Система впрыска Common Rail

Одной из самых современных систем впрыска на дизельных автомобилях является Common Rail. Принцип ее действия заключается в том, что топливо под высоким давлением подается к форсункам от общего аккумулятора, в котором топливо находится под высоким давлением. В переводе Common Rail означает «общая рампа». Данная система разрабатывалась специалистами известной во всем мире компании Bosh.

Реализация данной системы позволила добиться существенного снижения расхода топлива, токсичности выпускных газов, а также уровня шума при работе двигателя. Топливная система дизельного двигателя позволяет осуществлять контроль давления в топливной системе еще до того момента, когда оно впрыскивается в цилиндры. Это возможно благодаря разделению систем впрыска и создания давления.

Система впрыска включает в себя топливный контур с высоким давлением. В системе Common Rail реализован непосредственный впрыск в цилиндры ДВС. В состав Common Rail входят следующие элементы: насос высокого давления, дозировочный клапан, регулятор давления, форсунки и собственно саму топливную рампу, которая объединяет все элементы в одну систему.

Common Rail: схема системы

  • ТНДВ – топливный насос высокого давления увеличивает давление топлива в системе. В их конструкции предусмотрены плунжеры.
  • Дозировочный клапан позволяет нормировать количество подаваемого к топливному насосу топлива. Он объединяется с ТНВД в одну систему.
  • Регулятор давления контролирует давление топлива, ориентируясь на текущей нагрузке на двигатель.
  • Рампа выполняет сразу несколько задач: накапливает топливо под высоким давлением, смягчает скачки давления, образуемые в результате пульсаций от ТНДВ. Также она равномерно распределяет горючее между форсунками.
  • Одним из главных элементов в системе является форсунка. Она обеспечивает равномерное поступление топлива в камеру сгорания ДВС. Форсунка соединяется с рампой при помощи топливоприводов, выдерживающих высокое давление в системе. Применяются пьезофорсунки или электрогидравлические форсунки.

Common Rail

Принцип ее действия основан на работе установленного в них электромагнитного клапана. Важным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, которые существенно увеличивают скорость ее работы.

Управление всей системой Common Rail осуществляется специальным блоком управления, в состав которого входят датчики и исполнительные механизмы.

В системе предусмотрены следующие датчики: датчик оборотов ДВС, положение педали газа, расходомера воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха в системе, а также лямбда-зонд.

В роли исполнительного механизма в системе предусмотрены форсунки, клапан дозирования горючего и регулятор, отвечающий за давление горючего.

Как работает система Common Rail

Исходя из получаемых от датчиков сигналов, блок управления двигателем рассчитывает нужное количество горючего, которое подается ТНДВ через клапан дозирования. Насос нагнетает необходимое давление, которое определяется регулятором давления.

В необходимый момент время блок управления подает сигнал к форсункам и происходит их открытие. Время открытия подбирается индивидуально и зависит от режима работы ДВС, степени нагрузки и скорости.

Для увеличения эффективности работы, система имеет возможность осуществлять многократный впрыск за один цикл. Существуют три разновидности впрыска: предварительный, основной и дополнительный.

Common Rail

Суть предварительного впрыска заключается в том, что он производится непосредственно перед основным и предназначен для увеличения давления и температуры в цилиндре. Это улучшает самовоспламенение топлива из основного впрыска. Также снижается уровень токсичности выхлопных газов, двигатель работает тише.

Для каждого режима работы двигателя используется соответствующая схема впрыска:

  • На холостом ходу система делает два предварительных впрыска;
  • При увеличении нагрузки на ДВС производится один предварительный;
  • При максимальной нагрузке на ДВС дополнительных впрысков нет.
В целом, за работу двигателя отвечает основной впрыск.

Стоит отметить, что дополнительное впрыскивание топлива позволяет увеличить температуру выхлопных газов, в результате чего сажевые частицы лучше прогорают в фильтре.

Эволюция развития системы Common Rail шла по пути максимального увеличения давления в системе впрыска:

  • Первое поколение используется, начиная с 1999 года и давление в системе составляет 140 МПа;
  • 2 поколение используется с 2001 года с давлением 160 МПа;
  • 3 поколение используется с 2005 года и давление в системе составляет 180 МПа;
  • 4 поколение применяется с 2009 года и давление составляет 220 МПа.
Увеличение давления позволяет впрыснуть максимальное количество горючего в цилиндр, увеличивая тем самым мощность двигателя.