ДИЗЕЛЬНЫЙ ИНЖЕКТОР
В одном из номеров «Автогазеты» (№27 от 24.07.2007) мы обещали детальнее рассмотреть устройство системы Common Rail.
Схема расположения системы Common Rail: 1 - датчик массового расхода воздуха; 2 - датчик положения распредвала; 3 - электронный блок управления; 4 - ТНВД с клапаном регулирования давления; 5 -датчик положения педали газа; 6 -топливный фильтр; 7 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 8 - датчик частоты вращения коленвала; 9 - электроуправляемые форсунки; 10 - датчик давления топлива; 11 - аккумулятор топлива высокого давления
Описание системы
Система питания Common Rail (CR) используется в дизельных двигателях серийных моделей уже давно, с 1997 года. В ней топливо из общей топливной магистрали высокого давления впрыскивается под давлением 1300–1800 бар. Дозировка определяется электронным блоком управления системы, который учитывает данные целого ряда датчиков – положения педали акселератора, давления в топливной рампе, температурного режима двигателя, его нагрузки и т. п. На основе этих показаний компьютер определяет нужное для работы мотора количество топлива и момент его подачи. За счет более точной цикловой подачи и оптимального угла опережения впрыска топлива обеспечивается большая мощность двигателя, снижается расход топлива и уменьшается токсичность выхлопа. Автомобиль с топливной системой Common Rail гораздо приемистее и тише, чем традиционный дизельный двигатель, и по своим потребительским характеристикам приближается к лучшим образцам бензиновых двигателей. Сегодня выпускается два типа систем Сommon Rail – с электромагнитными и пьезоэлектрическими форсунками. Последние отличаются высочайшей скоростью срабатывания, обеспечивающей снижение токсичности выхлопа на 20%, а также увеличение мощности, уменьшение расхода топлива и снижение уровня шума.
Принцип работы
Главное отличие системы Common Rail от других дизельных систем заключается в том, что ТНВД предназначен только для создания высокого давления в топливной магистрали (rail). Он не выполняет функций дозировки цикловой подачи топлива и регулировки момента впрыска. Необходимая цикловая подача топлива обеспечивается длительностью открытия форсунок, а угол опережения впрыска – моментом их открытия. Управление форсунками осуществляется электронным блоком управления (ЭБУ) по сигналам следующих датчиков: датчика частоты вращения коленчатого вала, датчика частоты вращения распределительного вала, датчика положения педали акселератора, датчика давления наддува, датчика давления в аккумуляторе, датчика температуры охлаждающей жидкости, массового расходомера воздуха, и других. Необходимое значение высокого давления (от 250 до 1800 бар) в магистрали поддерживается регулятором высокого давления, управляемого также ЭБУ в зависимости от режима работы двигателя. Используя входные сигналы вышеуказанных датчиков, ЭБУ регистрирует положение педали акселератора и определяет на данный момент времени рабочую характеристику двигателя и автомобиля как единого целого. Частота вращения двигателя измеряется датчиком частоты вращения коленчатого вала, а порядок работы форсунок - датчиком частоты вращения (положения) распределительного вала. Электрический сигнал, образующийся на потенциометре педали акселератора, информирует ЭБУ о том, как сильно водитель нажал на педаль, другими словами - о его требованиях к величине крутящего момента. Массовый расходомер воздуха обеспечивает ЭБУ данными о мгновенном расходе воздуха, чтобы адаптировать процесс сгорания соответствию нормам эмиссии вредных веществ с ОГ. Если на двигателе с турбонаддувом установлен турбокомпрессор с регулируемым давлением наддува, то изменение последнего осуществляется датчиком давления наддува. При различных температурах окружающей среды ЭБУ использует информацию датчиков температуры охлаждающей жидкости, температуры воздуха и топлива, чтобы адаптировать полученные данные для установки угла опережения впрыска и цикла подачи топлива.В зависимости от конкретного автомобиля, для того чтобы соответствовать повышенным требованиям к экологичности, безопасности и комфорту, могут использоваться другие датчики, посылающие сигналы в ЭБУ: система рециркуляции отработавших газов, регулирование давления наддува, систему поддержания постоянной скорости автомобиля (Cruise Control) и т.д.
Работа системы Common Rail на примере CDI
CDI - система впрыска дизельного топлива автомобилей Mercedes-Benz.
Создание высокого давления
Непрерывно работающий ТНВД создает необходимое давление впрыска, обеспечивая некую постоянную величину давления в топливном аккумуляторе, независимо от частоты вращения коленчатого вала и расхода топлива. Это означает, что ТНВД работает в постоянном режиме, с меньшими пиками крутящего момента и меньшей пиковой производительностью, чем в традиционных системах впрыска. Соответственно, его размеры также могут быть существенно компактнее. Регулирование давления происходит с помощью клапана регулирования давления, расположенного непосредственно в топливной магистрали. Находящееся в аккумуляторе высокого давления топливо подготовлено к впрыску.
Впрыскивание
Топливо из аккумулятора по коротким магистралям высокого давления поступает к форсункам, которые впрыскивают его непосредственно в камеры сгорания цилиндров двигателя. Каждая форсунка состоит в основном из распылителя и быстродействующего электромагнитного клапана, который управляет распылителем через механический привод. Электромагнитные клапаны приводятся в действие сигналами от блока управления работой двигателя. Количество впрыскиваемого топлива при постоянном давлении в топливном аккумуляторе пропорционально времени включения электромагнитного клапана и не зависит при этом от частоты вращения коленчатого вала двигателя или частоты вращения ТНВД (регулирование впрыскивания по времени).
| 
