Аккумуляторные топливные системы

Common Rail (CR)

В аккумуляторной топливной системе Common Rail процессы создания высокого давления и впрыска разделены. Давление впрыска создается независимо от частоты вращения двигателя и количества впрыски­ ваемого топлива, оно сохраняется в топ­ ливном аккумуляторе, и система, таким об­ разом, всегда готс|ва к совершению про­ цесса впрыска. Начало подачи (угол опере­ жения впрыска) и количество впрыскивае­ мого топлива (цикловая подача) рассчиты­ ваются в электронном блоке управления и через форсунку реализуются в каждом ци­ линдре посредствЬм подачи пускового сиг­ нала на электромагнитный клапан. Такое сочетание форсунки и постоянно готового к действию аккумулятора также позволяет устанавливать оптимальную характеристику впрыска.

Аккумуляторная топливная

Система Common Rail

Обзор ТОПЛИВНЫ Х

Систем

Области применения

Создание в 1927 году первого серийного многоплунжерного рядного ТНВД обозна­ чило начало промышленного производства дизельных топливных систем фирмой Bosch. Основной областью применения рядных многоплунжерных ТНВД до сих пор остаются дизели различных размерностей для коммерческих автомобилей, стацио­ нарные, тепловозные и судовые дизели. Топливные системы, обеспечивающие дав­ ление впрыска топлива до 1350 бар, исполь­ зуются для достижения цилиндровой мощ­ ности порядка 160 кВт/цилиндр.

С течением лет широкий спектр требо­ ваний, связанных, в частности, с установ­ кой дизелей с непосредственным впрыс­ ком топлива (DI) на небольшие коммер­ ческие и легковые автомобили, привел к созданию различных дизельных топлив­ ных систем, соответствующих требовани­ ям конкретного применения. Наиболее важными достижениями, связанными с созданием таких систем, являются не только увеличение удельной мощности двигателей, но также снижение расхода топлива, уровня шума и эмиссии вредных веществ с ОГ.

По сравнению с обычными топливными системами (ТНВД с кулачковым приводом), топливная система Bosch “Common Rail” (CR) для дизелей с непосредственным впрыском топлива обеспечивает значи­ тельно более высокую гибкость при адапта­ ции топливной системы к двигателю, как например:

- широкая область применения (легковые и легкие коммерческие автомобили с ци­ линдровой мощностью до 30 кВт/цилиндр, как и форсированные автомобильные, теп­ ловозные и судовые дизели цилиндровой мощностью до 200 кВт/цилиндр);

- высокое давление впрыска до 1400 бар;

- переменный угол опережения впрыска;

- возможность формирования процесса двухфазного и многофазного впрыска;

- соответствие давления впрыска скорост­ ному и нагрузочному режимам.

Принцип работы

Создание давления и непосредственный процесс впрыска в аккумуляторной топлив­ ной системе CR полностью разделены. Высо­ кое давление в топливной системе создается независимо от частоты вращения коленча­ того вала двигателя и количества впрыски­ ваемого топлива. Топливо, готовое для впрыска, находится под высоким давлением

в аккумуляторе. Количество впрыскиваемого топлива (цикловая подача) определяется действиями водителя, а угол опережения и давление впрыска определяются электрон­ ным блоком управления (ЭБУ) на основе программируемых матриц характеристик, хранящихся в памяти микропроцессора. ЭБУ выдает управляющий пусковой сигнал на соответствующие электромагнитные клапаны, в результате чего осуществляется впрыск форсункой в каждый цилиндр. Акку­ муляторная топливная система CR включает

в себя следующие элементы электронного управления:

- ЭБУ; - датчик частоты вращения коленчатого вала;

- датчик частоты вращения распредели­ тельного вала;

- датчик положения педали акселератора; - датчик давления наддува; - датчик давления в ^кумуляторе;

- датчик температуры охлаждающей жид­ кости ;

- массовый расходомер воздуха. Используя входные сигналы указанных

выше датчиков, ЭБУ регистрирует положение педали акселератора и определяет на данный момент времени рабочую характеристику двигателя и автомобиля как единого целого. На основе полученной информации ЭБУ может через разомкнутые и замкнутые кон­ туры осуществлять управляющие действия с автомобилем и, особенно, с двигателем. Частота вращения двигателя измеряется дат­ чиком частоты вращения коленчатого вала, а порядок чередования вспышек - датчиком частоты вращения (положения) распредели­ тельного вала. Электрический сигнал, образу­ ющийся на потенциометре педали акселера­ тора, информирует ЭБУ о том, как сильно

водитель нажал на педаль, другими словами - о его требованиях к величине крутящего момента.

Массовый расходомер воздуха обеспечи­ вает ЭБУ данными о мгновенном расходе воздуха, чтобы адаптировать процесс сгора­ ния соответствию нормам эмиссии вредных веществ с ОГ. Если на двигателе с турбонад­ дувом установлен турбокомпрессор с регу­ лируемым давлением наддува, то измере­ ние последнего осуществляется датчиком давления наддува. При низких температурах окружающей среды и при холодном двигателе ЭБУ использует информацию датчиков тем­ пературы охлаждающей жидкости и темпе­ ратуры воздуха, чтобы адаптировать получен­ ные данные для установки угла опережения впрыска, использования дополнительного впрыска (после основного) и других пара­ метров в зависимости от эксплуатацион­ ных условий. В зависимости от конкретного автомобиля, для того чтобы удовлетворять повышенным требованиям к безопасности и комфорту, могут использоваться другие дат­ чики, посылающие сигналы в ЭБУ.

На рисунке 2 показана схема четырехци­ линдрового дизеля, оснащенного аккумуля­ торной топливной системой CR.

Основные функции

Основные функции системы заключаются

в правильном управлении процессом

Рис. 2

впрыска дизельного топлива в нужный мо­ мент и в требуемом количестве, а также при необходимом давлении впрыска. Это обес­ печивает плавную и экономичную работу дизеля.

Дополнительные функции

Дополнительные функции управления с учетом и без учета обратной связи слу­ жат для улучшения характеристик по сни­ жению эмиссии вредных веществ с ОГ и расхода топлива или используются для по­ вышения безопасности, комфорта и удоб­ ства управления. В качестве примеров можно привести систему рециркуляции ОГ, регулирование давления наддува, систему поддержания постоянной скорости авто­ мобиля (Cruise Control), электронный иммо-билайзер.

Система передачи данных CAN позволяет проводить обмен данными между различ­ ными электронными системами автомобиля (например, антиблокировочной системой тормозов (ABS), системой управления ко­ робкой передач). При проверке автомобиля в автосервисе диагностический интерфейс позволяет проводить оценку данных, хра­ нящихся в памяти электронной системы управления.