Принцип роботи системи вприскування палива Common Rail високого{0}}тиску дизельного двигуна

Принцип роботи системи вприскування палива Common Rail високого{0}}тиску дизельного двигуна

Раніше ми говорили про принцип роботи механічного паливного насоса дизельного двигуна та принцип роботи паливного насоса з електронним керуванням.

https://www.zwcummins.com/news/working-принцип--механічного-впорскування-палива-85619231.html
 

Принцип роботи механічного ТНВД дизельного двигуна (плунжерний ТНВД)

https://www.zwcummins.com/news/working-принцип--дизельного-двигуна-electronic-85619240.html

Принцип роботи насоса дизельного двигуна з електронним керуванням (насос впорскування з електронним керуванням/насос з електронним регулятором)
 

А тепер давайте поговоримо про принцип роботи паливної системи високого{0}}тиску Common Rail дизельного двигуна (як для непрофесіоналів, так і для професійних версій).

 

Ⅰ. Спочатку зрозумійте основну суть:

Common Rail-високого тиску:дизельне паливо постійно перебуває під тиском і зберігається в загальній рампі високого{0}}тиску (трубі загальної рампи) для стабілізації тиску та зберігання. Усі форсунки використовують цей-джерело палива високого тиску; ECU безпосередньо керує електромагнітними клапанами інжектора, щоб незалежно контролювати упорскування для кожного циліндра.

 

Три основні модулі:Блок подачі палива під високим{0}}тиском, блок стабілізації тиску Common Rail, виконавчий блок інжектора з електронним керуванням, ЕБУ з датчиками-для автомобіля.

 

Ⅱ. Повний процес паливної системи (покрокова-за-розбивка):

1. Ступінь подачі палива низького{1}}тиску (паливний бак → вхід насоса високого{2}}тиску):

1. Електричний паливний насос, вбудований у паливний бак, викачує дизель;
2. Фільтр грубого очищення → фільтр тонкого очищення, відфільтровуючи домішки та воду;
3. Дизель надходить у вхідну камеру низького-тиску паливного насоса високого{2}}тиску; надлишок дизеля повертається в паливний бак по зворотному трубопроводу, досягаючи попередньої стабілізації тиску.

 

2. Паливний-насос високого тиску: безперервно створює високий тиск (основний компонент тиску)

 

Насоси високого{0}}тиску — це переважно радіальні насоси з трьома-плунжерами, які приводяться в рух шестернями колінчастого вала двигуна. Вони не розрізняють циліндри і відповідають лише за постійне наддув дизеля:
 

1. Хід поршня вниз:Впускний клапан відкривається, і дизель під низьким{0}}тиском всмоктується в поршневу камеру;

2. Хід поршня вгору: впускний клапан закривається, і дизель примусово стискається, тиск зростає до 1300~2200 бар (набагато перевищує механічні насоси);

3. Дизельне паливо високого-тиску одно-подається в трубу акумулятора Common Rail;

4. Насос має вбудований-клапан регулювання тиску палива (клапан PCV):ЕБУ видаляє надлишок-оливи під високим тиском у режимі реального часу відповідно до вимог тиску в рампі, динамічно підтримуючи встановлений тиск у загальній рампі.

 

Ключовий момент:Насос високого{0}}тиску лише підтримує тиск у рампі й не контролює час упорскування чи об’єм упорскування, що є суттєвою відмінністю від плунжерного насоса.

 

3. Загальна залізнична труба:Громадський акумулятор високого-тиску «масляний резервуар високого-тиску» У товстій герметичній сталевій трубі високого{2}}тиску зберігається дизель високого{3}}тиску, який виконує три цілі:

1. Накопичення та стабілізація тиску:Буферує подачу пульсації плунжера від насоса високого{0}}тиску, підтримуючи стабільний тиск у рампі без коливань із частотою обертання двигуна;

 

2. Рівномірний розподіл масла під високим-тиском:Усі форсунки циліндрів використовують одне джерело масла під тиском;

 

3. Оснащений датчиком тиску в рампі та запобіжним клапаном:

- Датчик тиску в рампі:Надсилає-фактичний тиск у рампі в режимі реального часу до ЕБУ для керування замкнутим{1}}контуром;

- Клапан скидання тиску:Спрацьовує захист від тиску, коли тиск в рампі перевищує межу, щоб запобігти розриву труби.

 

4. Інжектор з електронним керуванням:Незалежно контролює вприскування (керуючий термінал)

 

Масло під високим{0}}тиском із загальної рампи подається до кожного інжектора циліндра через патрубки високого{1}}тиску. Інжектор має вбудований-високошвидкісний-магнітний клапан (п’єзоелектричний/електромагнітний), який безпосередньо керується живленням ECU для відкриття та закриття.

 

Виконайте чотири-етапне вприскування палива
1. Стан очікування:Електромагнітний клапан вимкнено та закрито. Масло під високим{1}}тиском у контрольній камері інжектора тримає голчастий клапан щільно закритим, ущільнюючи сопло та запобігаючи впорскуванню палива.

2. Початок ін'єкції:ЕБУ живить електромагнітний клапан, відкриваючи отвір скидання тиску, який швидко вивільняє мастило під високим{0}}тиском у камері керування. Тиск над голчастим клапаном падає, і дизель під високим-тиском із загальної рампи піднімає голчастий клапан, розпилюючи паливо в циліндр під над-високим тиском.

3. Безперервне впорскування:Електромагнітний клапан залишається під напругою, утримуючи голчастий клапан піднятим і безперервно впорскуючи паливо. Чим довше він працює, тим більше палива впорскується.

4. Припиніть ін'єкцію: електромагнітний клапан вимикається, закриваючи запобіжний отвір. Камера керування відновлює високий тиск, штовхаючи голчастий клапан вниз, щоб ущільнити сопло, негайно припиняючи впорскування палива.

Розширені можливості:Попереднє впорскування, основне впорскування, після-впорскування (те, на що механічні насоси просто не здатні)

ЕБУ може керувати електромагнітним клапаном кілька разів за один хід:

1. Попереднє-впорскування:Раніше впорскує невелику кількість дизельного палива в циліндр, попередньо нагріваючи камеру згоряння, зменшуючи детонаційний шум і запобігаючи бурхливому згорянню.

2. Головне впорскування:Впорскує велику кількість дизельного палива для забезпечення потужності.

3. Після-ін’єкції:Вприскує невелику кількість наприкінці силового ходу, щоб підвищити температуру вихлопу, що допомагає регенерувати уловлювач частинок DPF і оптимізувати викиди.

3. Електронна замкнута -система керування (ECU Brain)

1. Різні датчики збирають умови роботи:
- Педаль газу:Потреба в навантаженні водія;
- Датчики частоти обертання/положення розподільного валу:Визначте порядок запалювання циліндрів і опорний час упорскування;
- Датчик тиску Common Rail:Забезпечує-реальний зворотний зв’язок щодо тиску в рампі;
- Температура води, тиск/температура на вході, тиск наддуву, датчики вихлопу: правильні параметри впорскування.

2. Розрахунки та результати ECU:
ECU має великі калібрувальні карти, які обчислюються в реальному-часі на основі обертів на хвилину, навантаження, температури води та висоти:

1. Потрібний цільовий тиск у рампі, який регулює-регулятор насоса високого тиску;
2. Час випередження вприскування на циліндр (коли починати вприскування);
3. Тривалість вприскування (скільки палива впорскувати);
4. Час початку перед{1}}впорскування, основного вприскування та після-вприскування.
3. Корекція замкнутого-циклу.

Тиск у рампі та швидкість двигуна передаються в режимі реального часу, постійно-налаштовуючи параметри, динамічно й адаптивно пристосовуючись до всіх робочих умов протягом усього процесу.

 

4. Гранично стислий виклад одним реченням:

 

Електричний насос низького{0}}тиску подає паливо → насос високого{1}}тиску постійно підвищує тиск, зберігаючи дизельне паливо високого-тиску в загальному «паливному баку високого-тиску (common rail)» для стабілізації тиску;

ECU зчитує загальні робочі умови автомобіля, індивідуально контролює кожен електромагнітний клапан форсунки циліндра, гнучко контролюючи час упорскування, тривалість і багаторазові вприскування;

тиск у рампі залишається стабільним незалежно від частоти обертання двигуна, досягаючи високо-точного контролю згоряння.