Система за впръскване "Комън рейл"

Всякакви технически въпроси

Модератори: AMD, motor1sta

Потребителски аватар
Crazy Scientist
Moderator
Moderator
Мнения: 641
Регистриран на: 29 авг 2011, 17:53
Kapa: гумите да пищят от болка
Местоположение: София
Status: Извън линия

Система за впръскване "Комън рейл"

Мнениеот Crazy Scientist » 13 окт 2011, 18:08

Системата за впръскване на гориво "комън рейл" е най-гъвката система за директно впръскване за дизеловите двигатели в момента.

Тя се различава от системите с разпределителен вал по това, че процеса на формиране на налягане е разделен от фактическия процес на впръскване.
Налягането се доставя в двигателя чрез радиална бутална помпа, което се пренася чрез колектор за високо налягане - "рейл".
Електро-управляеми дюзи впръскват горивото в горивните камери.
Момента на впръскване може да бъде избран спонтанно, като един горивен цикъл може да включва до пет впръсквания, фактори които имат положително влияние върху работата на двигателя и смесообразуването.

Малки количества гориво биват впръскани преждевременно: по този начин значително се намалява времето за възпламеняване и шума по време на горивния процес.
Благодарение на двустепенния процес на впръскване, системата common rail предлага решения за бъдещото намаляване на вредните емисии.
С понятието “Соmmon Rail” се означава определена конструкция на директното впръскване на гориво.
При това, създаването на налягане и впръскването на горивото са разделени едно от друго.
Отделна, монтирана на което и да е място върху мотора, помпа създава непрекъснато налягане.
Това налягане се акумулира в една разпределителна лайстна.
Впръскващите дюзи на всички цилиндри са свързани чрез паралелни тръбопроводи с разпределителната лайстна, т.н. Common Rail (на англ. език: „общ тръбопровод”).
На разположение на впръскващите дюзи на всички цилиндри е непрекъснато едно постоянно налягане.
Впръскваното количество и момента на впръскване за отделните дюзи се управляват от магнитни вентили.
Системата „Соmmon Rail” се прилага, между другото, при дизеловите двигатели или при модерните и икономични FSI-двигатели с директно впръскване на бензин на Volkswagen.

АКУМУЛАТОРНИ ГОРИВНИ УРЕДБИ

Общи сведения
Разработват се в Русия от 1967г. Изследователският център на Fiat в Торино , Италия, в периода 1990÷1994г. Разработва такива уредби в сътрудничество с дъщерните фирми Magneti Marelli и Flasis. По комерчески съображение фирмата не се решава сама да започне производството на уредбата, тъй като счита , че външен независим доставчик може да има по-широка клиентела, следователно по-големи производствени обеми и по-ниска производствена цена. Финалното разработване тя предоставя на Bosch. Така в резултат на сътрудничеството на Fiat и Bosch от 1998г. започва промишленото производство на акумулаторни горивни уредби с електронно управление,които получиха английското наименование Common Rail (“обща магистрала”, т.е. Общ акумулатор за всички дюзи).Освен Bosch такива уредби произвеждат и други фирми, например Lukasq сега подразделение на американската фирма Dephi ,и Siemens.

Схема на акумулаторна горивна уредба с електронно управление
pic1.jpg
pic1.jpg (18.71 KиБ) Видяна 17170 пъти
pic1.jpg
pic1.jpg (18.71 KиБ) Видяна 17170 пъти


Действие.Елементи
Горивоподаващата помпа 8 подава гориво в нагнетателната помпа 4, която по тръбопровод за високо налягане 3 го нагнетява в акумулатора 5 , където регулаторът на налягането, управляван чрез изпълнителния механизъм 2 поддържа високото налягане (до 180 МРа). Чрез тръбопроводи акумулаторът е свързан с електрохидравличните дюзи 7.
Основната входна информация в управляващия ЕБ 1 постъпва от преобразувателите на положението на педала на акселератора 11, на честотата на въртене и положението на коляновия вал 9 и на положението на разпределителния вал 10.Според конкретното приложение в УЕБ1 се подава информация и за другите параметри, характеризиращи работния режим и работните условия на двигателя.

Акумулаторна горивна уредба Bosch- обща електрохидравлична схема
pic2.jpg
pic2.jpg (26.16 KиБ) Видяна 17170 пъти
pic2.jpg
pic2.jpg (26.16 KиБ) Видяна 17170 пъти

Устройство
Горивоподаващата помпа 3 е ротационна, ролков тип (както в бензиновите двигатели) или зъбна, с електрическо задвижване, често разположена в резервоара за гориво.
Горивото се подава под налягане 0,5÷0,8 МРа.
Това се налага, за да се запълват своевременно цилиндрите на ГНП и да се осигури мазането на частите (с гориво).
В помпата са вградени предпазен и обратен клапан. Обратния клапан предотвратява изпразването на системата и осигурява бързата ú подготовка за пускане на двигателя.
ГПП засмуква гориво през предварителен ( за грубо пречистване) филтър 2 и го нагнетява до ГНП 6 през филтър 4 за фино пречистване.

Горивонагнетателна помпа – схема
pic3.jpg
pic3.jpg (31.82 KиБ) Видяна 17170 пъти
pic3.jpg
pic3.jpg (31.82 KиБ) Видяна 17170 пъти

Устройство на ГНП
Тя е радиално-бутална (звездообразна).Такова разположение на помпените елементи осигурява равномерно натоварване на задвижващия ексцентриков вал 1 при налягане на впръскване 120÷180МРа.
Нагнетателният ход на буталото 3 се извършва от съответния ексцентрик на задвижващия вал чрез втулката 2 и повдигача, а всмукателния ход – от пружина.
Честотата на въртене на задвижващия вал е ½÷⅔ от тази на коляновия вал. Всеки помпен елемент има всмукателен 4 и нагнетателен 6 клапан.
На входа за гориво в помпата има обратен капан 9, който предотвратява изпразването на помпата при неработещ двигател, за да не се затруднява последващото пускане на двигателя.
Мазането и охлаждането на помпата е с гориво, което циркулира по тръбопроводите за ниско налягане 5(общата схема)
При частично натоварване ва двигателя производителността на помпата се намалява , като единият от помпените елементи се изключва чрез блокиране на всмукателния клапан от електромагнит 5, а също така и чрез изпускане на част от нагнетяваното гориво от регулатора на налягането.
Налягането в акумулатора се поддържа оптимално за всеки работен режим от автоматичен регулатор.По информация от преобразувателя на налягането 15(общата схема), управляващия ЕБ 11поддържа зададеното налягане, като чрез изпълнителният електромагнитен клапан 7 на регулатора на налягането(схемата на ГНП) изпуска част от горивото, нагнетявано към акумулатора.
Силата на електромагнита държи клапана затворен, когато налягането е по-ниско от зададеното.
При превишаване на зададеното налягане, клапанът се отваря, като ефективното му сечение се регулира чрез широчинно-импулсна модулация – клапанът се отваря – затваря с определена честота, изменя се относителното време, през което клапанът е отворен. Пропусканото гориво се връща в резервоара.
Пропускането на гориво от нагнетателният канал на помпата обратно в резервоара е свързано със загуби на енергия, а освен това горивото в резервоара се нагрява. Може да се наложи горивото да се охлажда.
Затова по-целесъобразно е налягането в акумулатора да се регулира чрез изпълнителни механизми, които изменят налягането във всмукателния канал на ГНП чрез изменение на честотата на въртене на горивоподаващата помпа, ако тя е с ектрическо задвижване.

Акумулатор
8 (обща схема)
Изработен е като дебелостенна тръба с вътрешен диаметър 10 mm и външен диаметър 18 mm и дължина 280÷600 mm,т.е. с обем 22÷47cm³.
Обемът на акумулатора се избира да бъде достатъчен за изглаждане на колебанията (пулсациите) на налягането, предизвикани от ГНП и дюзите.

Предпазен клапан
13 (обща схема)

Той изпуска гориво от акумулатора, ако налягането в него превиши допустимото.
С долния си канал е свързан с акумулатора , а с горния – с оливен тръбопровод.
Налягането , при което клапанът 4 се отваря, зависи от натягането на пружината 3
То може да се променя с регулиращата втулка 2
pic4.jpg
pic4.jpg (6.35 KиБ) Видяна 17170 пъти
pic4.jpg
pic4.jpg (6.35 KиБ) Видяна 17170 пъти


Авариен ограничител на подаването на гориво
(обща схема)14

Предотвратява загубата на херметичност на акумулатора и изпразването му през дюза, в която е заседнала (загубила подвижност) иглата или е заседнал (не се затваря) управляващия клапан.
С горния си край аварийният ограничител на подаването е завит в тялото на акумулатора, и към долния му край е съединен тръбопроводът за високо налягане на дюза.
Горивото от акумулатора към дюзата преминава през жигльорите “а” в клапана 3.
Сечението на жигльорите, подбрани според максималното циклово количество гориво – продължителност подаването и разход през жигльорите.
pic5.jpg
pic5.jpg (8.85 KиБ) Видяна 17170 пъти
pic5.jpg
pic5.jpg (8.85 KиБ) Видяна 17170 пъти

При преминаване на гориво през жигльорите възниква разлика в налягането от двете страни на клапана, която се уравновесява от силата на пружината при определено положение на клапана в тялото 4.
Ако дюзата е постоянно отворена (заседнала игла на клапана) или е нарушена херметичността на нагнетателния тръбопровод, налягането под клапана се намалява, разликата между наляганията от двете страни на клапана рязко се уеличава и клапанът се затваря напълно.
В изходно положение клапанът се връща след спиране на двигателя, когато налягането в акумулатора се намали.

Електрохидравлични дюзи
pic6.jpg
pic6.jpg (30.38 KиБ) Видяна 17170 пъти
pic6.jpg
pic6.jpg (30.38 KиБ) Видяна 17170 пъти


Тя е нормално затворена дюза, на която камерата под иглата чрез тръбопровода за високо налягане е съединена с акумулатора, а бързодействащ електромагнитен клапан управлява налягането в камерата над иглата и съответно отварянето и затварянето на иглата
Под (а) иглата е затворена под действието на силата на пружината 3 и разликата от силите, създавани от налягането в управляващата камера 7, свързана чрез жигльора 6 с канала за горивото от акумулатора, и в камерата под иглата, където действащата площе по-малка.
Управляващата камера се затваря от бързодействащ сачмен клапан4, управляван от електромагнита 5.
Когато в намотката 5 се подаде управляващ електрически импулс, клапанът се отваря, налягането в управляващата камера рязко се намалява и иглата се отваря.
Започва впръскване на гориво.
На (б) схема е показан вариант на електрохидравлична дюза без пружина на иглата и с допълнителен жигльор 8, свързващ камерата под иглата с канала за горивото.
Когато управляващият електрически импулс се прекъсне, клапанът се затваря, налягането в управляващата камера се увеличава и иглата се затваря.
В изходно положение иглата е затворена от разликата в силите, свързани от налягането в управляващата камера и налягането в камерата под иглата- действащата площ в камерата под иглата е по-малка.
Когато иглата се повдигне, действащата площ от двете страни на иглата се изравнява ,но дроселирането на горивото при изтичането му през допълнителния жигльор понижава налягането в камерата под иглата.
При затваряне на управляващия клапан налягането в управляващата камера става по-високо от наляганото под иглата и тя се затваря.

Недостатък- част от налягането се губи в допълнителния жигльор
Във вариант (в) над иглата е разположено бутало (хидравличен мултипликатор) с по-голямо напречно сечение от това на иглата, увеличава се силата от налягането на горивото в управляващата камера след затваряне на управляващия клапан.
Така се избягва необходимостта от допълнителен жигльор, а иглата се затваря по-бързо.

Принципно устройство на дюза Bosch

В нея буталото 5 опира в кръстообразна направляваща част 1 на иглата 2 на разпръсквача
Буталото е само неговата горна част, която е разположена в цилиндъра 6
Управляващата камера над буталото е свързана с канала за горивото в дюзата чрез жигльора 7
Диаметърът на буталото е 6 mm,при диаметър на иглата 4 mm.
При впръскването 5 с горната си част частично затваря канала към 8
Напълно да го затвори не може, защото през 7 налягането над него се увеличава и 5 се изтегля надолу.
Устанонвява се определено равновесно състояние, при което проходното сечение за изтичане на горивото през управляващия клапан към резервоара е намалено.
pic7.jpg
pic7.jpg (22.79 KиБ) Видяна 17170 пъти
pic7.jpg
pic7.jpg (22.79 KиБ) Видяна 17170 пъти


Пиезоелектрохидравлична дюза Siemens

Вместо електромагнитен изпълнителен механизъм на управляващия клапан е използван пиезоелектрически.
Увеличава се бързодействието на клапана 4÷6 пъти
Възможност за дву-многофазно) впръскване на горивото
Повишаване точността на дозирането и еднакви циклови количества
Може да се организира надробено впръскване и оптимизиране на работния процес в цилиндрите на двигателя при различни работни режими
Да се намали нивото на шума в двигателя
Да се повиши устойчивостта на честотата на въртене на празен ход
Да се намалят емисиите на СН в отработилите газове
pic8.jpg
pic8.jpg (24.58 KиБ) Видяна 17170 пъти
pic8.jpg
pic8.jpg (24.58 KиБ) Видяна 17170 пъти

Пиезоелектрическият изпълнителен механизъм 1 е събран в стълб от шайби с дебелина 0,5 mm.
Шайбите са съединени в стълба паралелно
При подаване на управляващ електрически импулс в шайбите , те се деформират, дължината на пиезоелектрическия изпълнителен механизъм се увеличава.
Това увеличаване на дължината му се използва за управление на клапана 4 през лостовия мултипликатор на преместването 2 и пръта 3.
В началото на хода изпълнителния механизъм чрез лостовия мултипликатор се предава максимална сила, противодействащана високото налягане(а/b≈1q позиция І)
В края на хода силата се намалява , ходът се увеличава а/b пъти(позиция ІІ)
Така чрез мултипликатора на преместването при относително малък ход на пиезоелектрическия изпълнителен механизъм се осигурява нужното отваряне на управляващия клапан

Моля, цитирайте източника http://pgmt-ruse.info/att/ - Cinderella


На 1 мъж, женски (.)(.) и конски сили, винаги са му малко

Върни се в “Технически въпроси”

Кой е на линия

Потребители, разглеждащи този форум: Няма регистрирани потребители и 50 госта