколение [ нечеткий ] Дизели Common Rail теперь оснащены пьезоэлектрическими форсунками для повышения точности и давлением топлива до 2500 бар (250 МПа; 36 000 фунтов на квадратный дюйм). [11]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Камминс, К. Лайл (2007). Дизели для первого оружия-невидимки . Карно Пресс. стр. 196–198. ISBN 978-0-917308-06-2 .
- ^ «Справочник по двигателям Доксфорд» . Архивировано из оригинала 20 декабря 2007 г.
- ^ «Nordhäuser участвует в разработке первого в мире дизельного топлива с системой Common Rail – музей IFA открывается в рамках Ночи музеев Nordhäuser» . meinanzeiger.de. 25 марта 2015 г. Архивировано из оригинала 28 октября 2020 г. Проверено 3 марта 2022 г.
- ^ «240 вех японской автомобильной техники — Common Rail ECD-U2» . Jsae.or.jp. Архивировано из оригинала 8 сентября 2009 г. Проверено 29 апреля 2009 г.
- ^ «Впрыск дизельного топлива» . ДЕНСО Глобал . Архивировано из оригинала 7 августа 2011 г. Проверено 3 августа 2011 г.
- ^ «Фиат Возрождение автопроизводителя» . Экономист.com . 24 апреля 2008 г. Архивировано из оригинала 8 сентября 2009 г. Проверено 1 мая 2008 г.
- ^ «Конференция по новым технологиям силовых агрегатов» . autonews.com . Архивировано из оригинала 3 июля 2013 г. Проверено 8 апреля 2008 г.
- ^ «Denso нацелена на французских и американских автопроизводителей: четвертый в мире поставщик будет расти органически, а не за счет приобретений» . Europe.autonews.com . 17 октября 2005 г. Проверено 16 мая 2018 г.
- ^ (многотактный впрыск) См. Брошюру BMW 2009 г. для 3 серии.
- ^ «Архивная копия» . www.carservicesalisbury.com . Архивировано из оригинала 14 мая 2018 года . Проверено 15 января 2022 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «DENSO разрабатывает новую дизельную систему Common Rail с самым высоким в мире давлением впрыска | Новости | Глобальный веб-сайт DENSO» . Глобальный веб-сайт DENSO . 26 июня 2013 г. Архивировано из оригинала 13 октября 2017 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Система прямого впрыска Common Rail или система CRDI, работа и преимущества
- Краткое описание работы CRDI Engine
- Анимация, объясняющая функционирование Common Rail
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
