|
После получения технологии прямого впрыска дизельного двигателя с системой COMMON RAIL компании ROBERT BOSCH Gmbh удалось с успехом разработать эффективную схему контроля впрыска, которая получила наибольшее распространение и в мире, благодаря своей простоте и надежности. Системы COMMON RAIL от BOSCH классифицируются по типам насоса высокого давления и могут иметь несколько разновидностей в зависимости от задач двигателя. Системы управления топливоподачей BOSCH могут быть трех типов: с регулированием давления в рампе на стороне высокого давления, регулирование потока топлива на стороне высокого давления при выходе топлива из ТНВД и так называемый «двойной контроль», когда регулировка происходит с помощью датчика контроля потока в ТНВД и посредством регулятора давления на топливной рампе с помощью дозирующего клапана на линии низкого давления на входе в ТНВД. Система Bosch CP1 Насосы Bosch первого поколения типа CP1 приводятся в работу с помощью вала, соединенного с распредвалом двигателя. ТНВД системы СР1 имеет три плунжера, расположенных радиально к друг другу под углом в 120 градусов. В центре корпуса топливного насоса установлен приводной вал. Привод плунжерных пар осуществляется посредством эксцентрикового кулачка напрямую от выпускного распределительного вала через соединительный элемент. Регулятор давления топлива является частью топливной рампы или расположен на корпусе ТНВД. Клапан на насосе располагается после выпускного штуцера подачи топлива в рампу и отводит часть топлива в линию обратки. Обычно в двигателях с системой Bosch СР1 используются форсунки электромагнитного типа. Принцип работы в следующем: Система Bosch CP1Н Система Bosch CP1H относится к второму поколению и стала применяться с 2001 года. В отличие от насосов CP1 в СР1Н на стороне подачи топлива в рампу расположен соленоидный клапан контроля количества топлива, подаваемого из насоса в рампу. Эта конструкция впервые была применена на типе СР3, но добавлена к СР1 для увеличения производительности насоса. Это позволяет увеличить эффективность насоса, понизив температуру топлива, нагрузку и повысив создаваемое давление. Привод топливного насоса осуществляется напрямую от выпускного распределительного вала через соединительный элемент. Передаточное число привода соответствует передаточному числу коленчатого вала относительно распределительного вала 2 : 1. Топливный насос может вырабатывать максимальное давление топлива от 1600 до 1800 бар. В случае, если в системе не используется погружной электрический насос, ТНВД может быть оборудован подкачивающим насосом шестеренного типа. Основные конструктивные детали – две находящихся в зацеплении шестерни, вращающиеся друг навстречу другу и подающие топливо, защемленное во впадинах между зубьями, из полости всасывания в полость нагнетания. Контактная линия шестерен между полостью всасывания и полостью нагнетания уплотнена, что исключает возможность обратного перетекания топлива. Подача насоса примерно пропорциональна частоте вращения двигателя. В этой связи требуется регулирование подачи / переходного давления. Величина переходного давления, нагнетаемого зубчатыми колесами, зависит от дросселирующих отверстий и их проходного сечения в перепускном дроссельном клапане. Перепускной дроссельный клапан интегрирован в контур низкого давления топливного насоса. Привод топливного насоса осуществляется от приводного вала, а конструкция, в целом, аналогична CP1. На приводном валу жестко смонтирован эксцентрик, который перемещает три плунжера насоса возвратно-поступательно в соответствии с профилем кулачка эксцентрика. На впускной клапан подается давление топлива от подкачивающего насоса. Если переходное давление превышает внутреннее давление камеры высокого давления (плунжер превышает положение TDC (верхняя мертвая точка)), то впускной клапан открывается. Линия подачи топлива под высоким давлением в рампу имеет ответвление, которое проходит через Клапан регулировки давления для слива лишнего топлива в бак. Клапан установлен или сбоку или позади ТНВД в зависимости от конструкции. Система Bosch CP3 Система BOSCH CP3 появилась в 2003 году и стала третьим поколением систем BOSCH для прямого впрыска дилеьного топлива. Базовый дизайн насоса CP3 идентичен СР1 и СР1Н. Но в этом типе применена новая технология контроля давления не в линии высокого давления, в на стороне подачи топлива в ТНВД. Для этого применен новый элемент — клапан контроля количества подаваемого в насос топлива (IMV). Корпус имеет новую форму моноблока со сниженным уровнем трения. Другая отличительная особенность — не прямое воздействие эксцентрика на плунжер, а передача усилия через толкатель, что позволяет увеличить нагрузку и добиться максимального давления в 1800 бар. Эти насосы используются как на легковых, так и на коммерческих автомобилях. Одна из отличительных особеннгостей системы — использование механического передающего насоса, расположенного в задней части ТНВД на линии низкого давления. Насос может быть шестеренчатого типа, как у CP1H, а может быть роторный роликового типа. Такой тип насоса включает в себя эксцентрично расположенную камеру с установленным в ней ротором и роликами, которые могут перемещаться в прорезях ротора. Вращение ротора вместе с создаваемым давлением топлива заставляют ролики перемещаться на периферию прорези, прижимаясь к рабочим поверхностям. В результате ролики действуют как вращающиеся уплотнители, посредством чего между роликами соседних прорезей и внутренней, рабочей поверхностью корпуса насоса, образуется камера. Создание давления определяется тем, что при закрытии входной серпообразной полости объем камеры постоянно уменьшается, и когда выходное отверстие открывается, топливо течет через электромотор и выходит из штуцера в крышке на нагнетательной стороне насоса. Система Bosch CP4 Система Bosch CPN2 Насосы типа CPN2 используются только в коммерческих автомобилях. Их отличие — два вертикально расположенных в линию качающих плунжера. В некоторых редких случаях применялись насосы с четырьмя качающими элементами. Сравнительная Таблица Насосов Высокого давления Bosch
Список автомобилей, на которых используется система COMMON RAIL типа BOSCH: IVECO 190 E40=EUROTECH CURSOR 10 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
12.2014 20:49
Они могут иметь модификации CP1K — компактный дизайн и CP1S — стандартный дизайн, но с регулятором давления на корпусе насоса. Система характеризуется наличием погружного электрического топливного насоса, который подает топливо к ТНВД под давлением 2,6 бар и с производительностью 160 л/час (может меняться в зависимости от модели автомобиля). Электрический топливный насос постоянно активирован при работающем двигателе. Лишнее топливо отводится через предохранительный клапан на блоке топливного фильтра в топливный бак. Блок топливного насоса и указателя уровня топлива оснащен еще одним предохранительным клапаном. При заблокированном топливопроводе предохранительный клапан открывается и подаваемое топливо снова возвращается напрямую в топливный бак. Это позволяет избежать повреждений топливной системы.
Передаточное число привода топливного насоса соответствует передаточному числу коленчатого вала относительно распределительного вала 2 : 1. ТНВД СР1 не имеет клапана дозирования топлива. Давление в топливной рампе регулируется исключительно посредством регулятора давления топлива (DRV). ТНВД должен создавать минимальное давление в рампе на уровне 170-200 бар на холостом ходе и 1350 бар на максимальных оборотах. После входного штуцера на линии низкого давления в ТНВД имеется специальный клапан, который переводит часть топлива для смазки внутренних поверхностей насоса. Пружина клапана настроена так, что если давление в магистрали ниже 0,8 бар, то топливо направляется на смазку и охлаждение насоса и затем сливается в линиию обратки. Если давление выше 0,8 бар, то пружина сжимается и большая часть топлива подаётся к плунжерам для сжатия. По мере вращения приводного вала, эксцентрик нажимает на трехгранную втулку, а она надавливает на поршень плунжера. Когда эксцентрик не давит на поршень плунжера, поршень под действием возвратной пружины двигатется к центру насоса, создавая разряжение в камере, которое открывает впускной клапан и топливо попадает в камеру.
После нажима эксцентрика на поршень, тот двигается вверх, сжимая топливо и высокое давление в камере перекрывает впускной клапан (как только давление станет около 1 бара), одновременно выдвигая шарик контрольного клапан на впуске и выпуская топливо из камеры уже под высоким давлением. После этого движение поршня вниз снова создает разряжение и шарик перекрывает выпускное отверстие и впускной клапан открывается снова. Такт повторяется. Некоторые варианты насоса могут иметь клапан деактивации одного из плунжеров. Причина его использования — снижение нагрузки на ТНВД на малых оборотах, а также быстрое понижение давления в системе при переходе блока управления в аварийный режим. Клапан деактивации состоит из электромагнита и штока, который перекрывает подачу топлива для сжатия. После подачи сигнала с ЭБУ на клапан, соленоид прижимает шток с золотником клапана к впускному отверстию.
Клапан состоит из соленоида и подпружиненного штока, который упирается в шарик для перекрытия сливного канала. Открытие форсунок и работа плунжеров приводят к сильным гидравлическим колебаниям топлива. Шарик в клапане призван гасить эти колебания. Если давление в клапане больше 100 бар, то пружина сжимается и топливо утекает в магистраль обратки. Под управлением сигнала частоты с ЭБУ соленоид двигает шток вперед и он перекрывает слив в обратку, повышая давление в линии. Если ЭБУ не управляет клапаном, то давление находится на уровне 100 бар. Если клапан на рампе, то он находится на линии слива топлива в магистраль обратки и регулирует топливо по сигналу частотной модуляции с блока управления двигателем. Также на рампе устанавливается датчик измерения давления. Он с высокой точностью и за соответственно короткое время измеряет мгновенное давление топлива в рампе и передает в ЭБУ сигнал напряжения, соответствующий имеющемуся давлению. Датчик функционирует вместе с регулятором давления топлива в замкнутом контуре регулирования.
Также в рампе может располагаться датчик температуры топлива. Его сопротивление при температуре 25 градсов — 2400 Ом, при температуре 80 градусов — 270 Ом.
Топливо не попадает в камеру сгорания. При активации электромагнитного клапана открывается выпускной дроссель. За счет этого возрастает давление в управляющей камере клапана, а также гидравлическое усилие, действующее на управляющий золотник клапана. Как только гидравлическая сила в управляющей камере клапана станет меньше гидравлической силы в форкамере распылителя и пружины иглы распылителя, игла распылителя открывается. Топливо через отверстия распылителя впрыскивается в камеру сгорания. Спустя заданное программой время подача электропитания к электромагнитному клапану прерывается. После этого выпускной дроссель снова закрывается. С закрытием выпускного дросселя в управляющей камере клапана через впускной дроссель восстанавливается давление из топливной рампы. Это повышенное давление с большим усилием воздействует на управляющий золотник клапана. Эта сила и сила упругости пружины иглы распылителя теперь превосходят силу в форкамере распылителя и игла распылителя закрывается. Скорость закрывания иглы распылителя определяется расходом впускного дросселя.
Впрыск прекращается, как только игла распылителя достигает своего нижнего упора. Косвенное приведение в действие иглы распылителя посредством системы гидравлического сервопривода применяется, когда усилие, необходимое для быстрого открывания иглы распылителя с помощью электромагнитного клапана, не может быть создано напрямую. Для этого дополнительно к объему впрыскиваемого топлива в возврат топлива через дроссели управляющей камеры подается требуемый «управляющий объем». Дополнительное к управляющему объему имеются объемы утечек на перемещение иглы распылителя и управляющего золотника клапана. Электромагнитные форсунки калибруются во время производства и имееют несколько вариантов кодировки. Ранние версии разделены на классы (например, Х, Y, Z у Hyundai) и в случае замены классы форсунок необходимо комбинировать по определенному принципу. В более поздних системах используется код : 8-значный (ЕВРО IV) или 9-значный (ЕВРО V), который представляет собой поправочный коэффициент для коррекции топлива и выгравирован на поверхности головки топливной форсунки.
В случае замены форсунок в память ЭБУ необходимо вводить новый код. Также необходимо вводить коды форсунок при замене ЭБУ на новый в память нового блока.
Еще одна особенность системы СР1Н — использование деактиватора одного из плунжеров в случае, если нет необходимости развивать максимальное давление в рампе.
Создание высокого давления (до 1800 бар) вызывает высокую температурную нагрузку на отдельные детали топливного насоса. Поэтому для обеспечения выносливости механические детали топливного насоса должны обильно смазываться. Перепускной дроссельный клапан спроектирован так, чтобы при любом режиме эксплуатации обеспечить оптимальное смазывание и, соответственно, охлаждение. При низкой частоте вращения топливного насоса (низкое давление подкачивающего насоса) управляющий золотник лишь немного смещается со своего седла. Потребность в смазке/охлаждении, соответственно, мала. Открывается малая подача топлива через дроссель на конце управляющего золотника для смазки/охлаждения насоса. Некоторые ТНВД могут быть снабжены автоматической вентиляцией (Форд). Через дроссель отводится воздух, который может находиться в топливном насосе. С ростом частоты вращения топливного насоса (ростом давления подкачивающего насоса) управляющий золотник сильнее поджимает нажимную пружину. При растущей частоте вращения топливного насоса требуется усиленное охлаждение топливного насоса.
При заданном давлении открывается байпасное охлаждение топливного насоса и расход топливного насоса увеличивается. При высокой частоте вращения топливного насоса (высоком давлении подкачивающего насоса) управляющий золотник сильнее поджимает нажимную пружину. Теперь байпасное охлаждение топливного насоса полностью открыто (максимальное охлаждение). Избыток топлива через байпас обратного потока возвращается в полость всасывания подкачивающего насоса. Таким образом внутреннее давление топливного насоса СР1Н (как и СР1) ограничивается значением 6 бар.
Заполнение камеры высокого давления функционирует комбинировано: С одной стороны, топливо под воздействием переходного давления нагнетается в камеру высокого давления. Давление при этом зависит от проходного сечения клапана дозирования топлива. С другой стороны, топливо при движении плунжера вниз засасывается в камеру высокого давления. Если пройдена BDC (нижняя мертвая точка) плунжера, то впускной клапан закрывается вследствие возросшего давления в камере высокого давления. Топливо больше не может проходить в камеру высокого давления. Как только давление в камере высокого давления превысит давление в топливной рампе, открывается выпускной клапан, и топливо через подсоединение высокого давления нагнетается в топливную рампу (ход подачи). Плунжер насоса подает топливо до тех пор, пока не будет достигнута TDC. Затем давление падает, и выпускной клапан закрывается. Оставшееся топливо более не находится под давлением; плунжер насоса движется вниз. Если давление в камере высокого давления ниже переходного давления, впускной клапан снова открывается, и процесс начинается сначала.
Версии СР3.1 ~ СР3.4 отличаются размером и уровнем давления в зависимости от выполняемой автомобилем задачи. Версия СР3.4 используется только на грузовиках и автобусах.
Топливо
Топливо
Топливо
0D 
8/ RENAULT MASTER 2.8 Система впрыска Common-Rail фирмы Bosch
В зависимости от двигателя системы Common-Rail фирмы Bosch оснащаются различными топливными насосами:
CP1,
CP1H,
CP4.
1. или
CP4-16/1
Насос CP1 используется на следующем двигателе:
1.3L Duratorq-TDCi (FD4) Diesel – Евро IV
Насос CP1H используется на следующих двигателях:
Дизельный двигатель 1.3L Duratorq-TDCi (FD4) — Евро V
Дизельный двигатель 1.6L Duratorq-TDCi (DV) (DV6) — Евро IV, начиная с моделей 02/2005
Дизельный двигатель 1.6L Duratorq-TDCi (DV) (DV6T) — Евро IV + V
2.2L Duratorq-TDCi (DW), дизельный (DW12B) – Евро IV
Дизельный двигатель 2.2L Duratorq-TDCi (DW) (DW12C) — Евро V
Насос CP4-16/1 используется на следующем двигателе:
Двигатель 1.5L Duratorq-TDCi (DV5FD и DV5FC) — Евро VI
Кроме того, в зависимости от варианта двигателя устанавливаются электромагнитные или пьезоэлектрические топливные форсунки.
В следующей таблице показывается, какой топливный насос установлен на каком двигателе и каков принцип действия топливных форсунок соответствующей системы.
| Двигатель (внутреннее обозначение компании Ford) | CP1 | CP1H | CP4. 1 | CP4-16/1 | Форсунки |
|---|---|---|---|---|---|
| 1.3L Duratorq-TDCi (FD4) Diesel — Евро IV | X | — | — | — | Электромагнитное исполнительное устройство |
| Дизельный двигатель 1.4L Duratorq-TDCi (DV) (DV4C) — Евро V | — | — | X | — | Электромагнитное исполнительное устройство |
| Дизельный двигатель 1.5L Duratorq-TDCi (DV) (DV5) — Евро V | X | Электромагнитное исполнительное устройство | |||
| Дизельный двигатель 1.5L Duratorq-TDCi (DV) (DV5FD) — Евро VI | — | — | — | X | Электромагнитное исполнительное устройство |
| Дизельный двигатель 1.5L Duratorq-TDCi (DV) (DV5FC) — Евро VI | — | — | — | X | Электромагнитное исполнительное устройство |
| Дизельный двигатель 1.6L Duratorq-TDCi (DV) (DV6T) — Евро IV + V | — | X | — | — | Электромагнитное исполнительное устройство |
Дизельный двигатель 1. 6L Duratorq-TDCi (DV) (DV6D) — Евро V | — | — | X | — | Электромагнитное исполнительное устройство |
| Дизельный двигатель 1.6L Duratorq-TDCi (DV) (DV6 ECO3) — Евро V | X | Электромагнитное исполнительное устройство | |||
| 2.3L Duratorq-TDCi (DV) (DV6 ECO3) — Евро IV | — | X | — | — | Пьезоуправление |
Только на Fiesta 2013.0 с даты выпуска 05/2012
Только на Focus 2015.0, C-MAX 2015.5 и Mondeo 2015.0
Только на Fiesta 2008.75 с даты выпуска 03/2010
Только на Focus Econetic 2011.25 с даты выпуска 05/2012
Новое поколение двигателей DV и изменения в топливной системе
Начиная с даты выпуска 03/2010 г. дизельные двигатели DV, отвечающие требованиям Евро V, будут устанавливаться на автомобили Ford большей частью в 8-клапанном варианте. Только дизельный двигатель 1.6L Duratorq-TDCI (DV) (DV6T) Econetic в модели Focus 2004.75 был оснащен 16-клапанной технологией до августа 2010 г.
Дизельный двигатель 1.4L Duratorq-TDCi (DV) (DV4C) на модели Fiesta 2008.75 больше не оснащается системой Common-Rail фирмы Siemens, а только доработанной системой фирмы Bosch.
Дизельный двигатель 1.6L Duratorq-TDCI (DV) (DV6D) также, как и DV4C оснащается доработанной системой Common-Rail фирмы Bosch.
Существенное сходство между новыми базовыми двигателями DV:
Все новые дизельные двигатели DV (DV4C, DV6D и DV6C) имеют одинаковую головку цилиндров (одинаковый номер детали по каталогу).
Существенное различие между новыми базовыми двигателями DV:
Блок цилиндров дизельного двигателя 1.4L Duratorq-TDCi (DV) в отличие от дизельного двигателя 1.6L Duratorq-TDCI (DV) на 12 мм короче.
Двигатель 1.5L Duratorq-TDCi Euro VI (DV5FD и DV5FC) в отличие от двигателя 1.6L Duratorq-TDCI (DV) и 1.5L Duratorq-TDCi (DV5) Евро V имеет электрический насос в баке и не имеет перекачивающего насоса. Клапан дозирования топлива двигателя 1.5L Duratorq-TDCi, Евро VI (DV5FD и DV5FC) открывается в обесточенном состоянии.
Двигатель 1.5L Duratorq-TDCi, Евро VI (DV5FD и DV5FC) имеет пульсирующие демпферы, встроенные в подающие и возвратные магистрали, чтобы компенсировать ударные волны в системе низкого давления.
Датчик низкого давления и датчик температуры топлива в двигателе 1.5L Duratorq-TDCi, Евро VI (DV5FD и DV5FC) были совмещены. Датчик низкого давления и температуры топлива находится между выходным отверстием топливного фильтра и входным отверстием насоса высокого давления.
Свойства дизельного двигателя 1.5L Duratorq-TDCi, Евро VI (DV5FC):
Турбокомпрессор TC с переменной геометрией турбины
Охладитель нагнетаемого воздуха с дополнительным электрическим водяным насосом
Свойства дизельного двигателя 1.5L Duratorq-TDCi, Евро VI (DV5FD):
Турбокомпрессор TC с перепускной заслонкой (байпасом)
Охладитель нагнетаемого воздуха без водяного охлаждения
Система Common-Rail с пьезофорсунками
Дизельные приводные системы с системой Common-Rail в сочетании с эффективной очисткой выхлопных газов могут стать основой для экономичных автомобилей.
Основным преимуществом дизельной системы Common Rail является огромная гибкость давления впрыска и момента впрыска, что достигается за счет разделения систем создания давления и систем впрыска.
Топливо постоянно находится под высоким давлением и готово к впрыскиванию. Давление создается насосом высокого давления. Топливная рампа, установленная на двигателе, служит аккумулятором высокого давления. Отсюда топливо распределяется по отдельным форсункам. Форсунка с форсункой встроена в каждый цилиндр двигателя. Момент впрыска и количество топлива рассчитываются и контролируются индивидуально для каждого цилиндра.
Система Common-Rail с пьезофорсунками Bosch обеспечивает гибкий впрыск топлива при давлении до 2700 бар.
Еще большая экономичность и точность
Стратегия «Цифровое формирование нормы» (DRS) способствует очень небольшой задержке между предварительным впрыском и основным впрыском. DRS можно использовать для реализации более плавного процесса сгорания с меньшим количеством перерывов, что может еще больше снизить шум, выбросы и расход топлива.
Инновационная функция «Контроль закрытия иглы» (NCC) может значительно повысить точность впрыска, в частности, в течение всего срока службы. Характеристики форсунки измеряются датчиком и передаются в электронный блок управления.
Эффективная очистка выхлопных газов с помощью Denoxtronic
Система дозирования восстановителя Denoxtronic может использоваться в сочетании с электронным блоком управления двигателем для регулировки объема восстановителя в соответствии с параметрами двигателя. Прецизионные датчики для дизельных сажевых фильтров могут помочь оптимизировать работу фильтра.
Изображение изделия Denoxtronic
Блок управления дозированием. с системами предварительного нагрева Bosch. В сочетании с оптимизированной стратегией впрыска системы предварительного нагрева могут повысить производительность холодных двигателей и снизить выбросы. Они также могут способствовать нагреву сажевого фильтра во время регенерации.
Подача топлива
Электронная система управления двигателем может обеспечить подачу необходимого количества топлива из бака к насосу высокого давления под давлением от 5 до 6 бар в соответствии с требованиями.
Управление подачей воздуха
Чтобы способствовать эффективному сгоранию при сохранении ресурсов, количество впрыскиваемого топлива всегда должно точно соответствовать воздушной массе, поступающей в цилиндр. Масса воздуха точно измеряется термопленочным датчиком массы воздуха.
Электрификация и уменьшение габаритов
Вместе с регулируемым началом впрыска и возможностью многократного предварительного и последующего впрыска, а также короткими интервалами между впрысками система оптимально разработана для концепций уменьшения габаритов с турбонаддувом, а также для комбинации с гибридной технологией для электрификации силового агрегата.
Компоненты системы впрыска топлива Common Rail
Компоненты системы впрыска топлива Common RailХанну Яаскеляйнен, Алессандро Феррари
Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием.
Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.
Abstract : Компоненты системы впрыска топлива Common Rail включают в себя рампу, насос высокого давления и топливные форсунки. Радиальные, агрегатные и линейные насосы используются в коммерческих системах Common Rail. Конструкции насосов высокого давления развиваются для повышения эффективности системы впрыска топлива и облегчения точного контроля давления в рампе. В системах Common Rail можно использовать несколько типов форсунок, включая электрогидравлические форсунки с сервоуправлением и форсунки прямого действия.
- Система трубопроводов и рельс
- Насос высокого давления
- Форсунки
В современных системах Common Rail размеры трубы подачи форсунки и объем магистрали являются критическими параметрами, которые могут повлиять на динамические характеристики системы впрыска. Размер этих компонентов оказывает значительное влияние на критические параметры впрыска топлива, такие как время задержки между многократными впрысками и минимальное количество впрыскиваемого топлива.
В связи с более широким использованием многократных впрысков и необходимостью точно контролировать количество впрыскиваемого топлива, начиная примерно с этапа Евро-4, производители уделяют больше внимания этим, казалось бы, обыденным компонентам.
Рампа представляет собой трубу с толстыми стенками, предназначенную для работы в качестве аккумулятора для предотвращения значительного падения давления при полной скорости заправки за счет создания гидравлической емкости в контуре высокого давления. Объем рельса варьируется от нескольких кубических сантиметров в легковых автомобилях до 60 см 3 в большегрузных автомобилях. В большинстве случаев дозирующий клапан на ТНВД регулирует подачу топлива под высоким давлением в рампу. Давление в рампе можно регулировать до значения, которое зависит от потребностей любого конкретного режима работы двигателя. В некоторых случаях давление в рампе может достигать 300 МПа.
Как и в случае с системами P-L-N, системы Common Rail также подвержены эффектам, связанным с динамикой волн в рампе и топливопроводах.
Волны, генерируемые внезапными изменениями давления в одной части системы, например, при открытии игольчатого клапана впрыска, могут отражаться на жестких концах системы и возвращаться к своим источникам, вызывая нежелательные последствия, такие как снижение давления впрыска и колебания впрыска. количество.
Чтобы лучше контролировать давление на форсунке, некоторые форсунки Common Rail включают в себя дополнительный объем аккумулятора в форсунке.
Эффекты впускной трубы форсунки. Возникновение высокоамплитудных/низкочастотных волн давления во время закачки представляет собой одну из наиболее важных проблем при сокращении времени задержки между несколькими закачками. Уменьшение амплитуды этих колебаний является важной задачей разработчиков систем впрыска топлива. Значительного ослабления колебаний давления можно добиться подбором соответствующих размеров входного патрубка форсунки [29].77] [2193] .
Энергия, накопленная в волнах давления, вызванных событиями впрыска с той же продолжительностью впрыска и давлением в рампе, остается почти постоянной при изменении геометрических параметров питающих трубок форсунок.
Следовательно, из-за того, что энергия, запасенная в синусоидальной серии волн давления, увеличивается пропорционально квадрату ее амплитуды и частоты, модификации гидравлической схемы, приводящие к увеличению амплитуды колебаний давления, должны приводить к уменьшению частот, и наоборот 9.0081 [2978] .
Поскольку частота волн давления строго связана с геометрическими особенностями контура высокого давления, основное внимание уделяется проектированию контура, чтобы максимизировать частоту волн. Физическое моделирование систематически показывает, что эта частота увеличивается с удлинением входного патрубка форсунки, то есть отношением длины к внутреннему диаметру, и это подтверждается экспериментами. Модулирование колебаний волны давления таким образом считается стратегией активного демпфирования.
В качестве альтернативы можно использовать отверстия на рейке с трубными соединениями или внутри форсунки. Это считается пассивной демпфирующей стратегией. Для определенной продолжительности впрыска и давления в рампе дроссельная заслонка обычно уменьшает количество впрыскиваемого топлива по сравнению с гидравлической схемой без дроссельной заслонки.
Относительное снижение варьируется, но обычно составляет менее 10%. Отверстие также снизит гидравлическую эффективность системы впрыска.
Эффекты громкости рельсов. Аккумулятор относительно большого объема традиционно считался основой для демпфирования колебаний давления, вызванных топливными импульсами, подаваемыми насосом, и циклами впрыска топлива в системах Common Rail. Однако исследования с системой впрыска топлива для легковых автомобилей показали, что постепенное уменьшение объема аккумулятора с 20 до 3 см3 не влияет на амплитуду этих колебаний давления и оказывает незначительное негативное влияние на работу форсунки [2978] [2979] . Способность системы контролировать высокое давление в этих исследованиях была результатом синергетического действия как гидравлической емкости системы высокого давления, так и устройства контроля давления. Хотя рабочий цикл либо клапана регулирования давления (PCV), либо клапана дозирования топлива на входе в насос (FMV) зависел от размера рампы, система управления высоким давлением была способна поддерживать уровень давления достаточно близким к номинальному значению.
для исследуемого диапазона объемов аккумуляторов. Этот вывод был применен к разработке систем Common Rail нового поколения для легковых автомобилей, в которых используются рельсы меньшего объема, чем в прошлом.
Этот вывод также открывает двери для возможности полного удаления рейки из контура высокого давления. На самом деле такая системная концепция, именуемая Common Feeding, была разработана [2979] . В нем используется небольшой объем гидроаккумулятора, встроенный в насос, который затем подключается непосредственно к линиям подачи форсунок, рис. 1. Датчик давления, PCV и FMV также встроены в насос. Полученная система впрыска имеет низкую гидравлическую инерцию, что обеспечивает быструю динамическую реакцию во время переходных процессов и снижает производственные затраты. Кроме того, эта система соответствует требованиям легкой установки на двигатель. Несмотря на то, что в поведении системы есть некоторые заметные отличия от системы Common Rail, их можно учесть при проектировании и калибровке.