Hochdruck Common Rail Technology Details

Was ist gemeinsame Schienentechnologie

Die gemeinsame Schienentechnologie bezieht sich auf ein Kraftstoffversorgungsmethode, das die Erzeugung des Injektionsdrucks vom Injektionsprozess in einem System mit geschlossenem Schleife vollständig trennt, das aus einer Hochdruck-Kraftstoffpumpe, einem Drucksensor und einem ECU besteht. Die Hochdruckkraftstoffpumpe liefert dem öffentlichen Kraftstoffversorgungsrohr Hochdruckbrennstoff. Die genaue Kontrolle des Öldrucks im gemeinsamen Ölversorgungsrohr macht den Druck des Hochdruckölrohrs unabhängig von der Motordrehzahl, wodurch die Variation des Ölversorgungsdrucks des Dieselmotors mit der Motordrehzahl erheblich verringert werden kann, wodurch die Verringerung des Mängel des traditionellen Dieselmotors. Das ECU steuert das Kraftstoffeinspritzvolumen des Injektors, und das Kraftstoffeinspritzvolumen hängt vom Druck der Kraftstoffschiene (gemeinsames Kraftstoffversorgungsrohr) und der Öffnungszeit des Magnetventils ab.

Hochdruck Common Rail Technology Details
Das gemeinsame Schienensystem trennt die Kraftstoffdruckerzeugung von der Kraftstoffeinspritzung. Wenn die Injektionstechnologie der Einheitspumpe mit der Revolution der Dieseltechnologie verglichen wird, kann die gemeinsame Schiene als Rebellion bezeichnet werden, da sie vom traditionellen Dieselsystem abweist und sich in sequentiellen Benzin -Injektionssystemen annähert. Gemeinsame Schienensysteme eröffnen neue Wege, um Dieselmotoremissionen und -geräusche zu reduzieren.
Europa kann als Paradies für Dieselautos sein. In Deutschland machen Dieselautos 39%aus. Dieselautos haben eine Geschichte von fast 70 Jahren, und es kann gesagt werden, dass sich Dieselmotoren in den letzten 10 Jahren durch Sprung und Grenzen entwickelt haben. 1997 entwickelten Bosch und Mercedes-Benz gemeinsam das Common Rail Diesel Injection System (Common Rail System). Heute in Europa sind viele Autos von Autos mit Common-Sail-Dieselmotoren ausgestattet, wie beispielsweise Peugeot-Dieselmotoren von HDI-Common-Rail-Motoren, Fiat-JTD-Motoren, und Delphi hat Multec-DCR-Diesel-Common-Rail-Systeme entwickelt.

Der Unterschied zwischen dem gemeinsamen Schienensystem und dem Diesel -Injektionssystem

Das gemeinsame Schienensystem unterscheidet sich vom vorherigen Dieseleinspritzsystem, das von der Nockenwelle angetrieben wird. Das gängige Rail -Diesel -Injektionssystem trennt die Erzeugung von Injektionsdruck und den Injektionsprozess voneinander. Der durch Magnetventil gesteuerte Injektor ersetzt den herkömmlichen mechanischen Injektor. Der Kraftstoffdruck in der Kraftstoffschiene wird durch eine Hochdruckpumpe mit radialem Kolben erzeugt. Der Druck hat nichts mit der Motordrehzahl zu tun und kann in einem bestimmten Bereich frei eingestellt werden. . Der Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Schiene wird durch ein elektromagnetisches Druckregulierungsventil gesteuert, der den Druck kontinuierlich entsprechend den Arbeitsbedürfnissen des Motors einstellt. Das Impulssignal, dass die elektronische Steuereinheit auf das Magnetventil des Kraftstoffinjektors wirkt, steuert den Kraftstoffeinspritzprozess. Die injizierte Kraftstoffmenge hängt vom Öldruck in der Kraftstoffschiene, der Öffnungszeit des Magnetventils und den Flüssigkeitsströmungseigenschaften des Kraftstoffinjektors ab. Der Kraftstoffeinspritzdruck ist ein wichtiger Indikator für Dieselmotoren, da er mit Motorleistung, Kraftstoffverbrauch, Emissionen usw. zusammenhängt. Derzeit hat das gängige Eisensel -Injektionssystem den Kraftstoffeinspritzdruck auf 1800 bar erhöht.

Entwicklung in den letzten Jahren

In den letzten zwei Jahren haben sich in Europa erhebliche Autos mit Direktinjektionsmotoren mit hohem Effizienz, hervorragendem Kraftstoffverbrauch und verringertem Motorgeräuschen entwickelt. Die Direktinjektion Dieselmotor verwendet ein Pumpendüsensystem, das in der im Inland hergestellten 1,9TDI-Bora verwendet wird, und der maximale Einspritzdruck kann 1800 bar erreichen. Das Direkteinspritzsystem der Pumpdüse ist gut, aber der Kraftstoffdruck kann nicht konstant gehalten werden. Da die Emissionskontrolle strenger, höherer und konstanter Dieselinjektionsdruck und eine bessere elektronische Kontrolle erforderlich sind, werden so viele Hersteller mehr Vorteile erzielen, die viele Diesel -Gemeinschaftssysteme als Entwicklungsrichtung von Dieselmotoren verwendet werden. Dieses System hat einen hohen Kraftstoffdruck und kann eine flexible Kontrolle der Kraftstoffverteilung liefern, und die Kraftstoffverteilung, die Kraftstoffeinspritzzeit, der Einspritzdruck und die Einspritzrate können über das ECU flexibel gesteuert werden. Durch die Kontrolle der oben genannten Eigenschaften hat die gemeinsame Schiene die Reaktionsfähigkeit und den Fahrkomfort des Dieselmotors den Niveau des Benzinmotors erreicht, und es hat einen bemerkenswerten Kraftstoffverbrauch und niedrige Emissionsmerkmale.
Garantierter hoher Kraftstoffdruck in allen Motordrehzahlbereichen kann ein hoher Einspritzdruck gute Verbrennungseigenschaften bei niedrigen Geschwindigkeitsbedingungen erhalten, die von der Nockenwelle zur Steuerung des Axialklopuger -Verteilungspumpenmotors gesteuert werden. Der Kraftstoffsystemdruck ist proportional zur Motordrehzahl, die die lineare Beziehung erzeugt Unzureichender Kraftstoffdruck bei niedrigen Motordrehzahlen, während das gemeinsame Schienensystem in allen Motordrehzahlbereichen einen sehr hohen Kraftstoffdruck erzielen kann. Das flexible elektronische Steuerungssystem steuert den Zeit- und Injektionsdruck, um niedrige Emissionen und hohe Effizienz unter verschiedenen Motorbetriebsbedingungen zu erreichen. Da der Druckaufbau vom Injektionsprozess getrennt ist, hat der Motordesigner bei der Untersuchung des Verbrennungs- und Injektionsprozesses eine größere Freiheit. Der Einspritzdruck und der Injektionszeitpunkt können entsprechend den Anforderungen der Motorarbeitsbedingungen angepasst werden, so dass der Motor bei niedrigen Geschwindigkeiten eine vollständige Verbrennung erzielen kann, sodass selbst bei sehr niedrigen Geschwindigkeiten ein hohes Drehmoment erzielt werden kann. Die Anwendung der Vorinjektionstechnologie hat weitere Fortschritte bei der Reduzierung von Emissionen und Lärm erzielt.

Präzise Kontrolle des Ölversorgungssystems

Die Niedrigdruck-Kraftstoffpumpe saugt das Dieselöl aus dem Kraftstofftank und liefert sie nach der Filtration an die Hochdruckkraftstoffpumpe. In der Niederdruckpumpe befindet sich ein Magnetventil, um den Kraftstoff an der Hochdruckpumpenkammer zu steuern, und der Kraftstoff tritt in die Röhrenscheibe der Röhrendruckkapitumung ein. Auf der gemeinsamen Schiene befindet sich ein Drucksensor, um den Kraftstoffdruck von Zeit zu Zeit zu überwachen und dieses Signal an das ECU zu übertragen, um den Kraftstoffdruck in der gemeinsamen Schiene auf den gewünschten Wert durch Einstellen des Flusses zu steuern. Der Injektionsdruck reicht von 200 bis 1800 bar gemäß den verschiedenen Motorbetriebsbedingungen und wird dann durch Computersteuerung getrennt in die Zylinder injiziert. Die gemeinsame Schiene behält nicht nur den Kraftstoffdruck auf, sondern beseitigt auch Druckschwankungen.
Die Kraftstoffeinspritzung ist ein sehr komplexer Gelenkbetrieb von mechanischen, hydraulischen und elektronischen Systemen. Um sich unter verschiedenen Arbeitsbedingungen an die Arbeitsumgebung des Motors anzupassen, muss der Kraftstoff vor der Verbrennung gefiltert und unter Druck gesetzt und zu einer bestimmten Zeit mit einer bestimmten Einspritzrate injiziert werden. In jedem Zylinder. Der Motor Computer steuert die Abgasablehnung, die Auslastung und die Abgasanlagen für optimale Motoreigenschaften und Abgasemissionen.

Der Common Rail Engine der neuesten Generation

Die kompakte Struktur des Injektors macht das gemeinsame Schienensystem auch für kleine Verschiebung von 4-Ventilen-Motoren zu einer praktischen Lösung. Ende 1999 wurde das Smart mit einem 3-Zylinder-Common-Rail-Dieselmotor geboren. Die Verschiebung beträgt nur 799 ml, seine maximale Leistung beträgt 30 kW und sein maximales Drehmoment beträgt 100 nm bei 1800 bis 2800 U / min. Die
Der Common Rail Engine der zweiten Generation ist auf dem von Mercedes-Benz mit einer maximalen Leistung von 150 kW gestarteten E320, einem Ausgangsdrehmoment von 250 nm bei 1000 U / min und 85% des Spitzendrehmoments bei 1400 U / min und einem Spitzenwert von 500 nm in installiert Ein breites Reichweite von 1800-2600 U / min Drehmoment. Die Beschleunigungszeit von 0 bis 100 km/h beträgt nur 7,7 Sekunden und die maximale Geschwindigkeit 243 km/h. Der umfassende Kraftstoffverbrauch beträgt 6,9 l/100 km und der 80L -Kraftstofftank erreicht die Akkulaufzeit von 1000 km. Der kombinierte Kraftstoffverbrauch des mit einem Benzinmotor ausgestatteten E320 beträgt 9,9 l/100 km.

Drei Generationen von Diesel Common Rail System

Dassel -Common Rail System wurde seit 3 ​​Generationen entwickelt, es hat ein starkes technisches Potenzial
Die gemeinsame Hochdruckpumpe der ersten Generation behält immer den höchsten Druck bei, was zu Energieverschwendung und hoher Kraftstofftemperatur führt. Die zweite Generation kann den Ausgangsdruck je nach Motorbedarf variieren und verfügt über die Funktionen vor der Injektion und nach der Injektion. Vorinjektion reduziert das Motorgeräusch: Vor der Haupteinspritzung wird eine kleine Menge Kraftstoff für eine Millionsten Sekunde in den Zylinder injiziert, wobei die Brennkammer vorgeheizt wird. Der vorgeheizte Zylinder erleichtert die Kompressionszündung nach der Hauptinjektion, und der Druck und die Temperatur im Zylinder steigen nicht mehr plötzlich mehr, was für die Verringerung des Verbrennungsrauschens vorteilhaft ist. Nach der Injektion wird während des Expansionsprozesses durchgeführt, um eine sekundäre Verbrennung zu erzeugen, die Temperatur im Zylinder um 200-250 ° C zu erhöhen und die Kohlenwasserstoffe im Auspuff zu verringern.
Aufgrund seines starken technischen Potenzials haben die heutigen Hersteller die dritte Generation des gemeinsamen Schienensystems im Visier - das piezoelektrische (Piezo) Common Rail System. Der piezoelektrische Aktuator ersetzt das Magnetventil, so dass eine genauere Sprühkontrolle. Ohne das Ölrückkehrrohr ist die Struktur einfacher. Der Druck ist von 200 bis 2000 bar elastisch einstellbar. Das minimale Einspritzvolumen kann bei 0,5 mm3 gesteuert werden, wodurch die Rauch- und Nox -Emissionen reduziert werden.
"Elektronische Steuerung" bedeutet, dass das Kraftstoffeinspritzsystem von einem Computer gesteuert wird und das ECU (allgemein als Computer bekannt) die Kraftstoffeinspritzungsmenge und die Kraftstoffeinspritztimierung jedes Kraftstoffinjektors genau steuern kann, so dass der Kraftstoffverbrauch und die Kraft der Kraftstoffversorgung von Kraft Der Dieselmotor kann das beste Gleichgewicht erreichen, während der herkömmliche Dieselmotor mechanisch gesteuert wird und die Steuergenauigkeit nicht garantiert werden kann.
"Hochdruck" bedeutet, dass der Druck des Kraftstoffeinspritzsystems dreimal höher ist als der eines herkömmlichen Dieselmotors, bis zu 200 MPa (während der Kraftstoffeinspritzdruck eines herkömmlichen Dieselmotors 60 bis 70 MPa beträgt), der Druck ist der Druck) Groß und die Zerstäubung ist gut genug, um zu verbrennen, wodurch die Leistungsleistung verbessert wird. Schließlich wird das Ziel, Kraftstoff zu sparen, erreicht.
"Common Rail" besteht darin, jeden Kraftstoffinjektor gleichzeitig durch das gemeinsame Kraftstoffversorgungsrohr zu liefern. Die Kraftstoffeinspritzungsmenge wird von ECU genau berechnet, und gleichzeitig wird der Kraftstoffeinspritztupfer gleichzeitig den gleichen Kraftstoff und den gleichen Druck zur Verfügung gestellt, damit der Motor reibungsloser läuft und so den Dieselmotor optimiert. Umfassende Leistung. Der traditionelle Dieselmotor injiziert Kraftstoff von jedem Zylinder getrennt, die Kraftstoffeinspritzungsmenge und der Druck sind inkonsistent und der Betrieb ist uneinheitlich, was zu einer instabilen Verbrennung, einem lauten Rauschen und einem hohen Kraftstoffverbrauch führt.
Gegenwärtig produzierte Dieselmotoren mit international fortschrittlichen elektronisch kontrollierten Hochdruck-Bahntechnologie die neueste Kerntechnologie europäischer und amerikanischer Dieselmotoren, die offensichtlich den traditionellen aufgeladenen Dieselmotoren überlegen sind. Im Vergleich zu herkömmlichen aufgeladenen Dieselmotoren weist die Verbrennungseffizienz, 10% niedrigere Kohlendioxidemissionen und 15% niedrigeres Rauschen und das Bild von Dieselmotoren als "laut und schwarzer Rauch" in den Köpfen der Menschen vollständig auf.

Strukturprinzip

Das Hochdruck-Common Rail System verwendet einen großvolumigen gemeinsamen Höhlenhöhlen, um den Hochdruckbrennstoffausgang durch die Ölpumpe zu akkumulieren, Druckschwankungen im Kraftstoff zu eliminieren und dann an jeden Injektor zu liefern und die Injektion zu realisieren, indem sie die steuern Magnetventil am Start und Ende des Injektors.

Merkmale

Die Hauptmerkmale können wie folgt zusammengefasst werden:
Der hohe Druck in der gemeinsamen Schienenhöhle wird direkt zur Injektion verwendet, wodurch der Verstärkermechanismus im Injektor retten kann. Darüber hinaus ist der hohe Druck im gemeinsamen Schienenhöhle kontinuierlich hoch und das von der Hochdruckölpumpe erforderliche Antriebsmoment ist viel kleiner als der der herkömmlichen Ölpumpen.
Durch das Magnetventil des Druckregulierungsmagnets an der Hochdruckölpumpe kann der Öldruck in der gemeinsamen Schienenhöhle entsprechend dem Anforderungen an den Motorlast, den Wirtschafts- und Emissionsanforderungen flexibel eingestellt werden, insbesondere die Optimierung der Leistung mit niedriger Geschwindigkeit des Motors.
Der Injektionszeitpunkt, die Injektionsölmenge und die Injektionsrate werden vom Magnetventil am Injektor gesteuert, und die Injektionsölmenge der Vorinjektion und nach der Injektion und das Intervall mit Hauptinjektion kann unter verschiedenen Arbeitsbedingungen flexibel angepasst werden.
Das Hochdruck-Gemeinschaftssystem besteht aus fünf Teilen, nämlich Hochdruckölpumpe, gemeinsamer Höhle und Hochdruckölrohr, Kraftstoffeinspritzdüsen, elektronischer Kontrolleinheit, verschiedenen Sensoren und Aktuatoren. Die Kraftstoffversorgung pumpt den Kraftstoff aus dem Kraftstofftank in den Kraftstoffeinlass der Hochdruckkraftstoffpumpe. Die vom Motor angetriebene Hochdruck-Kraftstoffpumpe unter Druck gesetzt und sendet ihn in den gemeinsamen Schienenhöhlen, und dann steuert das Magnetventil die Kraftstoffinjektoren jedes Zylinders, um Kraftstoff zum entsprechenden Zeitpunkt zu injizieren. Vor der Hauptinjektion injiziert die Vorinjektion einen kleinen Teil des Kraftstoffs in den Zylinder, und im Zylinder tritt eine Vormischung oder eine teilweise Verbrennung auf, wodurch die Zündverzögerungszeit der Hauptinjektion verkürzt wird. Auf diese Weise nimmt sowohl die Erhöhungsrate des Zylinderdrucks als auch der Spitzendruck ab, der Motor funktioniert sanft und die Temperatur im Zylinder verringert sich, um die Nox -Emissionen zu verringern. Vorinjektion kann auch die Möglichkeit eines Fehlzündung verringern und die Kaltstartleistung des hohen Schienenverkehrssystems mit hohem Druck verbessern.
Durch die Reduzierung der Einspritzrate zu Beginn der Hauptinjektion kann auch die in den Zylinder injizierte Kraftstoffmenge während der Zündverzögerungsfrist reduziert werden. Durch Erhöhen der Einspritzrate in der mittleren Stufe der Hauptinjektion kann die Injektionszeit verkürzt und die langsame Verbrennungsperiode verkürzt werden, sodass die Verbrennung innerhalb des effektiveren Kurbelwinkelbereichs des Motors abgeschlossen, die Ausgangsleistung erhöht, den Kraftstoffverbrauch verringert werden kann , und reduzieren Sie Rußemissionen. Eine schnelle Kraftstoffabstimmung am Ende der Haupteinspritzung kann die unvollständige Verbrennung von Kraftstoff verringern, die Rauch- und Kohlenwasserstoffemissionen verringern.