Розташування елементів системи упорскування "Common Rail" на дизельному 4-циліндровому двигуні
1 – вимірювач витрати повітря; 2 – ECU; 3 – паливний насос високого тиску; 4 – акумулятор високого тиску; 5 – паливні форсунки; 6 – датчик частоти обертання колінчастого валу; 7 – датчик температури охолоджувальної рідини; 8 – паливний фільтр; 9 – датчик положення педалі управління подачею палива
Основним елементом системи упорскування палива є паливний насос, який встановлюється на всіх дизельних двигунах. Тиск упорскування до 1350 бар необхідне збільшення потужності до 160 кВт на циліндр.
За останні роки розроблено багато систем упорскування дизельного палива, зокрема прямого впорскування (Dl). При цьому переслідувалося завдання не тільки збільшення потужності двигуна, а й зменшення витрати палива та шуму та зниження токсичності газів, що відпрацювали. У порівнянні з системами, що раніше використовувалися, упорскування палива Bosch "Common Rail" (акумуляторна паливна система) для прямого упорскування палива (Dl) забезпечує більш високу гнучкість при адаптації до системи живлення дизельного двигуна, наприклад:
- широка сфера застосування (для легкових та комерційних автомобілів з вихідними потужностями 30 кВт на циліндр, а також і для вантажних автомобілів великої вантажопідйомності, локомотивів та суден з вихідними потужностями 200 кВт на циліндр;
- високі тиску впорскування палива до 1400 бар;
- зміни упорскування при запуску двигуна;
- можливість контрольного, головного та пізнього упорскування;
- забезпечує відповідність тиску упорскування робочому режиму двигуна.
Функціонування системи упорскування
Відмінна характеристика системи із загальним трубопроводом "Common Rail" (акумуляторної паливної системи) полягає в поділі вузла, що створює тиск, і вузла упорскування палива.
Основу системи складає резервуар (акумулятор). Тиск упорскування не залежить від кількості палива, що впорскується, і частоти обертання колінчастого валу двигуна. Запас палива під тиском знаходиться в акумуляторі високого тиску "Common Rail" і готовий до упорскування. Кількість палива, що впорскується, визначається на вимогу водія, а тиск упорскування розраховується блоком управління (ECU) на підставі інформації від різних датчиків. ECU точно встановлений момент передає сигнал збудження до соленоїда форсунки, що означає початок подачі палива. Кількість палива, що впорскується, визначається періодом відкриття розпилювача і тиском в системі. ECU та датчики системи упорскування палива включають:
- ECU;
- датчик частоти обертання колінчастого валу;
- датчик положення розподільчого валу;
- датчик положення педалі акселератора;
- датчик тиску в системі із загальним трубопроводом;
- датчик температури охолоджувальної рідини;
- вимірник витрати повітря.
На підставі інформації від вищезазначених датчиків та вимоги водія (положення педалі акселератора) ECU визначає миттєву операційну характеристику двигуна та автомобіля загалом. Блок обробляє сигнали, вироблені датчиками і передані лініями зв'язку, і на підставі цієї інформації керує системою впорскування в режимі відкритого або закритого контуру. Частота обертання колінчастого валу двигуна вимірюється датчиком частоти обертання колінчастого валу, а датчик положення розподільчого валу визначає послідовність упорскування палива (довжина фази). Електричний сигнал від потенціометра положення педалі акселератора передає ECU сигнал про ступінь натискання водієм на педаль акселератора.
Вимірювач витрати повітря передає ECU сигнал з даними щодо миттєвого потоку повітря, що дозволяє розрахувати процес повного згоряння палива з мінімальним вмістом шкідливих речовин у газах, що відпрацювали. Оскільки двигун обладнаний турбокомпресором та регулюванням збільшення тиску наддуву, додатковий датчик також вимірює цей тиск. При низькій зовнішній температурі та холодному двигуні ECU визначає момент упорскування та інші параметри, що відповідають особливому експлуатаційному режиму. Залежно від автомобіля та підвищення вимог до безпеки та комфорту для передачі інформації ECU можуть використовуватись додаткові датчики. На малюнку показаний приклад дизельного 4-циліндрового двигуна із системою упорскування палива "Common Rail".
Увага! Показане розташування елементів відповідає їх реального розташування.
Основні функції
Основні функції системи полягають у забезпеченні впорскування необхідної кількості палива в певний момент і під необхідним тиском. Це забезпечує як плавну роботу дизельного двигуна, а й економічне споживання палива.
Додаткові функції
Додаткові функції в режимі роботи в закритому контурі і функції керування без зворотного зв'язку служать для зменшення токсичності газів, що відпрацювали, і витрати палива і використовуються для поліпшення безпеки, комфорту і зручності.
Наприклад: рециркуляція газів, що відпрацювали (EGR), регулювання тиску наддуву повітря, перемикання передач, електронний іммобілайзер і т.д. Система CAN забезпечує обмін даними з іншими системами автомобіля. При діагностичній перевірці автомобіля можна отримати дані, що знаходяться в резерві даних системи.