Un sistem de combustibil common rail sau common rail este un sistem de alimentare cu combustibil utilizat la motoarele diesel . Într-un sistem common rail , o pompă de înaltă presiune pompează motorină la presiune înaltă (până la 300 MPa, în funcție de modul de funcționare al motorului) într-o linie comună de combustibil cu un volum semnificativ (acumulator) [1] .
Injectoarele electro-hidraulice controlate electronic cu supape de control electromagnetice sau piezoelectrice injectează motorină la presiune mare în cilindri . În funcție de designul injectoarelor și de clasa motorului, se pot injecta până la 9 porții de combustibil într-un singur ciclu.
Una dintre caracteristicile cheie ale sistemelor common rail este independența proceselor de injecție față de unghiul de rotație al arborelui cotit și față de modul de funcționare al motorului, ceea ce face posibilă atingerea unei presiuni mari de injecție în modurile parțiale, ceea ce este necesar pentru a îndeplini cerințele viitoare de mediu.
Combustibilul din rezervorul de combustibil este preluat de pompa de amorsare a combustibilului (presiune joasă), iar prin filtrul de combustibil intră în pompa de combustibil de înaltă presiune (TNVD). Pompa de injecție furnizează combustibil la conducta de presiune, care acționează ca un acumulator de presiune . Unitatea de control reglează performanța pompei de injecție pentru a menține presiunea necesară în conductă pe măsură ce se consumă combustibil.
Linia de combustibil este conectată prin conducte de combustibil la injectoare . Fiecare duză are o supapă de control încorporată - electromagnetică sau piezoelectrică . La comanda de la unitatea de control, supapa se deschide, injectând porțiunea necesară de combustibil în cilindru.
Particularitati:
Avantaje:
Defecte:
Astfel, pentru a îndeplini reglementările avansate de mediu precum Euro-VI , Tier-IV, Euro Stage IV pentru motorinele grele, sistemele common rail s-au dovedit a fi cele mai potrivite pentru motorinele de toate clasele.
Pentru moment[ când? ] până la 70% din toate motoarele diesel fabricate sunt echipate cu sisteme common rail , iar această pondere este în creștere [2] . Robert Bosch GmbH prezice că cota de piață a sistemului CR va ajunge la 83% până în 2016, față de doar 24% în 2008. Astfel, astăzi aproape fiecare producător de motoare de toate clasele: de la mașini mici de pasageri până la nave mari, a stăpânit utilizarea sistemelor de baterii.
Printre producătorii de echipamente de alimentare cu combustibil și sisteme common rail , în special, lideri sunt următoarele companii: R. Bosch , Denso, Siemens VDO, Delphi , L'Orange, Scania .
În 1934-1935, motorul diesel L. Coatalen a fost proiectat, iar în 1936 a fost prezentat la un spectacol aerian la Paris . Diferența dintre motorul diesel Coatalen și alte motoare diesel a fost injecția de combustibil în cilindri nu prin deschiderea hidraulică a supapei duzei, ci prin deschiderea mecanică și utilizarea unui acumulator hidraulic, combustibilul în care este injectat independent de injecție. sistem de distribuție cu pompe. De fapt, a fost prezentat un motor funcțional, pe care a fost folosit prototipul sistemului common rail . Cu un astfel de sistem de injecție de combustibil, Louis Coatalen a fost cu 60 de ani înaintea timpului [3] [4] .
Pentru prima dată, un sistem de injecție directă a combustibilului pe motoarele diesel a fost dezvoltat și implementat în 1939 de inginerii sovietici la crearea unui motor din familia V-2 la Uzina de locomotive din Harkov.
Prototipul sistemului common rail a fost creat la sfârșitul anilor 1960 de Robert Huber în Elveția, dezvoltat în continuare de Dr. Marco Ganser de la ETH Zurich .
Dezvoltarea sistemelor de alimentare cu baterii controlate electronic pentru motoarele diesel și injectoarele electrohidraulice a fost realizată încă din anii 60-80 ai secolului XX în URSS, în laboratorul de automatizare și sisteme de alimentare pentru motoarele cu ardere internă din filiala Kolomna a VZPI. sub îndrumarea profesorului F. I. Pinsky. Primele sisteme de stocare diesel controlate electronic funcționale din lume au fost implementate pe motoarele diesel ale Kolomensky Zavod și NPO Zvezda (Leningrad). Lipsa producției în URSS de actuatoare electromagnetice de dimensiuni mici pentru injectoare nu permitea utilizarea acestor sisteme pe motoarele diesel de automobile la acea vreme. Până în 1988, sistemele de stocare a combustibilului controlate electronic ale motoarelor diesel din documentele pentru uz oficial al companiei R. Bosch aveau denumirea „sisteme de combustibil rusești”, deoarece descrierea unor astfel de sisteme dezvoltate în Kolomna exista doar în limba rusă [5] [ 6] .
La mijlocul anilor 1990, Dr. Shohei Ito și Masahiko Miyaki de la Denso Corporation au dezvoltat un sistem common rail pentru vehiculele comerciale și l-au implementat în sistemul ECD-U2, care a fost folosit pe camioanele Hino Rising Ranger; în 1995 au vândut tehnologia altor producători. Prin urmare, Denso este considerat un pionier în adaptarea sistemului common rail la nevoile industriei auto.
Sistemele moderne Common Rail funcționează pe același principiu. Acestea sunt controlate de o unitate de control electronică care deschide fiecare injector electric, nu mecanic. Această tehnologie a fost dezvoltată în detaliu prin eforturile comune ale Magneti Marelli , Centro Ricerche Fiat și Elasis. După ce concernul Fiat a dezvoltat designul și conceptul sistemului, acesta a fost vândut companiei germane Robert Bosch GmbH pentru dezvoltarea unui produs de masă. Aceasta s-a dovedit a fi o mare greșeală de calcul a Fiat, deoarece noua tehnologie era foarte profitabilă, dar la momentul respectiv, concernul italian nu avea resurse financiare pentru a finaliza lucrarea. Cu toate acestea, italienii au aplicat pentru prima dată sistemul common rail în 1997 pe Alfa Romeo 156 1.9 JTD și abia apoi a apărut pe Mercedes-Benz C 220 CDI .