Caratteristiche di u dispositivu è vantaghji di u sistema di carburante Common Rail

In i veiculi moderni, i sistemi di iniezione di carburante sò aduprati. Se prima una tale mudificazione era solu in unità di putenza diesel, oghje parechji motori à benzina ricevenu unu di i tippi d'iniezione. Sò descritti in dettu in un'altra rivista.

Avà ci concentreremu nantu à u sviluppu, chì si chjama Common Rail. Fighjemu cumu hè apparsu, quale hè a so peculiarità, è ancu quale sò i so vantaghji è i so svantaghji.

Cosa hè u Sistema di Carburante Common Rail

U dizziunariu traduce u cuncettu di Common Rail cum'è "sistema di carburante accumulatore". A so peculiarità hè chì una parte di carburante diesel hè stata presa da un tank in u quale u carburante hè sottu alta pressione. A rampa hè situata trà a pompa d'iniezione è l'injectori. L'iniezione hè fatta da l'injectore chì apre a valvula è u carburante pressurizatu hè liberatu in u cilindru.

Stu tipu di sistema di carburante hè l'ultimu passu in l'evoluzione di i motori diesel. Rispuntendu à l'equivalente à benzina, u gasoliu hè più economicu, postu chì u carburante hè injettatu direttamente in u cilindru, è micca in u collettore di aspirazione. È cù sta mudificazione, l'efficienza di a unità di potenza aumenta significativamente.

L'iniezione di carburante Common Rail hà miglioratu l'efficienza di a vittura di 15%, secondu e impostazioni di u modu di funziunamentu di u mutore à combustione interna. In questu casu, di solitu un effettu collaterale di l'ecunumia di u mutore hè una diminuzione di e so prestazioni, ma in questu casu, a putenza di l'unità, à u cuntrariu, aumenta.

U mutivu di questu si trova in a qualità di a distribuzione di carburante in u cilindru. Ognunu sà chì l'efficienza di un mutore dipende direttamente micca tantu da a quantità di carburante in entrata chè da a qualità di u so mischju cù l'aria. Siccomu durante u funziunamentu di u mutore, u prucessu di iniezione si svolge in una quantità di frazioni di secondu, hè necessariu chì u carburante si mischia cù l'aria u più prestu pussibule.

L'atomizazione di u carburante hè aduprata per accelerà stu prucessu. Siccomu a linea daretu à a pompa di carburante hà una alta pressione, u carburante diesel hè spruzzatu attraversu l'injectori più efficacemente. A combustione di u mischju aria-carburante si faci cù una efficienza più grande, da chì u mutore dimostra un aumentu di efficienza parechje volte.

История

L'introduzione di stu sviluppu hè stata a stretta di e norme ambientali per i pruduttori di auto. Tuttavia, l'idea fundamentale hè apparsa à a fine di l'anni 60 di u seculu scorsu. U so prototipu hè statu sviluppatu da l'ingenieru svizzeru Robert Huber.

Un pocu dopu, st'idea hè stata finalizata da un impiegatu di l'Istitutu Federale Svizzera di Tecnulugia, Marco Ganser. Stu sviluppu hè statu adupratu da l'impiegati di Denzo è hà creatu un sistema ferroviariu di carburante. A nuvità hà ricevutu u nome cumplicatu Common Rail. In l'ultimi anni di l'anni 1990, u sviluppu hè apparutu in veiculi cummerciali nantu à i motori EDC-U2. Camioni Hino (mudellu Rising Ranger) anu ricevutu un tale sistema di carburante.

In u 95esimu annu, stu sviluppu hè ancu diventatu dispunibule per altri fabbricanti. L'ingegneri di ogni marca anu mudificatu u sistema è l'anu adattatu à e caratteristiche di i so prudutti. Tuttavia, Denzo si considera pionieru in l'applicazione di sta iniezione nantu à e vitture.

St'opinione hè cuntestata da un'altra marca, FIAT, chì in 1987 hà brevettatu un prototipu di motore diesel cù iniezione diretta (mudellu Chroma TDid). In u stessu annu, l'impiegati di a preoccupazione italiana anu cuminciatu à travaglià nantu à a creazione di iniezione elettronica, chì hà un principiu simile di travagliu cù una ferrovia cumuna. Hè veru, u sistema hè statu chjamatu UNIJET 1900cc.

A versione muderna di iniezione funziona annantu à u listessu principiu di u sviluppu uriginale, indipendentemente da quale hè cunsideratu u so inventore.

Custruzzione

Cunsiderate u dispusitivu di sta mudificazione di u sistema di carburante. U circuitu à alta pressione si compone di l'elementi seguenti:

• Una linea capace di resiste à alta pressione, parechje volte u raportu di cumpressione in u mutore. Hè fattu in forma di tubi di un pezzu à i quali sò cunnessi tutti l'elementi di u circuitu.
• A pompa à iniezione hè una pompa chì crea a pressione necessaria in u sistema (secondu u modu di funziunamentu di u mutore, questu indicatore pò esse più di 200 MPa). Stu mecanismu hà una struttura cumplessa. In u so cuncepimentu mudernu, u so travagliu hè basatu annantu à una coppia di stantu. Hè descrittu in dettaglio in un'altra rivista... U dispusitivu è u principiu di funziunamentu di a pompa di carburante sò ancu descritti separatamente.
• Un rail di carburante (ferrovia o batteria) hè un picculu serbatoiu à muri spessi in u quale si accumula carburante. Iniettori cù atomizatori è altre apparecchiature sò cunnessi cun l'aiutu di linee di carburante. Una funzione addizionale di a rampa hè di smorzà e fluttuazioni di u carburante chì si verificanu durante u funziunamentu di a pompa.
• Sensore di pressione di carburante è regulatore. Questi elementi permettenu di cuntrollà è mantene a pressione desiderata in u sistema. Siccomu a pompa funziona constantemente mentre u mutore hè in funzione, pompa constantemente u gasoliu in a linea. Per prevene u so scoppu, u regulatore scarica u surplus di travagliu in a linea di ritornu, chì hè cunnessa à u tank. Per i dettagli nantu à u funziunamentu di u regulatore di pressione, vedi ccà.
• L'injectori furniscenu a parte necessaria di carburante à i cilindri di l'unità. I sviluppatori di mutori diesel anu decisu di mette issi elementi direttamente in a culata. Stu approcciu custruttivu hà permessu di risolve simultaneamente parechji prublemi difficiuli. Prima, minimizza e perdite di carburante: in u collettore di aspirazione di u sistema di iniezione multipuntu, una piccula parte di u carburante ferma nantu à i muri di u collettore. Dopu, un mutore diesel ùn si accende micca da una candela è micca da una scintilla, cum'è in un mutore à benzina - u so numeru d'ottanu ùn permette micca l'usu di tale accensione (chì hè u numeru d'ottanu, leghje ccà). U pistone cumpressa forte l'aria quandu si compie un colpu di compressione (entrambe e valvole sò chjose), pruvucendu a temperatura di u mediu à cullà à parechje centinaie di gradi. Appena l'ugliu atomizza u carburante, si accende spontaneamente da l'alta temperatura. Siccomu stu prucessu richiede una precisione perfetta, i dispositivi sò dotati di elettrovalvole. Sò scatenati da un signale da l'ECU.
• I Sensori monitoranu u funziunamentu di u sistema è invianu segnali adatti à l'unità di cuntrollu.
• L'elementu centrale in Common Rail hè a ECU, chì hè sincronizata cù u cervellu di tuttu u sistema di bordu. In certi mudelli di vittura, hè integratu in a unità di cuntrollu principale. L'elettronica pò arregistrà micca solu l'indicatori di u mutore, ma ancu altri cumpunenti di a vittura, per via di ciò chì a quantità d'aria è di carburante, è ancu u mumentu di spruzzatura, hè più accuratamente calculata. L'elettronica hè prugrammata in fabbrica. Appena l'ECU riceve l'infurmazioni necessarie da i sensori, l'algoritmu specificatu hè attivatu, è tutti l'attuatori ricevenu u cumandamentu adattu.
• Ogni sistema di carburante hà un filtru in a so linea. Hè installatu davanti à a pompa di carburante.

Un mutore diesel dotatu di stu tippu di sistema di carburante funziona secondu un principiu speciale. In a versione classica, tutta a parte di carburante hè iniettata. A presenza di un accumulatore di carburante permette di distribuisce una parte in parechje parti mentre u mutore esegue un ciclu. Sta tecnica hè chjamata iniezione multipla.

A so essenza si riduce à u fattu chì prima chì a quantità principale di gasoliu sia furnita, una iniezione preliminare hè fatta, chì riscalda ancu di più a camera di travagliu, è aumenta dinò a pressione in questu. Quandu u restu di u carburante hè spruzzatu, si accende più efficacemente, dendu à u rail cumunu ICE un torque elevatu ancu quandu u RPM hè bassu.

Sicondu u modu di funziunamentu, una parte di u carburante serà furnita una o duie volte. Quandu u mutore hè à ralentinu, u cilindru hè riscaldatu da una doppia preiniezione. Quandu a carica cresce, una preiniezione hè effettuata, chì lascia più carburante per u ciclu principale. Quandu u mutore gira à carica massima, ùn si faci micca preiniezione, ma si usa tutta a carica di carburante.

Prospettivi per u sviluppu

Hè da nutà chì stu sistema di carburante hè statu miglioratu cume a compressione di e unità di potenza aumenta. Oghje, a 4a generazione di Common Rail hè dighjà offerta à i pruprietarii di vittura. In questu, u carburante hè sottu una pressione di 220 MPa. Questa mudificazione hè stata installata in e vitture dapoi u 2009.

E trè generazioni precedenti avianu i seguenti parametri di pressione:

1. Dapoi u 1999, a pressione ferroviaria hè stata 140MPa;
2. In 2001, sta cifra hè aumentata di 20MPa;
3. 4 anni dopu (2005) e vitture cumincianu à esse dotate di a terza generazione di sistemi di carburante, chì anu pussutu creà una pressione di 180 MPa.

Aumentà a pressione in a linea permette l'iniezione di un volumu più grande di gasoliu in u listessu periodu di tempu cum'è in sviluppi precedenti. Di conseguenza, questu aumenta a gula di a vittura, ma l'aumentu di putenza hè notevolmente aumentatu. Per questa ragione, alcuni mudelli restyled ricevenu un mutore identicu à u precedente, ma cù parametri aumentati (cumu si discrive u restyling da u mudellu di prossima generazione separatamente).

Migliurà l'efficienza di sta mudificazione hè realizatu per via di l'elettronica più precisa. Stu statu di e cose ci permette di cunclude chì a quarta generazione ùn hè ancu u culmu di a perfezione. Tuttavia, l'aumentu di l'efficienza di i sistemi di carburante hè pruvucatu micca solu da u desideriu di i fabbricanti di automobili di soddisfà i bisogni di l'automobilisti ecunomichi, ma soprattuttu aumentendu e norme ambientali. Questa mudificazione furnisce una megliu combustione di u mutore diesel, grazia à quale a vittura hè capace di passà u cuntrollu di qualità prima di abbandunà a linea di assemblea.

Vantaghji è Svantaghji Common Rail

A mudificazione muderna di stu sistema hà permessu di aumentà a putenza di l'unità spruzzendu più carburante. Siccomu in i muderni fabbricanti di auto installanu un gran numeru di tutti i tipi di sensori, l'elettronica hà cuminciatu à determinà più accuratamente a quantità di carburante diesel necessariu per operà u mutore di combustione interna in un modu specificu.

Questu hè u vantaghju principale di u rail cumunu nantu à e modifiche classiche di i veiculi cù iniettori unità. Un altru plus in favore di una soluzione innovativa hè chì hè più faciule da riparà, postu chì hà un dispositivu più simplice.

I svantaghji includenu u costu elevatu di l'installazione. Richiede ancu carburante di qualità superiore. Un altru svantaghju hè chì l'injectori anu un cuncepimentu più cumplessu, cusì anu una vita di travagliu più corta. Se qualcunu di elli falla, a valvula in questu serà sempre aperta, chì romperà a strettezza di u circuitu è ​​u sistema si spegnerà.

Più dettagli nantu à u dispositivu è e diverse versioni di u circuitu di carburante à alta pressione sò discututi in u video seguente:

U principiu di funziunamentu di i cumpunenti di u circuitu di carburante di ferrovia cumuna Parte 2

Dumande è risposte:

Chì ci hè a pressione nantu à u Common Rail? In u rail di carburante (tubu d'accumulatore), u carburante hè furnitu sottu pressione bassa (da vacuum à 6 atm.) È in u sicondu circuitu sottu pressione alta (1350-2500 bar).

Chì ghjè a diffarenza trà Common Rail è pompa di carburante? In i sistemi di carburante cù una pompa d'alta pressione, a pompa distribuisce immediatamente u carburante à l'injectors. In u sistema Common Rail, u carburante hè pompatu in un accumulatore (tubu), è da quì hè distribuitu à l'injectors.

Quale hà inventatu u Common Rail ? Un prototipu di sistema di carburante common rail apparsu à a fini di l'anni 1960. Hè statu sviluppatu da u Swiss Robert Huber. In seguitu, a tecnulugia hè stata sviluppata da Marco Ganser.