Common Rail

Ремонт Common Rail в Воронеже

800px-Bosch_common_rail_injectorАккумуляторная топливная система или система типа Common rail — система подачи топлива, применяемая в дизельных двигателях. В системе типа Common rail насос высокого давления нагнетает топливо под высоким давлением (до 300 МПа, в зависимости от режима работы двигателя) в общую топливную магистраль существенного объема (аккумулятор).

Управляемые электроникой электрогидравлические форсунки с электромагнитным или пьезоэлектрическим приводом управляющих клапанов впрыскивают топливо под высоким давлением в цилиндры. В зависимости от конструкции форсунок и класса двигателя, может впрыскиваться до 9 порций топлива за 1 цикл. Одной из ключевых особенностей систем Common Rail,устанавливаемой на Audi, является независимость процессов впрыскивания от угла поворота коленчатого вала и от режима работы двигателя, что делает возможным достижение высокого давления впрыскивания на частичных режимах, что необходимо для удовлетворения современных и перспективных экологических требований.

Конструкция и принцип действия

Common_Rail_Scheme.svg
Топливо из топливного бака забирается топливоподкачивающим насосом (низкого давления), и через фильтр поступает в топливный насос высокого давления (ТНВД). ТНВД подаёт топливо в напорную магистраль, которая играет роль аккумулятора давления. Блок управления регулирует производительность ТНВД для поддержания необходимого давления в магистрали по мере расхода топлива.

Топливная магистраль соединяется топливопроводами с форсунками. В каждую форсунку встроен управляющий клапан — электромагнитный или пьезоэлектрический. По команде от блока управления клапан открывается, впрыскивая необходимую порцию топлива в цилиндр.

Сравнение с другими системами подачи топлива

Особенности:

  • В отличие от традиционной системы подачи топлива, используется одноканальный ТНВД, постоянно подающий топливо в магистраль;
  • Необходимо корректировать цикл работы исходя из пропускной способности каждой форсунки, из-за чего требуется настройка электронного блока после каждой замены форсунок.

Преимущества:

  • Давление, при котором происходит впрыск топлива можно изменять вне зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя и оно остаётся практически постоянным в течение всего цикла подачи топлива;
  • При использовании аккумуляторной системы подачи топлива момент подачи топлива может в широких пределах регулироваться электронным блоком управления. Это позволяет более точно дозировать топливо, а также осуществлять подачу топлива несколькими порциями в течение рабочего цикла — для более полного сгорания топлива;
  • Конструкция системы подачи топлива «Common rail» проще, чем у системы с насос-форсунками, и лучше ремонтопригодность.

Недостатки:

  • Более сложное устройство форсунок, которые требуют относительно частой замены, по сравнению с традиционной системой подачи топлива (но более простое, чем у системы с насос-форсунками);
  • Система перестаёт работать при разгерметизации, например при неисправности одной из форсунок, когда её клапан постоянно находится в открытом положении;
  • Более высокие требования к качеству топлива, чем у традиционных систем.

Таким образом, для удовлетворения перспективных экологических нормативов, таких как Euro-VI, Tier-IV, Euro Stage IV для тяжелых дизелей, системы Common Rail Были признаны наиболее подходящими для применения на всех классах двигателей.

Носители системы

На данный момент до 70% всех выпускаемых дизельных двигателей оснащается системами Common Rail, и эта доля растет. (По прогнозам компании Robert Bosch GmbH доля системы CR на рынке к 2016 году достигнет 83%, а в 2008 году эта цифра составляла лишь 24%). Таким образом, сегодня практически каждый производитель двигателей всех классов: от малых легковых и до крупных судовых, освоил применение аккумуляторных систем.

Среди производителей топливоподающей аппаратуры и систем Common Rail в частности, лидерами являются следующие компании: R. Bosch, Denso, Delphi, L’Orange, Scania.

История

Прототип системы Common Rail был разработан в конце 60-х годов Робертом Хубером в Швейцарии. Далее его технология была развита Марко Гансером из Швейцарского Федерального Института Технологии в Цюрихе. В середине 90-х годов Доктор Шохей Ито и Масахико Мияки из Корпорации DENSO, Япония, разработали систему Common Rail для коммерческого транспорта и воплотили ее в системе ECD-U2, которая стала использоваться на грузовиках HINO Rising Ranger, а потом в 1995году продали технологию другим производителям. Поэтому DENSO считается пионером в адаптации системы Common Rail к нуждам автомобилестроения. Современные системы Common Rail работают по тому же принципу. Они управляются Блоком Электронного Управления, который открывает каждый инжектор электронно, а не механически. Эта технология была детально разработана общими усилиями компаний Magneti Marelli, Centro Ricerche Fiat и Elasis. После того, как FIAT разработал дизайн и концепцую системы, она была продана немецкой компании Robert Bosch GmbH для последующего завершения разработки массового продукта. В целом, это стало большим просчетом компании FIAT, поскольку новая технология стала очень выгодна. Но итальянский концерн был в то время в удручающем финансовом состоянии и не имел ресурсов для завершения выполненых работ. Тем не менее итальянцы первые применили систему Common Rail в 1997 на Alfa Romeo 156 1.9 JTD и только потом она появилась на Mercedes-Benz C 220 CDI.

Интересные факты

  • Разработки аккумуляторных систем питания проводились ещё в середине 20-го века в СССР на Коломенском Заводе, однако ввиду недостаточного развития электроники в те времена удачных реализаций подобных систем не было
  • В настоящее время подавляющее большинство производителей дизельных двигателей используют аппаратуру Common Rail ввиду того, что предыдущие поколения топливных аппаратур не в состоянии обеспечить современные жёсткие экологические требования.