장치의 특징 및 커먼 레일 연료 시스템의 장점

현대 차량에서는 연료 분사 시스템이 사용됩니다. 이전에 그러한 수정이 디젤 동력 장치에만 있었다면 오늘날 많은 가솔린 엔진이 분사 유형 중 하나를받습니다. 자세한 내용은 다른 리뷰.

이제 우리는 Common Rail이라는 개발에 초점을 맞출 것입니다. 그것이 어떻게 나타 났는지, 그 특징은 무엇이며, 장점과 단점은 무엇인지 봅시다.

커먼 레일 연료 시스템이란?

사전은 커먼 레일의 개념을 "어큐뮬레이터 연료 시스템"으로 번역합니다. 그 특징은 디젤 연료의 일부가 연료가 고압 상태 인 저수지에서 가져온다는 것입니다. 램프는 분사 펌프와 분사기 사이에 있습니다. 분사는 밸브를 여는 인젝터에 의해 수행되고 가압 된 연료는 실린더로 방출됩니다.

이러한 유형의 연료 시스템은 디젤 파워 트레인 진화의 최신 단계입니다. 가솔린에 비해 디젤은 연료가 흡기 매니 폴드가 아닌 실린더에 직접 분사되기 때문에 더 경제적입니다. 그리고 이러한 수정으로 전원 장치의 효율성이 크게 증가합니다.

커먼 레일 연료 분사는 내연 기관 작동 모드의 설정에 따라 차량의 효율을 15 % 향상 시켰습니다. 이 경우 일반적으로 모터 경제의 부작용은 성능 저하이지만이 경우 장치의 힘은 반대로 증가합니다.

그 이유는 실린더 내의 연료 분배 품질에 있습니다. 엔진의 효율성은 공기와의 혼합 품질만큼 들어오는 연료의 양에 직접적으로 의존하지 않는다는 것을 누구나 알고 있습니다. 엔진이 작동하는 동안 분사 프로세스는 몇 분의 XNUMX 초 만에 이루어지기 때문에 연료가 가능한 한 빨리 공기와 혼합되어야합니다.

연료 분무는이 과정의 속도를 높이는 데 사용됩니다. 연료 펌프 뒤의 라인은 고압이므로 디젤 연료가 노즐을 통해보다 효율적으로 분사됩니다. 공기-연료 혼합물의 연소는 더 높은 효율로 발생하며, 이로부터 엔진은 여러 번 효율 증가를 보여줍니다.

이야기

이 개발의 도입은 자동차 제조업체를위한 환경 표준의 강화였습니다. 그러나 기본 아이디어는 지난 세기의 60 년대 후반에 나타났습니다. 프로토 타입은 스위스 엔지니어 인 Robert Huber가 개발했습니다.

조금 후에이 아이디어는 스위스 연방 공과 대학의 직원 인 Marco Ganser에 의해 완성되었습니다. 이 개발은 Denzo 직원이 사용했으며 레일이있는 연료 시스템을 만들었습니다. 참신함은 복잡하지 않은 커먼 레일이라는 이름을 받았습니다. 1990 년대 말에 EDC-U2 모터의 상용차에 개발이 나타났습니다. 히노 트럭 (라이징 레인저 모델)은 이러한 연료 시스템을 받았습니다.

95 년째되는 해에이 개발은 다른 제조업체에서도 사용할 수있게되었습니다. 각 브랜드의 엔지니어는 시스템을 수정하고 자체 제품의 특성에 맞게 조정했습니다. 그러나 Denzo는 자동차에이 주사를 사용하는 선구자라고 생각합니다.

이 의견은 1987 년 프로토 타입 직접 분사 디젤 엔진 (Chroma TDid 모델)에 대한 특허를 획득 한 다른 브랜드 인 FIAT에 의해 논란이되고 있습니다. 같은 해에 이탈리아 직원들은 커먼 레일과 유사한 작업 원리를 가진 전자 주입을 만들기 시작했습니다. 사실, 시스템 이름은 UNIJET 1900cc입니다.

현대 사출 변형은 누가 발명자로 간주 되든 원래 디자인과 동일한 원리로 작동합니다.

디자인

이 연료 시스템 수정 장치를 고려하십시오. 고압 회로는 다음 요소로 구성됩니다.

• 엔진 압축비의 몇 배에 달하는 고압을 견딜 수있는 라인. 모든 회로 요소가 연결된 일체형 튜브 형태로 만들어집니다.
• 분사 펌프는 시스템에 필요한 압력을 생성하는 펌프입니다 (엔진의 작동 모드에 따라이 표시기는 200MPa 이상일 수 있음). 이 메커니즘은 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 현대적인 디자인에서는 플런저 쌍을 기반으로합니다. 자세한 내용은 다른 리뷰... 연료 펌프의 작동 원리와 장치도 설명됩니다. 따로 따로.
• 연료 레일 (레일 또는 배터리)은 연료가 축적되는 두꺼운 벽으로 된 작은 저장소입니다. 분무기 및 기타 장비가있는 인젝터는 연료 라인을 사용하여 연결됩니다. 램프의 추가 기능은 펌프 작동 중에 발생하는 연료의 변동을 줄이는 것입니다.
• 연료 압력 센서 및 조절기. 이러한 요소를 통해 시스템에서 원하는 압력을 제어하고 유지할 수 있습니다. 엔진이 작동하는 동안 펌프가 지속적으로 작동하기 때문에 디젤 연료를 지속적으로 라인으로 펌핑합니다. 파열을 방지하기 위해 레귤레이터는 초과 작동 매체를 탱크에 연결된 리턴 라인으로 덤프합니다. 압력 조절기 작동 방식에 대한 자세한 내용은 여기에.
• 인젝터는 연료의 필요한 부분을 단위 실린더에 공급합니다. 디젤 엔진 개발자는 이러한 요소를 실린더 헤드에 직접 배치하기로 결정했습니다. 이 건설적인 접근 방식을 통해 여러 가지 어려운 문제를 동시에 해결할 수있었습니다. 첫째, 연료 손실을 최소화합니다. 다점 분사 시스템의 흡기 매니 폴드에서 연료의 작은 부분이 매니 폴드 벽에 남아 있습니다. 둘째, 디젤은 가솔린 엔진에서와 같이 예열 플러그가 아니라 스파크가 아닌 점화됩니다. 옥탄가는 그러한 점화를 허용하지 않습니다 (옥탄가는 무엇입니까? 여기에). 피스톤은 압축 행정이 수행 될 때 (두 밸브 모두 닫힘) 공기를 강하게 압축하여 매체의 온도를 수백도까지 상승시킵니다. 노즐이 연료를 분무하자마자 고온에서 자발적으로 점화됩니다. 이 공정에는 완벽한 정밀도가 필요하기 때문에 장치에는 솔레노이드 밸브가 장착되어 있습니다. ECU의 신호에 의해 트리거됩니다.
• 센서는 시스템 작동을 모니터링하고 적절한 신호를 제어 장치로 보냅니다.
• 커먼 레일의 핵심 요소는 전체 온보드 시스템의 두뇌와 동기화되는 ECU입니다. 일부 자동차 모델에서는 주 제어 장치에 통합되어 있습니다. 전자 장치는 엔진의 성능뿐만 아니라 자동차의 다른 구성 요소도 기록 할 수 있으므로 공기와 연료의 양과 분사 순간이 더 정확하게 계산됩니다. 전자 장치는 공장에서 프로그래밍됩니다. ECU가 센서로부터 필요한 정보를 수신하자마자 지정된 알고리즘이 활성화되고 모든 액추에이터가 적절한 명령을받습니다.
• 모든 연료 시스템에는 라인에 필터가 있습니다. 연료 펌프 앞에 설치됩니다.

이러한 유형의 연료 시스템이 장착 된 디젤 엔진은 특별한 원리에 따라 작동합니다. 클래식 버전에서는 전체 연료 부분이 분사됩니다. 연료 어큐뮬레이터가 있으면 모터가 한 사이클을 수행하는 동안 한 부분을 여러 부분으로 분배 할 수 있습니다. 이 기술을 다중 주입이라고합니다.

그 본질은 주요 양의 디젤 연료가 공급되기 전에 예비 분사가 만들어져 작업 챔버를 더욱 가열하고 압력을 증가 시킨다는 사실로 귀결됩니다. 나머지 연료가 분사되면 더 효율적으로 점화되어 엔진 속도가 낮은 경우에도 커먼 레일 ICE에 높은 토크를 제공합니다.

작동 모드에 따라 연료의 일부가 한두 번 공급됩니다. 엔진이 공회전하면 실린더는 이중 사전 분사로 예열됩니다. 부하가 증가하면 한 번의 사전 분사가 수행되어 주 사이클에 더 많은 연료를 남깁니다. 엔진이 최대 부하로 작동 할 때 사전 분사가 수행되지 않지만 전체 연료 부하가 사용됩니다.

전망

동력 장치의 압축이 증가함에 따라이 연료 시스템이 개선되었다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 오늘날 자동차 소유자에게는 4 세대 커먼 레일이 제공됩니다. 그 안에 연료는 220MPa의 압력을 받고 있습니다. 이 수정은 2009 년부터 자동차에 설치되었습니다.

이전 XNUMX 세대에는 다음과 같은 압력 매개 변수가있었습니다.

1. 1999 년 이후 레일 압력은 140MPa입니다.
2. 2001 년에이 수치는 20MPa 증가했습니다.
3. 4 년 후 (2005) 자동차에는 180 MPa의 압력을 생성 할 수있는 XNUMX 세대 연료 시스템이 장착되기 시작했습니다.

라인의 압력을 높이면 이전 개발에서와 같은 기간에 더 많은 양의 디젤 연료를 분사 할 수 있습니다. 따라서 이것은 자동차의 열성을 증가 시키지만 힘의 증가도 현저하게 증가합니다. 이러한 이유로 일부 리 스타일링 된 모델은 이전 모델과 동일하지만 매개 변수가 증가 된 모터를 수신합니다 (스타일링이 차세대 모델과 어떻게 다른지 설명 됨). 따로 따로).

이러한 수정의 효율성 향상은 더 정확한 전자 장치로 인해 수행됩니다. 이러한 상황을 통해 우리는 XNUMX 세대가 아직 완벽의 정점이 아니라는 결론을 내릴 수 있습니다. 그러나 연료 시스템의 효율성 증가는 경제적 인 운전자의 요구를 충족시키려는 자동차 제조업체의 욕구뿐만 아니라 주로 환경 기준을 높이는 데서 발생합니다. 이 수정은 디젤 엔진의 더 나은 연소를 제공하여 자동차가 조립 라인을 떠나기 전에 품질 관리를 통과 할 수 있도록합니다.

커먼 레일의 장점과 단점

이 시스템의 현대적인 수정으로 더 많은 연료를 분사하여 장치의 출력을 높일 수있었습니다. 현대 자동차 제조업체에서는 모든 종류의 센서를 많이 설치하기 때문에 전자 장치는 특정 모드에서 내연 기관을 작동하는 데 필요한 디젤 연료의 양을 더 정확하게 결정하기 시작했습니다.

이것은 유닛 인젝터를 사용한 기존 차량 개조에 비해 커먼 레일의 주요 이점입니다. 혁신적인 솔루션에 찬성하는 또 다른 장점은 장치가 더 간단하기 때문에 수리가 더 쉽다는 것입니다.

단점은 설치 비용이 높다는 것입니다. 또한 더 높은 품질의 연료가 필요합니다. 또 다른 단점은 인젝터의 디자인이 더 복잡하여 작동 수명이 짧다는 것입니다. 그중 하나가 실패하면 밸브가 지속적으로 열려 회로의 견고성이 깨지고 시스템이 종료됩니다.

장치 및 고압 연료 회로의 다양한 버전에 대한 자세한 내용은 다음 비디오에서 설명합니다.

커먼 레일 시스템의 연료 회로 구성 요소 작동 원리. 2 부

질의 응답 :

커먼 레일에 대한 압력은 무엇입니까? 연료 레일(어큐뮬레이터 튜브)에서 연료는 저압(진공에서 6기압까지)으로 공급되고 두 번째 회로에서는 고압(1350-2500bar)으로 공급됩니다.

커먼 레일과 연료 펌프의 차이점은 무엇입니까? 고압 펌프가 있는 연료 시스템에서 펌프는 즉시 연료를 인젝터에 분배합니다. 커먼 레일 시스템에서 연료는 어큐뮬레이터(튜브)로 펌핑되고 ​​거기에서 인젝터로 분배됩니다.

커먼레일을 발명한 사람은? 프로토타입 커먼 레일 연료 시스템은 1960년대 후반에 등장했습니다. 스위스의 Robert Huber가 개발했습니다. 그 후 이 기술은 Marco Ganser에 의해 개발되었습니다.