0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое дизельный двигатель с аккумуляторным впрыском

Аккумуляторная топливная система

Аккумуляторная топливная система или система типа Коммон Рэйл (англ. Common rail — общая магистраль) — система подачи топлива, применяемая в дизельных двигателях. В системе типа Common rail насос высокого давления нагнетает дизельное топливо под высоким давлением (до 300 МПа, в зависимости от режима работы двигателя) в общую топливную магистраль существенного объёма (аккумулятор) [1] .

Управляемые электроникой электрогидравлические форсунки с электромагнитным или пьезоэлектрическим приводом управляющих клапанов впрыскивают дизельное 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 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.

Принцип работы

Принцип работы основан на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы. Давление в топливной системе создается и поддерживается независимо ни от частоты вращения коленвала двигателя, ни от количества впрыскиваемого топлива. Сами форсунки впрыскивают топливо по команде контроллера блока EDC, посредством встроенных в них магнитных соленоидов, активация которых, происходит с блока управления.

Производители автомобилей называют свои двигатели с системой Common Rail под собственными торговыми марками:

  • Ашок Лейланд : CRS (используется в U Truck и E4 Bus)
  • Audi : TDI , BiTDi Буква «Bi» означает BiTurbo.
  • BMW Group ( BMW и Mini ): d (также используется в Land Rover Freelander как TD4 и в Rover 75 и MG ZT как CDT и CDTi), D и SD
  • Chevrolet (принадлежит GM ): VCDi (по лицензии VM Motori ) и Duramax Diesel
  • Chrysler CRD
  • Citroën : HDi , e-HDi и BlueHDi
  • Cummins и Scania : XPI (разработано в рамках совместного предприятия)
  • Cummins : CCR ( насос Cummins с форсунками Bosch )
  • Daimler : CDI
  • Fiat Group ( Fiat , Alfa Romeo и Lancia ): JTD (также под торговой маркой MultiJet , JTDm и поставляемыми производителями как TDi , CDTi , TCDi , TiD , TTiD , DDiS и QuadraJet )
  • Ford Motor Company : TDCi ( Duratorq и Powerstroke ) и EcoBlue Diesel
  • Honda : i-CTDI и i-DTEC
  • Hyundai , Kia и Genesis : CRDi
  • IKCO : EFD
  • Isuzu : iTEQ и Ddi
  • Ягуар : d
  • Джип : CRD и EcoDiesel
  • Komatsu : Tier3 , 4 класса , 4D95 и выше HPCR -ряды
  • Land Rover : TD4 , ED4, SD4, TD6, TDV6, SDV6, TDV8, SDV8
  • Lexus : d (например, 450d и 220d)
  • Mahindra : CRDe , m2DiCR , mEagle , mHawk , mFalcon и mPower (грузовые автомобили)
  • Maserati : Дизель
  • Mazda : MZR-CD и Skyactiv-D (производятся совместным предприятием Ford и PSA Peugeot Citroen ) и более ранние версии DiTD
  • Mercedes-Benz : CDI и d
  • Mitsubishi : Di-D (в основном на недавно разработанном семействе двигателей 4N1 )
  • Nissan : DDTi
  • Opel / Vauxhall : CDTI , BiTurbo CDTI , CRI , Turbo D и BiTurbo D
  • Porsche : Дизель
  • Протон : SCDi
  • Groupe PSA (Peugeot, Citroën и DS) : HDi , e-HDi или BlueHDi (разработано совместным предприятием с Ford ) — см. Двигатель PSA HDi
  • Renault , Dacia и Nissan : dCi (Infiniti использует некоторые двигатели dCi в рамках альянса Renault-Nissan, бренд d )
  • Saab : TiD (турбодизельный двигатель 2.2 также назывался «TiD», но у него не было Common Rail) и TTiD . Двойная буква «T» означает Twin-Turbo.
  • SsangYong : XDi , eXDI, XVT или D
  • Subaru : TD или D (по состоянию на январь 2008 г.)
  • Сузуки : DDiS
  • Tata : 2.2 VTT DiCOR (используется в большом классе SUV, таком как Safari ), VARICOR (используется в большом классе SUV, таком как Safari Storme , Aria и Hexa ), 1.05 Revotorq CR4 (используется в Tiago и Tigor ) и 1.5 Revotorq CR05 ( используется в Nexon и Altroz )
  • Revotorq CR4 (используется в Tiago , Tigor ) и Revotorq CR05 (используется в Nexon , Altroz )
  • Toyota : D-4D и D-CAT
  • Volkswagen Group ( Volkswagen , Audi , SEAT и Škoda ): TDI (в более поздних моделях используется система Common Rail, в отличие от более ранних двигателей с насос-форсунками ). Bentley называют свой дизель Bentayga просто дизелем
  • Volvo : двигатели D , D2 , D3 , D4 и D5 (некоторые из них производятся Ford и PSA Peugeot Citroen ), двигатели Volvo Penta серии D.

Common Rail. Дизельная сказка

Техническое решение, известное более полувека, за последние полтора десятка лет перевернуло представление об автомобильном дизеле

Техническое решение, известное более полувека, за последние полтора десятка лет перевернуло представление об автомобильном дизеле

Германия не имеет собственной нефти. Неудивительно, что немецкий инженер Рудольф Дизель пытался найти альтернативный вид топлива. Изначально предполагалось, что таковым может послужить горючая (и даже взрывоопасная) угольная пыль. Но процесс подготовки рабочей смеси с воздухом получился слишком сложным, мотор на угольной пыли работать категорически не хотел. Зато на тяжелых фракциях нефти он, по тогдашним меркам, работал вполне прилично. 1895 год официально считается годом изобретения дизельного двигателя. Примечательно, что первые серийные моторы были турбодизелями: рабочий процесс требовал подачи сжатого воздуха. Конструкция получалась громоздкой и массивной. Тем не менее новый силовой агрегат тут же нашел применение на водном транспорте, в нарождающейся электроэнергетике и, несколько ограниченно, в грузовом автомобилестроении. Для легковых машин он был слишком тяжел.

Читать еще:  Что такое двигатель hr16 в ниссан кашкай

Первая «дизельная революция» свершилась в 20-е годы ХХ века. Другой немецкий инженер, Роберт Бош, в 1923 году разработал несколько конструкций форсунок для впрыска тяжелого нефтяного топлива, а в 1927 г. — и собственный двигатель с воспламенением от сжатия, т. е. дизель по-нашему. Применение миниатюрного топливного насоса высокого давления позволило отказаться от здоровенных воздушных компрессоров.

Топливный фильтр Delpfi

Создаваемое инженерами давление в 1,5—2,5 атм сегодня сложно назвать высоким, тем не менее его хватало, чтобы подавать к механическим форсункам топливо без воздушных пузырей.

В те годы, вероятно, и сложилось представление о дизельной топливной аппаратуре, как о чем-то высокоточном и очень капризном. В силу особенностей применявшихся тогда конструкций перед запуском требовался предварительный прогрев двигателя горячим воздухом, для синхронизации зажигания все трубки, идущие от ТНВД к форсункам, должны были иметь одинаковую длину и нормированные радиусы загиба. До пусковых свечей накаливания тогда еще не додумались. От моторов тех времен, как пример технологической сложности, нам остались только высокие требования к точности изготовления плунжерных пар насосов. Остальные диковинки ушли в прошлое, правда, уступив место некоторым новым, о которых разговор позже.

С появлением насосов высокого давления системы впрыска дизеля разделились на два типа. На долгие годы главенствующей в автомобильной промышленности стала насосная система. Каждая секция плунжерного насоса связана со своей форсункой, управляемой механически, гидравлически или гидромеханически. В последние десятилетия появились форсунки с электромагнитным и электрогидравлическим приводом клапана, позволяющие применять электронное управление двигателем.

Топливный насос высокого давления

Второй тип — аккумуляторная система, в которой работа насоса и форсунок не синхронизируется. Насос (или насосы) даже может иметь отдельный, независимый от двигателя привод. Насос подает топливо в аккумулятор, в котором поддерживается постоянное высокое давление. Из аккумулятора топливо под давлением подается в форсунки той или иной конструкции. Очевидно, такая система была сложнее, а ее неоспоримые достоинства остались невостребованными на протяжении десятилетий. Отметим, что с довоенных времен ничего принципиально нового в рабочий процесс дизеля внесено не было.

Тем не менее очередная революция имела место. Имя ей — Common Rail, т. е. «общая магистраль». Суть событий свелась к использованию хорошо известной аккумуляторной системы, но на более высоком технологическом уровне.

Бытует мнение, что Common Rail — изобретение Robert Bosch AG. На деле все значительно сложнее. Первый прототип системы был создан еще в 60-е годы в Швейцарии, но дальше дело не пошло из-за отсутствия электроники управления соответствующего уровня.

Затем, уже в начале девяностых об аккумуляторной системе вспомнили инженеры японской корпорации Denso. Созданная ими система ECD-U2 устанавливалась на грузовики Hino Rising Ranger. Правда, японцы недооценили перспективы своего детища и в 1995 продали технологию другим автопроизводителям. Тем не менее лавры первооткрывателя Common Rail для автомобиле­строения принадлежат им по праву.

Наибольший вклад в развитие системы внесли инженеры из Magnetti Marelli, Elasis и исследовательского центра Fiat. В 1997 году Common Rail появляется сначала на Alfa Romeo 156 1.9 JTD и лишь затем на Mercedes-Benz C 220 CDI. Можно сказать, что именно Fiat выдал Common Rail путевку в жизнь, но итальянский концерн переживал в тот период серьезные трудности, и практически готовая технология была продана компании Robert Bosch.

Система Common Rail

Особо горевать итальянцы не стали и, по мере улучшения финансового положения, продолжили разработку дизельной темы. В первом десятилетии XXI века их дизели признаются лучшими, а отдельные технические решения находят применение за пределами системы питания дизеля. Так, например, система регулирования фаз газораспределения MultiAir базируется на дизельных форсунках и соответствующей управляющей электронике.

Сегодня 90% систем Common Rail выпускают четыре крупнейших производителя автомобильных комплектующих — Bosch, Delphi, Denso и Siemens.

Внедрение системы наряду с турбонаддувом — краеугольный камень популярной сегодня идеологии даунсайзинга, т. е. замены мотора большого литража на меньший по размерам и весу, но равный или превосходящий по мощности и крутящему моменту. Большая заслуга системы и в небывалом росте спроса на дизельные автомобили. Даже традиционно бензиновая Америка, похоже, не устоит. В ее жесткие экологические нормативы новые «чистые» дизели укладываются с легкостью.

Volkswagen, долгие годы пестовавший другое дизельное направление — насос-форсунки PD Diesel, полностью от них отказался и ставит Common Rail и на Audi Q7, и на VW Polo. Кстати, во многом благодаря системе этот автомобиль с литровым мотором часто именуют трехлитровым: в ходе рекордного заезда он израсходовал меньше 3 л на 100 км.

Система Common Rail

Японцы грозятся начать производство турбодизельного мотоцикла.

Что же изменилось в старой доброй аккумуляторной системе впрыска? Чем объясняется резкий рост ее популярности?

Последней революцией было введение электронного управления моментом и продолжительностью (объемом) впрыска. Дальше пошла «эволюция», сводящаяся к совершенствованию отдельных компонентов и программного обеспечения и росту давления в аккумуляторе, доходящего до 2000 бар. Ставшее действительно высоким давление потребовало поиска новых материалов и конструкций, но принципиальных изменений в последние годы не было. Нет их и сейчас. Похоже, что не будет и в ближайшем будущем.

Читать еще:  Шаг двигателя регулятора холостого хода

Дизель экономичнее бензинового двигателя, дешевле и дизельное топливо. Он имеет более высокий крутящий момент, притом в широком диапазоне скоростей вращения коленвала. Турбонаддув и аккумуляторный впрыск победили «вялость» и шумность атмосферного дизеля. Технические ухищрения вроде впрыска мочевины (AdBlue) и сажевого фильтра позволили снизить экологическую нагрузку. Уменьшивший расход топлива даунсайзинг помогает решить и проблему парниковых выбросов СО2. Дизельный двигатель выгоден всем: и конечному потребителю, и обществу, и автопроизводителю.
Не любят его только на автосервисе. На первый взгляд это кажется странным. Для выявления абсолютного большинства неисправностей достаточно иметь электронный сканер и механический диагностический набор. Купить их может любой успешный автослесарь. Срок окупаемости — месяцы. Более дорогое современное оборудование обещает и больший доход.

Аккумуляторная топливная система

Разруха, увы, в головах. Сервисмены со стажем о дизельных двигателях для легковых автомобилей слыхом не слыхивали. Постсоветский развал системы профессионального образования, проходивший на фоне безудержного роста автомобильного парка, специалистов стране не добавил. В условиях дефицита услуг автосервис может выбирать из них самые для себя выгодные и нехлопотные.

Хотя ремонт топливной аппаратуры сводится к примитивному алгоритму «снять-поставить», требования к состоянию самого помещения и порядка в нем чрезвычайно высоки. При обращении с некоторыми новыми деталями «испачкать» означает «уничтожить». Зачем людям лишние хлопоты, если можно хорошо жить и без них.

Есть и надежда, что по мере дизелизации отечественного парка механиков-дизелистов станет больше: катастрофический дефицит сулит хорошую прибыль. Но объективных предпосылок для этого пока не видно.

Made in Japan

«Вновь изобретенная» в 1995 году в Японии система пользуется наибольшей популярностью в Западной Европе. Но вклад крупнейшего в мире поставщика комплектующих для автопрома, коим сегодня является Denso, этим нововведением не ограничился.

В 2002 году инженеры компании представили систему Common Rail с рекордным в то время рабочим давлением 180 МРа (1800 бар) при пятикратном многоточечном впрыске за такт. В 2008 году давление довели до 200 МРа (2000 бар). Система впрыска производится на заводах Denso в Венгрии, Таиланде и Японии.

С 2003 года компания производит сажевые фильтры из кордиерита (cordierite). В отличие от других конструкций такие фильтры имеют меньший вес и создают меньшее сопротивление потоку выхлопных газов, обеспечивая улучшение эксплуатационных характеристик двигателя и снижение содержания сажевых частиц в выхлопе.

Такие фильтры, помогающие уложиться в нормы Euro 5, с 2007 года производятся на СП Denso и Bosch в польском Вроцлаве.

Редакция рекомендует:

Обсуждение Отменить

2 комментария

Западногерманские коллеги всегда поражаются противоречию между продуктами обратной серии, такими как Trabi & Co, с одной стороны, и инновационными прототипами, с другой, в индустрии ГДР. Вот два примера из истории IFA: 16 мая 1985 года был особенным днем ​​для автомобильной техники ГДР. Первый в мире автомобиль с дизельным двигателем с общей топливной рампой начал свой первый рейс в Карл-Маркс-Штадт. Это был дизельный двигатель MN 106 из Нордхаузена, оснащенный этой системой CR в грузовике W50, первым в мире двигателем, который вышел на дорогу. Любой, кто владеет дизельным автомобилем с более новой датой производства, знает, что «Common Rail» обозначает самую современную дизельную технологию, которая была внедрена на рынке только за последние 10 лет. (Фото 36)

Именно благодаря дальновидности Гюнтера Каспари, главного конструктора на моторном заводе IFA и главного инженера Зигфрида Грюнерта из WTZ Karl-Marx-Stadt, в WTZ было заказано исследование по разработке системы электронного впрыска для двигателя Nordhausen MN 106. Д — р Инженер Клаус Маттис в качестве предметного менеджера был настоящим удачей. Согласно исследованию, первые испытания начались с 1-цилиндрового испытательного двигателя, а затем были перенесены системы CR на 6-цилиндровый двигатель MN 106. Слово «common rail» было в то время в значительной степени неизвестным, и англицизмы в ГДР все равно были нежелательны. Поэтому они сначала договорились о названии EDES(Электронная система впрыска дизеля). Наконец, в 1985 году, при участии третьего партнера, автомобильного завода IFA в Людвигсфельде, был сделан главный вывод: дорожные испытания MN 106 CR протяженностью 17 000 км с лучшими результатами, среди прочего, с точки зрения расхода топлива и выбросов выхлопных газов.

Дизельный двигатель Common Rail (Фото: Музей IFA)

Рисунок 36: MN 106 CR дизельный двигатель Common Rail

Клаус Маттис и его коллеги зарегистрировали 24 патента для системы IFA Common Rail. К сожалению, это успешное развитие пришлось остановить в 1986 году. Еще раз было сказано: валюты для необходимого производственного оборудования отсутствуют. К счастью, Клаус Маттис спас мотор Нордхаузен MN106 CR от сдачи на слом после поворота. Этот драгоценный экспонат был наилучшим образом отреставрирован музеем Цвиккау Хорк и экспонировался в Промышленном музее в Хемнице до марта 2014 года. Мы являемся коллегами из Музея Августа Хорьха и, в частности, доктора Мэттис благодарен, что теперь мы можем представить это свидетельство об изобретательской работе IFA в музее Nordhausen IFA.

Читать еще:  Электрообогрев двигателя автомобиля своими руками

Как устроена система Common Rail

Common Rail — аккумуляторная система с общей рампой. Вот главные особенности электронной системы управления подачей топлива:

  • высокое давление вне зависимости от оборотов;
  • равномерность впрыска из-за питания из единой рампы;
  • электроуправляемые форсунки;
  • многоступенчатый впрыск.

«Умный» впрыск

Высокое давление топлива

Главное преимущество системы в том, что Common Rail создает достаточно высокое давление топлива во всех режимах работы двигателя, что способствует лучшему смесеобразованию и наиболее полному сгоранию. Это позволяет реализовать многоступенчатый впрыск, что способствует снижению шума и вибрации, повышает экологичность дизеля и снижает расход топлива. Частица распыла получается меньшего исходного объема и с большей эффективностью: она лучше смешивается с кислородом и более эффективно горит. На старых дизелях, когда меняется нагрузка, мы видим черный дым несгоревшего топлива. Это из-за низкого давления капельки распыла получаются большего размера и смесеобразование хуже — они не успевают смешиваться с кислородом.

Что дают владельцу техники эти особенности работы Common Rail

Это дает сразу три последовательных преимущества: больший КПД, меньший удельный расход топлива и меньший вред экологии.

Эксплуатация и обслуживание системы Common Rail

Первое, что нужно помнить владельцу дизеля с аккумуляторным впрыском – это необходимость в частой замене масла по сравнению с бензиновыми двигателями. Цилиндро-поршневая группа двигателя с Common Rail испытывает высокие нагрузки и очень требовательна к смазке, поэтому менять масло желательно не реже чем раз в 10 тысяч, а в идеале, раз в 7-8 тысяч километров.

Заправлять машину с Common Rail следует только на проверенных заправках — «тепловозная» солярка выведет из строя систему питания в считанные минуты.

За время существования автомобилей с Common Rail производители успели собрать статистику. Самые распространенные поломки связаны с электрикой. На втором месте расположились неисправности топливных форсунок, на третьем – топливного насоса высокого давления. Их можно отремонтировать, но рекомендуется все же устанавливать новые запчасти. Как показала практика, восстановленные форсунки и ТНВД редко «отхаживают» и половину изначального ресурса при стоимости ремонта в районе 70% цены новых деталей. Исходя из этого от покупки подержанного дизельного автомобиля с Common Rail, вероятно, следует воздержаться.

Дизельные двигатели для судов

дизельный двигатель для судна SM-103

Мощность: 103 ch

. 6-цилиндровый судовой дизельный двигатель SM-103 на блоке Mitsubishi мощностью 103 л.с. при 2.500 об/мин и рабочим объемом 4.996 куб.см. Двигатель с естественным всасыванием и механическим впрыском очень универсален, что обеспечивает .

дизельный двигатель для судна SDZ-205

Мощность: 197,2 ch

. SDZ-205 — это 6-цилиндровый судовой двигатель с механическим впрыском, с турбонаддувом, собранный на блоке DEUTZ объемом 7,146 куб.см. Он развивает 195,5 л.с. при 2300 об/мин. SDZ-205 — морской двигатель, специально разработанный для .

дизельный двигатель для судна SDZ-280

Мощность: 271,7 ch

. SDZ-280 является последним и самым мощным двигателем из линейки DEUTZ. Это 6-цилиндровый двигатель с турбонаддувом и промежуточным охлаждением с механическим впрыском. Он собран на блоке двигателей DEUTZ, который развивает 272 л.с. при .

дизельный двигатель для судна D2676

Мощность: 200 ch — 800 ch

. Льготы для клиентов Максимальный крутящий момент в наиболее экономичной точке эксплуатации Максимальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов двигателя для мощного и устойчивого ускорения Лучшая в своем классе компактность .

дизельный двигатель для судна D2868

Мощность: 600 ch — 1 200 ch

. Льготы для клиентов Максимальный крутящий момент в наиболее экономичной точке эксплуатации Максимальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов двигателя для мощного и устойчивого ускорения Лучшая в своем классе компактность .

дизельный двигатель для судна D2862

Мощность: 749 ch — 1 900 ch

. Льготы для клиентов Максимальный крутящий момент в наиболее экономичной точке эксплуатации Максимальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов двигателя для мощного и устойчивого ускорения Лучшая в своем классе компактность .

медленный двигатель для судна S90ME-C10.5

Мощность: 30 500 kW — 73 200 kW

. Компания «МАН Дизель и Турбо» предлагает подходящее решение для любого судового применения по принципу «одного окна». Начиная с двигателей GenSet мощностью 450 кВт для бортовой мощности, среднего класса компактности и заканчивая гигантскими .

полубыстрый двигатель для судна 6EY17W

Мощность: 374 kW — 837 kW

. RATED OUTPUT 374 — 837 кВт НОМИНАЛЬНАЯ ЧАСТОТА ВРАЩЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ 1450 ПИСТОН 10.35/11.12 м/с ЦИЛИНДЕР БОРЕ 170 мм ПИСТОН СТРОКЕ 230 мм НЕТ. 6 ЦИЛИНДЕРСОВ 6 в ряд ЭФЕКТИВНЫЙ ПРЕССУРС 1.06 — 2.21 МПа TYPE 4-тактный, дизельное топливо ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ .

дизельный двигатель для судна 3512C

Мощность: 1 280 ch — 2 551 ch

Судовой тяговый двигатель Cat 3512C обеспечивает стопроцентную эффективность ваших инвестиций. Широкий диапазон мощности (включая большой рабочий объем), отсутствие необходимости дополнительной обработки выхлопных газов и номинальный .

дизельный двигатель для судна

. Компания HHI-EMD поставляет «один из трех» двухтактных двигателей для мариноходства и производства электроэнергии, стремясь предоставить нашим ценным клиентам высококачественные и экономичные решения.HHI-EMD известна своими превосходными .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector