Система питания common rail: Топливная система Common Rail: описание и принцип работы

Содержание

Система питания двигателя common rail что это такое

Устройство автомобилей

Система впрыска Common Rail

Общие сведения о системе питания Common Rail

Система впрыска Common Rail (Common Rail в переводе с английского — «общий путь», «общая рампа») является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Впрочем, аналог такой системы применяется и в бензиновых двигателях с принудительным впрыском топлива, т. е. инжекторных двигателях.
Разработчиками системы Common Rail являются специалисты известной германской фирмы Bosch. На серийных автомобилях с применением электронного управления такие системы появились в 1997 году.
В настоящее время работы по применению систем Common Rail ведутся практически во всех фирмах-производителях ТПА (R.Bosch, Lucas, Siemens, L’Orange).

Основное принципиальное отличие системы Common Rail от рассмотренной в предыдущей статье классической системы питания заключается в том, что топливо к форсункам подается не непосредственно от ТНВД, а от общего накопителя – топливной рампы. Топливная рампа (аккумулятор топлива) представляет собой толстостенный цилиндрический сосуд, способный выдерживать высокое давление, развиваемое ТНВД. В рампе поддерживается постоянное давление топлива с помощью ТНВД и регулятора давления, и каждая форсунка соединена топливопроводом с рампой.
В нужный момент блок управления формирует управляющий сигнал на электромагнитный (или пьезоэлектрический) клапан форсунки, форсунка открывается и топливо впрыскивается в цилиндр.
Таким образом, главной отличительной особенностью системы Common Rail является разделение процессов создания давления и впрыска топлива, что позволяет получить ряд преимуществ в работе.

Применение данной системы позволяет снизить расход топлива, токсичность отработавших газов, уровень шума дизеля, а также значительно улучшить его динамические характеристики. По сравнению с обычным дизелем система Common Rail позволяет снизить расход топлива до 40% при уменьшении токсичности отработавших газов и снижении шумности при работе на 10 %.
Главным преимуществом системы Common Rail является возможность управления подачей топлива посредством компьютера (электронного блока управления), что позволяет осуществлять широкий диапазон регулирования давления, количества и момента начала впрыска топлива.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы классического дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.
Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. На современных дизелях, оборудованных системой питания Common Rail применяют топливные насосы высокого давления радиально-плунжерного или плунжерного типа.
Более подробно о ТНВД радиально-плунжерного типа здесь.

Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.

Регулятор давления топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе.

Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций: накопления топлива и содержание его под высоким давлением, смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД, распределения топлива по форсункам.

Форсунка — важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки.
Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

Управление работой системы впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Принцип работы системы питания Common Rail достаточно прост, и попытки ее применения известны достаточно давно – более полувека назад. Тем не менее, максимального эффекта от использования такой системы питания удается получить лишь с помощью компьютерного управления работой двигателя, поэтому широкое распространение подобные системы получили лишь недавно.
Рассмотрим подробнее работу Common Rail на приведенной ниже схеме (рис. 2).

С помощью топливоподкачивающего насоса (ТПН) топливо закачивается из топливного бака и через фильтр с влагоотделителем подается в радиально-плунжерный насос высокого давления (ТНВД) , который с помощью эксцентрикового вала приводит в движение три плунжера.
Топливный насос высокого давления напрямую связан с распределительным валом и подает порцию топлива в рампу при каждом обороте, а не так как в обычном двигателе один раз за два оборота.
От ТНВД топливо под большим давлением поступает в гидроаккумулятор (топливную рампу), откуда поступает на электро- или пьезогидравлические форсунки, управляемые компьютером.
Излишки топлива от форсунок и ТНВД сливаются в топливный бак через топливопроводы слива (магистраль обратного слива).

Схему можно увеличить в отдельном окне браузера, щелкнув по ней мышкой.

В нужный момент блок управления (ЭБУ) дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.

Начало впрыска и количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя через форсунки, зависит от начала и продолжительности сигнала электронного блока управления, формируемого на основании информации от датчиков. Этот сигнал зависит от нескольких параметров, в первую очередь — от режима работы двигателя.
Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, положения коленчатого вала (датчик Холла), положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и некоторые другие.

Давление в системе регулируется по сигналу блока управления с помощью регулятора. На холостом ходу оно минимальное, что снижает шум работы форсунок и ТНВД, а при разгоне максимальное для обеспечения лучшей приемистости.

Многократный впрыск в системе Common Rail

Поскольку давление впрыска не зависит от оборотов двигателя и нагрузки, фактическое начало, давление и продолжительность впрыска могут быть свободно выбраны в широком диапазоне значений.
Кроме того, появляется возможность применения предварительного впрыска (или даже нескольких впрысков), регулируемого в зависимости от потребностей двигателя, что приводит к существенному сокращению шума двигателя наряду с улучшением процесса сгорания и сокращением выброса вредных веществ с отработавшими газами.

С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

Предварительный впрыск небольшого количества топлива производится перед основным впрыском для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускорение самовоспламенения основного заряда, снижение шума и токсичности отработавших газов. В зависимости от режима работы двигателя производится:

два предварительных впрыска — на холостом ходу;
один предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
предварительный впрыск не производится — при полной нагрузке;
основной впрыск обеспечивает работу двигателя в режиме частичных и номинальных нагрузок.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Достоинства и недостатки системы Common Rail

Как уже отмечалось выше, использование в дизелях системы питания Common Rail вместо классической системы питания дает ощутимый прирост мощности, экологичности и экономичности двигателю. Уменьшение расхода топлива, выброса вредных веществ, шума, наряду с повышением динамических показателей достигается возможностью компьютерного управления всеми процессами впрыска, что невозможно осуществить в традиционных системах питания, даже самых сложных и совершенных.

К существенным недостаткам системы Common Rail следует отнести сложность обслуживания, требующего от технического персонала высокой квалификации и необходимость применения специального оборудования для тестирования работы системы. Поэтому, если автомобиль эксплуатируется в условиях ограниченного технического сервиса невысокого уровня, надежнее использовать классическую систему питания.

Следует отметить, что система питания Common Rail подвергает моторное масло значительным тепловым нагрузкам. Из-за более интенсивного горения верхняя часть (головка) поршней нагревается гораздо сильнее, чем у классического дизельного двигателя. Если головка поршня у классического дизеля непосредственного впрыска нагревается до 320-350 °C, при работе с системой питания Common Rail — свыше 400 °С.
В результате моторное масло выгорает и окисляется значительно интенсивнее. По этой причине в смазочной системе дизелей с впрыском типа Common Rail необходимо использовать синтетические или полусинтетические моторные масла.

Перспективы развития системы питания Common Rail

Совершенствование системы питания Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска. Очевидно, что чем выше давление в системе в момент впрыска, тем больше топлива успевает попасть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность двигателя. Кроме того, впрыск под большим давлением обеспечивает высокое качество распыливания топлива форсункой, что благотворно сказывается на процессах смесеобразования и горения.
В современных двигателях повышение давления впрыска ограничивается прочностью аккумулятора топлива (рампы) и топливопроводов высокого давления, которые подвержены пульсирующим и вибрационным нагрузкам при работе двигателя и способны разрушиться.
Тем не менее, за полтора десятка лет инженерными решениями удалось увеличить давление на впрыске более, чем в полтора раза – у современных дизелей с системой питания Common Rail оно достигает 220 МПа и даже более.

Высокое давление впрыска надежнее обеспечить, используя систему питания типа насос-форсунка, о которой пойдет рассказ в следующей статье.

Источник

Что такое система Common Rail и зачем она нужна в дизельных двигателях?

Многие автолюбители наверняка слышали о том, что в дизельных двигателях присутствует система Common Rail, при этом не все знают о том, что же это такое и зачем вообще она там стоит.

Под Common Rail принято понимать систему питания, которую производители машину стали устанавливать в дизельные двигатели, начиная с 1997 года. В эту систему питания горючее попадает из основной топливной магистрали. Причём происходит это в условиях давления 1300-1800 бар. Какой будет дозировка впрыска топлива, определяет непосредственно электронный блок управления, который при определении этого параметра принимает во внимание данные, получаемые от широкого круга датчиков. В частности, учитывается, в каком положении находится педаль акселератора и какое давление присутствует в топливной рампе. Также важным параметром, который принимается во внимание, является нагрузка двигателя, а также температурный режим его эксплуатации. Именно с учетом всех этих показателей и определяется подходящее количество топлива, которое необходимо для работы силового агрегата.

Использование в дизельных силовых агрегатах системы Common Rail обеспечивает максимально точную дозировку порции топлива при работе мотора в различных режимах. Для того чтобы оптимизировать и заметно смягчить процесс сжигания топлива, горючее может подаваться разными по объему порциями. Когда топливо за один такт подается многочисленными порциями, то это приводит к ситуации понижения температуры в камере сгорания. Такое действие способствует заметному уменьшению количества возникающей при сгорании солярки окиси азота.

В настоящий момент выпускаются и устанавливаются на двигатели системы Common Rail двух типов. Первые оснащены электромагнитными форсунками. Вторые – пьезоэлектрическими. Последние имеют в качестве одного из важных преимуществ высокую скорость срабатывания. При работе мотора с системой питания, которая оснащена такими форсунками, снижается токсичность выхлопа. По сравнению с обычными электромагнитными содержание вредных примесей в выхлопе уменьшается на 20%. Кроме того пьезофорсунки обеспечивают увеличение мощности, а также понижают расход горючего. Кроме этого благодаря им происходит уменьшение уровня шума при эксплуатации дизельного двигателя.

Источник

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильным двигателем с системой впрыска топлива Common Rail (впрыск топлива под высоким давлением), для чего она нужна и как осуществляется ее функционирование. Кроме того, расскажем про основные характеристики технологии, каким образом работает топливный насос в системе, чем впрыск топлива такого типа отличается от других, на каких силовых установках чаще применяется такой механизм и какая польза или вред автомобильному двигателю от Common Rail. В заключении мы поговорим, о том какие задачи выполняет система впрыска Common Rail в двигателе транспортного средства, из каких узлов состоит и каковы ее конструкторские особенности.

Для того, чтобы понять, как функционирует автомобильная система с технологией впрыска топлива под высоким давлением (Common Rail), необходимо знать ее конструкторские особенности, из каких элементов она состоит, а также какие функции и задачи выполняет в той или иной силовой установке транспортного средства. Данные вопросы мы и обсудим в нашем рассказе, чтобы получить исчерпывающее представление о принципе работы автомобильной топливной системы Common Rail. Кроме того, рассмотрим часто задаваемый вопрос многими автовладельцами: “Чем отличается система впрыска топлива под высоким давлением от классических топливных технологий?”.

1. Особенности, плюсы и минусы системы впрыска топлива Common Rail

Система Common Rail – технология впрыска топлива для дизельных силовых установок. Принцип работы основан на подаче топлива к форсункам под постоянным давлением от общей рампы. Данная технология была впервые разработана немецкими инженерами компании Bosch. Коммон Рейл от компании Бош повсеместно используется на транспортных средствах таких марок, как Volvo, Mersedes-Benz и BMW.

Топливная система Common Rail в переводе с английского языка означает общую магистраль топливного механизма транспортного средства. Такая система характеризуется впрыском топлива в камеру сгорания цилиндров под высоким атмосферным давлением. Благодаря подаче топлива под давлением в цилиндры обеспечивается высокая эффективность работы силовой установки и сокращается расход топлива в среднем на 10-15%, а мощность мотора вырастает примерно на 30-40%.

Кроме увеличения мощности силовой установки и снижения расхода топлива, преимущества системы впрыска под высоким давлением Коммон Рейл не заканчиваются. Данная система отмечается уменьшением шума при работе мотора, при этом крутящий момент дизельного двигателя повышается в среднем на 5-10 процентов. Благодаря вышеописанным факторам, система впрыска топлива Коммон Рейл получила всеобщую популярность и на сегодняшний день примерно каждый 2-ой автомобиль на планете с дизельной силовой установкой оборудован этой технологией.

Среди недостатков системы Коммон Рейл можно выделит довольно высокие нормы по качеству к потребляемому дизельному топливу. В том случае, когда в такую топливную систему попадают мелкие посторонние частицы в виде не растворившегося парафина, который содержится в солярке, то это может привести к выходу из строя форсунок управляемых электроникой и выполненных с высочайшей точностью. Вот поэтому в дизельных силовых установках с системой Коммон Рейл применение качественного дизтоплива является самым главным и обязательным условием.

2. Принцип действия системы впрыска топлива Коммон Рейл

Основной принцип работы системы Коммон Рейл состоит на подаче топлива, как правило, дизельного вида, к форсункам от общей рампы под высоким давлением. Давление в такой системе впрыска образуется, а также поддерживается в независимом от частоты вращения коленчатого вала силовой установки состояния. Кроме того, на давление в топливной системе такого типа также никакого влияния не оказывает параметр объема впрыскиваемого горючего в камеры цилиндров.

Процесс впрыскивания топлива осуществляется форсунками по специальной команде электронного блока управления системы. В каждую форсунку встроены магнитные соленоиды, включение которых происходит все с того же электронного блока управления системы впрыска. Таким образом, при помощи “умных” форсунок образуется управляемый впрыск топлива в камеры сгорания топливно-воздушной смеси, расположенных в цилиндрах двигателя.

Для повышения эффективности функционирования системы впрыска Комон Рейл было решено разработать и использовать специальный узел, который называется аккумуляторный блок, содержащий в своем составе распределительный трубопровод, трубки подачи топлива, а также сами форсунки. Электронный блок управления по заложенной в него программе передает управляющий сигнал к форсункам, а точнее к их соленоидам, которые установлены на этих деталях.

Далее соленоиды по команде от блока управления производят подачу дизтоплива в камеры сгорания топливно-воздушной смеси мотора при помощи исполнительных механизмов в виде форсунок. Вся процедура происходит по принципу разделения узла, которое создает высокое давление и элементов впрыскивания, обеспечивающих повышение точности управления процессом сгорания смеси и увеличения силы подачи топлива.

3. Устройство и конструкторские отличия системы Common Rail

Система Коммон Рейл по своему устройству значительно отличается от классических топливных систем, например FSI или GDI. Система впрыска функционирующая под высоким давлением Common Rail и включает в состав 3 основные узла, такие как :

– Контур низкого давления : включает топливный бак, насос с типом действия подкачки топлива, фильтрующий элемент и трубопроводы для соединения деталей системы.

– Контур высокого давления : он состоит из насоса высокого давления, который заменяет классический ТНВД с контрольно-регистрирующим клапаном, рампы высокого давления с датчиком, который контролирует в ней рабочее давление, форсунок с соленоидами, а также соединительных шлангов с трубопроводами. Справочно отметим, что рампа высокого давления представляет из себя длинную трубу с поперечно установленными штуцерами для соединения с форсунками и исполнен в виде двухслойного элемента.

– Специальные датчики системы : располагаются по всей топливной системе для контроля, регистрации и направления собранной информация на электронный блок. В системе Коммон Рейл насчитывается около десятка таких датчиков.

Блок электронного типа системы Коммон Рейл получает определенные электрические сигналы от таких датчиков, как: положения коленчатого вала, положения распределительного вала, перемещения педали газового акселератора, давления наддува, а также температуры атмосферного воздуха, температуры антифриза, массового расхода воздуха и давления горючей смеси. Электронный блок управления системы Коммон Рейл на основе предоставленных ему сигналов и информации от всевозможных датчиков анализирует, а потом вычисляет нужное количество подаваемой горючей смеси в камеры цилиндров двигателя.

После вычисления данных, блок управления подает команду о начале впрыска необходимого количества топлива на такие исполнительные элементы, как форсунки. Включение форсунок производится через полученные сигналы на соленоиды. Кроме того, блок управления определяет продолжительность открытия форсунок, корректирует показатели впрыска, а также производит управление работой всей системы в целом.

Контур низкого давления системы обеспечивает при помощи специального насоса, засасывание и подкачивание топлива из бензобака автомобиля, далее происходит пропускание горючего через фильтрующий элемент, в котором оседают ненужные загрязнения в виде парафина, а затем осуществляется доставка отфильтрованной смеси к контуру с высоким рабочим давлением.

При поступлении топлива в контур с высоким рабочим давлением, насос направляет горючую смесь в аккумуляторный блок, где оно находится под давлением в диапазоне от 120-140 МегаПаскаль при помощи контрольного клапана. В том случае, если данный клапан открывается по распоряжению электронного блока, то далее топливо от насоса по сливному трубопроводу направляется в бензобак. Заметим, что каждая форсунка соединяется специальными отдельными трубками высокого давления с аккумуляторным блоком. Внутри самой форсунки, как говорили ранее располагается управляющий соленоид, он же клапан электромагнитного типа.

Далее по цепочке, после получения электрического сигнала от электронного блока управления системы Коммон Рейл, форсунка осуществляет впрыскивание горючего в определенный цилиндр силовой установки. Продолжительность впрыска топлива производится до тех пор, пока соленоид форсунки не выключится по команде поступившей от все того же электронного блока управления, который в свою очередь вычисляет и определяет момент начала впрыска, количество горючего, получая информацию от разных датчиков и анализируя полученные показатели при помощи специального программного обеспечения, заложенного в память процессора или компьютера на заводе изготовителе.

Помимо всего прочего, электронный блок управления также систематически производит постоянный контроль работоспособности всей системы Коммон Рейл. Так как в аккумуляторном блоке, горючее находится на стабильно высоком показателе давления, то это дает возможность впрыска малых и четко размеренных порций топлива. Кроме того, в современных системах Коммон Рейл появилась функция подачи предварительной части горючего перед основным впрыском. Эта возможность обеспечила улучшенный процесс сгорания топливно-воздушной смеси в камерах цилиндров двигателя автомобиля.

В заключении отметим, что благодаря высокоточному электронному управлению и оптимальному давлению в системе впрыска топлива Коммон Рейл, в силовой установке сгорание горючего осуществляется с максимальной эффективностью, что обеспечивает комфортную работу мотора автомобиля, так как на каждом из режимов силовой установки достигаются оптимальные показатели. Благодаря этим факторам, сокращается расход топлива и происходит снижение токсичности отработанных газов выхлопной системы транспортного средства. Таким образом, топливная система впрыска горючего под высоким давлением Common Rail обеспечила развитие целого поколения дизельных двигателей, потому что обладает неисчерпаемым потенциалом. Так как экологические нормы по токсичности ежегодно увеличиваются, то это в первую очередь способствует дальнейшему бурному развитию топливных систем по технологии Коммон Рейл.

Источник

на какой системе выгоднее содержать авто?

Современные дизельные автомобили практически в 2 раза экономичнее своих бензиновых собратьев. И это неудивительно, ведь КПД бензинового двигателя редко дотягивает до 30%, в то время как турбированный дизель выдает 50% и больше. Залог такой эффективности (кроме турбокомпрессора) — современная система впрыска.

Самые популярные сегодня системы питания — Common Rail и насос-форсунки. Принцип их работы отличается кардинально, но схожая эффективность заставляет многих водителей раздумывать, на какой системе выгоднее содержать авто? Давайте разбираться.

Плюсы и минусы форсунок Common Rail

Эта система питания имеет наибольшее распространение во многом благодаря тому, что постоянно развивается и с каждым годом становится все производительнее. С момента первого запуска в 1997 году, сменилось уже несколько поколений Коммон Рэйл, каждое из которых работает под большим давлением. Четвертое поколение устройств способно развивать 220 МПа.

Достоинства Common Rail:

— работает очень экономично и тихо. Впрыск топлива, благодаря постоянному давлению в рампе, разбивается на несколько этапов. Это обеспечивает плавную работу двигателя, меньшую шумность и сгорание сажи;

— производит малое количество выбросов;

— форсунки хоть и имеют сложную конструкцию, но поддаются ремонту.

Недостатки:

— солярка должна быть очень чистой, особенно важно отсутствие воды;

— дороговизна обслуживания и замены системы;

— если одна форсунка вышла из строя, система полностью останавливается.

Плюсы и минусы двигателя с насос-форсунками

Вторая популярная система прямого впрыска, которая используется в современных дизельных двигателях — насос форсунка. Такое устройство совмещает в себе сразу два узла: и насос высокого давления, и форсунку. Принцип её работы следующий:

— устанавливается отдельно на каждый цилиндр;

— подключается к распредвалу и набирает необходимое давление от него в камеру высокого давления с помощью плунжерного насоса;

— при помощи электромагнитного или пьезоэлектрического клапана регулируется дозированная подача топлива.

Плюсы этой системы в гибком управлении сгорания топлива и отсутствии дополнительного насоса. Работая под давлением 200-220 МПа, насос-форсунка обеспечивает очень высокую экономичность и чистоту выхлопа. При этом двигатель работает также тихо и ровно, как бензиновый.

Но система имеет и явные недостатки:

— быстрый износ насосной части. По статистике сервисного центра Турбомикрон, который занимается обслуживанием системы питания дизелей, ремонт насос форсунок требуется чаще, чем Коммон Рэйл;

— высокие требования к качеству солярки;

— плохая ремонтопригодность. Восстановлению поддаются насосные секции и плунжерные пары. Если проблема сложнее, придется купить достаточно дорогую новую насос-форсунку.

Словом, каждая из систем имеет свои достоинства и недостатки. Но благодаря постоянному развитию Common Rail и разработке 4 поколения насосов, развивающих давление в 220 МПа, рынок дизельных автомобилей на 80% состоит именно из таких представителей. Однако, окончательный выбор за вами!

Топливная система common rail принцип работы

Система впрыска Common Rail является самой современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Работа системы Common Rail основана на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы, наподобие бензиновых ДВС (Common Rail в переводе означает общая рампа). Система впрыска разработана специалистами фирмы Bosch.

Наибольшее распространения получили четыре типа систем COMMON RAIL, названным по имени их производителя. BOSCH, DELPHI, DENSO и SIEMENS. Каждый автопроизводитель имеет собственную аббревиатуру, которая обозначает как систему, так и ее отдельные элементы :

BMW : D-двигатели (также используются Land Rover как TD4)
Cummins и Scania : XPI
Cummins : CCR
Daimler : CDI (для автомобилей Chrysler и Jeep — CRD)
Fiat : Fiat, Alfa Romeo и Lancia — JTD (MultiJet, JTDm, Ecotec CDTi, TiD, TTiD, DDiS, Quadra-Jet)
Ford Motor : TDCi

Duratorq и Powerstroke
General Motors : Opel/Vauxhall — CDTi и DTi для Isuzu
General Motors : Daewoo/Chevrolet — VCDi (VM Motori — Ecotec CDTi)
Honda : i-CTDi
Hyundai и Kia : CRDi
Mahindra : CRDe
Maruti Suzuki : DDiS
Mazda : CiTD
Mitsubishi : DI-D (разработано новое поколение 4N1 с давлением в системе впрыска до 2000 bar)
Nissan : dCi
PSA Peugeot Citroen : HDI, HDi (Volvo S40/V50 использует двигатели PSA 1,6D & 2,0D, JTD)
Renault : dCi
SsangYong : XDi
Subaru : TD
Tata : DICOR
Toyota : D-4D
Volkswagen Audi Group (Skoda) : TDI. CR в 2005 году пришла на смену насос-форсункам.
Volvo : D3, D4 и D5

Применение данной системы позволяет достигнуть снижения расхода топлива, токсичности отработавших газов, уровня шума дизеля. Главным преимуществом системы Common Rail является широкий диапазон регулирования давления топлива и момента начала впрыска, которые достигнуты за счет разделения процессов создания давления и впрыска.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

1. топливный бак
2. топливный фильтр
3. топливный насос высокого давления
4. топливопроводы
5. датчик давления топлива
6. топливная рампа
7. регулятор давления топлива
8. форсунки
9. электронный блок управления
10. сигналы от датчиков
11. усилительный блок (на некоторых авто)

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. Современные топливные насосы высокого давления — плунжерного типа. Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.
Регулятор давления топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе. Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций: накопления топлива и содержание его под высоким давлением, смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД, распределения топлива по форсункам. Форсунка важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки. Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

Управление работой системой впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, Холла, положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и другие. Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

На основании сигналов, поступающих от датчиков, блок управления двигателем определяет необходимое количество топлива, которое топливный насос высокого давления подает через клапан дозирования топлива. Насос накачивает топливо в топливную рампу. Там оно находится под определенным давлением, обеспечиваемым регулятором давления топлива. В нужный момент блок управления двигателем дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.

С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

2 предварительных впрыска — на холостом ходу;
1 предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
0(предварительный впрыск не производится) — при полной нагрузке.
Основной впрыск обеспечивает стабильную работу двигателя.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и улучшения сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Развитие системы впрыска Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска:

1 поколение – 140 МПа, с 1999 года;
2 поколение – 160 МПа, с 2001 года;
3 поколение – 180 МПа, с 2005 года;
4 поколение – 220 МПа, с 2009 года.

Чем выше давление в системе впрыска, тем больше топлива можно впрыснуть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность.

ТНВД является одним из основных ко элементов в конструкции системы впрыска двигателя. Он выполняет, как правило, две важнейшие функции: 1- нагнетание определенного количества топливной жидкости; 2- регулирование по времени начала впрыскивания. С момента появления аккумуляторных систем впрыска работа по регулированию времени начала впрыска была возложена на управляемые электроникой форсунки.
Основу ТНВД составляет плунжерная пара. Данный механизм составляет поршень (другое название- плунжер) и цилиндр (другое название — втулка) совсем небольшого размера. Плунжерную пару изготавливают из стали высокого качества и делают это с высочайшей точностью. Так, что между плунжером и втулкой имеется минимальный зазор (сопряжение прецизионное). В системе Common Rail используется Магистральный ТНВД.

С конструктивной точки зрения магистральный насос может иметь 1(один), 2(два) или 3(три) плунжера. Приводы плунжеров осуществляются с помощью использования кулачкового вала либо кулачковой шайбы.

При вращательном движении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружинки плунжер двигается вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под воздействием разряжения воздуха открывается клапан впуска, и топливная жидкость поступает в камеру. При движении плунжера вверх происходит возрастание давления в камере, клапан впуска закрывается. При создании определенного давления открывается клапан выпуска и топливная жидкость поступает в рампу. Управление подачей топливной жидкости производится в зависимости от потребностей двигателя и осуществляется с помощью клапана дозирования топливной жидкости. В исходном (обычном) положении этот клапан открыт. Но по сигналу электронного блока управления он закрывается на определенную ширину, тем самым регулируется количество затекающей в компрессионную камеру топливной жидкости.

Форсунка (инжектор), являясь элементом конструкции системы впрыскивания, предназначена для того, чтобы качественно дозировать подачу топливной жидкости, его распыление в камере сгорания (коллекторе впуска) и образование топливно-воздушной смеси. Форсунки используются в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных вариантах двигателей устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыскивания. В зависимости от того, каким способом осуществляется впрыскивание, различают нижеприведённые виды форсунок:

1. электромагнитные
2. электрогидравлические
3. пьезоэлектрическая

Устанавливается, как правило, на бензиновые двигатели, в том числе оборудованные системой непосредственного впрыска. Имеет достаточно простое и надежное устройство. Оно включает электромагнитный клапан с иголкой и сопло.

Работа электромагнитной форсунки осуществляется так: в соответствии с заложенным в него алгоритмом электронный блок управления точно обеспечивает подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана в нужный момент. При всём этом создается электромагнитное поле, оно, преодолевая усилия пружинки, втягивает якорь с иголкой и освобождает сопло. В результате производится впрыск топливной жидкости. С исчезновением напряжения пружка возвращает иголку форсунки на седло.

Используется на дизельных двигателях, в том числе на оборудованных системой впрыскивания Common Rail. В конструкцию электрогидравлической форсунки входит электромагнитный клапан, камера управления, впускной и сливной дроссели.

Принцип работы этой форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыскивании, так и при его прекращении. В начальном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, иголка форсунки прижата к седлу по средствам силы давления топливной жидкости на поршень в камере управления. Впрыскивание топливной жидкости не происходит. При этом давление топлива на иголку, ввиду разности площадей контакта, меньше давления на поршень. По точной команде электронного блока управления запускается работа электромагнитного клапана, открывая сливной дроссель. Топливная жидкость из камеры управления идёт через дроссель к сливной магистрали. Впускной дроссель при этом препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и в магистрали впуска. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не претерпевает изменений. Игла поднимается, происходит впрыск топливной жидкости.

Пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка)

Это самое совершенное устройство, обеспечивающее впрыск топливной жидкости. Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.

К преимуществам пьезофорсунки относят: быстроту срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), как следствие этого, возможность многократного впрыскивания топливной жидкости в течение одного цикла работы, точную дозировку впрыскиваемой топливной жидкости. Всё вышеперечисленное стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой. Он основан на изменении длины пьезокристалла, которое происходит под действием напряжения. Конструкция самой пьезоэлектрической форсунки включает следующие элементы : пьезоэлемент, толкатель, клапан переключения и иголку. Все они помещены в корпус.

В работе форсунки данного вида, так же как и в электрогидравлическом аналоге, используют гидравлический принцип. В начальном положении иголка сидит на седле в результате высокого давления топливной жидкости. Во время подачи электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина. Передается усилие на поршень толкателя, открывается переключающий клапан и топливная жидкость поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы снижается. Иголка за счет давления в нижней части поднимается, таким образом производится впрыск топливной жидкости.

Система впрыска Common Rail

Общие сведения о системе питания Common Rail

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Принцип работы системы питания Common Rail достаточно прост, и попытки ее применения известны достаточно давно – более полувека назад. Тем не менее, максимального эффекта от использования такой системы питания удается получить лишь с помощью компьютерного управления работой двигателя, поэтому широкое распространение подобные системы получили лишь недавно. Рассмотрим подробнее работу Common Rail.

С помощью топливоподкачивающего насоса 6 топливо прокачивается через фильтр 7 с влагоотделителем и подается в радиально-плунжерный насос высокого давления 3, который с помощью эксцентрикового вала приводит в движение три плунжера.
Топливный насос высокого давления напрямую связан с распределительным валом и подает порцию топлива в рампу при каждом обороте, а не так как в обычном двигателе один раз за два оборота.
От ТНВД топливо под большим давлением поступает в гидроаккумулятор 8, откуда под высоким давлением поступает на электро- или пьезогидравлические форсунки 11, управляемые компьютером. Излишки топлива от форсунок и ТНВД сливаются в топливный бак 1 через топливопроводы слива (обратный слив) 2.

В нужный момент блок управления 15 дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.

Начало впрыска и количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя через форсунки, зависит от начала и продолжительности сигнала электронного блока управления 15, формируемого на основании информации от датчиков. Этот сигнал зависит от нескольких параметров, в первую очередь — от режима работы двигателя.
Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, положения коленчатого вала (датчик Холла), положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и некоторые другие.

Давление в системе регулируется по сигналу блока управления с помощью регулятора 4. На холостом ходу оно минимальное, что снижает шум работы форсунок и ТНВД, а при разгоне максимальное для обеспечения лучшей приемистости.

Многократный впрыск в системе Common Rail

два предварительных впрыска — на холостом ходу;
один предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
предварительный впрыск не производится — при полной нагрузке;
основной впрыск обеспечивает работу двигателя в режиме частичных и номинальных нагрузок.

Достоинства и недостатки системы Common Rail

Перспективы развития системы питания Common Rail

Топливная система Common Rail — что это такое?

Система впрыска Common Rail появилась благодаря ужесточению экологических норм по выбросу вредных веществ, которые предъявлялись к дизельным двигателям.

В данной статье узнаем, что такое топливная система впрыска Common Rail, устройство и принцип работы.

Что такое Common Rail?

Если открыть автомобильный англо-русский словарь, то термин Common Rail можно перевести как ‘общая магистраль’. Она характеризуется впрыском топлива в цилиндр под высоким атмосферным давлением, благодаря чему снижается расход топлива на 15 процентов, а мощность двигателя вырастает почти на 40 процентов.

Это не все достоинства. Было отмечено уменьшения шума при работе двигателя, притом, что крутящий момент дизеля был увеличен. Благодаря своему преимуществу, система впрыска Common Rail приобрела широкую популярность, и на данное время, каждый второй автомобиль с дизельным двигателем оснащен этой системой впрыска.

К недостаткам комон рейл относят более высокие требования к качеству дизельного топлива. При попадании мелких посторонних частиц в топливную систему, которая выполнена с большой точностью, управляемые электроникой форсунки могут выйти из строя. Поэтому в дизелях Common Rail использование качественного топлива является обязательным условием.

Принцип работы Common Rail

Устройство системы Common Rail

Common Rail состоит из трех основных частей: контура низкого давления, контура высокого давления и системы датчиков. В контур низкого давления входят: топливный бак, подкачивающий насос, топливный фильтр и соединительные трубопроводы.

Контур высокого давления состоит из насоса высокого давления (заменяющего традиционный ТНВД) с контрольным клапаном, аккумуляторного узла высокого давления (рампы) с датчиком, контролирующим в ней давление, форсунок и соединительных трубопроводов высокого давления. Аккумуляторный узел представляет собой длинную трубу с поперечно расположенными штуцерами для подсоединения форсунок и выполнен двухслойным.
Электронный блок управления Common Rail получает электрические сигналы от следующих датчиков: положения коленвала, положения распредвала, перемещения педали «газа», давления наддува, температуры воздуха, температуры охлаждающей жидкости, массового расхода воздуха и давления топлива. ЭБУ на основе полученных сигналов вычисляет необходимое количество подаваемого топлива, дает команду на начало впрыска, определяет продолжительность открытия форсунки, корректирует параметры впрыска и управляет работой всей системы.

В контуре низкого давления подкачивающий насос засасывает топливо из бака, пропускает его через фильтр, в котором задерживаются загрязнения, и доставляет его к контуру высокого давления.

В контуре высокого давления насос высокого давления подает топливо в аккумуляторный узел, где оно находится при максимальном давлении 135 Мпа с помощью контрольного клапана. Если контрольный клапан насоса высокого давления открывается по команде ЭБУ, топливо от насоса по сливному трубопроводу поступает в топливный бак. Каждая форсунка соединяется с аккумуляторным узлом отдельным трубопроводом высокого давления, а внутри форсунки имеется управляющий соленоид (электромагнитный клапан).

При получении электрического сигнала от ЭБУ, форсунка начинает впрыскивать топливо в соответствующий цилиндр. Впрыск топлива продолжается, пока электромагнитный клапан форсунки не отключится по команде блока управления, который определяет момент начала впрыска и количество топлива, получая данные от датчиков и анализируя полученные значения по специальной программе, заложенной в памяти компьютера.

Кроме того, блок производит постоянный контроль работоспособности системы. Поскольку в аккумуляторном узле топливо находится при постоянном и высоком давлении, это дает возможность впрыска небольших и точно отмеренных порций топлива. Появилась возможность впрыска предварительной порции топлива перед основной, что дает возможность значительно улучшить процесс сгорания.

Будущее системы Common Rail

Благодаря высокой точности электронного управления и высокому давлению впрыска, сгорание топлива в двигателе происходит с максимальной отдачей, что соответствует оптимальной работе двигателя. На каждом из режимов работы двигателя достигается оптимальные результаты. Из-за этого, уменьшается расход топлива и уровень токсичности выхлопных газов.

Система Common Rail повлекла развитие дизельных двигателей, т.к. обладает значительным потенциалом. Ведь мы знаем, что экологические нормы по токсичности повышаются постоянно и это способствуют дальнейшему развитию топливной системы.

Анализ методов и средств для диагностирования форсунок системы питания «Common rail»

В работе приведены результаты и анализ исследований влияния точности измерений диагностических параметров элементов топливной аппаратуры системы «Common Rail» на качество технического обслуживания и ремонта двигателей внутреннего сгорания транспортных и транспортно-технологических машин и итоге на выходные показатели ДВС. Обоснована связь между структурными и диагностическими параметрами элементов топливных систем. Предложена схема и комплекс мероприятий, направленных на повышение качества диагностических работ топливных систем.

Неоспоримыми преимуществами дизельных двигателей являются высокий КПД, высокая единичная мощность, малый расход топлива, что обуславливает все возрастающее увеличение доли их применения [1]. На сегодняшний день большая часть производимых дизельных двигателей, устанавливаемых на машины, оснащены аккумуляторной системой подачи топлива типа «Common Rail». Данная система позволяет обеспечить гибкость регулирования цикловой подачи, минимизировать неравномерность его подачи по цилиндрам, обеспечит оптимизацию регулирования угла опережения впрыска топлива в соответствии с режимами работы, обеспечивает автоматизацию пуска. Применение данных систем позволяет обеспечить высокие показатели топливной экономичности, экологичности и снижению шумового излучения [2,3]. Современные требования экологических стандартов определяют не только перспективные направления развития конструкций систем питания ДВС, но и направления совершенствования их диагностики.

С учетом повышения экологической безопасности при эксплуатации автотранспортных средств постоянно возрастают требования к точности дозирования топлива [4,5], что в свою очередь влечет за собой ужесточение требований, предъявляемых к качеству проведения диагностики элементов топливной аппаратуры дизельного двигателя. Наиболее перспективными с точки зрения выполнения жестких требований по выбросам вредных веществ, уровню шума и топливной экономичности являются аккумуляторные системы топливоподачи типа «Common Rail».

Основной задачей топливной системы дизельного двигателя является своевременная дозированная подача топлива. Точность дозирования топлива оказывает значительное влияние на выходные показатели работы дизельного двигателя, такие как мощность, крутящий момент, содержание вредных компонентов отработавших газов, расход топлива. Основное влияние на точность дозирования топлива оказывает техническое состояние форсунок, показатели которых изменяются в процессе эксплуатации ДВС. Основными факторами, влияющими на интенсивность изменения технического состояния форсунок, является качество топлива (обводненность, содержание серы и абразивных частиц и другие), а также качество проводимых ремонтных воздействий.

Качество ремонта форсунок в значительной степени зависят от точности диагностики. В настоящее время для выявления неисправностей форсунок, существуют и используются различные методики и средства: методы безмоторной диагностики с применением специальных стендов и методы диагностики, осуществляемые без снятия форсунок с двигателя.

Принцип работы аккумуляторной аппаратуры значительно отличается от принципа работы традиционной дизельной аппаратуры с механическим управлением, вследствие чего для её испытаний необходимы специальное оборудование и приборы.

Проверка форсунок без снятия производится сравнительным анализом объема поступающего топлива в обратную линию. Для реализации этого метода диагностики достаточно применения простейшего оборудования и не занимает много времени. Однако данный метод не позволяет с высокой точностью определять техническое состояние форсунки. Можно только проверить состояние электромагнитного клапана, при этом следует отметить, что речь идет о сравнительном испытании, то есть если отклонения в работе присутствуют у всего комплекта форсунок, то определить неисправность будет невозможно.

Углубленную и точную диагностику форсунок аккумуляторной системы впрыска топлива можно произвести исключительно с использованием специализированных стендов. Стенды позволяют в широком диапазоне варьировать давление тестовой жидкости, подводимой к форсункам и длительность управляющих импульсов. Позволяют проверять работу клапана, распылителя и других элементов форсунки. Основой метода диагностики является анализ соответствия длительности управляющих импульсов и количества впрыснутого топлива.

Наиболее распространенными моделями стендов для диагностики форсунок аккумуляторной системы впрыска топлива дизельных двигателей на российском рынке являются: «BOSCH ESP 200»; «М-107Э CR»; «М-108»; «CR-NT815», «С-MAX 3000». Конструкция стенда для диагностики форсунок показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Конструкция стенда для диагностики форсунок: 1 — корпус; 2 — бак с тестовой жидкостью; 3 — фильтр; 4 — электродвигатель привода ТНВД; 5 –ТНВД; 6 –муфта соединительная; 7 — кронштейн крепления ТНВД; 8 –магистрали низкого давления; 9 — пульт упраления и измерения; 10 — форсунки; 11 — линия слива; 12 — винт струбцины; 13 — трубопровод высокого давления; 14 — линия слива из накопительных стаканов; 15 — трубопровод высокого давления, соединяющий топливный коллектор и форсунки; 16 — топливный коллектор; 17 — сборный стакан; 18 — кронштейн крепления форсунок

Стенды рассчитаны на диагностику как форсунок с электрогидравлическим управлением, так и с пъезоуправлением фирм «Bosch», «Delphi», «Denso», «Simens».

На стендах могут применяться два метода измерения цикловой подачи топлива: мензурочный и безмензурочный (прямой метод). При мензурочном методе измерения возникают погрешности, складывающиеся из-за образующейся пены топлива, количества топлива, остающегося на стенках мензурок и субъективных факторов, проявляющихся при снятии показаний с мензурок. Прямой метод более точный. Для его реализации применяют расходомеры двух типов: с регулирующим поршнем и объемного типа.

Поршневому расходомеру присущи недостатки, а именно: впрыск тестовой жидкости производится в среду с атмосферным давлением, большая инерционность, которая не позволяет отслеживать единичные впрыски, вследствие чего отсутствует возможность оценивать стабильность цикловой подачи форсунки по времени.

Расходомеры объемного типа предназначены для определения характеристик впрыска путем подачи тестовой жидкости в заполненный замкнутый объем. Их работа основана на сжимаемости тестовой жидкости.

Эти приборы позволяют создать в камере впрыска противодавление, близкое к имеющемуся в цилиндре двигателя (в процессе впрыска топлива) и на основе этого приблизить условия работы форсунки на стенде и на двигателе и тем самым обеспечить необходимую точность измерений. Данные расходомеры обладают достаточным быстродействием, что позволяет оценивать стабильность цикловой подачи и выявлять спорадические неисправности.

Существующие стенды для диагностики форсунок «Common Rail» имеют аналогичные конструктивные решения. Составляющими стендов для диагностики форсунок, как правило, являются: бак для тестовой жидкости, ТНВД с электроприводом, специальный контроллер с необходимым программным обеспечением для генерирования управляющих импульсов, подаваемых на форсунки, высокоточный электронный расходомер и система термостабилизации (в баке находится электрический нагреватель), подключение форсунок осуществляется с помощью быстросъемных адаптеров (рисунок 2). Как правило, для каждой форсунки предусмотрены два расходомера: для измерения сливаемого топлива в обратную линию и для измерения количества впрыскиваемого топлива.

Рисунок 2. Комбинированная схема стенда для диагностики форсунок: 1 — гидробак; 2 — откачивающий насос; 3 — регулятор расхода тестовой жидкости; 4 — ТНВД; 5 — топливный коллектор; 6 — диагностируемая форсунка; 7 — датчик давления; 8 — клапан с электоуправлением; 9 — камера впрыска; 10 — разделительный поршень; 11 — пневматический вентиль; 12 — пневматический баллон; 13 — подогреватель тестовой жидкости.

Стенды предназначены для определения основных параметров, характеризующих работу форсунок: быстродействие, производительность, расход топлива на управление, величины тока, напряжения и продолжительности сигнала, подаваемого на электроприводный управляющий клапан, сопротивления обмотки катушки управляющего клапана, задержки срабатывания клапана, температуры перепускаемого топлива.

Управление форсунками осуществляется при помощи генераторов силовых импульсов, которые управляются компьютером с соответствующим программным обеспечением. Регулятор стенда независимо управляет работой клапанов давления и расхода ТНВД системы «Common Rail».

Основным элементом, определяющим метрологические показатели стенда, является расходомер, конструкции которых делятся на два типа. Первый тип представляет собой поршневой расходомер с шестеренчатым насосом. Второй тип — камеру впрыска с измерительным поршнем, который позволяет фиксировать величины единичных впрыскиваний и статически усредненные их величины за заданное количество их циклов.

Тестовая жидкость нагнетается в аккумулятор под высоким давлением, в соответствии с сигналами стендового блока управления, форсунка впрыскивает жидкость в камеру впрыскивания с поршневым измерителем, для имитации работы в камере сгорания под поршень камеры подается азот под давлением до 10 МПа. Оценка цикловой подачи производится по окончанию измерений путем оценки объема вытесненной жидкости за заданное число впрыскиваний.

Проведя сравнительный анализ существующих конструкций стендов для диагностики форсунок, можно сделать вывод, что несмотря на достаточно высокий уровень точности измерений расхода топлива, с появлением и внедрением новых поколений систем подачи топлива «Common Rail», появляется потребность в повышении точности измерений, что является предметом дальнейших исследований.

Система питания дизеля Д-245Е3

Система питания дизеля, в соответствии с комплектацией дизелей, состоит из:

— аккумуляторной системы впрыска Common RAIL, включающей топливный насос,

повышающий редуктор привода ТНВД, форсунки, аккумулятор топлива под высоким давлением, датчики частоты вращения (коленчатого вала и первичного вала редуктора привода ТНВД), датчики состояния рабочей среды (давления и температуры топлива и воздуха), электромагнитные исполнительные механизмы (регулятор давления топлива, электромагнитные клапаны форсунок), электронный блок управления;

топливопроводов низкого давления;

топливопроводов высокого давления; впускного коллектора; выпускного коллектора;

турбокомпрессора;

фильтра тонкой очистки топлива; фильтра предварительной (грубой) очистки топлива, воздухоочистителя, топливного бака, охладителя надувочного воздуха, глушителя.

В схеме системы питания дизеля указано средство облегчения пуска дизеля в условиях низких температур окружающей среды — свеча накаливания.

Схема системы питания дизелей изображена на рисунке 1.

Схема цепей контроля и управления системы питания COMMON RAIL изображена на рисунке 2.

Расположение датчиков и исполнительных механизмов на рисунке 2 и в таблице.

Питание к электронному блоку цепей контроля, управления и связи должно быть подано непосредственно от клемм аккумуляторной батареи.

Датчик частоты коленчатого вала установлен на крышке газораспределения

Датчик частоты вращения первичного вала редуктора привода ТНВД установлен на корпусе редуктора топливного насоса высокого давления

Датчик температуры и давления топлива установлен на трассе топливопровода от подкачивающего насоса к фильтру тонкой очистки топлива или в корпусе фильтра тонкой очистки топлива

Датчик температуры и давления масла установлен в блоке цилиндров

Датчик температуры и давления надувочного воздуха установлен во впускном коллекторе

Датчик высокого давления топлива установлен в топливной рампе

Датчик температуры охлаждающей жидкости установлен в корпусе термостата

Регулятор давления установлен в топливном насосе высокого давления

Система Common Rail дизельного двигателя ЗМЗ-51432 CRS Евро-4 на Уаз

Главным преимуществом аккумуляторной системы впрыска топлива Common Rail является широкий диапазон изменений давления топлива и момента начала впрыскивания. Все это реализуется путем разделения процессов создания давления и обеспечения впрыскивания.

Эта система позволяет обеспечить более широкие, в отличие от вариантов с механическим управлением ТНВД, требования по впрыску топлива, а именно : повышенное давление впрыскивания до 1450 бар, гибкое управление моментом начала впрыскивания, обеспечение предварительного и дополнительного впрыскивания, регулирование давления впрыскивания в пределах 230-1450 бар в зависимости от условий эксплуатации автомобиля.

Применение системы Common Rail в дизельном двигателе ЗМЗ-51432 CRS Евро-4 позволило повысить его удельную мощность, снизить расход топлива, а также уменьшить уровень шума и эмиссии отработавших газов.

Система Common Rail дизельного двигателя ЗМЗ-51432 CRS Евро-4.

Система Common Rail примененная на дизельном двигателе ЗМЗ-51432 состоит из : контура низкого давления, а также агрегатов подачи топлива; контура высокого давления, включая ТНВД, топливный аккумулятор высокого давления, электромагнитные форсунки и топливопроводы высокого давления; системы электронного регулирования работы дизеля, датчиков и исполнительных механизмов.

Важнейшим элементом аккумуляторной системы впрыска, является топливная форсунка с быстродействующим электромагнитным клапаном. Он открывает и закрывает распылитель, регулируя процессы впрыска топлива в каждом цилиндре. Все форсунки подсоединены к топливному аккумулятору высокого давления.

Принцип действия аккумуляторной системы впрыска топлива Common Rail.

Действие аккумуляторной системы впрыска топлива Common Rail основано на том, что процессы создания высокого давления и обеспечения впрыскивания разделены. Система электронного регулирования работы дизеля раздельно управляет работой всех узлов.

Создание высокого давления.

Работающий топливный насос высокого давления (ТНВД) с тремя плунжерами обеспечивает постоянную величину давления в топливном аккумуляторе, оптимальную для заданного режима работы двигателя и его нагрузки независимо от частоты вращения коленчатого вала и расхода топлива.

Трех плунжерный ТНВД в данной системе за счет программного управления всегда работает в режиме, с минимально возможными пиковыми нагрузками в отличие от традиционных систем впрыска. Привод не требует синхронизации с частотой вращения коленчатого вала, что позволяет совместить его с приводом других агрегатов.

Регулирование давления топливоподачи происходит с помощью клапана регулирования давления установленного на ТНВД. В аккумулятор подается топливо под давлением и в объеме, оптимальными для работы двигателя на заданном режиме, без переизбытка, что обеспечивает высокие экологические и экономические показатели.

Впрыск топлива в системе Common Rail.

Топливо из аккумулятора по топливопроводам высокого давления поступает к электромагнитным форсункам, которые впрыскивают его в камеры сгорания. Каждая форсунка состоит из распылителя и быстродействующего электромагнитного клапана, который управляет распылителем через механический привод. Электромагнитные клапаны приводятся в действие сигналами от блока управления работой двигателя.

Количество впрыскиваемого топлива при постоянном давлении в топливном аккумуляторе пропорционально времени включения электромагнитного клапана и не зависит при этом от частоты вращения коленчатого вала двигателя или частоты вращения вала ТНВД.

Управление и регулирование в системе Common Rail.

Электронный блок управления работой двигателя учитывает с помощью датчиков положение педали газа и конкретные параметры эксплуатации автомобиля. К ним относятся среди прочих :

— угол поворота распределительного вала;
— частота вращения коленчатого вала;
— давление в топливном аккумуляторе;
— температуры воздуха на впуске, топлива и охлаждающей жидкости;
— расход воздуха;
— скорость движения автомобиля.

Блок управления обрабатывает входящие сигналы и за короткое время генерирует сигналы управления для ТНВД, электромагнитный форсунок и других исполнительных механизмов, таких, как клапан рециркуляции отработавших газов и дроссельная заслонка с электроприводом.

Требуемое быстродействие включения форсунок достигается благодаря оптимизации работы электромагнитных клапанов и особой системы регулирования. Система «угол – время» сравнивает временной момент впрыскивания с показаниями датчиков положения коленчатого и распределительного валов во время работы двигателя. Система электронного регулирования работы дизеля подразумевает строгую дозировку впрыскиваемого топлива.

Контур высокого давления системы Common Rail делится на три части: создания давления, его аккумулирования, дозировки топлива. Топливный насос высокого давления снабжен клапаном регулирования давления . С помощью ТНВД высокое давление аккумулируется в аккумуляторе давления, оснащенном датчиком давления. Электромагнитные форсунки служат для своевременной подачи топлива в нужном количестве. Топливопроводы высокого давления связывают все эти части друг с другом.

назначение и устройство « NewNiva.ru

200 Ньютонов примем равными двадцати килограммам. То есть если приделать к хвостовику коленвала метровую палку и на ее конец повесить гирю весом в 20кг, то двигатель сможет ее поднять. Это и есть крутящий момент, или то самое УСИЛИЕ. Это основная характеристика, от нее зависит максимальное усилие, развиваемое на колесах, то есть от крутящего момента зависит тяговая характеристика, но не разгон до сотни, хоть и на него тоже влияет. Мощность же, это величина чисто математическая, и она измеряется по формуле. Если объяснять максимально просто, то чтобы вычислить мощность, нам надо крутящий момент умножить на обороты. Мощность, это РАБОТА, которую мотор способен выполнить за единицу времени. Как в электрике, мощность это произведение силы тока на напряжение, где сила тока играет роль крутящего момента, ибо СИЛА, а напряжение играет роль оборотов, ибо напряжение это характеристика «скорости». Мощность измеряется в Ваттах, а мощность двигателя мы привыкли измерять в лошадиных силах. Одна лошадиная сила равна 735 Ваттам, эту мощность необходимо развить, чтобы поднять груз весом в 75 кг на высоту 1 метр за одну секунду. Как видим, мощности всегда сопутствует время. Мощность это характеристика, которая характеризует способность преодолевать сопротивление, такие вот противоречия. От мощности зависит максимальная скорость автомобиля, а от момента то, как быстро достигнет автомобиль этой скорости.

Еще пример, для того, чтобы было проще осознать. Возьмем простейший образец очень длинноходного мотора с высоким крутящим моментом, но низкой мощностью. Знакомьтесь, велосипедист.

Посчитаем его характеристики. Длина рычага педального узла 170мм, или 0.17м, вес велосипедиста 80кг, или примерно 800 Ньютонов, итого, если велосипедист просто встанет на педаль своим весом, он разовьет момент около 136 Нм, это показатели неплохого бензинового автомобильного мотора рабочим объемом 1.6л, или показатель очень лютого спортбайка, только спортбайк валит, а велосипедист нет. А весь секрет в мощности. Максимальная скорость вращения «коленвала» велосипедиста — ну скажем 180 обмин, причем на высоких скоростях крутящий момент стремительно падает, а спортбайк выдает данный крутящий момент на 11000 обмин, и от того совершает огромное количество работы, и у него высокая мощность, он может эффективно сопротивляться сопротивлению воздуха, и у него высокая максимальная скорость, а велосипедист обладает отличными тяговыми характеристиками, он может спокойно тянуть свою массу на прямой передаче, и он быстро достигает своей максимальной скорости, которая не высока, ибо мощности не завезли. Исходя из этого можно подумать, что идеальный мотор — длинноходный и оборотистый, крутящего момента море, а если еще и оборотов подкинуть, у него и мощность огромная будет, но тут хоба

Скорость поршня, будь она неладна. Поэтому длинноходные моторы стараются делать низовыми и тяговитыми, машина с ним при грамотном подборе передаточных чисел будет отлично срываться с места, и таскать тяжелый прицеп в гору, однако максимальная скорость будет не высокой, ибо большие обороты не набрать, а без них не видать мощности.

Вот типичный график внешней скоростной характеристики низового мотора

Для красноречивости возьмем дизель. Момент конский, а мощности нет, Такой мотор будет отлично тащить на установившемся режиме, однако максимальная скорость машины будет низкой. Чтобы провести столько-же работы, сколько может провести двигатель мотоцикла

Ему надо гораздо больше времени. Отсюда и выходит, что у мотоцикла момент в два раза меньше, а мощность в два раза больше, так как дизель кончается там, где бензин еще спит. Надеюсь, теперь стало немножко понятнее.

Второй вопрос, волнующий людей, это сбалансированность моторов. Сильно вдаваться не буду, опишу самое основное, так как вибрации это целая наука, и там легко можно диссертацию писать.

Сразу скажу, наиболее сбалансированные компоновки это R6, B6, R8, V12, В12, где R -рядный, В — оппозитный, V — V-образный.

Вот табличка

Как видим, два основных источника вибраций это:

1. Силы инерции

2. Моменты от сил инерции

Каждый из этих факторов имеет степень значимости, или порядок. То есть первый порядок наиболее сильный, второй порядок слабее, есть еще третий, четвертый и так далее, но ими пренебрегают, так как их можно растворить в подвеске силового агрегата.

Силы инерции, это силы, возникающие от частей, совершающих обратно-поступательные движения, то есть поршни, шатуны, клапаны, толкатели клапанов. Силы первого порядка, это силы создаваемые движением поршней. Поршень, разгоняясь в цилиндре, накапливает кинетическую энергию, и отдает ее при торможении, пытаясь утянуть за собой мотор за коленвал, эти силы в основном уравновешиваются другими поршнями, движущимися в противофазе, если мотор не одноцилиндровый. Это источник самой сильной вибрации, поэтому так важен одинаковый до грамма вес поршней.

Силы второго порядка, это силы инерции создаваемые центром массы шатуна, движущимся по сложной траектории, эти силы пытаются раскачать двигатель в поперечной плоскости, частота вибрации от сил инерции второго порядка в два раза превышает частоту вращения коленвала, поэтому ее чаще всего гасят уравновешивающим валом, вращающимся с удвоенной частотой, однако тут возникает момент инерции от самого балансирного вала, который приходится гасить вторым балансирным валом, вращающимся в противоположную сторону. Вообще любые силы можно задушить балансиром, только их придется навешать штук шесть, что вообще никак не выгодно, плюс они съедают часть мощности.

Но помимо сил инерции, есть еще моменты от сил инерции. Это когда под действием сил инерции мотор пытается развернуться вокруг своей оси, если сила приложена не по центру.

На схеме обозначены направления моментов от сил инерции первого порядка, то есть от поршней. Как видим, в рядной четверке эти силы взаимоуравновешиваются, как и моменты от сил инерции второго порядка, а вот в оппозите моменты от сил инерции второго порядка остаются свободными, и пытаются развернуть мотор.

В двигателе еще очень много факторов, влияющих на получаемую вибрацию, это и вспышки в цилиндрах, и отталкивание поршня от стенки цилиндра во время рабочего хода, когда мотор пытается и вверх подпрыгнуть и вокруг оси развернуться. Это довольно сложные процессы, и от них в поршневом ДВС никуда не деться.

Ну вроде с волнующими вопросами разобрались, поехали к изначальной теме.

Компоновка CIH хоть и выигрывала у OHV в некоторых моментах, но все-же имела свои недостатки, это и паразитный вес толкателей или гидрокомпенсаторов, и сложность изготовления, требующая внедрения распределительного вала в тело головки блока, и невозможность разнести впуск и выпуск по разные стороны головки, так как с одной стороны вдоль обитал распредвал. Поэтому параллельно CIH стала набирать обороты компоновка OHC Over Head Camshaft, распредвал НАД головкой)

И тут мне бы надо вставить наглядную схему, но дело в том, что компоновка ОНС, это самая резиновая компоновка, у которой есть огромнейшее количество вариаций.

Есть компоновка с рокерами и неподвижными регулировочными опорами, либо гидрокомпенсаторами.

Такая схема использовалась очень широко в различных восьмиклапанных моторах, а любители жигулей сразу увидели в картинке что-то родное) В данной компоновке получилось кардинально снизить вес подвижных частей ГРМ, остался только клапан с тарелкой, да половина рокера. И в производстве такая схема оказалась дешевле и проще, особенно по сравнению с CIH

Распределительный вал в такой компоновке как правило устанавливался в отдельную постель

Которая бутербродом прикручивалась к головке или сквозняком прямо к блоку цилиндров, как на C20NE и его модификациях

С противоположной стороны от клапана, рокер опирался либо на регулировочную опору, либо на гидрокомпенсатор.

Кстати про гидрики. Многие ведь слышали, как стучат мифические гидрики? Сейчас расскажу.

Так получилось, то металлы, да и не только, при нагревании расширяются, тоже самое происходит и с клапаном, его ножка при нагреве удлиняется. Не трудно догадаться, что если зазора в механизме привода клапана не будет, при нагреве клапан приоткроется. В лучшем случае сильно нарушится герметичность камеры сгорания и мотор заглохнет, в худшем — продолжит работать со сниженной мощностью, так как клапан будет приоткрыт, и не будет плотно прилегать к седлу, в связи с чем быстро перегреется и в итоге прогорит. Для избежания такого сценария в механизме привода клапанов предусмотрен тепловой зазор.

При нагреве, ножка клапана удлиняется, выбирая этот зазор, и плотность прилегания тарелки клапана к седлу не нарушается. Зазор этот везде разный и зависит от конструктивных особенностей мотора. типичными для легковых автомобилей считаются зазоры в 0.15мм для впускных клапанов, и 0.25 для выпускных, но это средняя по палате температура, рекомендуемые зазоры могут гулять очень сильно в обе стороны. Зазор на впускном клапане меньше, так как он гораздо меньше греется. Моторы с такой системой имеют повышенную шумность работы на холодную, так как эти зазоры приводят к соударению элементов привода ГРМ, что и вызывает своеобразный стрекот. Данная конструкция очень надежна, однако требует сравнительно частой регулировки, что не очень-то радует автовладельца

Дабы избавить мотор от назойливых звуков и исключить из регламентных работ по ТО мотора лишнюю процедуру, конструкторы придумали гидравлический компенсатор клапанного зазора, в народе гидрик.

Он представляет собой подпружиненную плунжерную пару, которая под действием пружины раздвигается, засасывая в пространство под плунжером масло, которое не может покинуть это пространство из-за обратного шарикового клапана, таким образом гидрокомпенсатор полностью выбирает клапанный зазор и в то-же время не дает поджать клапан, так как масло медленно просачивается в зазор плунжерной пары и позволяет компенсатору медленно, но складываться при необходимости. Компенсаторов бывает много видов, в зависимости от конструкции мотора, но все они выполняют одну функцию.

Из-за того, что гидрокомпенсатор может складываться при продолжительном на него воздействии, мотор оборудованный ими, может издавать повышенный шум не более пяти секунд при холодном запуске, пока в системе смазки не поднимется давление, и компенсатор не раздвинется до необходимой длины, набрав масла в пару.

И так, к главному.

Компоновок OHC было много, да почти у каждого из вас под капотом ОНС мотор, только производители по разному подошли к такой компоновке. Бывают компоновки не с рокерами, а с коромыслами, некое подобие CIH, только лучше

В такой схеме коромысла со стороны распредвала могут иметь ролики, для снижения трения. Это схема с одним распредвалом, ее к примеру уважает Mitsubishi. SOHC(Single Over Head Camshaft)

Как видим тут очень хорошая схема с одним распредвалом, на котором присутствуют по три кулачка на цилиндр, роликовые коромысла с встроенными в них гидрокомпенсаторами. Мотор имеет по 4 клапана на цилиндр.

Ну и самая популярная схема, это схема с прямым приводом на толкатели клапанов, многие узнают свою

Вазовские переднеприводные восьмиклапанники, тьма фольксвагенов восьмиклапанных выполнена по такой схеме.

Ну и конечно DOHC (Double Over Head Camshaft) С двумя распредвалами.

Эта схема наверно вообще, самая популярная и самая современная. Хотя, постойте, кто это у нас тут возмущается?

V12, DOHC, 4 клапана на цилиндр… Неужто семерка БМВ? Бааа, да это-ж старичок В-2 с танка Т-34! То есть пока бОльшая часть мира сношалась с нижнеклапанными чудовищами и первыми OHV, наши деды давили немчуру на DOHC)) Вот поэтому не поворачивается язык называть то или иное современным, все уже давным давно придумали, просто некоторые решения раньше было нецелесообразно отдавать на массовое использование. Да и бензин еще был слишком хреновым, для внедрения такой компоновки, а вот дизелям — счастье.

Ну, с компоновками разобрались более-менее, теперь к не менее интересному.

Когда речь идет о создании мотора с четкими характеристиками, все хорошо и просто. Например нужен нам мотор с повышенной тяговой характеристикой на низких оборотах. Берем длинноходную компоновку, напяливаем на нее головку с двумя клапанами на цилиндр для экономии, ставим впускной коллектор с патрубками большой длины, и выпускной коллектор схемы 4-2-1 метровой длины для экономии опять-же, и получаем трактор

Или опелевский С20NE, видим пик момента на 3000 обмин. Хорошая тяга с низов. А что будет, если подправить фазы газораспределения, поставить распределительный вал, с более широкими фазами, да еще поставить головку, с 4 клапанами на цилиндр, впускной коллектор с более короткими патрубками, и выпускной коллектор 4-1? Получим мы знаменитый С20ХЕ

Видим, куда уполз крутящий момент, ах на 5000 обмин, и дошел почти до 200Нм, а был 165. Почему так происходит? Потому-то резонанс. Вспоминаем тему про двухтактники и их выхлоп, то как сильно влияет на мощность резонансная характеристика выхлопной системы. Так вот в четырехтактнике все тоже самое, только на впуске. Наша главная задача, как можно больше затолкать воздуха в цилиндр, а при высоких скоростях вращения коленчатого вала, воздух становится похожим на кисель, с инерцией и массой. Во время впуска, когда впускной клапан открыт, во впускном патрубке образуется разряжение, и после закрытия клапана, в патрубок устремляется свежая волна воздуха, фронт высокого давления, и для качественного наполнения, нам надо открыть впускной клапан как раз когда фронт достигнет его тарелки, чтобы воздушная масса не снижая скорости прошла в цилиндр, если не успеем, она отразится от закрытого клапана и пойдет обратно, сильно ухудшив наполнение. Чем длиннее впускной патрубок, тем ниже его резонансная частота, и наоборот, поэтому низкооборотистые моторы имеют большой впускной коллектор, с раннерами большой длины, с низкой резонансной частотой.

Это впускной коллектор ЗМЗ-409, с очень длинными каналами, для улучшения наполнения на низких оборотах.

А на высокооборотистых моторах коллектор вообще практически отсутствует

Вот весь впуск мотоцикла yamaha R1. Вся его суть направлена на высокую пропускную способность и высокую резонансную частоту.

Но с тяговитыми и гоночными моторами понятно, а как-же сделать универсальный мотор, ведь люди хотят чтоб и низы были, и на верхах мотор не кис. Выход есть, и инженеры придумали системы изменения эффективной длины впускного тракта, для изменения его резонансной характеристики. Рассмотрим опять-же на примере опеля, они активно занимались этими делами в свое время. Итак, система Dual RAM, конец 80х

Эта система впуска содержала в себе по сути два впускных тракта, переключаемых заслонкой.

О которой мне придется рассказать в другой части, так как пикабу напомнил о максимальной длине поста, я тут ни при чем, правда) До встречи!

Компоненты системы впрыска топлива Common Rail

Ханну Яэскеляйнен, 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.

Реферат : Компоненты системы впрыска Common Rail включают рампу, насос высокого давления и топливные форсунки.Радиальные, блочные и линейные насосы используются в коммерческих системах Common Rail. Конструкции насосов высокого давления развиваются, чтобы повысить эффективность системы впрыска топлива и облегчить точный контроль давления в рампе. В системах Common Rail могут использоваться несколько типов форсунок, включая электрогидравлические форсунки с сервоуправлением и форсунки прямого действия.

Система трубопроводов и направляющая

В современных системах Common Rail размеры трубы подачи форсунок и объем направляющей являются критическими параметрами, которые могут повлиять на динамические характеристики системы впрыска.Выбор размера этих компонентов оказывает значительное влияние на критические параметры впрыска топлива, такие как время задержки между несколькими впрысками и минимальное количество впрыскиваемого топлива. В связи с более частым использованием многократных впрысков и необходимостью точного контроля небольших объемов впрыска топлива, начиная примерно с этапа Евро-4, производители стали уделять больше внимания этим, казалось бы, обыденным компонентам.

Рельс представляет собой толстостенную трубку, которая действует как аккумулятор для предотвращения значительного падения давления при полной заправке за счет обеспечения гидравлической емкости контуру высокого давления.Объем рельса варьируется от нескольких кубических сантиметров в легковых автомобилях до 60 см ³ в тяжелых условиях эксплуатации. В большинстве случаев дозирующий клапан на насосе высокого давления регулирует подачу топлива под высоким давлением в рампу. Давление в рампе можно регулировать до значения, которое зависит от требований любого конкретного рабочего состояния двигателя. В некоторых случаях давление в рельсах может достигать 300 МПа.

Как и в случае с системами P-L-N, системы Common Rail также подвержены эффектам, связанным с волновой динамикой в направляющей и в топливных магистралях.Волны, генерируемые внезапными изменениями давления в одной части системы, например, при открытии игольчатого клапана впрыска, могут отражаться от жестких концов системы и возвращаться к своим источникам, вызывая нежелательные последствия, такие как снижение давления впрыска и колебания впрыска. количество.

Чтобы лучше контролировать давление на форсунке форсунки, некоторые форсунки Common Rail включают в себя дополнительный объем аккумулятора.

Воздействие на впускную трубу форсунки. Возникновение волн давления с высокой амплитудой / низкой частотой во время закачки представляет собой одну из наиболее важных проблем в сокращении времени задержки между несколькими закачками. Уменьшение амплитуды этих колебаний — важная задача разработчиков системы впрыска топлива. Значительного ослабления колебаний давления можно добиться, выбрав соответствующие размеры для впускной трубы инжектора [2977] [2193] .

Энергия, запасенная в волнах давления, вызванных событиями впрыска с той же продолжительностью впрыска и давлением в рампе, остается почти постоянной при изменении геометрических параметров трубопроводов подачи форсунок.Следовательно, из-за того, что энергия, запасенная в последовательности синусоидальных волн давления, увеличивается пропорционально квадрату их амплитуды и частоты, модификации гидравлической схемы, приводящие к увеличению амплитуд колебаний давления, должны приводить к уменьшению частот и наоборот. .

Поскольку частота волн давления строго связана с геометрическими характеристиками контура высокого давления, основное внимание уделяется проектированию контура, чтобы максимизировать частоту волн.Физическое моделирование систематически показывает, что эта частота увеличивается с удлинением впускной трубы форсунки, то есть отношением длины к внутреннему диаметру, и это подтверждается экспериментами. Подобная модуляция колебаний волны давления считается активной стратегией демпфирования.

В качестве альтернативы можно использовать отверстия на направляющей для соединения труб или внутри инжектора. Это считается стратегией пассивного демпфирования. Для определенной продолжительности впрыска и давления в рампе отверстие обычно уменьшает количество впрыскиваемого топлива по сравнению с гидравлической схемой без отверстия.Относительное снижение является переменным, но обычно составляет менее 10%. Отверстие также снижает гидравлический КПД системы впрыска.

Эффекты объема рельса. Аккумулятор относительно большого объема традиционно считался основополагающим для гашения колебаний давления, вызываемых топливными импульсами, подаваемыми насосом, и циклами впрыска топлива в системах Common Rail. Однако исследования системы впрыска топлива для легковых автомобилей показали, что постепенное уменьшение объема аккумулятора с 20 до 3 см3 не влияет на амплитуду этих колебаний давления и мало отрицательно сказывается на характеристиках инжектора [2978] [ 2979] .Возможность регулирования высокого давления системы в этих исследованиях была результатом синергетического действия как гидравлической емкости системы высокого давления, так и устройства регулирования давления. Хотя рабочий цикл либо клапана регулирования давления (PCV), либо клапана дозирования топлива на входе насоса (FMV) зависел от размера направляющей, система регулирования высокого давления была способна поддерживать уровень давления, достаточно близкий к номинальному значению. для исследуемого диапазона объемов аккумуляторов. Это открытие было применено к разработке систем Common Rail нового поколения для легковых автомобилей, которые используют меньшие объемы железнодорожных перевозок, чем в прошлом.

Это открытие также открывает возможность полного удаления рельса из контура высокого давления. Фактически, такая системная концепция, называемая 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 интегрированы в насос. Полученная в результате система впрыска имеет низкую гидравлическую инерцию, что приводит к быстрому динамическому отклику во время переходных процессов и снижению производственных затрат.Кроме того, эта система соответствует требованиям простой установки на двигатель. Хотя есть некоторые заметные различия в поведении системы по сравнению с общей магистралью, они могут быть учтены в конструкции и калибровке. Некоторые из различий включают в себя больший перепад давления и колебания частоты свободных волн давления в контуре высокого давления. Для основных впрысков пилотного топлива необходимы отверстия на выходах гидроаккумулятора, чтобы гасить волны давления, вызванные пилотным впрыском, и минимизировать их влияние на количество основного впрыска.Первые коммерческие приложения были нацелены на китайский рынок [4556] .

Рисунок 1 . Насос Common Rail высокого давления с аккумулятором объемом 10 см ³

Следует отметить, что в контуре высокого давления требуется минимальный объем накопления, чтобы избежать чрезмерного снижения уровня давления во время нагнетания. Для эффективного контроля давления в контуре высокого давления также требуется минимальный объем для обеспечения стабильности системы регулирования давления.Минимальный объем для этих функций примерно на порядок меньше, чем стандартный объем рельса [2979] .

###

Caterpillar Common Rail — Судовые силовые установки Caterpillar — Каталоги в формате PDF | Документация

Cat Common Rail — Преимущества Благодаря системе Cat Common Rail давление впрыска не зависит от нагрузки и скорости. Используя карты впрыска, характеристики впрыска оптимизируются для каждой рабочей точки двигателя.В зонах, особо чувствительных к выбросам, выбросы сажи при низкой нагрузке на двигатель остаются значительно ниже предела видимости. Кроме того, при нормальной нагрузке выбросы N0X могут быть сокращены без ущерба для расхода топлива. В зависимости от области применения, а также условий эксплуатации двигатели, оснащенные топливной системой Cat Common Rail, могут положительно влиять на переходные характеристики. В целом топливная система Cat Common Rail обеспечивает работу судна без видимой сажи во всем рабочем диапазоне.Кроме того, в топливной системе предусмотрена возможность многократного впрыска. Многократный впрыск обеспечивает оптимальное сгорание и низкие выбросы при любых нагрузках. Для Cat Common Rail характерен подход к использованию топлива (будь то мазут, судовое дизельное топливо или дизельное топливо) в качестве управляющей жидкости для форсунки, что позволяет избежать дополнительной сложности, связанной с отдельной системой управляющей жидкости. Во время разработки особое внимание уделялось модернизации всей системы. В результате топливная система Cat Common Rail может быть установлена на существующие двигатели M32C.Это означает повышение ценности для клиентов для достижения будущих экологических норм. Значительное снижение удельного ■ удельного веса главного силового двигателя M 32 C Caterpillar Marine Power Systems Caterpillar Marine Power Systems Caterpillar Motoren GmbH & Co.KG Европа, Африка, Ближний Восток Caterpillar Marine Power Systems Caterpillar Motoren GmbH & Co.KG Miramar Park of Commerce Азиатско-Тихоокеанский регион Caterpillar Marine Trading 25 / F, Caterpillar Marine Center 1319, Yan’an West Road Caterpillar Marine Asia Для получения дополнительной информации посетите наш веб-сайт: Возможны изменения без предварительного уведомления.© Caterpillar, 2011 г. Все права защищены. Напечатано в Германии. CAT, CATERPILLAR, соответствующие логотипы, ACERT, ADEM, «Caterpillar Yellow» и фирменный стиль POWER EDGE, а также используемый здесь фирменный стиль являются товарными знаками компании Caterpillar и не могут использоваться без разрешения. Компания Caterpillar Marine Power Systems привержена принципам устойчивого развития. Настоящий документ напечатан на бумаге, сертифицированной PEFC.

Common Rail System (CR-System) для дизельных двигателей легковых автомобилей; Опыт применения для проектов серийного производства

Образец цитирования: Flaig, U., Полач, В., и Зиглер, Г., «Система Common Rail (CR-System) для дизельных двигателей легковых автомобилей; опыт применения в проектах серийного производства», Технический документ SAE 1999-01-0191, 1999, https: //doi.org/10.4271/1999-01-0191.
Загрузить Citation

Автор (ы): Ульрих Флайг, Вильгельм Полах, Герхард Циглер

Филиал: Роберт Бош ГмбХ, Штутгарт

Страниц: 12

Событие: Международный конгресс и выставка

ISSN: 0148-7191

e-ISSN: 2688-3627

Также в: Технология впрыска и распыления дизельного топлива-SP-1415

(PDF) Влияние параметров управления системой Common Rail на характеристики мощного дизельного двигателя

Energy Procedure 16 (2012) 2067-2072

doi: 10.1016 / j.egypro.2012.01.314

доступно на сайте www.sciencedirect.com

Energy Procedure 00 (2011) 000–000

Energy

Procedure

www.elsevier.com/locate/ Процедура

2012 Международная конференция по энергии, окружающей среде и материалам будущего

Влияние контрольных параметров системы Common Rail на

производительность дизельного двигателя большой мощности

Тан Сюй-Гуан

, Санг Хай-Ланг

, QIU Tao

, Fan Zhi-Qiang

, Yin

Wen-Hui

Weichai Power Co., Ltd., Вэйфан 261001, Китай

Колледж инженерии окружающей среды и энергетики, Пекинский технологический университет, Пекин 100124, Китай

Lab. Технологии двигателей, Пекинский технологический институт, Пекин, 100081, Китай

Реферат

Влияние времени впрыска системы Common Rail и давления в рампе на топливную экономичность и характеристики выбросов

мощного дизеля было изучено посредством испытаний. Результаты экспериментов показывают, что с увеличением давления в рампе

экономия топлива и дымность улучшаются, в то время как NO

ухудшается.Однако, поскольку давление в рампе очень высокое,

тенденции к улучшению дымности и экономии топлива не очень очевидны, и даже в условиях низкой нагрузки экономия

вместо этого будет снижаться. При задержке времени впрыска NO

уменьшается, тогда как дымность и экономия топлива увеличиваются на

в условиях высокой нагрузки. Однако в условиях низкой нагрузки, с запаздыванием по времени впрыска, дым

и NO

будут уменьшаться одновременно.

Ключевые слова: дизельное топливо, дизельное топливо, Common Rail высокого давления; эмиссия; сроки; давление

1. Введение

Система Common Rail высокого давления с электронным управлением имеет преимущества высокого давления впрыска и

гибких параметров впрыска (давления, времени и количества топлива). Он становится предпочтительным выбором для усовершенствованного дизельного двигателя

с низким уровнем шума, низким уровнем выбросов и низким расходом топлива [1].

Когда топливо поступает в цилиндр с разным временем впрыска и скоростью впрыска, результаты сгорания

будут сильно различаться [2-3]. По сравнению с традиционной системой с линейным насосом, топливная система с общим распределителем высокого давления

имеет более высокое давление впрыска и меньший диаметр форсунки, поэтому диаметры распылителей

становятся меньше, а граница раздела между воздухом и топливом значительно расширяется. Из-за эффекта уноса распылителя

на окружающий воздух, вызванного высокоскоростным топливным лучом, смешивание значительно ускоряется

и более равномерно.Следовательно, задержка воспламенения сокращается, а место воспламенения переносится на переднюю часть распылителя

, поэтому процесс сгорания отличается от традиционных дизельных двигателей с прямым впрыском [4]. 2011 г. Опубликовано Elsevier BV. Отбор и / или рецензирование под ответственностью Международного общества материаловедения.

Fairbanks Morse поставляет четыре двигателя с технологией Common Rail для USS John L. Canley

Fairbanks Morse, портфельная компания Arcline Investment Management и ведущий поставщик решений, которые движут мир вперед, недавно поставила четыре двигателя FM 6L48 / 60CR для General Dynamics NASSCO в Сан-Диего для военного командования морских перевозок на USS John L.Кэнли (ESB 6). Корабль является шестым в программе Военно-морской перевалочной станции ВМС США (ESD) / морской экспедиционной базы (ESB) и предназначен для использования в качестве мобильной морской базы, обеспечивающей доступ к критически важной инфраструктуре для развертывания сил и средств снабжения.

«Мы гордимся тем, что снова поставляем американские силовые и двигательные установки, которые поддерживают критически важные операции для глобальных миссий ВМС США», — сказал Джордж Уиттиер, генеральный директор Fairbanks Morse. «Наше технологическое решение с общей топливной магистралью является одним из наиболее экономичных и надежных решений в области морской энергетики, и оно обеспечит значительную экономию средств для США.S. Navy в течение всего срока службы двигателей ».

Четыре двигателя FM 6L48 / 60CR имеют мощность 6 480 кВт и обеспечивают общую установленную мощность 25 920 кВт. В двигателях используется технология Common Rail для обеспечения высокой топливной эффективности во всех условиях эксплуатации судна. В технологии Common Rail используются коллектор высокого давления, насосы высокого давления, электронное управление подачей топлива, электронная система управления и усовершенствованная система управления для подачи точного количества топлива на всех этапах работы двигателя.Это приводит к улучшенным характеристикам, повышению топливной экономичности и снижению выбросов.

Корабли класса

ESB используются для широкого спектра военных операций и могут поддерживать несколько этапов эксплуатации. Среди них — меры по противодействию воздушным минам (AMCM), операции по борьбе с пиратством, операции по обеспечению безопасности на море, гуманитарная помощь и миссии по оказанию помощи при стихийных бедствиях, а также реагирование на кризисные ситуации Корпуса морской пехоты США.

ESB 6 награждает сержанта морской пехоты (в отставке) Джона Л. Кэнли, награжденного Почетной медалью за его действия во время битвы за город Хюэ во Вьетнаме.31 — 6 февраля 1968 г. Почетная медаль — высшая военная награда нашей страны.

General Dynamics NASSCO начала строительство ESB 6 в июне 2020 года, а также получила контракт на строительство ESB 7. Fairbanks Morse начнет строительство двигателей для ESB 7 в конце этого года.

Fairbanks Morse служит ВМС США более 70 лет, поставляя высококачественные двигатели для морских силовых установок и систем обслуживания судов. Сегодня двигатели Fairbanks Morse установлены примерно на 80% U.S. Navy корабли со средней скоростью.

Основы систем впрыска топлива Common Rail в Корпус-Кристи, Техас

23 января 2018 Опубликовано Writer
Впрыск топлива — это процесс, который используется в дизельных двигателях грузовиков, тяжелого оборудования и другой техники. Процесс впрыска топлива происходит в двигателе внутреннего сгорания, где топливо вводится непосредственно в камеру со сжатым воздухом. Этот тип системы способен выдавать исключительную мощность, которая подходит для высокопроизводительных транспортных средств и оборудования, такого как строительная техника и полуприцепы.Common Rail — это тип системы впрыска топлива, который обеспечивает больший контроль в дизельном двигателе времени и скорости впрыска. Понимание системы впрыска топлива Common Rail может дать вам больше информации о том, как работают современные дизельные двигатели и как добиться максимальной эффективности от дизельной техники и автомобилей.
Функции и преимущества Common Rail
В системе прямого впрыска Common Rail топливо хранится в цилиндре, называемом рейкой, которая соединена отдельными трубками с топливными форсунками в двигателе.Как и в традиционных системах впрыска топлива, давление топлива регулируется топливным насосом. Основное различие заключается в том, что отдельные форсунки вместе с топливным насосом помогают определять скорость и количество впрыскиваемого топлива. В традиционных системах впрыска дизельного топлива время, объем и давление топлива напрямую контролируются топливным насосом.
Системы непосредственного впрыска топлива Common Rail в Корпус-Кристи, Техас, обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными системами впрыска.Самым значительным преимуществом для операторов и водителей дизельных двигателей является то, что можно контролировать впрыск топлива для повышения производительности и эффективности. Существуют программируемые электронные элементы управления, которые можно использовать для определения скорости и объема впрыскиваемого топлива, которые могут применяться для максимального повышения эффективности и мощности дизельных двигателей с непосредственным впрыском Common Rail.
Благодаря всем возможностям контроля, которые обеспечивает система Common Rail, вы можете получить множество дополнительных преимуществ помимо контроля производительности.Контроль времени впрыска способствует более плавной работе двигателя, а также снижает уровень шума и вибрации. Повышенная эффективность процесса сгорания с впрыском Common Rail также означает, что вы сможете снизить выбросы от вашего двигателя, а это значит, что вы сможете соответствовать некоторым из более строгих стандартов выбросов, которые были введены для дизельных двигателей в последние годы. Эта система также способствует увеличению срока службы вашего двигателя. Чем эффективнее двигатель может работать, тем дольше он сможет обеспечить вам эффективную работу.
Подробнее о системах впрыска топлива в Корпус-Кристи, Техас
Чтобы узнать больше о системах непосредственного впрыска топлива Common Rail в Корпус-Кристи, штат Техас, или узнать, как вы можете повысить эффективность и производительность своего дизельного двигателя, приходите к специалистам компании Coastal Diesel Injection. Мы — магазин с полным спектром услуг, специализирующийся на производительности и эффективности дизельных двигателей всех форм, размеров и областей применения. Если вы ищете магазин, который может предоставить вам стандартные услуги по техническому обслуживанию, или вам нужен капитальный ремонт двигателя, мы будем рады помочь вам.
Категория: Системы впрыска топлива
Как добавить 300 л.с. к Common Rail Cummins
Если вы проводите какое-то время за просмотром YouTube или чтением форумов, вы наверняка знаете, что самые мощные дизельные сборки обычно основаны на Common Rail Cummins. Последние четыре года подряд абсолютный победитель Ultimate Callout Challenge управлял одним из них, а в соревновании 2019 года у всех семи лучших грузовиков на стенде был Cummins под капотом, и ВСЕ они имели мощность более 2000 лошадиных сил.Бесспорно тот факт, что легендарная рядная шестерка может немного заработать, но что нужно для ее создания?
Начало снизу
Начиная с 2003 года, двигатель Cummins со стандартной топливной рампой 5,9 л производил 235 л.с. и 460 фунт-футов. крутящего момента, а высокопроизводительная версия того же года развивала 305 л.с. и 555 фунт-футов. В середине 2007 года была выпущена более крупная 6,7-литровая модель мощностью 350 л.с., а новые модели 2019 года доступны с мощностью 400 л.с. и крутящим моментом 1000 фунтов, что делает Ram первым автопроизводителем, выпустившим пикап с четырехзначным рейтингом крутящего момента. .Если вы хотите переместить гору Рашмор на заднюю часть своей гусиной шеи, Ram сделает свою работу. Но если вы хотите действовать быстро, вам нужно немного увеличить эти цифры.
Для Cummins существует множество деталей скорости, и бывает сложно определить, какие из них вам нужны и в каком порядке их устанавливать. В зависимости от того, кого вы спросите, вы получите разные мнения о том, какой порядок лучше, но одно можно сказать наверняка: если вы поставите телегу впереди лошади, вы, безусловно, можете повредить свой двигатель.Все значения мощности в лошадиных силах, о которых мы будем говорить, относятся к задним колесам, и в основном мы будем иметь дело с круглыми числами, поскольку каждый год грузовика разный. Мы рассмотрим шаги, необходимые для превращения серийного грузовика в монстра, поговорим о деталях, необходимых для этого, и о том, почему эти детали важны.
Первый этап: 430 л.с.
Даже до истечения срока гарантии большинство владельцев выполнят набор обновлений, который я считаю «первым этапом». Требуется минимальная работа, и все дело в том, чтобы немного больше воздуха попадало в двигатель и выходило из него.Дополнительный воздушный поток подготовит двигатель к настройке производительности, от которой будет поступать большая часть мощности. Вы, несомненно, слышали это раньше, но более прохладный воздух более плотный, а более плотный воздух может дать больше энергии; это все название игры. Система впуска холодного воздуха от S&B начинается с самого большого и самого свободно протекающего фильтра из возможных и изолирует его от тепла моторного отсека в герметичной воздушной коробке, которая питается холодным наружным воздухом. В сочетании с более крупной и свободной впускной трубой, турбонагнетатель будет иметь весь необходимый холодный воздух, а двигатель сможет работать на полную мощность, увеличивая мощность и расход топлива.Кроме того, вы можете выбрать многоразовый масляный фильтр или сухой фильтр, если хотите.
На противоположной стороне турбокомпрессора нам нужно разобраться с отработанными газами. Стандартная выхлопная система отлично справляется с ограничением потока и снижением шума, но пора дать Cummins подышать. Заменить всю систему от турбокомпрессора до выхлопной трубы очень легко, и разумно установить систему, которая поддерживает конечную мощность, которую может выработать грузовик. На самом деле существует два варианта диаметра трубки: 4 или 5 дюймов.Интернет скажет вам, что 4-дюймовый выхлоп обеспечит больший крутящий момент на низких оборотах, поскольку турбонагнетатель «нуждается в большем противодавлении» для работы на низких оборотах двигателя. Я здесь, чтобы сказать вам, что это ЛОЖЬ. Турбо не нуждается в каких-либо ограничениях, фактически, чем меньше ограничений, тем лучше. Главный компромисс между двумя размерами — это звук и общая мощность, которую они могут поддерживать. Если вы планируете развивать мощность менее 600 лошадиных сил, подойдет 4-дюймовый выхлоп. Однако, если вы хотите установить 5-дюймовую модель на своем грузовике, который находится рядом со стандартным, нет никаких причин, по которым вы не можете этого сделать.Просто будьте готовы к немного большей первоначальной стоимости, чуть большему весу и большему шуму. Любой размер, который вы выберете, приведет к увеличению мощности, снижению EGT и увеличению расхода топлива. Отличной системой с высоким потоком, которая прослужит на всех этапах сборки, будет 5-дюймовый турбо-комплект MACH Force XP от AFE. Он сделан из нержавеющей стали, поэтому вы знаете, что он не ржавеет, имеет глушитель с высокой пропускной способностью, чтобы поддерживать уровень шума на приличном уровне, и даже включает в себя полированный наконечник для хорошего внешнего вида.
Наконец, мы подошли к программированию, и именно отсюда будет получен реальный прирост мощности. Блок управления двигателем Cummins претерпел множество изменений на протяжении всего производственного цикла, и для каждого поколения требуются разные «инструменты» или программное обеспечение для перепрограммирования компьютера. Если вы довольны типом сборки «первый этап», вам понадобится блочный программист, такой как Edge или Bullydog, однако, если вы хотите двигаться дальше, выбор индивидуальной настройки, которая может расти вместе с ней, будет разумным финансовым шагом. твоя сборка.Для грузовиков версии 5.9 с 2003 по 2007 год одной из лучших платформ для кастомной настройки является HP Tuners, и Райан Милликен из Hardaway Performance может перепрограммировать ваш ECM для достижения любых целей в лошадиных силах, даже если вы начинаете с грузовика с костяком. Самое лучшее в пользовательской настройке — это то, что вы добавляете больше сложных частей, это очень простой процесс обновления файла настройки, чтобы все работало в равновесии.
Для грузовиков более поздних моделей выгодно использовать платформу настройки EFI Live, поскольку она имеет возможность переключаться между уровнями мощности на лету с помощью дополнительного переключателя.Calibrated Power предоставляет свои мелодии на устройстве Autocal, которое вы просто подключаете к порту OBDII и перепрошиваете компьютер. После установки переключателя CSP вы можете наслаждаться буксировкой, ежедневным вождением или гонками, и все это с чистым движущимся грузовиком, который расходует больше топлива, чем стандартный.
, второй этап: 550 л.с.
Один аксессуар, который я считаю необходимым после первого этапа, — это хороший набор датчиков, два из которых наиболее важны — пирометр и датчик наддува, поскольку они являются лучшим индикатором состояния вашего двигателя и предупреждают вас. убрать ногу с педали акселератора, если станет слишком жарко.Для высокотехнологичного внешнего вида вы можете установить Edge Insight CTS2, используя внешний датчик для пирометра, плюс он позволит вам следить за другими параметрами, такими как время впрыска, давление в рампе, температура жидкости и многое другое.
Детали, которые поддерживают
Power
Детали для второго этапа разбиты на две отдельные категории: детали, которые поддерживают мощность и удерживают двигатель вместе, и детали, которые добавляют мощность за счет увеличения воздушного потока. В качестве меры предосторожности я всегда рекомендую в первую очередь «предохранительные» детали, а это значит, что пора снять крышку клапана и воспользоваться тем, насколько легко работать с Cummins.При стандартном или слегка настроенном уровне мощности заводские болты головки блока цилиндров работают отлично, но, поскольку Cummins так легко развить тонну лошадиных сил и наддува, стандартные болты исчерпают силу, поэтому очень часто можно увидеть тюнингованный Cummins с продувкой прокладкой головки блока цилиндров. Чтобы этого не произошло, необходимо заменить болты головки на более прочный крепеж, и промышленным стандартом является набор шпилек головки ARP. Для большинства уличных грузовиков мощностью менее 800 л.с. шипы ARP2000 (рассчитанные на предел прочности на разрыв 220 000 фунтов на кв.Для более высоких уровней мощности вам следует выбрать материал CA625. Это действительно представляет собой довольно резкий скачок цен, но крепежные детали рассчитаны на гораздо более высокие значения — от 260 000 до 280 000 фунтов на квадратный дюйм. В конце концов, если давление сгорания не зафиксировано внутри двигателя, вы никуда не денетесь.
Когда дело доходит до клапанных пружин, Hamilton — это имя нарицательное в дизельной промышленности.
Пружина клапана отвечает за закрытие клапана, но она также должна толкать коромысло, коромысло, толкатель и толкатель обратно к основной окружности кулачка.Приходится перемещать большую массу, плюс у вас есть давление привода наддува и выхлопа, которое давит на задние стороны клапанов, пытаясь работать против пружины. Когда вы комбинируете это с более высокими оборотами, штатные клапанные пружины с трудом справляются с этим, и если они не могут вовремя закрыть клапан, поршень вмешается и выполнит свою работу, а это не то, что вы хотите, чтобы произошло. Чтобы клапаны оставались на своем месте, нужны более прочные пружины, и это недорогое и стоящее обновление для любого настроенного Cummins.Пружины клапана Hamilton 103 фунта будут работать намного лучше, чем стандартные 80-фунтовые пружины, и будут удерживать клапаны на месте, не оказывая слишком большого давления на кулачки. Поскольку для установки шпилек головки у вас уже снята крышка клапана, клапанные пружины добавят только час или два к работе. Последнее обновление, которое я сделал, находясь под крышкой клапана, — это более сильные толкатели. Поскольку они такие длинные и сделаны из тонкостенных труб, стандартные толкатели могут изгибаться из-за более сильных клапанных пружин и повышенного давления в цилиндре, поэтому недорогая модернизация толкателей Hamilton Extreme убережет вас от неприятностей.Обе клапанной пружины и комплект толкателей будут стоить 630 долларов, но это действительно дешевая страховка.
Детали, которые
Добавить Мощность
Теперь, когда клапанный механизм стабилизирован и головка прикреплена к блоку, пора добавить в смесь еще немного воздуха. На стороне водителя звукозаборник очень ограничен и пропускает только 432 куб.Вы можете приобрести для своего Cummins 3,5- или 4-дюймовую версию, которая будет расходовать до 1008 кубических футов в минуту, подавать больше воздуха в цилиндры, понижать температуру воздуха и фактически повышать давление наддува без создания дополнительного противодавления выхлопных газов.
Всегда разумно модернизировать интеркулер на втором этапе, чтобы отводить больше тепла от воздуха, направляемого к двигателю. Стандартный промежуточный охладитель будет пропускать немного больше, чем он был разработан, но как только наддув повышается, стандартное ядро становится ограничением, создает падение давления и менее эффективно отводит тепло.AFE Bladerunner может пропускать на 30% больше воздуха, чем стандартный, и имеет 3/16-дюймовые резервуары, сваренные TIG, и, поскольку он рассчитан на давление 200 фунтов на квадратный дюйм, он может выдерживать любое количество наддува, которое вы можете в него накачать.
Turbo Time
Турбокомпрессор очень важен, когда дело доходит до выработки мощности, и, конечно, для второй ступени и далее вам понадобится более мощный, но большой выбор — какой тип. Когда дело доходит до выбора турбин для Cummins, есть две разные точки зрения: те, кто рекомендует замену 2-го поколения, и те, кто предпочитает стандартный стиль 3-го / 4-го поколения.У каждого есть свои плюсы и минусы, но сначала давайте объясним, что все это значит. Грузовики с системой Common Rail, начиная с 2003 года (модели кузова 3-го и 4-го поколения), устанавливают кожух турбины между 4-м и 5-м цилиндрами так, чтобы выпускной патрубок коллектора был направлен прямо вниз. Это ставит турбонагнетатель намного ниже в моторный отсек и ближе к блоку. Хотя коллекторы от 5.9 и 6.7 выглядят почти одинаково, они немного отличаются. В 5.9s использовался стандартный фланец T3, а в 6.7s использовался немного больший (но не T4) фланец с зарядным устройством VGT.В обоих случаях направляющие внутри коллектора являются ограничивающими, а их размещение ограничивает, какие турбокомпрессоры вы можете физически установить болтами. Замена второго поколения откажется от стандартной конструкции и вместо этого использует выпускной коллектор, предназначенный для установки 24-клапанного поршня 2-го поколения с 1998,5 по 2002 год, где турбина расположена по центру между цилиндрами 3 и 4, а коллектор имеет более симметричный вид с равномерная циркуляция воздуха между всеми цилиндрами. Турбонагнетатель установлен выше и дальше от двигателя, что означает, что вы можете установить более крупный и прочный турбонаддув S400 с множеством вариантов размера для диапазона уровней мощности.
Для простоты вы можете придерживаться стандартного турбо-размещения, так как вы сможете повторно использовать выхлопную систему и воздухозаборник, которые у вас уже есть, но сам коллектор должен быть заменен на более проточную замену, такую как BD. -Силовой выпускной коллектор из 2 частей. Это прямая замена, будет работать с вашим выхлопным оборудованием, намного лучше течет и сделана из гораздо более толстого и прочного материала, поэтому она не трескается, как стандартные версии. Для обеспечения необходимого воздушного потока он может быть соединен с турбонаддувом BD-Power Screamer, который представляет собой модифицированный VGT с 64.5-миллиметровое колесо компрессора, которое будет поддерживать почти 700 л.с. и при этом отличаться отличными уличными манерами и раскручиванием, наряду с тормозной способностью турбины, которая является обязательной, если вы все еще используете свой Ram для буксировки. Если вам нужен еще больший потенциал мощности без потери катушки или управляемости, вы также можете добавить комплект Hardway Performance Compound Kit поверх вашего BD Manifold и Screamer turbo. Он работает вместе со стандартным или модифицированным VGT, по-прежнему позволяет работать всем компонентам выбросов, и вы можете установить его днем с помощью основных ручных инструментов.Если у вас есть смеси на стандартном топливе с поддерживающими модификациями, такими как шпильки и клапанные пружины, у вас почти не будет шансов повредить свой двигатель, но вы получите максимальную мощность около 550 л.с., так как у вас ограниченный запас топлива. Но когда вы позже добавите больше топлива, соединения действительно войдут в свой состав.
Baby 2-го поколения
Так что насчет свопа второго поколения? У него тоже есть свое место, но вы должны быть готовы отказаться от некоторых вещей, в первую очередь от штатного турбокомпрессора с изменяемой геометрией и его широкого диапазона мощности, но если вы гонитесь за четырехзначным числом мощности, это принесет вам жертву ». придется сделать.Одним из основных факторов выбора между двумя стилями является предпочтение драйвера. Некоторым нравится ощущение большего одиночного зарядного устройства, потому что вместо плавного линейного подъема катушки это сильный прилив энергии, который ударяет сразу по всем, и, по общему признанию, водить это здорово. Чтобы установить этот S400, вам придется отказаться от стандартного коллектора и турбонагнетателя и начать с турбо-комплекта BD Iron Horn Series. Он может быть настроен различными способами с вашим выбором коллектора и турбонагнетателя, но для легкой уличной сборки вы можете начать с S363 и литого коллектора, или, если вы хотите сходить с ума, вы можете переключиться на S369 SX-E.Это означает, что возможно использование одного S475, но вы не захотите использовать его на стандартном топливе, так как время разгона катушки будет довольно большим. Но какой бы вариант вы ни выбрали, второй этап — это подача большего количества воздуха в двигатель и выход из него с меньшими ограничениями, что открывает путь к третьему этапу.
Установлен комплект Fleece 2nd Gen Turbo Kit
Третий этап: 750HP
К настоящему времени головка плотно зажата, клапанный механизм стабилен, и в двигатель поступает много холодного воздуха, поэтому единственное, чего не хватает, — это топлива.Заложив основу, пора проверить возможности вашего двигателя. Рядный шестицилиндровый двигатель с общей топливораспределительной рампой на сегодняшний день имеет мощность
.
-е стандартные детали большой тройки, но они далеко не неразрушимы. Более ранняя версия 5.9 находится в верхней части кучи, и если используется более крупный одиночный турбонагнетатель и крутящий момент на низких оборотах поддерживается на разумном уровне, шатуны могут выдержать мощность свыше 1000 л.с. В более поздних версиях 6.7 использовался немного более слабый и более хрупкий шатун, и в сочетании с VGT и агрессивной настройкой массивный крутящий момент на низких оборотах может привести к расколу шатунов и окну блока, что является очень катастрофическим (и дорогостоящим) отказом. .Если вы настаиваете на низких оборотах и крутящем моменте, бюджетная модернизация — это установка дробеструйных 12-клапанных шатунов в ваш 6.7. В любом случае, консервативное число, к которому следует стремиться, будет между 750 лошадиными силами и менее чем 1400 фунтами крутящего момента на колесах, и чтобы добраться до этого, нам нужно намного больше топлива, чем могут обеспечить стандартные детали. Итак, давайте начнем с танка и продвинемся к двигателю.
Если у вас есть подъемный механизм, самый простой и легкий способ модернизировать подъемный насос — это установить подъемный насос в сборе в резервуаре Fleece Powerflow.Он устанавливается как прямая замена штатного насоса и отправляющего устройства, но имеет два электрических топливных насоса, установленных в ковше. Его будет достаточно, чтобы поддерживать 800 лошадиных сил, и он будет работать даже с двойной конфигурацией CP3, но самое приятное то, что топливный насос находится внутри бака, он не требует сверления для отстойника и работает очень тихо.
Одной из самых замечательных особенностей подъемного насоса PowerFlo является то, что он представляет собой прямую замену заводского насоса в баке.
Когда дело доходит до топлива под высоким давлением, запасной CP3 выбрасывает полотенце где-то около отметки 550 л.с.Хотя вам может не понадобиться топливо на 1000 л.с., наиболее экономичным решением является комплект Deluxe Fleece Dual CP3. Он устанавливает второй насос CP3 с ременным приводом на двигатель и поставляется со штатным поршневым насосом CP3K, который был модифицирован для подачи топлива со скоростью выше 3000 об / мин. А поскольку обязанности по заправке топлива теперь разделены между двумя насосами, у каждого из них гораздо меньше работы, поэтому они прослужат очень долго. А если он когда-нибудь выйдет из строя, вы можете просто заменить его на доступный по цене стандартный поршневой насос, а не на дорогой Stroker CP3.
Наконец, крышки клапанов нужно снять еще раз, чтобы мы могли бросить в двигатель несколько больших форсунок. Выбирая форсунку или размер форсунки, вы должны иметь в виду свою общую цель по мощности, и для этой цели в 800 л.с. вам потребуется примерно на 80 процентов больше топлива, чем в запасе, и комплект форсунок BD-Power 180 л.с. будет как раз тем, что вам нужно. билет, поскольку они расходуют на 93% больше топлива, чем запасы, что завершает третий этап. Это то, что я считаю верхним пределом «практичной» постройки на горячих улицах.На этом этапе вы по-прежнему сможете ежедневно управлять грузовиком, буксировать небольшой груз и получать массу удовольствия одновременно. Однако вы можете продвинуться дальше….
Использование двойной системы CP3 снижает нагрузку на одну CP3 при одновременном увеличении общего объема топлива.
Этап 4: без ограничений
Помните грузовики, о которых мы говорили, из UCC? С семью испытательными установками, вы можете получить более 2000 л.с., вы можете догадаться, к чему это приведет, и это пустой чек. Да, вы можете довести свой обычный двигатель Cummins на 250 км до предела, но все детали, которые у нас были для первого, второго и третьего этапов, будут выброшены, и нам придется начинать заново.Двигатель должен выйти, чтобы установить более прочные поршни и штоки, для большего потока воздуха необходимо будет выполнить индивидуальную машинную работу на головке, вам нужно добавить больший кулачок, массивные турбины, инжекторы пожарного шланга и пару 14-миллиметровых насосов CP3. питается парой насосов подъема 200 галлонов в час +. Это все практично? Не совсем, но лучший вопрос — как быстро вы действительно хотите ехать?
Реальность такова, что большинство владельцев остановятся где-то между вторым и третьим этапами. Возможно, у них есть модифицированный одиночный VGT и сопла немного большего размера, а также несколько обновлений воздушного потока и клапанного механизма, и они полностью довольны мощностью в 600 лошадиных сил.При составлении бюджета вашей сборки не забывайте, что мы полностью пропустили вспомогательные модификации, и даже при 600 л.с. у вас будет намного больше работы, чтобы убедиться, что остальная часть грузовика выживает при более высоких уровнях мощности, особенно с автоматической коробкой передач.