Cihazın özellikleri ve Common Rail yakıt sisteminin avantajları

Modern otomobillerde yakıt enjeksiyon sistemleri kullanılmaktadır. Daha önce böyle bir değişiklik yalnızca dizel güç ünitelerinde olsaydı, bugün birçok benzinli motor enjeksiyon türlerinden birini alıyor. Ayrıntılı olarak açıklanmıştır. başka bir inceleme.

Şimdi Common Rail adlı geliştirmeye odaklanacağız. Bakalım nasıl ortaya çıkmış, özelliği nedir, avantajları ve dezavantajları nelerdir.

Common Rail Yakıt Sistemi Nedir

Sözlük, Common Rail kavramını "akümülatör yakıt sistemi" olarak çevirir. Özelliği, dizel yakıtın bir kısmının, yakıtın yüksek basınç altında olduğu bir rezervuardan alınmasıdır. Rampa, enjeksiyon pompası ve enjektörler arasında bulunur. Enjeksiyon, enjektörün valfi açmasıyla gerçekleştirilir ve basınçlı yakıt silindire verilir.

Bu tip yakıt sistemi, dizel güç aktarma organlarının evrimindeki en son adımdır. Benzin muadili ile karşılaştırıldığında, dizel daha ekonomiktir çünkü yakıt, emme manifolduna değil doğrudan silindire enjekte edilir. Ve bu modifikasyonla, güç ünitesinin verimliliği önemli ölçüde artar.

Common rail yakıt enjeksiyonu, içten yanmalı motor çalışma modunun ayarlarına bağlı olarak aracın verimliliğini% 15 artırdı. Bu durumda, genellikle motorun ekonomisinin bir yan etkisi, performansında bir azalmadır, ancak bu durumda, ünitenin gücü tam tersine artar.

Bunun nedeni, silindir içindeki yakıt dağılımının kalitesinde yatmaktadır. Herkes bilir ki, bir motorun verimliliği doğrudan gelen yakıt miktarına değil, havayla karışımının kalitesine bağlıdır. Motorun çalışması sırasında, enjeksiyon işlemi saniyenin kesirleri içinde gerçekleştiğinden, yakıtın havayla olabildiğince çabuk karışması gerekir.

Bu işlemi hızlandırmak için yakıt atomizasyonu kullanılır. Yakıt pompasının arkasındaki hat yüksek basınca sahip olduğu için, dizel yakıt nozullardan daha verimli bir şekilde püskürtülür. Hava-yakıt karışımının yanması, motorun birkaç kez verimlilikte bir artış gösterdiği daha yüksek verimlilikle gerçekleşir.

Öykü

Bu gelişmenin başlangıcı, otomobil üreticileri için çevre standartlarının sıkılaştırılmasıydı. Bununla birlikte, temel fikir geçen yüzyılın 60'larının sonlarında ortaya çıktı. Prototipi İsviçreli mühendis Robert Huber tarafından geliştirildi.

Bir süre sonra, bu fikir İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü'nün bir çalışanı olan Marco Ganser tarafından sonuçlandırıldı. Bu geliştirme Denzo çalışanları tarafından kullanıldı ve bir yakıt ray sistemi oluşturdu. Yenilik, karmaşık olmayan Common Rail adını aldı. 1990'ların son yıllarında ticari araçlarda EDC-U2 motorlarında gelişme görüldü. Hino kamyonları (Rising Ranger modeli) bu yakıt sistemini aldı.

95. yılda, bu gelişme diğer üreticilerin kullanımına da açıldı. Her markanın mühendisleri sistemi değiştirdi ve kendi ürünlerinin özelliklerine göre uyarladı. Bununla birlikte, Denzo, bu enjeksiyonun arabalarda kullanımında kendisini bir öncü olarak görüyor.

Bu görüş, 1987'de prototip direkt enjeksiyonlu dizel motorun (Chroma TDid modeli) patentini alan başka bir marka olan FIAT tarafından tartışılıyor. Aynı yıl, İtalyan endişesinin çalışanları, ortak bir demiryolu ile benzer bir çalışma prensibine sahip olan elektronik enjeksiyon oluşturulması üzerinde çalışmaya başladı. Doğru, sistem UNIJET 1900cc olarak adlandırıldı.

Modern enjeksiyon varyantı, mucidi kim olursa olsun orijinal tasarımla aynı prensipte çalışır.

Dizayn

Yakıt sisteminin bu modifikasyonunun cihazını düşünün. Yüksek basınç devresi aşağıdaki unsurlardan oluşur:

• Motorun sıkıştırma oranının birçok katı olan yüksek basınçlara dayanabilen bir hat. Tüm devre elemanlarının bağlı olduğu tek parça tüpler şeklinde yapılmıştır.
• Enjeksiyon pompası, sistemde gerekli basıncı oluşturan bir pompadır (motor çalışma moduna bağlı olarak, bu gösterge 200 MPa'dan fazla olabilir). Bu mekanizma karmaşık bir yapıya sahiptir. Modern tasarımında, çalışmaları bir piston çiftine dayanmaktadır. Detaylı olarak açıklanmıştır. başka bir inceleme... Yakıt pompasının cihazı ve çalışma prensibi de açıklanmıştır. ayrı ayrı.
• Yakıt rayı (ray veya akü), içinde yakıtın biriktiği küçük, kalın duvarlı bir rezervuardır. Püskürtücüler ve diğer ekipmanlara sahip nozullar, yakıt hatları kullanılarak ona bağlanır. Rampanın ek bir işlevi, pompanın çalışması sırasında meydana gelen yakıt dalgalanmalarını bastırmaktır.
• Yakıt basınç sensörü ve regülatörü. Bu elemanlar, sistemde istenen basıncı kontrol etmenizi ve sürdürmenizi sağlar. Pompa, motor çalışırken sürekli çalıştığı için, hatta sürekli dizel yakıtı pompalar. Patlamasını önlemek için, regülatör fazla çalışma ortamını tanka bağlı olan dönüş hattına boşaltır. Basınç regülatörünün nasıl çalıştığına ilişkin ayrıntılar için bkz. burada.
• Enjektörler gerekli yakıt miktarını birim silindirlere sağlar. Dizel motor geliştiricileri, bu elemanları doğrudan silindir kafasına yerleştirmeye karar verdiler. Bu yapıcı yaklaşım, birçok karmaşık konunun aynı anda ele alınmasına izin verdi. İlk olarak, yakıt kayıplarını en aza indirir: çok noktalı enjeksiyon sisteminin emme manifoldunda, manifold duvarlarında yakıtın küçük bir kısmı kalır. İkincisi, bir dizel motor, benzinli bir motorda olduğu gibi bir kızdırma bujisinden ve bir kıvılcımdan ateşlenmez - oktan sayısı bu tür ateşlemenin kullanılmasına izin vermez (oktan sayısı nedir, okuyun burada). Piston, sıkıştırma stroku gerçekleştirildiğinde (her iki valf de kapalıyken) havayı güçlü bir şekilde sıkıştırarak ortamın sıcaklığının birkaç yüz dereceye yükselmesine neden olur. Meme yakıtı atomize eder etmez, yüksek sıcaklıktan kendiliğinden tutuşur. Bu işlem mükemmel bir hassasiyet gerektirdiğinden, cihazlar solenoid valflerle donatılmıştır. ECU'dan gelen bir sinyalle tetiklenirler.
• Sensörler, sistemin çalışmasını izler ve uygun sinyalleri kontrol ünitesine gönderir.
• Common Rail'deki merkezi öğe, tüm yerleşik sistemin beyinleriyle senkronize olan ECU'dur. Bazı araba modellerinde, ana kontrol ünitesine entegre edilmiştir. Elektronikler, yalnızca motorun performansını değil, aynı zamanda hava ve yakıt miktarının yanı sıra püskürtme anının daha doğru bir şekilde hesaplandığı aracın diğer bileşenlerini de kaydedebilir. Elektronikler fabrikada programlanmıştır. ECU sensörlerden gerekli bilgileri alır almaz, belirtilen algoritma etkinleştirilir ve tüm aktüatörler uygun komutu alır.
• Herhangi bir yakıt sisteminin hattında bir filtre vardır. Yakıt pompasının önüne monte edilmiştir.

Bu tip yakıt sistemi ile donatılmış bir dizel motor, özel bir prensibe göre çalışır. Klasik versiyonda, yakıt kısmının tamamı enjekte edilir. Bir yakıt akümülatörünün varlığı, motor bir döngü gerçekleştirirken bir bölümü birkaç parçaya dağıtmayı mümkün kılar. Bu tekniğe çoklu enjeksiyon denir.

Özü, ana miktarda dizel yakıt tedarik edilmeden önce, çalışma odasını daha da ısıtan ve aynı zamanda içindeki basıncı artıran bir ön enjeksiyonun yapıldığı gerçeğine dayanıyor. Yakıtın geri kalanı püskürtüldüğünde, daha verimli bir şekilde ateşlenir ve common rail ICE'ye motor hızı düşük olduğunda bile yüksek tork verir.

Çalışma moduna bağlı olarak, yakıtın bir kısmı bir veya iki kez tedarik edilecektir. Motor rölantideyken, silindir çift ön enjeksiyonla ısıtılır. Yük arttığında, ana döngü için daha fazla yakıt bırakan bir ön enjeksiyon gerçekleştirilir. Motor maksimum yükte çalışırken ön enjeksiyon yapılmaz, ancak tüm yakıt yükü kullanılır.

Beklentiler

Güç ünitelerinin sıkışması arttıkça bu yakıt sisteminin iyileştirildiğini belirtmek gerekir. Bugün, araç sahiplerine 4. nesil Common Rail sunulmaktadır. İçinde, yakıt 220 MPa basınç altındadır. Bu değişiklik, 2009'dan beri arabalara uygulanmaktadır.

Önceki üç nesil aşağıdaki basınç parametrelerine sahipti:

1. 1999'dan beri demiryolu basıncı 140MPa olmuştur;
2. 2001 yılında bu rakam 20 MPa arttı;
3. 4 yıl sonra (2005) otomobiller, 180 MPa basınç yaratabilen üçüncü nesil yakıt sistemleriyle donatılmaya başlandı.

Hattaki basıncın artması, önceki gelişmelerde olduğu gibi aynı zaman diliminde daha büyük hacimde dizel yakıt enjeksiyonuna izin verir. Buna göre, bu, arabanın oburluğunu arttırır, ancak güçteki artış gözle görülür şekilde artar. Bu nedenle, bazı yeniden biçimlendirilmiş modeller, öncekiyle aynı, ancak artan parametrelerle (yeniden biçimlendirmenin yeni nesil modelden nasıl farklı olduğu açıklanmıştır) bir motor alır. ayrı ayrı).

Bu modifikasyonun verimliliğini artırmak, daha doğru elektronikler nedeniyle gerçekleştirilir. Bu durum, dördüncü kuşağın henüz mükemmelliğin zirvesi olmadığı sonucuna varmamızı sağlar. Bununla birlikte, yakıt sistemlerinin verimliliğindeki artış, yalnızca otomobil üreticilerinin ekonomik sürücülerin ihtiyaçlarını karşılama arzusuyla değil, aynı zamanda çevre standartlarının yükseltilmesiyle de tetiklenmektedir. Bu modifikasyon, aracın montaj hattından ayrılmadan önce kalite kontrolünden geçebilmesi sayesinde dizel motorun daha iyi yanmasını sağlar.

Ortak demiryolu avantajları ve dezavantajları

Bu sistemin modern modifikasyonu, daha fazla yakıt püskürterek ünitenin gücünü artırmayı mümkün kılmıştır. Modern otomobil üreticilerinde çok sayıda her tür sensör kurduğundan, elektronik, içten yanmalı motoru belirli bir modda çalıştırmak için gereken dizel yakıt miktarını daha doğru bir şekilde belirlemeye başladı.

Bu, common rail'in ünite enjektörlü klasik araç modifikasyonlarına göre ana avantajıdır. Yenilikçi bir çözüm lehine bir diğer artı, daha basit bir cihaza sahip olduğu için onarımının daha kolay olmasıdır.

Dezavantajları, kurulumun yüksek maliyetini içerir. Aynı zamanda daha kaliteli yakıt gerektirir. Diğer bir dezavantaj, enjektörlerin daha karmaşık bir tasarıma sahip olması dolayısıyla daha kısa bir çalışma ömrüne sahip olmasıdır. Bunlardan herhangi biri arızalanırsa, içindeki vana sürekli açık olacak, bu da devrenin sıkılığını kıracak ve sistem kapanacaktır.

Cihaz ve yüksek basınçlı yakıt devresinin farklı versiyonları hakkında daha ayrıntılı olarak aşağıdaki videoya bakın:

Common Rail sisteminin yakıt devresi bileşenlerinin çalışma prensibi. Bölüm 2

Sorular ve Cevaplar:

Common Rail üzerindeki baskı nedir? Yakıt rayında (akümülatör borusu) yakıt düşük basınçta (vakumdan 6 atm'ye kadar) ve ikinci devrede yüksek basınçta (1350-2500 bar) beslenir.

Common Rail ve yakıt pompası arasındaki fark nedir? Yüksek basınç pompalı yakıt sistemlerinde pompa yakıtı anında enjektörlere dağıtır. Common Rail sisteminde yakıt bir akümülatöre (tüp) pompalanır ve buradan enjektörlere dağıtılır.

Common Rail'i kim icat etti? 1960'ların sonlarında bir prototip common rail yakıt sistemi ortaya çıktı. İsviçreli Robert Huber tarafından geliştirilmiştir. Daha sonra, teknoloji Marco Ganser tarafından geliştirildi.