Common Rail (CRDi): прямой впрыск, эффективность, экология и мощность

Современные дизели используют Common Rail — систему впряжки с общим рейлом. Она дает гибкость для лучшего контроля выбросов, мощности и расхода топлива. OEM могут проектировать двигатели под максимум производительности и ценности для пользователя в широком спектре применений.

Растущее число дизелей переходит на CRDi за гибкость при жесточайших эко-стандартах. Топливо подается под давлением с электронной точностью — это дает лучший контроль выбросов, мощность и расход.

В статье: определение, функции, компоненты, схема, работа, плюсы и минусы Common Rail.

Что такое Common Rail Direct Injection (CRDi)?

Дизели изначально эффективны и низкоуглеродисты. Новые технологии ограничивают вредные выбросы. CRDi — одна из них. Сгорание начинается в основной камере, расположенной в впадине дна поршня. Высокоскоростные форсунки с электронным управлением впрыскивают дизель в 5 раз точнее обычных систем. Результат: меньше сажи и NOx, выше КПД и крутящий момент, ниже шум и вибрация.

1997 год: Bosch представил первую Common Rail систему. Имя — от общего высокодавленного ресивера (rail), подающего топливо во все цилиндры. В классических системах давление создается отдельно для каждого впрыска. Common Rail разделяет генерацию давления и впрыск — топливо всегда доступно под нужным давлением.

Применение

Common Rail подходит для всех дизелей: от городских авто (Fiat Panda) до представительских (Audi A8). Лидеры: Bosch, Delphi, Denso, Siemens VDO (ныне Continental AG).

Функции

Подача топлива

В корпусе ТНВД: цилиндр и плунжер. Когда кулачок поднимает плунжер, топливо сжимается до высокого давления и идет к форсунке.

Дозирование топлива

В дизелях напор воздуха почти постоянный при любых оборотах/нагрузке. Мощность и расход меняются изменением дозы впрыска при неизменном моменте впрыска. Педаль газа меняет дозу — мощность почти пропорциональна ей.

Регулировка момента впрыска

Задержка зажигания — интервал от впрыска до пика давления. Она почти постоянна при любых оборотах. Таймер корректирует момент впрыска для оптимального сгорания.

Оспаривание топлива

Топливо под давлением из ТНВД оспаривается в форсунке, идеально смешиваясь с воздухом → полное сгорание.

Компоненты Common Rail

• ТНВД (насос высокого давления) — создает давление
• Высокодавленная трубопровод — ведет топливо к форсунке
• Форсунка — впрыскивает в цилиндр
• Насос подачи (feed pump) — забирает топливо из бака
• Топливный фильтр — очистка
• ЭБУ (ECU) — электронное управление

Схема CRDi

[Схема не предоставлена]

Принцип работы

Common Rail = давление-аккумулятор (распределительная труба) вдоль блока цилиндров. Многоцилиндровый ТНВД высокого давления подает топливо в рейл. Форсунки управляются электромагнитными клапанами. И клапаны, и ТНВД — под управлением ЭБУ.

Давление впрыска в Common Rail не зависит от оборотов и нагрузки → простое управление параметрами впрыска. Для снижения шума и NOx обычно применяют предвпрыск (pilot injection). Поток регулирует игольчатый клапан в форсунке. Давление подается сверху и снизу иглы. Сброс давления сверху — игла поднимается, топливо идет через сопла.

Видео: как работает Common Rail

[Видео не встроено]

Преимущества и недостатки CRDi

Преимущества:

• +25% мощности и момента vs классическая прямая впрыска
• Низкая стоимость внедрения (первоначальные вложения)
• Лучшая разгонная динамика (pick up)
• Минимум шума и вибрации
• Больше пробега на литре
• Минимальные выбросы
• Меньший расход топлива
• Лучшие общие показатели

Недостатки:

• Дороже автомобиль
• Дорогие запчасти
• Высокое ТО
• Сложная конструкция (много деталей)

Заключение

Common Rail дает гибкость для лучшего контроля выбросов, мощности и расхода. OEM могут проектировать под макс. производительность и ценность. Статья покрыла определение, применение, функции, компоненты, схему, работу, плюсы и минусы.

Надеюсь, полезно — делитесь со студентами. Спасибо, до встречи!