บทนำสู่ระบบรถไฟสามัญ

อย่างที่เราทุกคนรู้แม้ว่าจะมีรถยนต์ผู้โดยสารดีเซลอยู่แล้วในช่วงทศวรรษที่ 1930 แต่การพัฒนารถยนต์ดีเซลยุคแรกนั้นเกิดจากชะตากรรมที่เป็นเอกลักษณ์ของรถถังโซเวียต T-34 ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง เป็นเรื่องง่ายที่จะยิงและเป็นคนที่ดีที่สุดในสนามรบ ตลาดจีนในปัจจุบันเป็นเหมือนตลาดต่างประเทศต้น เมื่อผู้บริโภคพูดถึงยานพาหนะดีเซลพวกเขามักจะหัวเราะและพูดว่า "ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของยานพาหนะดีเซลคือพวกเขาจะไม่ลุกเป็นไฟ" อย่างไรก็ตามด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีดีเซลผู้คนกำลังค้นพบเสน่ห์ที่ไม่มีที่สิ้นสุดของเครื่องยนต์ดีเซล: แรงบิดสูงอายุการใช้งานที่ยาวนานการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงต่ำและการปล่อยมลพิษต่ำ เครื่องยนต์ดีเซลได้กลายเป็นวิธีที่สมจริงและเชื่อถือได้มากที่สุดในการแก้ปัญหาพลังงานรถยนต์ ทุกวันนี้รถใหม่ทุกคันที่เปิดตัวในยุโรปจะติดตั้งเครื่องยนต์ดีเซล แต่ในประเทศจีนมีเพียง Faw-Volkswagen เท่านั้นที่สามารถบรรลุการเคลื่อนไหวนี้ได้ แต่ความเป็นจริงที่เถียงไม่ได้อยู่ตรงหน้าเรา: ด้วยวิกฤตพลังงานผลกระทบเรือนกระจกก็ค่อยๆเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ และข้อกำหนดของผู้คนสำหรับพลังงานก็เพิ่มขึ้น แม้ว่าการฉีดเชื้อเพลิงอิเล็กทรอนิกส์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายยานพาหนะน้ำมันเบนซินเพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะแก้ปัญหาเหล่านี้ คำถาม. ดังนั้นในพื้นที่ห่างไกลจากอุตสาหกรรมยานยนต์ - เยอรมนีไม่ได้หยุดการวิจัยเกี่ยวกับเครื่องยนต์ดีเซลสักครู่ แม้แต่ในประเทศจีนก็มีมากกว่า 10 รุ่นที่ใช้เครื่องยนต์ดีเซลรวมถึงรถยนต์โดยสาร 5 คันเช่น Jetta, Bora, Audi, Caddy และ Jac Refine, Foton Surf, Jiangling Landwind, Huatai Terraca, Shanghai Wanfeng, Liaoning Shuguang รอคอย 5 SUVs เครื่องยนต์ดีเซลขนาด 2.5 ลิตรบนยานพาหนะดีเซล Ruifeng นำเข้าจากเครื่องยนต์ D4BH ของ บริษัท ฮุนไดมอเตอร์เกาหลีใต้และรถยนต์ผู้โดยสารดีเซล 4 คันของ Faw-Volkswagen ทั้งหมดใช้เครื่องยนต์ดีเซลที่ร่วมมือกันโดยโฟล์คสวาเก้นและบอสช์เยอรมัน รถยนต์โดยสารดีเซล 5 คันนี้เป็นเสาหลักทั้งหมด ปลั๊กปั๊มเทคโนโลยีหัวฉีดปั๊ม

ข้อดีของเครื่องยนต์ดีเซลคือการประหยัดเชื้อเพลิงการป้องกันสิ่งแวดล้อมพลังงานที่แข็งแกร่งเศรษฐกิจและการบำรุงรักษาง่าย ตราบใดที่ข้อบกพร่องได้รับการแก้ไขจะมีโอกาสในการตลาดมากขึ้น วิธีแก้ปัญหาในการตระหนักถึงเครื่องยนต์ดีเซลที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ตอนนี้ดูเหมือนจะเป็นทางออกที่ดี มีแผนงานทางเทคนิคสามประการที่จะตระหนักถึงการควบคุมดีเซลซึ่งเป็นปั๊มเดี่ยวหัวฉีดปั๊มและรางคอมมอนแรงดันสูง ในปัจจุบันซัพพลายเออร์ชิ้นส่วนรถยนต์ระหว่างประเทศที่สำคัญกำลังพัฒนาระบบฉีดดีเซลคอมมอนเรลเช่น: บอช, เดลฟี, ซีเมนส์, เดนโซ, VDO และ Magna Marelli ซึ่งเป็นซัพพลายเออร์หลักของโลกของระบบฉีดรถไฟทั่วไปในปัจจุบัน Bosch เป็นเพียงคนเดียว บริษัท ที่ผลิตระบบฉีดดีเซลแบบรถไฟสามัญในประเทศจีน เทคนิคทั้งสามอธิบายไว้ด้านล่าง:

1. เทคโนโลยีปั๊มหน่วย

Delphi ใช้ระบบปั๊มเดียวบนยานพาหนะหนัก ในแง่ของค่าใช้จ่ายเมื่อเครื่องยนต์ภายในประเทศได้รับการอัพเกรดจากยูโร II เป็นยูโร III หากใช้ปั๊มเดียวการเปลี่ยนแปลงของเครื่องยนต์มีขนาดเล็กมากและมีเพียงกล่องเพลาลูกเบี้ยวภายนอกแทนที่ปั๊มอินไลน์ของเครื่องยนต์ยูโร II เมื่ออัพเกรดจากยูโรⅲเป็นยูโรⅳโครงสร้างหลักของตัวเครื่องยนต์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เพียงเปลี่ยนหัวฉีดเชิงกลในระบบยูโรⅲเป็นหัวฉีดที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ของ Delphi เพื่อสร้างระบบปั๊มโซลินอยด์เดี่ยวคู่ หากไม่มีการปรับเปลี่ยนโครงสร้างโดยรวมของเครื่องยนต์ระดับการปล่อยก๊าซของยูโร IV สามารถเข้าถึงได้ ในแง่ของประสิทธิภาพแรงดันปัจจุบันที่ใช้โดยปั๊มเดียวในประเทศถึง 200 MPa เมื่อได้รับการอัพเกรดเป็นยูโร IV ความดันสามารถถึง 250 MPa การควบคุมความสม่ำเสมอของระบบคล้ายกับ Common Rail I2C ใช้กับปั๊มเดียวเพื่อปรับประสิทธิภาพของระบบทั้งหมดให้เหมาะสม ในแง่ของการควบคุมการจ่ายน้ำมันหากใช้ระบบปั๊มโซลินอยด์วาล์วคู่ไม่เพียง แต่สามารถควบคุมความดันได้ แต่ยังสามารถควบคุมการฉีดได้และสามารถใช้การฉีดหลายครั้งได้ สามารถเป็นไปตามมาตรฐานยูโร IV หรือยูโร V ในปัจจุบันระบบปั๊มวาล์วโซลินอยด์คู่ของ Delphi นั้นผลิตขึ้นเป็นจำนวนมากในยุโรปส่วนใหญ่สำหรับเครื่องยนต์มาตรฐานยูโร IV และระบบที่เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์มาตรฐาน Euro V อยู่ระหว่างการพัฒนา

ข้อดีอีกอย่างของระบบปั๊มรวมคือความน่าเชื่อถือและอายุยืน การแสดงเหล่านี้ได้รับการพิสูจน์แล้วในตลาดยุโรปและอเมริกาเหนือภายใน 10 หรือ 15 ปีของการใช้งานจริงและการใช้ยานพาหนะหลายล้านคัน ระบบปั๊มหน่วยสามารถมั่นใจได้ว่าการปล่อยมลพิษต่ำและการใช้เชื้อเพลิงในระหว่างการใช้เครื่องยนต์ ในปัจจุบันประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่ได้รับการปรับปรุงนี้ยังคงได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น ดังนั้นจากมุมมองของ Delphi ในแง่ของเทคโนโลยีเป็นที่เชื่อกันว่าก่อนปี 2010 ผู้ผลิตยานพาหนะที่ใช้งานหนักส่วนใหญ่ในยุโรปและอเมริกาเหนือจะใช้ระบบปั๊มหน่วยและเทคโนโลยีหัวฉีดปั๊ม Delphi กำลังพัฒนาระบบใหม่ที่จำเป็นสำหรับกฎการปล่อยมลพิษใหม่หลังจากปี 2010

2. เทคโนโลยีปั๊มหัวฉีด

ส่วนผสมของอากาศที่ยอดเยี่ยมเป็นปัจจัยสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการประหยัดเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ดีเซลและลดอัตราการปล่อยและอัตราเสียงรบกวน สิ่งนี้ต้องการระบบการฉีดเพื่อสร้างแรงดันฉีดสูงอย่างเพียงพอเพื่อให้แน่ใจว่าการทำให้เป็นอะตอมเชื้อเพลิงที่ดีและในเวลาเดียวกันจะต้องควบคุมจุดเริ่มต้นของการฉีดเชื้อเพลิงและปริมาณการฉีดเชื้อเพลิงอย่างแม่นยำ ระบบหัวฉีดปั๊มสามารถตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดข้างต้น ดังนั้นเร็วเท่าที่ 2448 นายรูดอล์ฟดีเซลผู้ก่อตั้งเครื่องยนต์ดีเซลเสนอแนวคิดของหัวฉีดปั๊มมองเห็นการรวมตัวของปั๊มฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงและหัวฉีดไม่จำเป็นต้องใช้ท่อน้ำมันแรงดันสูงและได้รับแรงดันสูง . เครื่องยนต์ดีเซลที่มีระบบฉีดปั๊มควบคุมเป็นระยะ ๆ ถูกนำมาใช้ในเรือและรถบรรทุกตั้งแต่ปี 1950 หลังจากนั้นโฟล์คสวาเก้นและโรเบิร์ต Bosh AG ร่วมกันพัฒนาระบบฉีดปั๊มโซลินอยด์วาล์วที่ควบคุมได้สำหรับรถยนต์โดยสาร ปั๊ม

องค์ประกอบหลักมีดังนี้:

(1) วาล์วทางเดียว: เมื่อเครื่องยนต์ไม่ทำงานมันจะป้องกันเชื้อเพลิงจากการไหลกลับ
(2) บายพาสวาล์ว: หากมีอากาศในเชื้อเพลิงมันจะถูกปล่อยออกมาที่นี่
(3) ปากและตัวกรอง: เพื่อรวบรวมและแยกฟองอากาศในท่อจ่ายน้ำมัน
(4) วาล์ว จำกัด แรงดัน 1: เปิดเมื่อความดันในท่อจ่ายน้ำมันถูกปรับให้มากกว่า 0.75mpa
(5) วาล์ว จำกัด แรงดัน 2: รักษาความดันในท่อส่งคืนน้ำมันที่ 0.10mpa
(6) ปั๊มเชื้อเพลิง: ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงเป็นปั๊ม Vane เป็นระยะซึ่งมีข้อได้เปรียบในการจ่ายเชื้อเพลิงแม้ที่ความเร็วเครื่องยนต์ที่ต่ำกว่า ทางเดินน้ำมันในตัวปั๊มช่วยให้โรเตอร์ปั๊มน้ำมันอยู่ในสถานะของการแช่ด้วยเชื้อเพลิงตลอดเวลาเพื่อให้สามารถส่งเชื้อเพลิงได้ตลอดเวลา
(7) การรวมท่อกระจายเชื้อเพลิง: ท่อกระจายเชื้อเพลิงถูกรวมเข้ากับท่อจ่ายน้ำมันในหัวกระบอกสูบและฟังก์ชั่นของมันคือการกระจายเชื้อเพลิงไปยังหัวฉีดปั๊มแต่ละตัวในปริมาณที่เท่ากัน ที่นี่เชื้อเพลิงผสมกับเชื้อเพลิงอุ่นและถูกบังคับให้ไหลกลับไปที่ท่อจ่ายด้วยหัวฉีดปั๊ม ท่อ. ทำให้อุณหภูมิของเชื้อเพลิงไหลในท่อจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงไปยังแต่ละกระบอกสูบ หัวฉีดปั๊มทั้งหมดจะได้รับเชื้อเพลิงในปริมาณเท่ากันเพื่อให้เครื่องยนต์ทำงานได้อย่างราบรื่น มิฉะนั้นอุณหภูมิน้ำมันของหัวฉีดปั๊มจะแตกต่างกันและหัวฉีดปั๊มจะได้รับการให้กับเชื้อเพลิงที่แตกต่างกัน สิ่งนี้จะทำให้เครื่องยนต์ทำงานหยาบและสร้างอุณหภูมิที่สูงมากในกระบอกสูบสองสามกระบอกแรก
(8) ปั๊มทำความเย็นน้ำมันเชื้อเพลิง: เพื่อหมุนเวียนสารหล่อเย็นในวงเย็น เมื่ออุณหภูมิเชื้อเพลิงถึง 70 ° C ชุดควบคุมเครื่องยนต์จะเปิดผ่านรีเลย์ปั๊มระบายความร้อนด้วยน้ำมันเชื้อเพลิง
หัวฉีดปั๊มถูกใช้ในรถยนต์โดยสารในประเทศจำนวนมากเช่น Bora TDI, Touran TDI และ Audi TDI เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีก่อนหน้านี้ (เช่นปั๊มลูกสูบ) เทคโนโลยีหัวฉีดปั๊มได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญและข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดคือความดันฉีดเพิ่มขึ้นอย่างมากและแรงดันการฉีดของหัวฉีดเทอร์โบชาร์จเจอร์สามารถเข้าถึงได้มากกว่า 200MPa เนื่องจากแรงดันการฉีดส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของการเผาไหม้ดีเซลประสิทธิภาพการเผาไหม้ของหัวฉีดปั๊มจึงสูงมาก

3. เทคโนโลยีรถไฟสามัญแรงดันสูง

"CRDI" เป็นตัวย่อของการฉีดโดยตรงทางรถไฟแบบสามัญในภาษาอังกฤษซึ่งหมายถึงเทคโนโลยีการฉีดดีเซลทางรถไฟร่วมกันแรงดันสูง, เทคโนโลยี CRDI, SDI เทคโนโลยีเครื่องยนต์ที่พัฒนาขึ้นสำหรับ Bosch ในประเทศเยอรมนี ระบบรถไฟสามัญประกอบด้วยปั๊มแรงดันสูงท่อฉีดเชื้อเพลิงเครื่องสะสมแรงดันสูง (รถไฟสามัญ) หัวฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงชุดควบคุมอิเล็กทรอนิกส์เซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์

การมีส่วนร่วมหลักของระบบการฉีดเชื้อเพลิงแบบรถไฟสามัญคือการแยกการสร้างแรงดันฉีดและกระบวนการฉีดจากกันและกันอย่างสมบูรณ์ ผ่านการควบคุมแรงดันน้ำมันอย่างแม่นยำในท่อรถไฟสามัญความดันของท่อน้ำมันแรงดันสูงไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับความเร็วของเครื่องยนต์ นวัตกรรมนี้ในเทคโนโลยีเครื่องยนต์ดีเซลช่วยลดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนของรุ่นเครื่องยนต์ดีเซลในขณะที่ลดการใช้เชื้อเพลิงและทำให้การปล่อยมลพิษสะอาดขึ้น อย่างไรก็ตามแรงดันการฉีดเชื้อเพลิงของเทคโนโลยีรถไฟสามัญต่ำกว่าระบบหัวฉีดปั๊มซึ่งโดยทั่วไปสามารถเข้าถึงได้ประมาณ 160MPa เนื่องจากการปรับความดันการฉีดเชื้อเพลิงอย่างกว้างขวางยานพาหนะดีเซลที่ใช้เทคโนโลยีรถไฟสามัญสามารถปรับให้เข้ากับสภาพการทำงานที่หลากหลายได้ดีขึ้นและจะไม่ยากที่จะเริ่มต้น

Bosch เป็นรถยนต์โดยสารคันแรกที่ผลิตระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบรถไฟสามัญในปี 1997 ในเวลานั้น Bosch และ Mercedes-Benz ได้เปิดตัวรถดีเซล Mercedes-Benz C-Class ด้วยเทคโนโลยีรถไฟสามัญ ในเวลานั้น Alfa Romeo 156 ก็เป็นรถโดยสารคันแรกที่ใช้รถไฟสามัญแรงดันสูง หนึ่งในรถยนต์ ในบรรดารถยนต์ในประเทศ Huatai Hyundai ใช้ระบบฉีดสามัญ ระบบรถไฟดีเซลคอมมอนได้รับการพัฒนามา 3 ชั่วอายุคน

ปั๊มแรงดันสูงของรถไฟสามัญรุ่นแรกมักจะรักษาความดันสูงสุดส่งผลให้เสียเชื้อเพลิงและอุณหภูมิเชื้อเพลิงสูง ระบบรถไฟสามัญรุ่นแรกได้รับการออกแบบมาสำหรับยานพาหนะเชิงพาณิชย์โดยมีแรงดันฉีดสูงสุด 140MPa และแรงดันการฉีดยานพาหนะโดยสารที่ 135MPa

ระบบรถไฟสามัญรุ่นที่สองสามารถเปลี่ยนแรงดันเอาท์พุทตามความต้องการของเครื่องยนต์และมีฟังก์ชั่นของการฉีดล่วงหน้าและหลังการฉีด พร้อมกับปั๊มน้ำมันเพื่อควบคุมปริมาณน้ำมันแรงดันฉีดสามารถสูงถึง 160mpa แม้จะมีแรงกดดันต่ำ แต่ระบบก็ให้ความดันการฉีดเชื้อเพลิงในปริมาณที่เหมาะสมสำหรับสภาวะจริง ไม่เพียง แต่ช่วยลดการใช้เชื้อเพลิง แต่ยังช่วยลดอุณหภูมิเชื้อเพลิงซึ่งจะช่วยลดความจำเป็นในการทำความเย็นด้วยเชื้อเพลิง การฉีดล่วงหน้าช่วยลดเสียงรบกวนของเครื่องยนต์: เชื้อเพลิงจำนวนเล็กน้อยจะถูกฉีดเข้าไปในกระบอกสูบเป็นเวลาหนึ่งล้านวินาทีก่อนการฉีดหลัก กระบอกสูบอุ่นทำให้เกิดการจุดระเบิดการบีบอัดหลังจากการฉีดหลักง่ายขึ้นและความดันและอุณหภูมิในกระบอกสูบจะไม่เพิ่มขึ้นอีกต่อไปซึ่งเป็นประโยชน์ในการลดเสียงรบกวนจากการเผาไหม้ โพสต์ฉีดจะดำเนินการในระหว่างกระบวนการขยายเพื่อสร้างการเผาไหม้ที่สองเพิ่มอุณหภูมิในกระบอกสูบโดย 200-250 ° C และลดไฮโดรคาร์บอนในไอเสีย ผลิตภัณฑ์ระบบรถไฟสามัญรุ่นที่สองของ Bosch ได้รับการลองใช้กับรถยนต์โดยสารเช่น S60, V70D5 และ BMW's 230d ของ Volvo

ระบบรถไฟสามัญรุ่นที่สามมีหัวฉีดแบบอินดิสเตอร์แบบ piezoelectric ในปี 2003 ระบบรถไฟสามัญรุ่นที่สามออกมาและแอคทูเอเตอร์แบบ piezoelectric ของระบบรถไฟสามัญ Piezoelectric (Piezo) แทนที่วาล์วโซลินอยด์จึงได้รับการควบคุมการฉีดที่แม่นยำยิ่งขึ้น ท่อส่งคืนน้ำมันถูกละเว้นและโครงสร้างนั้นง่ายกว่า ความดันสามารถปรับได้อย่างยืดหยุ่นจาก 20 ถึง 200mpa ปริมาณการฉีดขั้นต่ำสามารถควบคุมได้ที่ 0.5mm3 ลดควันและการปล่อย Nox แรงดันการฉีดสูงสุดถึง 180mpa ระบบนี้ที่มีหัวฉีดแบบ piezoelectric ที่พัฒนาขึ้นใหม่จะช่วยให้ช่วงของเส้นโค้งอัตราการฉีดที่มีความเป็นอิสระด้วยการฉีดก่อนและหลังการฉีด

เมื่อเปรียบเทียบกับระบบการฉีดอื่น ๆ ระบบรถไฟสามัญจะแยกการสร้างแรงดันออกจากกระบวนการฉีดเชื้อเพลิงจริง "ราง" ถูกใช้เป็นตัวสะสมแรงดันสูงและแรงดันเชื้อเพลิงภายในของมันจะถูกเก็บไว้ที่ความดันที่เหมาะสมที่สุดที่เหมาะสมสำหรับสภาพการทำงานเฉพาะของเครื่องยนต์ ระบบรถไฟสามัญสามารถติดตั้งได้อย่างง่ายดายในเครื่องยนต์ต่างๆ นอกจากนี้ระบบรถไฟสามัญยังให้ฟังก์ชั่นการขยายตัวที่กว้างขึ้นและมีอิสระในการออกแบบกระบวนการเผาไหม้ซึ่งสามารถทำให้เครื่องยนต์ดีเซลทำงานด้วยการปล่อยมลพิษที่ต่ำกว่าการประหยัดเชื้อเพลิงที่ดีขึ้นและเสียงรบกวนต่ำ ระบบรถไฟสามัญที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์เป็นระบบที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ผู้เชี่ยวชาญในประเทศเห็นด้วยคือระดับสูงสุดในปัจจุบันและจะครองในอนาคต การออกแบบพิเศษของหัวฉีดสามารถใช้การฉีดหลายครั้งที่ยืดหยุ่นและความดันการฉีดสามารถปรับได้โดยพลการภายใต้ความเร็วและเงื่อนไขการโหลดที่แตกต่างกัน ประโยชน์ที่นำมาใช้กับเครื่องยนต์เป็นตัวชี้วัดที่เหมาะอย่างยิ่ง เนื่องจากปัจจัยเหล่านี้เทคโนโลยี Common Rail ที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ได้ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลรถยนต์ผู้โดยสารรุ่นใหม่