Құрылғының ерекшеліктері және Common Rail отын жүйесінің артықшылықтары

Қазіргі заманғы көлік құралдарында отын бүрку жүйелері қолданылады. Егер бұрын мұндай модификация дизельді қондырғыларда болса, бүгінде көптеген бензин қозғалтқыштары бүрку түрлерінің бірін алады. Олар егжей-тегжейлі сипатталған тағы бір шолу.

Енді біз жалпы рельс атауын алған дамуға тоқталамыз. Оның қалай пайда болғанын, оның ерекшелігі мен артықшылықтары мен кемшіліктері қандай екенін көрейік.

Жалпы рельсті отын жүйесі дегеніміз не?

Сөздік Common Rail ұғымын «аккумуляторлық отын жүйесі» деп аударады. Оның ерекшелігі дизель отынының бір бөлігі отын жоғары қысымға ұшыраған резервуардан алынады. Рампа инжекциялық сорғы мен инжекторлар арасында орналасқан. Инъекцияны клапанды ашатын инжектор жүзеге асырады және қысымды отын цилиндрге жіберіледі.

Отын жүйесінің бұл түрі дизельді энергетикалық қондырғылар эволюциясының ең соңғы сатысы болып табылады. Бензиндік аналогпен салыстырғанда, дизель үнемді, өйткені жанармай құятын коллекторға емес, цилиндрге тікелей құйылады. Бұл модификациямен қуат блогының тиімділігі айтарлықтай артады.

Жалпы рельсті жанармай айдау ішкі жану қозғалтқышының жұмыс режимінің параметрлеріне байланысты автомобильдің тиімділігін 15% жақсартты. Бұл жағдайда, әдетте, қозғалтқыштың үнемділігінің жанама әсері оның жұмысының төмендеуі болып табылады, бірақ бұл жағдайда блоктың қуаты, керісінше, артады.

Мұның себебі цилиндр ішіндегі отынның таралу сапасында жатыр. Қозғалтқыштың тиімділігі түсетін отынның мөлшеріне емес, оның ауамен араласу сапасына тікелей тәуелді екенін бәрі біледі. Қозғалтқыш жұмыс істеп тұрған кезде, инъекция процесі бірнеше секунданың ішінде жүретіндіктен, отынның ауамен тезірек араласуы қажет.

Бұл процесті жылдамдату үшін отынды тозаңдандыру қолданылады. Жанармай сорғысының артындағы сызық жоғары қысымға ие болғандықтан, дизель отыны саптамалар арқылы тиімдірек шашылады. Ауа-отын қоспасының жануы үлкен тиімділікпен жүреді, осыдан қозғалтқыш тиімділіктің бірнеше есе артуын көрсетеді.

История

Бұл әзірлеменің енгізілуі автомобиль өндірушілері үшін экологиялық стандарттарды қатаңдату болды. Алайда, іргелі идея өткен ғасырдың 60-шы жылдарының соңында пайда болды. Оның прототипін швейцариялық инженер Роберт Хубер жасаған.

Сәл кейінірек бұл идеяны Швейцария Федералды Технологиялық Институтының қызметкері Марко Гансер аяқтады. Бұл дамуды Denzo қызметкерлері пайдаланды және жанармай рельсті жүйесін құрды. Жаңалық қарапайым рельс атауына ие болды. 1990 жылдардың соңғы жылдарында EDC-U2 қозғалтқыштарындағы коммерциялық көліктерде даму пайда болды. Hino жүк көліктері (Rising Ranger моделі) осы отын жүйесін алды.

95-ші жылы бұл даму басқа өндірушілерге де қол жетімді болды. Әрбір брендтің инженерлері жүйені өзгертті және оны өз өнімдерінің сипаттамаларына бейімдеді. Алайда, Дензо өзін инъекцияны машиналарға қолдануда ізашар деп санайды.

Бұл пікірді 1987 жылы тікелей инжекциялық дизельді қозғалтқыштың (Chroma TDid моделі) прототипін патенттеген басқа FIAT маркасы даулайды. Сол жылы итальяндық концерннің қызметкерлері жалпы рельспен жұмыс істеу принципі ұқсас электронды инъекцияны құру бойынша жұмыс істей бастады. Рас, жүйе UNIJET 1900cc деп аталды.

Қазіргі заманғы инъекция нұсқасы, оны кім ойлап тапқанына қарамастан, түпнұсқа дизайнымен бірдей принципте жұмыс істейді.

Құрылыс

Отын жүйесінің осы модификациясының құрылғысын қарастырыңыз. Жоғары қысым тізбегі келесі элементтерден тұрады:

• Қозғалтқыштың қысу коэффициентінен бірнеше есе жоғары қысымға төтеп беруге қабілетті желі. Ол барлық тізбек элементтері жалғанған біртұтас түтіктер түрінде жасалған.
• Инъекциялық сорғы - бұл жүйеде қажетті қысымды тудыратын сорғы (қозғалтқыштың жұмыс режиміне байланысты бұл көрсеткіш 200 МПа-дан жоғары болуы мүмкін). Бұл механизм күрделі құрылымға ие. Заманауи дизайнында оның жұмысы поршеньді жұпқа негізделген. Ол егжей-тегжейлі сипатталған тағы бір шолу... Отын сорғысының құрылғысы мен жұмыс принципі де сипатталған бөлек.
• Жанармай рельсі (рельс немесе аккумулятор) - бұл жанармай жиналатын, қалың қабырғалы шағын резервуар. Оған атомизаторлары бар инжекторлар және басқа жабдықтар жанармай желілері арқылы қосылады. Рампаның қосымша функциясы - сорғының жұмысы кезінде пайда болатын отынның ауытқуын дымқылдау.
• Отын қысымының датчигі және реттегіші. Бұл элементтер жүйеде қажетті қысымды басқаруға және ұстап тұруға мүмкіндік береді. Қозғалтқыш жұмыс істеп тұрған кезде сорғы үнемі жұмыс істейтін болғандықтан, ол дизельдік отынды үнемі желіге айдайды. Оның жарылып кетуіне жол бермеу үшін реттеуші артық жұмыс ортасын резервуарға қосылған кері желіге төгеді. Қысым реттегішінің жұмысы туралы толығырақ ақпаратты қараңыз осында.
• Инжекторлар блоктың цилиндрлеріне отынның қажетті бөлігін жеткізеді. Дизельді қозғалтқыштарды жасаушылар бұл элементтерді цилиндрдің басына тікелей орналастыруға шешім қабылдады. Бұл сындарлы тәсіл бірнеше күрделі мәселелерді бір уақытта шешуге мүмкіндік берді. Біріншіден, бұл жанармай шығынын азайтады: көпнүктелі инжекция жүйесінің қабылдау коллекторында жанармайдың аз бөлігі коллектор қабырғаларында қалады. Екіншіден, дизель бензин қозғалтқышындағыдай жарқыратқыштан емес, ұшқыннан да жанбайды - оның октан саны мұндай тұтануды қолдануға мүмкіндік бермейді (октан саны деген не, оқыңыз осында). Поршень қысу соққысы орындалған кезде ауаны қатты қысады (екі клапан да жабық), ортаның температурасы бірнеше жүз градусқа дейін көтеріледі. Саптама отынды атомдатқаннан кейін, ол жоғары температурадан өздігінен жанып кетеді. Бұл процесс өте дәлдікті қажет ететіндіктен, құрылғылар электромагнитті клапандармен жабдықталған. Олар ЭКУ сигналынан іске қосылады.
• Датчиктер жүйенің жұмысын бақылайды және басқару блогына тиісті сигналдар жібереді.
• Жалпы рельстегі орталық элемент - бұл бүкіл борттық жүйенің миымен синхрондалған ECU. Кейбір автомобиль модельдерінде ол негізгі басқару блогына біріктірілген. Электроника қозғалтқыштың жұмысын ғана емес, автомобильдің басқа қондырғыларын да тіркей алады, осыған байланысты ауа мен жанармайдың мөлшері, сондай-ақ шашырау сәті дәл есептелінеді. Электроника зауытта бағдарламаланған. ECU сенсорлардан қажетті ақпаратты ала салысымен, көрсетілген алгоритм іске қосылады, ал барлық жетектер тиісті команданы алады.
• Кез-келген жанармай жүйесінде оның сүзгісі бар. Ол жанармай сорғысының алдында орнатылған.

Осы типтегі отынмен жабдықталған дизельді қозғалтқыш арнайы принцип бойынша жұмыс істейді. Классикалық нұсқада жанармайдың барлық бөлігі айдалады. Жанармай аккумуляторының болуы қозғалтқыш бір циклды орындаған кезде оның бір бөлігін бірнеше бөлікке бөлуге мүмкіндік береді. Бұл әдіс бірнеше инъекция деп аталады.

Оның мәні дизельдік отынның негізгі мөлшері берілмес бұрын жұмыс камерасын қыздыратын және ондағы қысымды арттыратын алдын-ала инъекция жасалатындығына байланысты. Қалған отын шашыраған кезде, ол тиімдірек тұтанып, қозғалтқыштың жылдамдығы төмен болған кезде де жалпы рельсті ICE жоғары айналдыру моментін береді.

Жұмыс режиміне байланысты отынның бір бөлігі бір-екі рет беріледі. Қозғалтқыш жұмыс істемей тұрған кезде цилиндр алдын-ала қосарланған бүрку арқылы қызады. Жүктеме жоғарылағанда, алдын-ала инъекция жасалады, бұл негізгі цикл үшін көбірек отын қалдырады. Қозғалтқыш максималды жүктеме кезінде жұмыс жасағанда алдын-ала инъекция жасалмайды, бірақ жанармайдың барлық жүктемесі қолданылады.

Даму перспективалары

Бұл отын жүйесі қуат блоктарының қысылуы күшейген сайын жетілдірілгенін айта кеткен жөн. Бүгінде автомобиль иелеріне Common Rail-тің 4-буыны ұсынылады. Онда отын 220 МПа қысымға ұшырайды. Бұл модификация автомобильдерге 2009 жылдан бастап енгізілген.

Алдыңғы үш ұрпақта қысымның келесі параметрлері болған:

1. 1999 жылдан бастап рельстің қысымы 140МПа болды;
2. 2001 жылы бұл көрсеткіш 20МПа-ға өсті;
3. 4 жылдан кейін (2005) автомобильдер 180 МПа қысымды құруға қабілетті үшінші буын отын жүйелерімен жабдықтала бастады.

Желінің қысымын арттыру дизельдік отынның алдыңғы өңдеулердегідей уақыт аралығында айдалуына мүмкіндік береді. Тиісінше, бұл автомобильдің ашкөздігін арттырады, бірақ қуаттың артуы айтарлықтай артады. Осы себепті кейбір рестайлизацияланған модельдер қозғалтқышты алдыңғы моделімен бірдей алады, бірақ жоғарылатылған параметрлермен (рестайлингтің келесі буын моделінен айырмашылығы қалай сипатталады) бөлек).

Бұл модификацияның тиімділігін арттыру дәлірек электрониканың арқасында жүзеге асырылады. Бұл жағдай төртінші буын әлі жетілудің шыңы емес деген қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Алайда, отын жүйесі тиімділігінің артуы автокөлік өндірушілердің үнемді автокөлік жүргізушілерінің қажеттіліктерін қанағаттандыруға деген ұмтылысымен ғана емес, сонымен қатар, ең алдымен экологиялық стандарттарды көтерумен қозғалады. Бұл модификация дизельді қозғалтқыштың жақсы жануын қамтамасыз етеді, осылайша автомобиль конвейерден шыққанға дейін сапа бақылауынан өте алады.

Жалпы рельстің артықшылықтары мен кемшіліктері

Осы жүйенің заманауи модификациясы қондырғының қуатын отынды көбірек бүрку арқылы арттыруға мүмкіндік берді. Қазіргі заманғы автоөндірушілер сенсорлардың барлық түрлерін орнатқандықтан, электроника нақты режимде ішкі жану қозғалтқышын басқару үшін қажетті дизель отынының мөлшерін дәлірек анықтай бастады.

Бұл кәдімгі рельстің қондырғы инжекторы бар классикалық модификацияға қарағанда басты артықшылығы. Инновациялық шешімді қолдайтын тағы бір плюс - оны жөндеу оңай, өйткені ол қарапайым құрылғыға ие.

Кемшіліктерге қондырғының жоғары құны жатады. Ол үшін жоғары сапалы жанармай қажет. Тағы бір кемшілігі - инжекторлардың құрылымы күрделі, сондықтан олардың қызмет ету мерзімі қысқа. Егер олардың кез-келгені істен шыққан болса, ондағы клапан үнемі ашық болады, бұл тізбектің тығыздығын бұзады және жүйе өшеді.

Құрылғы туралы және жоғары қысымды отын тізбегінің әртүрлі нұсқалары туралы толығырақ келесі бейнеде қарастырылады:

Жалпы рельсті жанармай тізбегінің компоненттерінің жұмыс принципі. 2 бөлім

Сұрақтар мен жауаптар:

Common Rail жолындағы қысым қандай? Жанармай рельсінде (аккумулятор түтігі) отын төмен қысыммен (вакуумнан 6 атм. дейін), ал екінші контурда жоғары қысыммен (1350-2500 бар.) беріледі.

Common Rail мен жанармай сорғысының айырмашылығы неде? Жоғары қысымды сорғы бар отын жүйелерінде сорғы жанармайды дереу инжекторларға таратады. Common Rail жүйесінде отын аккумуляторға (түтікке) құйылады және ол жерден инжекторларға таратылады.

Жалпы рельсті кім ойлап тапты? Жалпы рельсті отын жүйесінің прототипі 1960 жылдардың соңында пайда болды. Оны швейцариялық Роберт Хубер жасаған. Кейіннен технологияны Марко Гансер әзірледі.