Система вприскування common rail - призначення, будову, принцип дії

Система вприскування Common Rail є сучасною системою впорскування палива дизельних двигунів. Робота системи Common Rail заснована на подачі палива до форсунок від загального акумулятора високого тиску - паливної рампи (Common Rail в перекладі загальна рампа). Система вприскування розроблена фахівцями фірми Bosch.

Застосування даної системи дозволяє досягти зниження витрати палива, токсичності відпрацьованих газів, рівня шуму дизеля. Головною перевагою системи Common Rail є широкий діапазон регулювання тиску палива і моменту початку впорскування, які досягнуті за рахунок поділу процесів створення тиску і уприскування.

Конструктивно система уприскування Common Rail становить контур високого тиску паливної системи дизельного двигуна. В системі використовується безпосереднє уприскування палива, тобто дизельне паливо впорскується безпосередньо в камеру згоряння. Система Common Rail включає паливний насос високого тиску, клапан дозування палива, регулятор тиску палива (контрольний клапан), паливну рампу і форсунки. Всі елементи об'єднують топлівопроводи.

Паливний насос високого тиску (ТНВД) служить для створення високого тиску палива і його накопичення в паливній рампі. Сучасні паливні насоси високого тиску плунжерного типу.

Клапан дозування палива регулює кількість палива, що подається до паливного насоса високого тиску в залежності від потреби двигуна. Клапан конструктивно об'єднаний з ТНВД.

Регулятор тиску палива призначений для управління тиском палива в системі, в залежності від навантаження на двигун. Він встановлюється в паливній рампі.

Форсунка найважливіший елемент системи, безпосередньо здійснює уприскування палива в камеру згоряння двигуна. Форсунки пов'язані з паливною рампою топливопроводами високого тиску. В системі використовуються електрогідравлічні форсунки або пьезофорсунками.

Впорскування палива електрогідравлічною форсункою здійснюється за рахунок управління електромагнітним клапаном. Активним елементом пьезофорсунками є пьезокрісталли, значно підвищують швидкість роботи форсунки.

Управління роботою системою впорскування Common Rail забезпечує система управління дизелем. яка об'єднує датчики, блок керування двигуном і виконавчі механізми систем двигуна.

Основними виконавчими механізмами системи упорскування Common Rail є форсунки, клапан дозування палива, а також регулятор тиску палива.

Принцип дії системи упорскування Common Rail

На підставі сигналів, що надходять від датчиків, блок управління двигуном визначає необхідну кількість палива, яке паливний насос високого тиску подає через клапан дозування палива. Насос накачує паливо в паливну рампу. Там воно знаходиться під певним тиском, забезпечуваним регулятором тиску палива.

У потрібний момент блок керування двигуном дає команду відповідним форсунок на початок упорскування й забезпечує певну тривалість відкриття клапана форсунки. Залежно від режимів роботи двигуна блок керування двигуном коригує параметри роботи системи упорскування.

З метою підвищення ефективної роботи двигуна в системі Common Rail реалізується багаторазовий уприскування палива протягом одного циклу роботи двигуна. При цьому розрізняють: попередній впорскування, основний впорскування і додатковий впорскування.

Попередній впорскування невеликої кількості палива виробляється перед основним уприскуванням для підвищення температури і тиску в камері згоряння, чим досягається прискорення самозаймання основного заряду, зниження шуму і токсичності відпрацьованих газів. Залежно від режиму роботи двигуна проводиться:

• два попередніх уприскування - на холостому ходу;
• один попередній впорскування - при підвищенні навантаження;
• попередній впорскування не проводиться - при повному навантаженні.

Основний уприскування забезпечує роботу двигуна.

Додатковий впорскування проводиться для підвищення температури відпрацьованих газів і згоряння частинок сажі в фільтр сажі (регенерація фільтр сажі).

Розвиток системи упорскування Common Rail здійснюється шляхом збільшення тиску уприскування:

Чим вище тиск в системі уприскування, тим більше палива можна впорснути в циліндр за рівний проміжок часу і, відповідно, реалізувати велику потужність.