Dzisiaj jest 13 gru 2017, 4:22

Strefa czasowa UTC [letni]





Nowy temat Odpowiedz w temacie  [ Posty: 2 ] 
Autor Wiadomość

PostZamieszczono: 07 kwie 2012, 20:06 
Common rail

Common rail (w wolnym tłumaczeniu: wspólna szyna) - nowoczesna wersja systemu bezpośredniego wtrysku paliwa w silnikach Diesla.

W tradycyjnym układzie wtrysku paliwa w silnikach Diesla, pompa sekcyjna wytwarza tylko w określonych, dla poszczególnych cylindrów, momentach ciśnienie, które otwiera wtryskiwacz i paliwo zostaje rozpylone w cylindrze lub komorze spalania. Ten system wymaga korektora dawki paliwa (przy pompie sekcyjnej), gdyż dawka paliwa rośnie w funkcji obrotów (bez tego silnik charakteryzowałby się niestatecznością obrotów). Nowszym rozwiązaniem jest pompa rozdzielaczowa, nie wymagająca już korektora dawki. W systemie Common-rail pompa wytwarza cały czas ciśnienie, akumulator ciśnienia wyrównuje ciśnienie, zaś wtryskiwacze otwierane są elektronicznie. Właśnie rozwój elektroniki i precyzji obróbki wtryskiwaczy (mikrodawki paliwa) sprawił, że system common-rail mógł się zrealizować w praktyce. W systemie tym wtrysk odbywa się pod znacznie wyższym ciśnieniem (nawet o około 10 razy wyższym niż ma to miejsce w klasycznych układach wtryskowych).

Warto w tym miejscu powiedzieć, iż idea zasilania ze wspólnego zbiornika (nazywano to systemem akumulatorowym) była znana od dawna. Jednakże silnik wysokoprężny z klasycznym układem wtrysku (układ stricte mechaniczny) charakteryzował się niestatecznością obrotów - dawka paliwa rosła w nim w miarę wzrostu obrotów - co sprawiało, iż system ten sprawdzał się jedynie do silników stacjonarnych o stałych obrotach (np. do zasilania generatora prądotwórczego). Dopiero rozwój elektroniki umożliwił praktyczne wykorzystanie systemu akumulatorowego pod szyldem Common-rail.

Sterowanie elektroniczne oraz szybkie otwieranie i zamykanie wtryskiwacza (znikomy czas zwłoki) pozwala na podział dawki paliwa na 3 etapy: dawka pilotująca, dawka właściwa oraz dawka dopalająca. W kolejnych generacjach silnika Common rail jak np. MultiJet Fiata liczba etapów wtrysku może być większa niż 3 i nie musi być stała - może się zmieniać w zależności od takich czynników jak obciążenie silnika, obroty itp.

Silniki Common rail charakteryzują się:

· lepszym spalaniem paliwa,

· wysoką sprawnością termodynamiczną,

· mniejszym wydzielaniem ciepła,

· mniejszym hałasem,

· mniejszą emisją spalin niż silniki poprzedniej generacji.

· łatwością uzyskania wysokich parametrów użytkowych (moc, moment obrotowy).

Wiele wspomnianych zalet wynika z podziału dawki paliwa na kilka etapów. Ponieważ wszystkie rodzaje paliw do silników diesla charakteryzują się tzw. zwłoką zapłonu - zastosowanie małej dawki pilotażowej przed GMP pozwala na podanie dawki właściwej w obszar zapłonu dawki pilotażowej - przez co praca silnika jest bardziej miękka i cicha - przy zachowaniu wysokiej sprawności termodynamicznej silnika.

Silniki zasilane systemem Common-Rail (lub też pompowtryskiwaczami) wymagają dobrej jakości oleju napędowego, wtryskiwacze pracują pod dużym ciśnieniem każde zanieczyszczenie paliwa może przyczynić się do powstania uszkodzeń.

Silniki Common rail zostały jako pierwsze użyte przez Fiata w modelach Alfa Romeo w 1997 roku, a technologia jest powszechnie używana przez Fiata pod nazwą JTD oraz MultiJet.

Różni ich nie tylko oznaczenie producenta (JTD, HDI, DCI, CDI, TDCI, CRDI, CDTI, CTDI czy TDI w modelach koncernu VW, który również zdecydował się na stosowanie systemu CR, także w jednostkach skonstruowanych jako silniki z pompowtryskiwaczami-np. 2.0TDI), ale także generacja systemu. Obecnie najpowszechniej stosowany jest system Common Rail tzw. II generacji. Charakteryzuje się on ciśnieniem 1600 bar i wielofazowością wtrysku (do 7 faz, najczęściej 5). Powoli wchodzi do sprzedaży III generacja systemu zasilania CR, jednak obecnie (maj 2007) jeszcze rzadko stosowany (np. Audi w silniku 3.0 TDI - silnik ten jako pierwszy z grupy VW nie wykorzystuje pompowtryskiwaczy ze względu na twardą pracę i wysoki poziom hałasu oraz niższą kulturą pracy jednostek zasilanych za pomocą pompowtryskiwaczy potocznie oznaczanych jako TDI-PD, Renault 2.0dCi 175KM a także 1.5 dCi 105KM, silnik koncernu PSA 1.6 (HDI, TDCI czy po prostu D - takie oznaczenie stosuje Volvo)). Również firma Toyota opracowała zaawansowany silnik oznaczony D4D. I generacja CR już jest praktycznie nie stosowana w nowych samochodach osobowych. Jednak na rynku wtórnym powszechnie spotyka się silniki Diesla zasilane tym systemem. Charakteryzuje się on ciśnieniem wtrysku rzędu 1350 bar.

System ten jest stosowany też do zasilania silników samochodów ciężarowych.

Common Rail to układ wtryskowy do silnika Diesla, który w znaczący sposób poprawia wydajność spalania, obniżając przy tym emisję zanieczyszczeń i poziom hałasu. Po raz pierwszy został zastosowany w 1997 roku w samochodzie Alfa Romeo 156, a następnie w Mercedesie C 220 CDI. W 2003 roku na rynek została wprowadzona trzecia generacja systemu Common Rail z innowacyjnymi piezowtryskiwaczami typu Inline, obniżająca emisję szkodliwych substancji nawet o 20% w porównaniu do wcześniejszych układów. Za wykorzystanie piezotechnologii, która przyczynia się do tego, że silniki benzynowe i silniki Diesla emitują mniej zanieczyszczeń, naukowcy i inżynierowie firm Bosch i Siemens VDO otrzymali tegoroczną Nagrodę Przyszłości przyznawaną przez prezydenta Republiki Federalnej Niemiec.

Diesel, jako wyjątkowo ekonomiczny i przyjazny środowisku napęd, cieszy się niesłabnącym powodzeniem, szczególnie w Europie. Nie bez przyczyny, gdyż samochody z silnikami Diesla zużywają ok. 30% mniej paliwa niż porównywalne auta z silnikami benzynowymi, czego dowodzą dane za rok 2004 opublikowane przez Federalny Urząd ds. Komunikacji. Inaczej mówiąc, gdyby kierowca samochodu z silnikiem Diesla przesiadł się dziś do porównywalnego samochodu z napędem benzynowym, musiałby wziąć pod uwagę zwiększone o ok. 50% zużycie paliwa i odpowiednio wyższy jego koszt oraz mniejszą liczbę kilometrów przejechanych na pełnym zbiorniku. A ze względu na spodziewany dalszy wzrost cen paliw, ekonomiczność Diesla będzie odgrywać w przyszłości jeszcze większą rolę.

Obecnie w Europie Zachodniej niemal co drugi nowo zarejestrowany samochód jest wyposażony w silnik Diesla. Także w Polsce rośnie udział nowych pojazdów z silnikami wysokoprężnymi, który wynosi obecnie 32,8% (rok wcześniej 26,1%).

Jak podaje Samar, w listopadzie tego roku sprzedano 6 158 diesli, o 8% więcej niż w listopadzie 2004. Od początku roku w Polsce sprzedano ponad 71 tysięcy nowych aut z silnikiem wysokoprężnym, o 7,6% mniej niż w tym samym czasie roku 2003 (dla porównania: samochodów z silnikami benzynowymi sprzedano w tym czasie aż o prawie 33% mniej).

Gdyby wszystkie samochody były wyposażone w silnik wysokoprężny, w samych tylko Niemczech można by zaoszczędzić rocznie ponad pięć miliardów litrów paliwa – odpowiada to zasięgowi 94 miliardów kilometrów, jakie mógłby przejechać przeciętny samochód z silnikiem Diesla oraz dystansowi porównywalnemu do trzystukrotnego pokonania trasy Ziemia-Słońce i z powrotem. Na takim rozwiązaniu zyskałoby również środowisko, ponieważ silniki Diesla emitują ok. 25% mniej dwutlenku węgla niż porównywalne samochody z napędem benzynowym. Niższe zużycie paliwa oznacza także ochronę kopalnych zasobów energii. Dodatkowo, wyższy moment obrotowy silników Diesla osiągany w niższym zakresie obrotów gwarantuje dużą dynamikę jazdy, którą ceni sobie wielu kierowców.
Szczypta techniki

Koncepcja Common Rail pozwala na elastyczny podział dawki wtrysku na kilka wtrysków pilotujących, wtrysk główny oraz wtryski dodatkowe, dzięki czemu możliwe jest optymalne dopasowanie parametrów systemu wtryskowego do konstrukcji danego silnika. W kolektorowych systemach Common Rail funkcje wytwarzania ciśnienia oraz wtrysku są realizowane niezależnie od siebie. Pompa wtryskowa i zespół czujników utrzymują w kolektorze (Rail) zaprogramowane w charakterystyce systemu sterowania silnikiem ciśnienie wynoszące maks. 1600 barów – odbywa się to niezależnie od prędkości obrotowej silnika oraz wielkości dawki wtryskiwanego paliwa. Następnie sztywnymi przewodami paliwo jest doprowadzane do wtryskiwaczy i rozpylaczy, które precyzyjnie rozpylają paliwo w komorze spalania silnika. Moduł sterujący silnika Diesla (EDC) z wysoką precyzją zarządza nie tylko licznymi funkcjami silnika, ale także wszystkimi parametrami wtrysku, np. ciśnieniem w kolektorze oraz momentem wtrysku i czasami otwarcia rozpylaczy.

W systemach Common Rail pierwszej i drugiej generacji pracą wtryskiwacza sterowała cewka elektromagnetyczna na wtryskiwaczach. Drążek tłoczka przenosił siłę hydrauliczną potrzebną do otwarcia i zamknięcia dyszy wtryskiwacza na iglicę. W systemach Common Rail trzeciej generacji do samochodów osobowych element wykonawczy wtryskiwacza składa się z setek cienkich płytek materiału piezokrystalicznego. Piezokryształy posiadają właściwość odkształcania się w polu elektrycznym.

We wtryskiwaczach piezokrystalicznych typu Inline element piezokrystaliczny jest zintegrowany w korpusie wtryskiwacza, tuż przy iglicy. Ruch materiału piezokrystalicznego przenoszony jest we wtryskiwaczu na szybko przełączającą się iglicę bez stosowania dodatkowych elementów mechanicznych. Rozwiązanie to pozwala na bardziej precyzyjne dozowanie ilości wtryskiwanego paliwa i lepsze rozpylenie paliwa w komorze spalania silnika. Dzięki wtryskiwaczom o szybszym czasie przełączania można zmniejszyć odstęp pomiędzy poszczególnymi wtryskami oraz podzielić dawkę paliwa przypadającą na cykl spalania na sekwencję pojedynczych wtrysków.

Trwają prace nad nowym systemem Common Rail, w którym zostaną po raz pierwszy zastosowane wtryskiwacze ze wzmocnieniem hydraulicznym. Technologia HADI (Hydraulically Amplified Diesel Injector) wykorzystuje specjalny tłok, który zwiększa ciśnienie we wtryskiwaczach nawet do 2500 barów. Nowy system ma jeszcze bardziej obniżyć emisję zanieczyszczeń, zmniejszyć zużycie paliwa i zredukować poziom hałasu podczas spalania przy jednoczesnym wzroście mocy silnika.

Obniżenie emisji zanieczyszczeń w trakcie spalania stanie się możliwe także w wyniku zastosowania specjalnej geometrii wtrysku. Paliwo nie będzie wtryskiwane do komory spalania gwałtownie, ale przy stopniowo wzrastającym ciśnieniu. Taka procedura wtrysku pozwala osiągnąć łagodniejszy przebieg spalania z mniejszymi skokami temperatury i odpowiednio niższą emisją tlenków azotu. Nastąpi również poprawa składu mieszanki paliwowo-powietrznej, a tym samym redukcja powstawania sadzy.
Rozwój systemu Common Rail Boscha

1997 wprowadzenie na rynek światowej nowości – systemu Common Rail do samochodów osobowych (ciśnienie wtrysku 1350 barów, pierwsze zastosowania seryjne Alfa Romeo i Mercedes-Benz)
1999 system Common Rail do pojazdów użytkowych (ciśnienie wtrysku 1400 barów, pierwsze zastosowanie seryjne Renault (RVI))
2001 druga generacja systemów Common Rail do samochodów osobowych (ciśnienie wtrysku 1600 barów, pierwsze zastosowania seryjne Volvo i BMW)
2002 druga generacja systemów Common Rail do pojazdów użytkowych (ciśnienie wtrysku 1600 barów, pierwsze zastosowanie seryjne MAN)
2003 trzecia generacja systemów Common Rail z piezowtryskiwaczami typu Inline do samochodów osobowych (ciśnienie wtrysku 1600 barów, pierwsze zastosowanie seryjne Audi)
2005 100 milionów wtryskiwaczy Common Rail do samochodów osobowych

ANATOMIA DIESLI

Common rail

To układ wtryskowy silnika wysokoprężnego, w którym wtryskiwacze są sterowane elektrycznie, a komputer decyduje o ilości wtryskiwanego paliwa. Nazwa common rail (ang. dosłownie wspólna szyna) pochodzi od głównej magistrali podającej paliwo jednocześnie do wszystkich wtryskiwaczy, dokładnie tak, jak to się dzieje w silnikach benzynowych. Wtrysk common rail po raz pierwszy pojawił się na rynku w 1997 roku (Alfa Romeo 156 JTD). Ciśnienie wtrysku rzędu 1350 barów.

Common rail II generacji

W 2000 roku zmodernizowano układ common rail, wprowadzając technikę wtrysku wielofazowego: główna dawka paliwa poprzedzona zostaje porcją pilotującą, dzięki czemu w cylindrze znacznie łagodniej narasta ciśnienie i w efekcie silnik jest cichszy, ma bardziej miękką pracę. Jeden wtrysk może się składać nawet z siedmiu dawek.

Takie rozwiązanie ma np. produkowany w Bielsku-Białej silnik 1.3 Multijet. Ciśnienie wtrysku w układach drugiej generacji zostało podniesione do 1600 barów.

Common rail III generacji

Pojawił się na rynku w 2003 roku i różni się od poprzednich układów wtryskowych zastosowaniem piezokrystalicznych wtryskiwaczy, które cechuje reakcja znacznie szybsza niż w wypadku tradycyjnych, elektromagnetycznych. Pozwoliło to zredukować poziom emisji szkodliwych składników spalin nawet o 20%. Taki układ wtryskowy stosowany jest np. w silnikach Audi A6 3.0 TDI. Trwają prace nad czwartą generacją, która pozwoli jeszcze obniżyć poziom zanieczyszczenia spalin dzięki doskonalszemu sterowaniu i podniesieniu ciśnienia wtrysku. Taki silnik będzie produkowany przez Toyotę w fabryce, która powstała w Polsce (2.0 D-4D Clean Power 180 KM).

Zasada działania układu wtryskowego common-rail

Termin "common-rail" pochodzi od konstrukcji układu wtryskowego silnika o zapłonie samoczynnym. W odróżnieniu od konwencjonalnych silników wysokoprężnych, w których pompa wtryskowa impulsowo dawkuje paliwo pod ciśnieniem do poszczególnych cylindrów za pośrednictwem wtryskiwaczy sterowanych mechanicznie, w systemie common-rail stosuje się zbiornik bardzo wysokiego ciśnienia - właśnie ową szynę paliwową - w której znajduje się paliwo i która dostarcza paliwo do cylindrów za pośrednictwem wtryskiwaczy sterowanych zaworami elektromagnetycznymi.

Układ wtryskowy z konwencjonalną pompą wtryskową
Obrazek
Axial Piston - Tłoczek pompy osiowej
Cam (Crank Driven) - Krzywka napędzana wałkiem rozrządu
Low Pressure Fuel - Paliwo pod niskim ciśnieniem
High Pressure Fuel - Paliwo pod wysokim ciśnieniem

Układ z wysokociśnieniową szyną paliwową
(common-rail)
Obrazek
Low Pressure Fuel - Paliwo pod niskim ciśnieniem
High Pressure Pump - Pompa wysokiego ciśnienia Solenoid Control - Elektrozawór sterujący wtryskiwaczem
High Pressure Fuel - Paliwo pod wysokim ciśnieniem Common Rail - Wysokociśnieniowa szyna paliwowa

Dla utrzymania wysokiego ciśnienia paliwa we wnętrzu szyny, w układzie wtryskowym common-rail stosuje się pompę rotacyjną o wysokiej wydajności. Parametry układu gwarantują utrzymywanie wysokiego ciśnienia oraz odpowiednią precyzję dawkowania paliwa. Parametry układu common-rail są przy tym w dużym stopniu niezależne od obrotów silnika, co jest chyba jego najważniejszą zaletą w porównaniu z klasycznym układem z rotacyjną pompą wtryskową. Umożliwia to elektroniczne sterowanie wtryskiem paliwa z bardzo dużą precyzją.

- Właśnie precyzja jest najważniejszym atutem układów wtryskowych common-rail drugiej generacji, gdyż ma decydujący wpływ na równomierność pracy silnika, zwiększone ciśnienie doładowywania, bardziej ekonomiczne zużycie paliwa oraz redukcję emisji związków toksycznych. Nowa technika wtrysku pozwala nam na bardzo precyzyjne regulowanie przebiegu procesu spalania mieszanki, co z kolei umożliwiło nam wyeliminowanie w dużym stopniu drgań i wibracji, tradycyjnie kojarzonych z silnikami wysokoprężnymi. Dodatkowym atutem jest także zwiększenie użytecznej mocy silnika - podsumował Mark Eden,

Jak wysoka jest precyzja układu wtryskowego common-rail ? Bardzo wysoka precyzja wtrysku, którą udaje się osiągnąć dzięki wtryskiwaczom sterowanym za pomocą zaworów elektromagnetycznych pozwala konstruktorom na dokładne modelowanie przebiegu wtrysku w każdym cylindrze.

Pomaga w tym tzw. wtrysk wstępny, który - jak sama nazwa wskazuje - polega na podaniu do cylindra mikroskopijnej dawki paliwa jeszcze zanim nastąpi wtrysk dawki właściwej.

Przebieg wtrysku paliwa w jednym cylindrze

W układzie common-rail w każdym cyklu zapłonu układ wtryskowy podaje małe, precyzyjnie odmierzone dawki paliwa, jako tzw. wtrysk wstępny, jeszcze zanim nastąpi wtrysk właściwy. Te małe dawki paliwa pozwalają na modelowanie każdego pojedynczego cyklu spalania zależnie od warunków pracy i stylu jazdy kierowcy, dając optymalne osiągi, niższy poziom hałasu, wyższą efektywność spalania i niższą toksyczność spalin.

Fuel Pulse

- Wielkość dawki wtrysku paliwa

Added Pulses

- Dodatkowy wtrysk wstępny

New

- Układ z wtryskiem wstępnym

Old

- Układ bez wtrysku wstępnego

Time- Oś czasu

Dokładny moment wtrysku wstępnego daje się odpowiednio kalibrować w zależności od różnych parametrów i warunków pracy silnika. Możliwa jest także regulacja wielkości dawki paliwa podawanej jako wtrysk wstępny, z dokładnością do jednego milimetra sześciennego paliwa.

Wtrysk wstępny, który następuje w precyzyjnie odmierzonym momencie poprzedzającym wtrysk właściwej dawki paliwa, pozwala na uzyskanie bardziej kontrolowanego przebiegu procesu spalania. W efekcie uzyskuje się pełniejsze i mniej gwałtowne spalanie właściwej dawki paliwa, wtryskiwanej do komory spalania natychmiast po dawce wstępnej. Dzięki znacznie wyższej precyzji układów wtryskowych common-rail drugiej generacji, programy wartości wzorcowych w układzie sterującym mogą dokładnie różnicować czas i wielkość dawki paliwa podawanej zarówno we wtrysku wstępnym jak i właściwym.

Zasadniczym celem przez cały czas pozostaje nieustanne doskonalenie przebiegu procesu spalania w szerokim zakresie warunków pracy silnika, co ma umożliwić osiąganie wyższych osiągów przy niższym zużyciu paliwa, oraz uzyskanie wyższej kultury pracy silnika i stałe obniżanie zawartości związków szkodliwych w spalinach.

Największe zalety układu wtryskowego common-rail drugiej generacji dotyczą właśnie tego nieskończenie małego przedziału wartości decydującego o dokładności pracy. Właśnie na tej sferze koncentrują się dalsze badania, których owocem będą jeszcze przyjaźniejsze środowisku silniki wysokoprężne przyszłości.

Podstawowe elementy układu wtryskowego common-rail
Obrazek
Układ common-rail firmy Delphi Automotive Systems silnika Duratorq TDCi modelu Ford Focus:
- Wysokociśnieniowa rotacyjna pompa wtryskowa (na środku,
u dołu), podająca odmierzone dawki paliwa pod ciśnieniem
- Sferyczny zbiornik - wysokociśnieniowa szyna paliwowa (na środku, u góry) -
w której gromadzi się paliwo pod ciśnieniem
- Cztery wtryskiwacze, sterowane elektrozaworami, podają odmierzone dawki paliwa z szyny paliwowej do komory spalania
- Filtr paliwa (u góry, po lewej),
z integralnym zaworem i zbiorniczkiem wody
- Moduł sterujący wtryskiem, decyduje o odpowiedniej precyzji przebiegu procesu wtrysku
(u dołu) zrodlo chomikuj pl


Na górę
   
Odpowiedz z cytatem  
 

Offline
PostZamieszczono: 31 mar 2017, 0:13 

Rejestracja: 08 mar 2017, 20:06
Posty: 33
Miejscowość: radom
No kiedyś to tylko w fiatach byl wprowadzony układ common rail.. a teraz wiadomo

_________________
hack do momio oraz najlepszy hack do pokewars


Na górę
 Wyświetl profil   
Odpowiedz z cytatem  
 
Wyświetl posty nie starsze niż:  Sortuj wg  
Nowy temat Odpowiedz w temacie  [ Posty: 2 ] 


Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 0 gości


Możesz tworzyć nowe tematy
Możesz odpowiadać w tematach
Nie możesz zmieniać swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz dodawać załączników

Szukaj:
Przejdź do:  


cron
                                                                           stat4u Powered by phpBB © 2007 phpBB3 Group • regeneracja turbinnaprawa turbin