Аккумуляторная топливная система типа Common Rail (CRS)

Аккумуляторная топливная система типа Common Rail (CRS) (была разработана концерном Volkswagen совместно с компанией Continental). Понятие «Common Rail» означает дословно «общая направляющая», под которой подразумевается общий для всех форсунок топливный аккумулятор высокого давления. Ее называют также аккумуляторной системой впрыска.

Системы с аккумулятором делают возможным объединение системы впрыскивания топлива дизеля с различными дистанционно выполняемыми функциями и в то же время позволяют повышать точность управления процессом сгорания топлива, рисунок 4.19 [1]. Отличительная характеристика системы с общим трубопроводом заключается в разделении узла, создающего давление, и узла впрыскивания. Это делает возможным повысить величину давления впрыскивания топлива.

Основной особенностью системы является то, что давление впрыскивания не зависит от частоты вращения коленчатого вала и количества впрыскиваемого топлива.

Основу системы составляет резервуар (аккумулятор). Топливо накапливается в аккумуляторе высокого давления, из которого оно подводится через короткие трубопроводы к форсункам Этот резервуар включает компоненты распределительного трубопровода, линии подачи топлива и форсунки. Плунжерный насос высокого давления (насос рядного типа на грузовых автомобилях, радиальное плунжерное устройство на легковых автомобилях) создает давление; этот насос требует для работы низких значений крутящего момента и существенно уменьшает потребности в тяговом усилии.

Количество впрыскиваемого топлива определяется периодом открытия распылителя и давлением в системе.

Топливная система состоит из двух контуров:

– контура низкого давления, включающего электронасос в топливном баке, компенсационный бачок, топливный фильтр и шестеренный насос, и

– контура высокого давления, включающего насос высокого давления, аккумулятор (Rail), форсунки и предохранительный клапан.

Система Common Rail позволяет контролировать движение иглы форсунки, а вместе с ней и схему впрыскивания в пределах определенного диапазона. Система управления стала практически полностью электронной. Педаль акселератора больше не связана механически с ТНВД (ее положение контролируется датчиком), на шкивах коленчатого вала и распределительного вала появились, соответственно, датчики положения коленчатого и распределительного валов (первый также является и датчиком ВМТ).

В насосах для легковых автомобилей необходимое давление в системе поддерживается регулировочным клапаном, расположенным на корпусе наcoca. Насосы высокого давления для грузовых автомобилей имеют систему регулирования количества нагнетаемого топлива. В последних моделях таких насосов для легковых автомобилей также применяется устройство для регулирования количества нагнетаемого топлива. Это позволяет снизить температуру топлива, циркулирующего внутри системы. Давление системы, создаваемое ТНВД, распространяется через аккумулятор и топливопроводы к форсунке. Форсунка обеспечивает подачу нужного количества топлива в камеру сгорания. В точно установленный момент ЭБУ передает сигнал возбуждения к соленоиду форсунки, означающий начало подачи топлива.

Эта система расширяет область оптимизации процесса сгорания посредством разделения функций создания давления и впрыскивания. Давление впрыскивания остается постоянным на период продолжительности процесса впрыска топлива при давлении (с минимальными отклонениями) 140 МПа для грузовых автомобилей и 135 МПа для легковых.

Такая способность управлять характером сгорания может использоваться для многоимпульсного впрыскивания в целях уменьшения вредных компонентов отработавших газов; также это может обеспечить снижение шума.

Аккумулятор высокого давления представляет собою трубу, изготовленную из кованой стали. Он служит для накопления подаваемого под высоким давлением топлива, которое впрыскивается затем в цилиндры двигателя. Благодаря достаточно большому объему аккумулятора сглаживаются колебания давления топлива, возникающие из-за неравномерной подачи насоса высокого давления и в процессе впрыска.

На аккумуляторе высокого давления расположены штуцер подвода топлива от насоса высокого давления, штуцеры отвода топлива к форсункам, штуцер слива топлива в бак, предохранительный клапан, а также датчик давления топлива, которые и обеспечивают постоянное давление в системе.

Исполнительным механизмом системы Common Rail являются форсунки с пьезоисполнительными элементами. Они соединены с энергоаккумулятором высокого давления с помощью магистралей высокого давления. Пьезоисполнительные элементы форсунок управляются с помощью напряжения около 80 -150 В от блока управления двигателем.

Преимуществами таких форсунок являются:

очень короткое время переключения

на каждый рабочий такт может приходиться до 6 впрысков (2 предварительных впрыска, 1 основной впрыск, 3 последующих впрыска)

точно дозируемые количества впрыскиваемого топлива