Pam bahan api-tekanan tinggi menghantar bahan api ke paip bekalan bahan api biasa dan bahan api disuntik terus ke dalam silinder dengan mengawal penyuntik bahan api. Rel biasa-tekanan tinggi memisahkan sepenuhnya proses suntikan daripada penjanaan tekanan minyak, memastikan tekanan bekalan bahan api tidak terjejas oleh kelajuan enjin.
Kelebihan
Tekanan suntikan bahan api dalam sistem rel biasa-tekanan tinggi boleh dilaras secara fleksibel. Tekanan suntikan optimum yang diperlukan untuk keadaan kerja yang berbeza boleh ditentukan, dengan itu mengoptimumkan prestasi komprehensif enjin diesel.
2. Ia boleh mengawal masa suntikan bahan api secara bebas dan fleksibel. Digabungkan dengan tekanan suntikan tinggi (120MPa hingga 200MPa), ia secara serentak boleh mengawal NOx dan bahan zarahan (PM) dalam julat yang agak kecil untuk memenuhi keperluan pelepasan.
3. Kawalan fleksibel terhadap perubahan kadar suntikan bahan api boleh mencapai corak suntikan bahan api yang ideal, menjadikannya mudah untuk melaksanakan pra-suntikan dan suntikan berganda. Ini bukan sahaja mengurangkan NOx dalam enjin diesel tetapi juga memastikan prestasi kuasa dan ekonomi yang cemerlang.
4. Suntikan bahan api dikawal oleh injap elektromagnet, menampilkan ketepatan kawalan yang tinggi. Tiada gelembung atau tekanan baki sifar dalam litar bahan api tekanan tinggi-. Oleh itu, dalam julat operasi enjin diesel, variasi dalam jumlah suntikan bahan api yang beredar adalah kecil, dan bekalan bahan api yang tidak sekata kepada setiap silinder boleh dipertingkatkan, dengan itu mengurangkan getaran enjin diesel dan mengurangkan pelepasan.
Ringkasan teknikal
Dalam enjin diesel, operasi berkelajuan tinggi-menjadikan proses suntikan diesel hanya mengambil masa beberapa perseribu saat. Eksperimen telah membuktikan bahawa tekanan pada pelbagai titik paip minyak-tinggi berbeza mengikut masa dan kedudukan semasa proses suntikan. Disebabkan oleh kebolehmampatan diesel dan turun naik tekanan diesel dalam paip bahan api-tinggi, keadaan suntikan bahan api sebenar berbeza dengan ketara daripada peraturan bekalan bahan api pelocok yang ditentukan oleh pam suntikan bahan api.
Kadangkala, selepas suntikan utama, turun naik tekanan dalam paip bahan api akan menyebabkan tekanan dalam-paip bahan api tekanan tinggi meningkat semula, mencapai tekanan yang menyebabkan injap jarum penyuntik bahan api terbuka. Ini akan membuka semula injap jarum yang telah tertutup, mengakibatkan fenomena suntikan bahan api sekunder. Memandangkan suntikan bahan api sekunder tidak boleh dibakar sepenuhnya, ia meningkatkan pelepasan asap dan hidrokarbon (HC), dan penggunaan bahan api meningkat. Selain itu, tekanan baki dalam paip minyak-tinggi berubah selepas setiap kitaran suntikan, yang seterusnya menyebabkan suntikan tidak stabil. Fenomena ini berkemungkinan besar berlaku dalam -julat kelajuan rendah. Dalam kes yang teruk, bukan sahaja suntikan bahan api tidak sekata, tetapi suntikan bukan{8}}sekala mungkin juga berlaku. Untuk menangani kecacatan variasi tekanan bahan api dalam enjin diesel, enjin diesel moden menggunakan teknologi yang dipanggil common rail.
Teknologi common rail{0}}tekanan tinggi merujuk kepada kaedah bekalan bahan api di mana penjanaan tekanan suntikan dan proses suntikan diasingkan sepenuhnya dalam sistem-gelung tertutup yang terdiri daripada-pam bahan api tekanan tinggi, penderia tekanan dan ECU. Pam bahan api-tekanan tinggi menghantar-bahan api tekanan tinggi ke paip bekalan bahan api biasa dan tekanan minyak dalam paip bekalan bahan api biasa dikawal dengan tepat, menjadikan tekanan dalam paip bahan api-tinggi tidak bergantung pada kelajuan enjin. Ia boleh mengurangkan dengan ketara variasi tekanan bekalan bahan api enjin diesel dengan kelajuan enjin, sekali gus mengurangkan kecacatan enjin diesel tradisional. ECU mengawal isipadu suntikan bahan api penyuntik bahan api. Saiz isipadu suntikan bahan api bergantung pada tekanan rel bahan api (paip bekalan bahan api biasa) dan tempoh pembukaan injap solenoid.
Prinsip teknikal
Sistem rel biasa-tekanan tinggi terutamanya terdiri daripada unit kawalan elektronik, pam minyak-tinggi, penumpuk (paip common rail), penyuntik bahan api kawalan elektronik dan pelbagai penderia, dsb. Pam bahan api-rendah menyalurkan bahan api ke dalam pam bahan api-tekanan tinggi. Pam bahan api-tekanan tinggi memberi tekanan kepada bahan api dan menghantarnya ke dalam-rel bahan api tekanan tinggi (akumulator). Tekanan dalam rel bahan api-tekanan tinggi dilaraskan oleh unit kawalan elektronik berdasarkan tekanan rel bahan api yang diukur oleh sensor tekanan rel bahan api dan seperti yang diperlukan. Bahan api dalam-rel bahan api tekanan tinggi melalui paip minyak-tinggi. Mengikut status operasi mesin, masa dan tempoh suntikan bahan api yang sesuai ditentukan oleh unit kawalan elektronik. Bahan api disuntik ke dalam silinder oleh penyuntik bahan api elektronik terkawal elektro{15}}hidraulik.
1. Pam minyak tekanan tinggi-
Kriteria reka bentuk untuk isipadu bekalan bahan api pam bahan api tekanan tinggi-adalah untuk memastikan jumlah isipadu suntikan bahan api dan isipadu bahan api terkawal enjin diesel dalam apa jua keadaan, serta permintaan untuk perubahan isipadu bahan api semasa permulaan dan pecutan, dipenuhi. Memandangkan penjanaan tekanan suntikan bahan api dalam sistem rel biasa adalah bebas daripada proses suntikan bahan api dan pemasaan suntikan bahan api tidak dijamin oleh CAM pam bahan api-tekanan tinggi, CAM tekanan pam bahan api-tinggi boleh direka bentuk mengikut prinsip reka bentuk tork puncak terendah, tegasan sentuhan terkecil dan rintangan haus tertinggi.
Kebanyakan syarikat menggunakan tiga-pam omboh jejari silinder yang digerakkan oleh enjin diesel untuk menjana tekanan sehingga 135MPa. Pam minyak tekanan tinggi-ini menggunakan berbilang sesondol tekanan minyak dalam setiap unit tekanan minyak, mengurangkan tork puncaknya kepada 1/9 daripada pam minyak tekanan tinggi-tradisional. Bebannya juga agak seragam, dan bunyi operasi dikurangkan. Kawalan tekanan dalam rongga rel biasa-tekanan tinggi sistem ini dicapai dengan menyahcas bahan api dalam rongga rel biasa. Untuk mengurangkan kehilangan kuasa, apabila volum suntikan bahan api kecil, salah satu unit tekanan bahan api dalam tiga-pam pelocok jejari silinder akan ditutup untuk mengurangkan bekalan bahan api.
2. Rel minyak-tekanan tinggi (paip common rail)
Paip common rail mengedarkan-bahan api tekanan tinggi yang disediakan oleh pam bekalan bahan api kepada setiap penyuntik, berfungsi sebagai penumpuk. Isipadunya harus mengurangkan turun naik tekanan bekalan bahan api pam bahan api tekanan tinggi-dan ayunan tekanan yang disebabkan oleh proses suntikan bahan api dalam setiap penyuntik, mengekalkan turun naik tekanan dalam rel bahan api-tekanan tinggi di bawah 5MPa. Walau bagaimanapun, isipadunya tidak boleh terlalu besar untuk memastikan rel biasa mempunyai kelajuan tindak balas tekanan yang mencukupi untuk mengesan perubahan dalam keadaan operasi enjin diesel dengan cepat.
Penderia tekanan, penimbal aliran cecair (penghad semasa) dan pengehad tekanan juga dipasang pada-paip common rail tekanan tinggi. Penderia tekanan memberikan isyarat tekanan rel minyak tekanan tinggi-ke ECU. Penampan aliran bendalir (penghad aliran) wechat Jiachtong Interconnection Shenzhen memastikan bekalan bahan api kepada penyuntik bahan api terputus apabila kerosakan kebocoran bahan api berlaku pada penyuntik bahan api, dan juga boleh mengurangkan turun naik tekanan dalam rel biasa dan saluran bahan api tekanan tinggi-. Pengehad tekanan memastikan bahawa apabila tekanan tidak normal berlaku dalam-rel minyak tekanan tinggi, tekanan dalam-rel minyak tekanan tinggi dilepaskan dengan cepat.
3. Penyuntik bahan api dikawal secara elektronik
Penyuntik bahan api yang dikawal secara elektronik adalah komponen yang paling penting dan kompleks dalam sistem bahan api rel biasa. Fungsinya adalah untuk, berdasarkan isyarat kawalan yang dihantar oleh ECU, mengawal pembukaan dan penutupan injap solenoid untuk menyuntik bahan api dalam-rel bahan api tekanan tinggi ke dalam kebuk pembakaran enjin diesel pada pemasaan suntikan, volum suntikan dan kadar suntikan yang optimum.
Untuk mencapai bentuk suntikan bahan api yang telah ditetapkan, reka bentuk penyuntik bahan api yang munasabah dan optimum diperlukan. Isipadu ruang kawalan menentukan sensitiviti injap jarum apabila ia dibuka. Jika isipadu ruang kawalan terlalu besar, injap jarum tidak boleh dengan cepat memotong bekalan bahan api pada penghujung suntikan bahan api, mengakibatkan pengabusan bahan api yang lemah pada peringkat kemudian. Isipadu ruang kawalan terlalu kecil untuk menyediakan strok berkesan yang mencukupi untuk injap jarum, meningkatkan rintangan aliran semasa proses suntikan. Oleh itu, isipadu ruang kawalan juga harus dipilih secara munasabah berdasarkan isipadu suntikan bahan api maksimum model.
Di samping itu, tekanan suntikan bahan api minimum penyuntik bahan api bergantung kepada kadar aliran lubang isipadu bahan api kembali dan lubang isipadu bahan api pengambilan serta kawasan muka hujung omboh kawalan. Selepas menentukan dimensi struktur lubang masuk bahan api, lubang pemulangan bahan api dan ruang kawalan, proses suntikan bahan api yang stabil dan terpendek untuk injap jarum penyuntik bahan api terbuka sepenuhnya ditentukan, dan pada masa yang sama, jumlah suntikan bahan api minimum yang stabil bagi penyuntik bahan api ditentukan. Mengurangkan isipadu ruang kawalan boleh menjadikan kelajuan tindak balas injap jarum lebih cepat dan meminimumkan kesan suhu bahan api pada isipadu suntikan bahan api muncung.
Walau bagaimanapun, jumlah bilik kawalan tidak boleh dikurangkan tanpa had. Ia sepatutnya dapat memastikan daya angkat injap jarum penyuntik bahan api untuk membuka sepenuhnya injap jarum. Kedua-dua lubang kawalan menentukan tekanan dinamik dalam ruang kawalan, yang seterusnya menentukan undang-undang pergerakan injap jarum. Dengan melaraskan pekali aliran kedua-dua lubang ini dengan teliti, undang-undang suntikan bahan api yang ideal boleh dihasilkan.
Disebabkan oleh tekanan suntikan yang sangat tinggi pada-sistem suntikan rel biasa bertekanan tinggi, luas-keratan rentas lubang muncung penyuntik bahan apinya adalah sangat kecil. Sebagai contoh, diameter lubang muncung penyuntik bahan api Syarikat BOSCH ialah 0.169mm×6. Di bawah diameter lubang muncung yang kecil dan tekanan suntikan yang begitu tinggi, aliran bahan api berada dalam keadaan yang sangat tidak stabil, kon semburan Sudut rasuk bahan api menjadi lebih besar, dan pengatoman bahan api adalah lebih baik Walau bagaimanapun, jarak penembusan telah berkurangan. Oleh itu, keamatan pusaran udara masuk enjin diesel asal dan bentuk struktur kebuk pembakaran perlu diubah untuk memastikan proses pembakaran yang terbaik.
Untuk injap solenoid penyuntik bahan api, memandangkan sistem rel biasa memerlukannya mempunyai kelajuan bukaan yang mencukupi, dan memandangkan pra-suntikan ialah kaedah suntikan yang penting untuk meningkatkan prestasi enjin diesel, masa tindak balas injap solenoid kawalan perlu dipendekkan lebih banyak lagi.
4. Paip minyak-tinggi
Paip bahan api-tekanan tinggi ialah saluran yang menyambungkan paip rel biasa dan penyuntik bahan api dikawal secara elektronik. Ia sepatutnya mempunyai aliran bahan api yang mencukupi untuk mengurangkan penurunan tekanan semasa aliran bahan api dan meminimumkan turun naik tekanan dalam sistem saluran paip tekanan tinggi-. Ia sepatutnya dapat menahan kesan bahan api-tekanan tinggi dan tekanan dalam common rail harus diwujudkan dengan cepat semasa permulaan. Panjang paip bahan api-tekanan tinggi dalam setiap silinder hendaklah sama yang mungkin untuk memastikan setiap penyuntik enjin diesel mempunyai tekanan suntikan bahan api yang sama, sekali gus mengurangkan sisihan isipadu suntikan bahan api antara silinder enjin. Di Shenzhen, paip minyak tekanan tinggi-hendaklah sesingkat mungkin untuk meminimumkan kehilangan tekanan daripada rel biasa kepada penyuntik bahan api. Diameter luar paip minyak-tinggi Syarikat BOSCH ialah 6mm dan diameter dalam ialah 2.4mm. Diameter luar paip minyak-tekanan tinggi Syarikat Denso Jepun ialah 8mm dan diameter dalam ialah 3mm.
Tekanan tinggi dalam rongga rel biasa digunakan secara langsung untuk suntikan, menghapuskan keperluan untuk mekanisme penggalak dalam penyuntik bahan api. Selain itu, rongga rel biasa berada di bawah tekanan tinggi berterusan, dan tork pemacu yang diperlukan oleh pam minyak-tinggi adalah jauh lebih kecil daripada pam minyak tradisional.
Melalui injap solenoid yang mengawal tekanan pada pam minyak tekanan tinggi,-tekanan minyak dalam rongga rel biasa boleh dilaraskan secara fleksibel mengikut keadaan beban enjin serta keperluan penjimatan dan pelepasan, terutamanya mengoptimumkan prestasi-rendah enjin.
Masa suntikan, isipadu suntikan bahan api dan kadar suntikan dikawal oleh injap solenoid pada penyuntik bahan api. Isipadu suntikan bahan api bagi suntikan pra-dan pasca-di bawah keadaan kerja yang berbeza dan selang dengan suntikan utama juga boleh dilaraskan secara fleksibel.
Sistem rel biasa-tekanan tinggi terdiri daripada lima bahagian, iaitu pam minyak-tinggi, rongga rel biasa dan-paip minyak tekanan tinggi, penyuntik bahan api, unit kawalan elektrik, pelbagai penderia dan penggerak. Pam bekalan bahan api mengepam bahan api dari tangki bahan api ke salur masuk bahan api pam bahan api-tinggi. Pam bahan api-tekanan tinggi yang digerakkan oleh enjin memberi tekanan kepada bahan api dan menghantarnya ke dalam rongga rel biasa. Kemudian, injap solenoid mengawal penyuntik bahan api setiap silinder untuk menyembur bahan api pada masa yang sepadan.
Pra-suntikan merujuk kepada proses menyuntik sejumlah kecil bahan api ke dalam silinder sebelum suntikan utama, di mana pra-pencampuran atau pembakaran separa berlaku dalam silinder, dengan itu memendekkan tempoh kelewatan pencucuhan suntikan utama. Dengan cara ini, kedua-dua kadar peningkatan tekanan silinder dan tekanan puncak akan berkurangan, menjadikan operasi enjin lebih sederhana. Pada masa yang sama, pengurangan suhu silinder membawa kepada penurunan dalam pelepasan NOx. Pra-suntikan juga boleh mengurangkan kemungkinan misfire dan meningkatkan prestasi permulaan sejuk bagi-sistem rel biasa tekanan tinggi.
Mengurangkan kadar suntikan pada peringkat awal suntikan utama juga boleh mengurangkan jumlah minyak yang disuntik ke dalam silinder semasa tempoh kelewatan pencucuhan. Meningkatkan kadar suntikan pada peringkat pertengahan suntikan utama boleh memendekkan masa suntikan, dengan itu mengurangkan-tempoh pembakaran yang perlahan, membolehkan pembakaran disiapkan dalam julat Sudut aci engkol yang lebih berkesan bagi enjin, meningkatkan kuasa keluaran, mengurangkan penggunaan bahan api dan mengurangkan pelepasan jelaga. Pemotongan bahan api pantas-di penghujung suntikan utama boleh mengurangkan pembakaran bahan api yang tidak lengkap, mengurangkan asap dan pelepasan hidrokarbon.
Bacaan Lanjutan:
Sistem kereta api biasa diesel telah dibangunkan selama tiga generasi dan ia mempunyai potensi teknikal yang kukuh. Pam tekanan tinggi-generasi pertama-kereta api biasa sentiasa dikekalkan pada tekanan tertinggi, mengakibatkan pembaziran tenaga dan suhu bahan api yang sangat tinggi. Generasi kedua boleh melaraskan tekanan output mengikut keperluan enjin dan mempunyai kedua-dua fungsi pra-suntikan dan selepas-suntikan. Pra-suntikan-mengurangkan hingar enjin: sejumlah kecil bahan api disuntik ke dalam silinder untuk pencucuhan mampatan dalam masa sepersejuta saat sebelum suntikan utama, memanaskan ruang pembakaran. Silinder yang dipanaskan terlebih dahulu menjadikan pencucuhan mampatan selepas suntikan utama lebih mudah. Tekanan dan suhu di dalam silinder tidak lagi meningkat secara tiba-tiba, yang kondusif untuk mengurangkan bunyi pembakaran. Semasa proses pengembangan,{11}}suntikan pasca berlaku, menghasilkan pembakaran sekunder, yang meningkatkan suhu di dalam silinder sebanyak 200 hingga 250 darjah Celsius dan mengurangkan hidrokarbon dalam ekzos.
Disebabkan potensi teknikalnya yang kukuh, hari ini pengeluar telah menetapkan sasaran mereka pada generasi ketiga sistem rel biasa - sistem rel biasa piezo. Penggerak piezoelektrik telah menggantikan injap solenoid, dengan itu mencapai kawalan suntikan yang lebih tepat. Tanpa paip minyak pemulangan, strukturnya lebih mudah. Tekanan boleh dilaraskan secara fleksibel dari 200 hingga 2000 bar. Isipadu suntikan minimum boleh dikawal pada 0.5mm ³, mengurangkan asap dan pelepasan NOX.
Kawalan elektronik merujuk kepada sistem suntikan bahan api yang dikawal oleh komputer. ECU (biasanya dikenali sebagai komputer) mengawal isipadu suntikan bahan api dan pemasaan setiap penyuntik bahan api dengan tepat, yang boleh mencapai keseimbangan terbaik antara penjimatan bahan api dan prestasi kuasa enjin diesel. Sebaliknya, enjin diesel tradisional dikawal secara mekanikal, dan ketepatan kawalan tidak dapat dijamin. "Tekanan tinggi" merujuk kepada tekanan sistem suntikan bahan api yang tiga kali lebih tinggi daripada enjin diesel tradisional, mencecah sehingga 200MPa (manakala tekanan suntikan bahan api enjin diesel tradisional adalah antara 60 dan 70 MPa). Tekanan tinggi memastikan pengabusan yang lebih baik dan pembakaran lengkap, dengan itu meningkatkan prestasi kuasa dan akhirnya mencapai penjimatan bahan api.
Rel biasa membekalkan bahan api kepada setiap penyuntik secara serentak melalui paip bekalan bahan api biasa. Isipadu suntikan bahan api dikira dengan tepat oleh ECU, dan jisim dan tekanan bahan api yang sama diberikan kepada setiap penyuntik pada masa yang sama, menjadikan enjin berjalan lebih lancar dan seterusnya mengoptimumkan prestasi keseluruhan enjin diesel. Sebaliknya, enjin diesel tradisional mempunyai setiap silinder menyuntik bahan api secara bebas, dengan isipadu dan tekanan suntikan bahan api yang tidak konsisten, mengakibatkan operasi tidak sekata, pembakaran tidak stabil, bunyi bising yang tinggi dan penggunaan bahan api yang tinggi.
Pada masa kini, enjin diesel yang dikeluarkan di dalam negara, yang dilengkapi dengan teknologi rel biasa tekanan tinggi-kawalan elektronik termaju di peringkat antarabangsa, telah menerima pakai teknologi teras terkini enjin diesel dari Eropah dan Amerika, dan jauh lebih unggul daripada enjin diesel pengecas turbo tradisional. Ia mempunyai kecekapan pembakaran 8% lebih tinggi, pelepasan karbon dioksida 10% lebih rendah dan pengurangan hingar sebanyak 15% berbanding enjin diesel pengecas turbo tradisional, mengubah sepenuhnya imej enjin diesel dalam fikiran orang ramai sebagai bising dan mengeluarkan asap hitam.