продвинутая технология для дизельных двигателей коммерческих автомобилей
Статьи
Система впрыска топлива Common Rail: продвинутая технология для дизельных двигателей коммерческих автомобилей
В 1997 году компания Bosch вывела на рынок первую автомобильную систему впрыска Common Rail: В 1999 году эта система была предложена для коммерческих автомобилей. Система получила название от общей емкости под высоким давлением (Common Rail), обеспечивающей топливом все цилиндры. В традиционных системах впрыска давление топлива создается отдельно для каждого цикла впрыска. В отличие от этого, в системе Common Rail процесс создания давления и впрыск разделены, так что топливо под необходимым давлением всегда готово для впрыска.
Система впрыска Common rail
Системы впрыска Common Rail имеют модульную структуру. ТНВД, форсунки, топливная рампа и электронный блок управления образуют единую систему.
Bosch предлагает системы Common Rail для различных областей со средней и большой нагрузкой, для дорожного и внедорожного применения. Даже при частичных нагрузках эти системы могут поддерживать пиковое давление до 2500 бар. Это обеспечивает низкий расход топлива и соответствующее снижение выбросов СО, а также повышает эффективность работы системы рециркуляции отработавших газов, снижая уровень выбросов оксидов азота (NOx). Таким образом, системы впрыска Common Rail от Bosch вносят большой вклад в соответствие самым строгим экологическим требованиям для коммерческих автомобилей, таким как Евро 6 или US10.
Принцип работы
В традиционных системах впрыска давление топлива создается отдельно для каждого цикла впрыска. В отличие от этого, в системе Common rail процесс создания давления и впрыск разделены, так что топливо под необходимым давлением всегда готово для впрыска. Давление топлива создается топливным насосом высокого давления. Он сжимает топливо и удерживает его в топливопроводе высокого давления, откуда оно подается в рампу.
Преимущества
- Точный и эффективный впрыск топлива с чрезвычайно короткими интервалами, а также последовательный впрыск
- Высокая производительность и плавная работа двигателя при низком расходе топлива и уровне выбросов
- Возможность установки в большинство коммерческих автомобилей благодаря модульности конструкции
Топливные насосы высокого давления
Топливный насос высокого давления сжимает топливо и обеспечивает подачу необходимого количества топлива. Для этого насос постоянно подает в топливо в емкость высокого давления (рампу), поддерживая давление в топливной системе. Необходимое давление обеспечивается и при низких оборотах двигателя, поскольку создание давления происходит независимо от оборотов.
Благодаря алюминиевому корпусу топливные насосы высокого давления Bosch для коммерческих автомобилей отличаются исключительной легкостью. Механический подающий насос также встроен в систему. Использование передовых технологий обеспечивает длительный срок службы на протяжении 15 000 часов работы, что соответствует величине пробега до 1,6 млн км.
Форсунки
Bosch предлагает исключительно эффективные электромагнитные форсунки для систем впрыска Common rail коммерческих автомобилей. Форсунки устанавливаются отдельно в каждый цилиндр и соединяются с рампой короткими трубопроводами высокого давления. Контролирует работу форсунок электронная система управления EDC. С помощью электромагнитных клапанов система открывает и закрывает иглу сопла форсунки. Конструкция форсунок Bosch гарантирует высокую гидравлическую эффективность и, следовательно, меньший расход топлива по сравнению с традиционными решениями.
Системе Common Rail исполняется десять лет
Новейшая история дизельного двигателя началась в 1997 г.
Десять лет назад компания Bosch первой в мире выпустила на рынок систему Common Rail для легковых автомобилей. Первыми моделями, оснащенными этой технологией, стали Alfa Romeo 156 JTD и Mercedes-Benz 220 CDI. «Common Rail повышает мощность и крутящий момент двигателя, одновременно значительно уменьшая уровень расхода топлива, шума и эмиссии», — заявил руководитель подразделения дизельных систем Bosch Ульрих Доле по случаю юбилея. Автопроизводители прекрасно осведомлены об этих преимуществах Common Rail, и сегодня почти каждый новый дизельный двигатель легкового автомобиля в мире оборудован подобной системой.
Common Rail на мировом рынке
Технология Bosch пользуется огромной популярностью и среди водителей. Сегодня дизельным двигателем оснащен каждый второй новый легковой автомобиль, регистрируемый в Западной Европе. В 1997 г. эта доля составляла всего 22%. В 2006 г. ситуация в Европе складывалась следующим образом: рекордная рыночная доля дизелей была зафиксирована в Бельгии — 74%, за ней следовали Франция (71%), Испания (68%), Португалия (65%), Австрия (62%) и Италия (59%).
В Германии дизельный двигатель имели 44% всех новых легковых автомобилей. Компания Bosch рассчитывает, что в текущем году этот показатель в среднем по Западной Европе превысит 52%. Common Rail обладает значительным потенциалом с точки зрения развития дизельных технологий. «Эта система в сочетании с другими решениями позволит нам соответствовать высочайшим будущим стандартам эмиссии», — отметил У. Доле. Речь идет в том числе о калифорнийских нормах для выхлопных газов, которые являются самыми строгими в мире. Сегодня ряд производителей дизельных автомобилей из США, Европы и Японии начинают наступление на американский рынок. Специалисты Bosch прогнозируют, что к 2015 г. доля легковых дизелей на нем вырастет с нынешних 6% до 15%. Важное преимущество дизельных двигателей — более низкий уровень потребления топлива и выбросов CO2. Еще быстрее «чистый дизель» завоевывает позиции на развивающихся рынках Азии. Стимулом для распространения этой технологии стали современные стандарты эмиссии, которым соответствует только впрыск высокого давления с электронным управлением.
В этом году объем продаж систем Bosch Common Rail в Индии и Китае составит не менее 100 тыс. шт., а к 2010 г. этот показатель должен достигнуть около 1,3 млн систем в каждой из двух стран. В настоящее время в Азии и Америке продается всего одна пятая от общего объема выпуска систем впрыска высокого давления Bosch, но к 2015 г. эта доля составит почти 50%. Система выпускается на 15 предприятиях группы Bosch в одиннадцати странах мира. В 2007 г. компания планирует увеличить продажи Common Rail почти на 20%, до 8 млн шт. (6,8 млн в 2006 г.). Начиная с 1997 г. компания поставила клиентам более 33 млн таких систем. Экология и экономия
«Дизельные двигатели еще никогда не были такими экологически чистыми, как сегодня. Этот тип привода отвечает самым строгим современным требованиям и в то же время обладает огромным потенциалом на будущее», — отметил У. Доле. С 1990 г. уровень выбросов углекислого газа, окисей азота и углеводородов у дизельных легковых автомобилей снизился более чем на 95%.
Современный дизельный двигатель с системой Common Rail потребляет на 30% меньше топлива и выбрасывает на 25% меньше CO2, чем аналогичный бензиновый. «Наша технология Common Rail сыграет решающую роль в достижении будущих стандартов эмиссии Euro 5, Euro 6 и US07 Bin5. Сочетание Common Rail и обработки выхлопных газов должно гарантировать успешное будущее дизельного двигателя», — подчеркнул У. Доле. Широкий ассортимент модификаций Bosch Common Rail отвечает всем требованиям современного рынка. Компания предлагает системы с давлением впрыска 1350, 1600 и 1800 бар. Различным спецификациям двигателей соответствуют системы с электромагнитными и пьезоэлектрическими клапанами. Кроме того, в ближайшее время появятся новые решения в рамках этой технологии. «Мы планируем в полной мере реализовать потенциал дальнейшего развития Common Rail», — заявил У. Доле. Во-первых, давление впрыска будет увеличено до 2000 бар и выше, что позволит реализовать еще более высокотехнологичные концепции двигателя.
Серийный выпуск системы с давлением 2000 бар начнется уже до конца этого года. Во-вторых, для развивающихся рынков, прежде всего индийского и китайского, разрабатываются особо экономичные модификации Common Rail с давлением впрыска 1100-1450 бар, предназначенные главным образом для недорогих транспортных средств. Они будут также запущены в производство в конце 2007 г. Для среднего сегмента рынка Bosch разрабатывает новые системы, которые позволят поэтапно снижать затраты и потребление топлива.
Common Rail: особенности, преимущества и недостатки
Common Rail — система подачи топлива, используемая в современных дизельных автомобилях. Главной его особенностью является использование общей для всех топливных форсунок топливной рампы, которая служит аккумулятором, в котором хранится топливо под высоким давлением (до 300 мПа). Топливо подается в рампу насосом высокого давления. Оттуда он поступает к форсункам и впрыскивается непосредственно в цилиндры двигателя. Момент впрыска, дозировка топлива и количество впрысков за цикл контролируются ЭБУ.
- 1 Двигатели, оснащенные системой Common Rail
- 2 Основные компоненты системы Common Rail
- 3 Преимущества и недостатки двигателей Common Rail
Система Common Rail устанавливается на легковые автомобили с 1997 года. В настоящее время дизельные им оснащены двигатели большинства легковых и коммерческих автомобилей.
Двигатели с системой Common Rail
| Марка автомобиля | Электронная марка. -Benz | CDI | OM646, OM611, OM651, OM647, OM612, OM648, OM668, OM628, OM629 | |
| d | OM654, OM656 | |||
| Opel, Vauxhall | CRI, CRI BiTurbo | X20DTL , И20ДТХ, З17ДТЛ, З17ДТХ, З13ДТХ, З19DTH | ||
| CDTi | Z17DTH, A17DT, A13DTE, A17DTJ, Z17DTJ, G9U 630, A17DTR, A20DTH, Z13DTJ, Z13DTH, Z19DTH | |||
| BiTurbo CDTI | A20DTR, B20DTR | |||
| Hyundai, KIA | CRDi | J3, D3FA, D4EB, D4CB, D4FC, D4FA, D4FB, D4FD, D4EA, D4HB, D6EA, G6EN, D3EA | ||
| Land Rover | ED4 | 204DTD | ||
| TD4 | 224DT, DW12BTED4 , 204Д3, М47 | |||
| TDV8 | 448DT, 368DT | |||
| TD6 | 276DT | |||
| TDV6 | 306DT | |||
| SDV6 | 30DDTX | |||
| SDV8 | 448DT | |||
| SD4 | 224DT | |||
| Citroën, Peugeot, DS, Volvo | HDI, HDi | DV4TD, DV4TED4, DV6TED4, DV6ATED4, DV6ETED, DW10TD | HDi, синий HDi, e-i HDi22 | RHE (DW10CTED4), BHY (DV6FD), BHX (DV6FC), DV6FCTED, DW10FCTED4, DW10FC, DW10FDTED4, DV6FETED, DV6FE, DV5TED4 |
| Fiat, Alfa Romeo, Lancia | JTD | 182 B4. 000, 188 A2.000, 185 A6.000, 839 A5.000, 186 A6.000, 182 B4.000, 182 B9.000, AR 34202, AR 32501, 937 A2.000 | ||
| 9 AJTDm | 2. 000, 955 A3.000, 198 A2.000, 939 A7.000, 937 A6.000 | |||
| MultiJet | 188 A8.000, 188 A9.000, 198 A3.000, 199 B1.000, 263 A1.000 | |||
| Audi, Škoda, Volkswagen, Seat | TDI | CVMD, CAAC, DCXA, DBGC, DFGA, CLJA, CBAB, CAYC, BKS CASA, CJMA, CRCA, CDUD, CKDA, DCZA | ||
| BiTDi | CDCA, CNEA, CSHA | |||
| Isuzu | DDi iTEQ | 4JJ1 | ||
| Chevrolet, Daewoo | VCDi | Z20S, Z20DMH , LLW, Z20S1, Z20D1, Z22D1 | ||
| Хонда | i-DTEC | N16A, N16A2, N22B1, N16A3, N22B3, N22B4 | ||
| i-CTDi | N22A1, N22A3 | |||
| CTDI | N22A2 | |||
| Mazda | MZR-CD | RF7J, R2AA, RF5C, RF7J, Y601, Y642 | ||
| Skyactiv-D | S5-DPTS, S8-DPTS, SH-VPTS | |||
| D | SHY1 | |||
| CiTD | RF5C | |||
| ДИ Турбо | Y601 | |||
| Mitsubishi | DI-D | 4N13, 4N14, 4N15 | ||
| SsangYong | XDi | D20DT, D27DT | ||
| eXDI | D20DTF | |||
| XVT | D27DTP | |||
| Volvo | Drive-E | D4204T8, D4204T14, D4204T23, D 4162 T | ||
| D2 | D5204T7, D4162T | |||
| D3 | D5204T5 | |||
| D4 | D4204T5, D5204T | |||
| D5 | D5244T, D5244T5, D5244T15, D 5244 T9 | |||
| Chrysler, Jeep | CRD | ENC, ENJ, ENS, ENR, EXF, EXA, ENE, ENF, EXL | ||
| BMW, MINI | d | N47 D20 C, N57 D30 A, N57 D30 B, B37 C15 A | ||
| SD, D | N47C20A | |||
| Ford | ТДСи | F6JB, HHJC, UGJC, XVJA, XVJC, T1WB, QYBA, KHBA, T8CC, T1GA | ||
| Duratorq-TDCi | DV4TD, F6JA, F6JB, DV4TED4 | |||
| Saab | TiD | Z19DT, Z19DTH, D223L | ||
| TTiD | A19DTR, Z19DTR, A 20 DTR | |||
| Toyota | D-4D | 1ND-TV, 1WW, 1AD-FTV, 2KD-FTV | ||
| D-CAT | 2AD -ФХВ | |||
| Порше | Diesel | M05. 9e, M05.9d, McU.DB, MCN.RB, MCR.CA, MCR.C, MCU.DC | ||
| Infinity | D | V9X, OM651 | V9X, OM651 | |
| 8 | ||||
| . | D | EE20Z |
Main components of the Common Rail system
| Item No. | Name | Function |
| 1 | Low pressure fuel pump | Находится в топливном баке. Подает топливо к насосу высокого давления. |
| 2 | Топливный фильтр | Удаляет грязь и различные примеси из топлива, предотвращает износ насоса и форсунок. |
| 3 | Топливный насос высокого давления | Подает топливо под давлением в топливную рампу. |
| 4 | Клапан дозирования топлива | Регулирует количество топлива, подаваемого в топливный насос высокого давления. |
| 5 | Датчик давления топлива | Измеряет давление в топливной рампе и посылает соответствующий сигнал в ЭБУ. |
| 6 | Топливная рампа | Содержит топливо под высоким давлением. |
| 7 | Клапан регулировки давления топлива | Сбрасывает избыточное давление в топливной рампе. Этот клапан возвращает излишки топлива обратно в топливный бак. Он управляется ЭБУ. |
| 8 | Форсунки | Дозировать и впрыскивать топливо в камеры сгорания. |
Advantages and disadvantages of Common Rail engines
| Advantages | Disadvantages |
| 🟢 Fuel efficiency | 🔴 Highly sensitive to fuel quality |
| 🟢 Eco-friendliness | 🔴 Форсунки чувствительны к загрязнениям |
| 🟢 Тихая работа | 🔴 Expensive and complicated repair |
| 🟢 High torque | 🔴 Fuel filters need to be replaced more frequently |
| 🟢 High power output |
Den
a smiley technician with plenty of experience снимается в видеоуроках AUTODOC; Никогда не видел без очков; участвует в гонках на своем BMW X5 E53; мечтает получить Золотую кнопку воспроизведения за 1 000 000 подписчиков на YouTube.
CRDI (COMMON RAIL DIRECT INJECTION) и его история
CRDi расшифровывается как Common Rail Direct Injection, что означает непосредственный впрыск топлива в цилиндры дизельного двигателя через единую общую линию, называемую общей топливной рампой, которая подключена ко всем топливным форсункам.
В то время как обычные дизельные системы прямого впрыска топлива должны создавать давление заново для каждого цикла впрыска, новые двигатели Common Rail (рядные) поддерживают постоянное давление независимо от последовательности впрыска. Затем это давление остается постоянно доступным по всей топливной магистрали. Электронная синхронизация двигателя регулирует давление впрыска в зависимости от частоты вращения двигателя и нагрузки. Электронный блок управления (ECU) точно и по мере необходимости изменяет давление впрыска на основе данных, полученных от датчиков на кулачке и коленчатом валу. Другими словами, сжатие и впрыск происходят независимо друг от друга.
Более точное измерение и синхронизация распыления смеси в камере сгорания, что значительно снижает количество несгоревшего топлива, позволяет CRDi соответствовать будущим нормам по выбросам. Двигатели CRDi теперь используются почти во всех автомобилях Mercedes-Benz, Toyota, Hyundai, Ford и многих других дизельных автомобилях.
Прототип системы Common Rail был разработан в конце 1960-х Робертом Хубером из Швейцарии, а технология получила дальнейшее развитие у доктора Марко Гансера в Швейцарском федеральном технологическом институте в Цюрихе, позже принадлежащем Ganser-Hydromag AG (оценка 1995) в Оберэгери.
Первое успешное использование в серийных автомобилях началось в Японии в середине 1990-х годов. Доктор Шохей Ито и Масахико Мияки из Denso Corporation, японского производителя автомобильных запчастей, разработали топливную систему Common Rail для большегрузных автомобилей и применили ее на практике в своей системе Common Rail ECD-U2, установленной на грузовике Hino Ranger и продан для общего пользования в 1995 г.