Common Rail или «коммон-рэйл» - аккумуляторная система топливоподачи в дизельных двигателях. Особенность системы заключается в том, что дизтопливо подается общую топливную магистраль под высоким давлением, которое может достигать 300 МПа в зависимости от режима эксплуатации мотора. В сравнении с классической системой топливоподачи, Common Rail создает повышенное давление при любых оборотах, что в сочетании с электроуправляемыми форсунками обеспечивает равномерность впрыска и приводит к снижению топливорасхода. По данным 2019 г. 83% выпускаемых дизель-моторов оснащалась системой «коммон-рэйл». Ежегодно доля топливной системы это типа в сфере машиностроения растет и по прогнозам Robert Bosch в 2023 г. достигнет 95%.
Особенности Common Rail
Нагнетание давления в топливопровде и непосредственно момент впрыска дизтоплива в системе «коммон-рэйл» полностью автономны. Высокое давление в системе нагнетается независимо от скорости вращения коленвала и объема впрыскиваемого топлива. Дизельное топливо, подготовленное для впрыска, находится в аккумуляторе под высоким давлением. При этом количество впрыскиваемого топлива в конкретном цикле определяется пользователем, а показатель давления впрыска - электронным блоком управления (ЭБУ). Блок управления рассчитывает нужное давление на основе запрограммированных характеристик, хранящихся в памяти. Обработка «решений» о показателях давления для каждого цикла впрыска выполняется микропроцессором. Вычислив оптимальное давление, ЭБУ передает сигнал на электромагнитные клапаны, которые открываются и дизельные форсунки Common Rail производят впрыск в каждый цилиндр.
Достоинства Common Rail
Топливная система Common Rail обеспечивает возможность ЭБУ оптимизировать работу дизель-мотора. Система обеспечивает экономию дизельного топлива до 15% за счет высокого давление и более тонкого его распыления в камере сгорания. Тонкое распыление, в свою очередь, приводит к более полному сгоранию топливной смеси. За счет эффективного сгорания снижается количество образующихся продуктов сгорания. Низкий уровень выхлопа обеспечивает увеличение мощности ДВС до 40% без повышения топливорасхода и снижение уровня шума.
На протяжении того времени, когда выполняется впрыск и форсунка Common Rail открыта, высокое давление в топливомагистрали обеспечивает сверхточное дозирование дизтоплива. В традиционной системе ТНВД создать и постоянно поддерживать столь высокий показатель давления невозможно. При скачках давления топлива в топливопроводах возникают волны давления, которые выглядят как пульсация в трубопроводе, которая приводит к его разгерметизации, преждевременному износу и разрушению. В Common Rail давление более линейно и пульсация отсутствует, а значит износ, топливопроводов уменьшается.
Итак, наиболее важными достоинствами Common Rail являются:
- высокий КПД дизель-двигателя;
- экономия расхода дизтоплива на 15%;
- увеличение мощности дизкль-мотора до 40%;
- снижение токсичности выхлопа;
- соответствие требованиям Euro-VI;
- снижение уровня шума работающего двигателя;
- точное дозирование дизельного топлива;
- ремонтопригодность топливной системы;
- снижение износа топливопроводов.
Еще один плюс топливной системы - отличная контролируемость. Наличие ЭБУ позволяет осуществлять непрерывный мониторинг за состоянием топливной системы ДВС и выявить неисправность до того, как она нанесет серьезный ущерб машине.
Недостатки Common Rail
Топливная система аккумуляторного типа «коммон-рэйл» имеет несколько недостатков:
- необходимость использования дизтоплива высокого качества;
- форсунки Common Rail имеют сложную конструкцию и их ресурс ниже;
- наличие в системе большого количества датчиков;
- высокая стоимость з/ч и комплектующих;
- необходимость выполнять ремонт или настройку системы.
Вывод
Дизельные двигатели сочетает высокую производительность и экономичность во многом благодаря Common Rail. Технология заслуженно входит в число наиболее значимых изобретений в машиностроении. ДВС с системой Common Rail выпускают такие производители дизель-моторов как Deutz, MAN, Scania, Kubota, Yanmar, John Deere, Caterpillar, Komatsu, JCB, Wilson. Производители оснащают ДВС с системой «коммон-рэйл» грузовые и легковые автомобили, спецтехнику и генераторные установки.
