Principalele funcții ale sistemului sunt controlul optim și corect al procesului de injecție a motorinei la momentul potrivit și în cantitatea necesară, tot la presiunea de injecție necesară, ceea ce este asigurat prin utilizarea unui sistem de control electronic. O astfel de organizare a controlului procesului de injecție asigură funcționarea lină și economică a motorului diesel.
În acest sistem de combustibil common rail, presiunea combustibilului poate ajunge la 160 MPa.
Acest sistem permite obținerea unei reduceri a conținutului de particule de funingine din gazele de eșapament și oxizi de azot NO x.
Sistemul de combustibil Common Rail Common Rail include: o treaptă de joasă presiune, una de înaltă presiune și un sistem electronic de management al motorului.
Elementele principale ale acestui sistem sunt duzele electro-hidraulice, pompele de injecție de la Bosch (SRH) (cu senzor de temperatură a combustibilului și supapă de reglare a presiunii combustibilului), acumulator de combustibil (cu senzor de presiune combustibil și supapă de reducere a presiunii), senzori și supape ale sistemului de management al motorului și o unitate electronică de control al motorului.
Etapa de joasă presiune constă din rezervorul de combustibil, filtrul de combustibil și conductele de conductă de joasă presiune.
Etapa de înaltă presiune dintr-un sistem de alimentare cu rampă comună include pompa de injecție, acumulatorul de combustibil, injectoarele, conductele de înaltă presiune și conductele de retur de combustibil.
Schema sistemului de combustibil common rail.
1 - rezervor de combustibil,
2 - pompa de injectie,
3 - filtru de combustibil,
4 - supapă de reducere a presiunii,
5 - control (înapoi) supapă,
6 - acumulator de combustibil,
7 - senzor de presiune a combustibilului în acumulator,
8 - duză,
9 - unitate de control al motorului.
Debitul de combustibil către pompa de injecție.
1 - rezervor de combustibil,
2 - filtru de combustibil,
3 - pompa de injectie,
4 - supapă de control,
5 - pompa de amorsare a combustibilului,
6 - supapa de control al presiunii combustibilului,
7 - cameră de înaltă presiune,
8 - acumulator de combustibil,
9 - la duze.
In montaj (2) Pompă de injecție pentru conectarea furtunului de alimentare cu combustibil de la rezervorul de combustibil, este instalat un filtru de combustibil suplimentar pentru o filtrare mai bună a combustibilului înainte de a fi alimentat în conducta de înaltă presiune.
1 - fiting retur combustibil,
2 - racord de alimentare cu combustibil de la filtrul de combustibil,
3 - pompa de injectie,
4 - supapa de control al presiunii combustibilului,
5 - pompa de amorsare a combustibilului,
6 - senzor de temperatură a combustibilului.
Pompa de combustibil de înaltă presiune este antrenată printr-un sistem de viteze de la arborele cotit și furnizează combustibil la presiunea necesară către acumulatorul de combustibil. Pompa de injecție include o pompă de amorsare a combustibilului (pomparea combustibilului din rezervorul de combustibil în camera pistonului), senzor de temperatură a combustibilului, supapă de control al presiunii combustibilului, arbore cu came și trei piston (situate la un unghi de 120°unul față de celălalt), pomparea combustibilului la presiune mare în acumulatorul de combustibil.
În camerele pistonului de înaltă presiune, cantitatea necesară de combustibil este pompată din rezervorul de combustibil folosind o pompă de amorsare a combustibilului de tip angrenaj. Pompa de amorsare a combustibilului este formată din două angrenaje cu angrenaj extern, care se rotesc în direcții diferite. În pompă, combustibilul din conducta de alimentare intră în golul dintre dinții angrenajului și carcasă și este alimentat în camera de înaltă presiune a pompei de injecție. Returul combustibilului la conducta de alimentare este exclusă din cauza contactului strâns al dinților angrenajului. Deoarece viteza de rotație a pompei de amorsare a combustibilului depinde de viteza arborelui cotit, devine necesar să se controleze cantitatea de combustibil pompată în camerele pistonului.
Cantitatea de combustibil furnizată în camera pistonului de înaltă presiune este controlată de supapa de control a pompei de amorsare a combustibilului. Prin această supapă, la o turație crescută a arborelui cotit, o parte din combustibil revine la conducta de alimentare cu combustibil. Supapa de control al presiunii combustibilului reglează cantitatea de combustibil furnizată acumulatorului, menținând astfel o presiune constantă în acumulatorul de combustibil. Supapa este controlată de unitatea de comandă a motorului, la semnalul căreia supapa se deschide și surplusul de combustibil este furnizat la conducta de retur.
Combustibilul furnizat de la pompa de amorsare trece în orificiul de admisie din interiorul pompei. O supapă de siguranță este situată în spatele admisiei. Dacă presiunea creată de pompa de amorsare a combustibilului depășește presiunea de deschidere a supapei de siguranță, atunci combustibilul trece prin clapeta supapei în circuitul de lubrifiere și răcire a pompei de injecție. Arborele de antrenare excentric deplasează pistonul în funcție de ridicarea excentricului. Combustibilul curge prin supapa de admisie (1) pompa de injectie in camera de inalta presiune (5) element de pompare si, cand pistonul se misca (8) jos implementează cursa de admisie. Arbore (6) în carcasa pompei de injecție este instalat în rulmentul central. Excentric (7) pe arborele pompei de injecție asigură mișcarea alternativă a pistonilor. După atingerea punctului mort inferior BDC al pistonului, supapa de admisie se închide și combustibilul nu mai poate ieși din camera superioară a elementului pompei (pompă de WC). Apoi, când pistonul se mișcă în sus, combustibilul este comprimat, presiunea crește și evacuarea (Supapa de descărcare) (2) se deschide de îndată ce presiunea își depășește nivelul în acumulatorul de combustibil. Combustibilul comprimat intră apoi în circuitul de înaltă presiune.
Pistonul pompei de injecție continuă să furnizeze combustibil până când ajunge în poziția PMS (cursa de injecție). După aceea, presiunea scade, supapa de evacuare se închide și pistonul se mișcă în jos. Când presiunea din camera elementului de pompare depășește presiunea de supraalimentare, supapa de admisie se deschide din nou și procesul se repetă.
Senzorul de temperatură a combustibilului include un rezistor de măsurare și este alimentat de 5 V. Rezistența rezistenței se modifică în funcție de temperatura combustibilului, care la rândul său afectează tensiunea de ieșire (semnal) trimis de senzor către unitatea de control. Unitatea de control primește un semnal de la senzor și determină temperatura combustibilului conform algoritmului stocat în memoria sa. Datele primite de la senzorul de temperatură a combustibilului sunt utilizate pentru a calcula alimentarea ciclică cu combustibil.
Combustibilul de înaltă presiune de la pompa de injecție intră în acumulatorul de combustibil, de unde este alimentat la injectoare. Presiunea optimă este menținută în acumulatorul de combustibil (25 - 160 MPa).
Secțiune transversală a pompei de injecție.
1 - supapa de admisie,
2 - supapa de evacuare,
3 - primăvară,
4 - împingător,
5 - cameră de înaltă presiune,
6 - arbore de transmisie,
7 - excentric,
8 - piston.
funcţionarea duzei.
1 - ac,
2 - piston,
3 - camera hidraulica,
4 - supapă cu bilă,
5 - ancora supapei solenoid,
6 - înfășurarea supapei solenoid,
7 - gaura de retur,
8 - orificiu de alimentare.
Când presiunea depășește 195 MPa, o parte din combustibil este drenată prin supapa de reducere a presiunii (montat pe un acumulator de combustibil) la conducta de retur de combustibil. Un senzor de presiune este instalat pe acumulatorul de combustibil.
1 - supapă de reducere a presiunii,
2 - porturi pentru conectarea conductelor de combustibil de înaltă presiune la injectoare,
3 - senzor de presiune în acumulatorul de combustibil,
4 - port pentru conectarea unei conducte de combustibil de înaltă presiune pentru alimentarea cu combustibil de la pompa de combustibil de înaltă presiune,
5 - acumulator de combustibil.
În sistem sunt instalate injectoare cu supapă de control electromagnetică. Injectoarele sunt controlate de unitatea de control al motorului. Fiecare duză constă dintr-un piston cu arc (2), ace (1), valva selenoida (6) și hidrocamere (3) (Vezi poza "Funcționarea duzei"). Din acumulatorul de combustibil, combustibilul este furnizat către duză, care intră în camera hidraulică prin orificiu (8) iar la acul duzei. În camera hidraulică, combustibilul este sub presiune egală cu presiunea din acumulatorul de combustibil. Când injectorul este închis, combustibilul apasă pe pistonul cu arc, care la rândul său acționează asupra acului injectorului, împiedicând deschiderea acestuia. Când ECM emite un semnal de comandă de pornire către electrovalva corespunzătoare a injectorului, armătura este ridicată (5) cu robinet cu bilă (4). Supapa cu bilă deschide canalul (7), conectând camera hidraulică cu conducta de retur a combustibilului, în urma căreia o parte din combustibil este drenată și presiunea din camera hidraulică a duzei este slăbită. În același timp, presiunea combustibilului furnizat la acul duzei învinge forța arcului pistonului și acul se deschide, drept urmare duza injectează combustibil în cilindru.
O supapă de reținere este instalată în conducta de retur de combustibil de la injectoare. Această supapă împiedică combustibilul din conducta de retur de la injectoare să curgă înapoi către injectoare.
Unitatea de control al motorului controlează cantitatea de combustibil injectată și momentul injecției. Acest sistem de alimentare poate asigura până la trei injecții consecutive (injecție în mai multe etape). Fiecare duză este conectată la o conductă de retur de combustibil.
Controlul injecției de combustibil.
1 - semnalul senzorului de poziție a arborelui cotit,
2 - trei injecții,
3 - două injecții,
4 - o injecție,
5 - injecție pilot,
6 - injecția principală.
1 - supapă solenoidală,
2 - placă cu găuri,
3 - supapă cu bilă,
4 - acul duzei,
5 - piston.
Injecția de combustibil este controlată de unitatea de control a motorului, pe baza semnalelor de la o serie de senzori ai sistemului de management al motorului, precum și în funcție de modul de funcționare a motorului. Unitatea de control controlează separat cantitatea de combustibil injectat, momentul injecției și numărul de injecții pe cursă în fiecare cilindru. Cantitatea de combustibil injectată de injector este determinată de timpul de deschidere al acului injectorului, care, la rândul său, depinde de timpul în care unitatea de comandă a motorului trimite un semnal de control către electrovalva injectorului. Timpul de deschidere al acului duzei este controlat de unitatea de comandă a motorului în funcție de apăsarea pedalei de accelerație și de turația arborelui cotit. Cantitatea calculată de combustibil injectat este corectată în funcție de temperatura aerului de admisie, debitul masei de aer, temperatura lichidului de răcire și presiunea atmosferică. De asemenea, unitatea de control efectuează ajustări ale cantității de combustibil injectat pentru fiecare injector, în funcție de codul de identificare a injectorului, care ar trebui programat în memoria unității de comandă a motorului pentru fiecare injector separat. Acest cod codifică caracteristicile mecanice care sunt individuale pentru fiecare injector individual.
Unitatea de control al motorului reglează constant cantitatea de combustibil injectată în fiecare cilindru în funcție de modificările turației arborelui cotit (mai ales la ralanti), pentru a reduce fluctuațiile de viteză și vibrațiile.
Timpul de injecție este calculat de unitatea de comandă pe baza semnalelor de la diverși senzori, a modului de funcționare a motorului, a turației arborelui cotit și a cantității de combustibil injectat conform algoritmului stocat în memoria unității de comandă. Timpul estimat de injectare a combustibilului este corectat în funcție de temperatura aerului de admisie, temperatura lichidului de răcire și presiunea atmosferică.
Presiunea de injecție depinde direct de presiunea din acumulatorul de combustibil și este controlată de unitatea de comandă a motorului pe baza semnalului de la senzorul de presiune din acumulatorul de combustibil.
Presiunea combustibilului este reglată de unitatea de comandă în funcție de turația arborelui cotit și de alimentarea ciclică cu combustibil folosind supapa de control a presiunii combustibilului instalată în pompa de injecție. Crearea presiunii optime de injecție a combustibilului pentru fiecare mod de funcționare a motorului ajută la reducerea toxicității gazelor de eșapament.
Numărul de injecții produse de injector în cilindru este controlat de unitatea de comandă a motorului în funcție de condițiile de conducere ale vehiculului și servește la reducerea vibrațiilor și a toxicității de evacuare. Acest sistem common rail permite până la trei injecții pe cilindru per ciclu.
Mai mulți algoritmi optimi de injecție de combustibil sunt programați în memoria unității de control în diferite condiții. Deci, la viteză mică a arborelui cotit și la sarcină mică, se fac trei injecții pe ciclu pentru a reduce probabilitatea detonării. La turație mare a motorului și la sarcină mare, se efectuează o singură injecție pe ciclu pentru a îmbunătăți performanța puterii și a reduce consumul de combustibil.
Funcțiile suplimentare de control servesc la îmbunătățirea performanței în reducerea emisiilor de substanțe nocive din gazele de eșapament și consumul de combustibil sau sunt utilizate pentru a crește siguranța, confortul și ușurința în utilizare.