Устройство и принцип работы системы Common Rail
Схема и детали системы
Высокое давление 230-1800 бар.
Давление в обратной магистрали форсунок, 10 bar.
Давление в напорной магистрали, Давление в обратной магистрали.
1. Подкачивающий топливный насос. Осуществляет постоянную подкачку топлива в напорную магистраль.
2. Топливный фильтр с клапаном предварительного подогрева. Клапан предварительного подогрева препятствует при низких температурах окружающей среды засорению фильтра кристаллизующимися парафинами.
3. Дополнительный топливный насос. Подаёт топливо из напорной магистрали к топливному насосу.
4. Сетчатый фильтр. Предохраняет насос высокого давления от попадания инородных частиц.
5. Датчик температуры топлива. Измеряет текущую температуру топлива.
6. Насос высокого давления (ТНВД). Создаёт давление, необходимое для работы системы впрыска.
7. Клапан дозирования топлива. Регулирует количество топлива, которое необходимо подать в аккумулятор высокого давления.
8. Регулятор давления топлива. Регулирует давление топлива в магистрали высокого давления.
9. Аккумулятор давления (топливная рампа). Накапливает под высоким давлением топливо,необходимое для впрыска во все цилиндры.
10. Датчик давления топлива. Измеряет текущее давление топлива в магистрали высокого давления.
11. Редукционный клапан. Поддерживает давление в обратной магистрали форсунок системы впрыска на уровне 10 бар. Такое давление необходимо для работы форсунок.
12. Форсунки.
Система впрыска Common Rail
Система впрыска Common Rail представляет систему впрыска топлива для дизельных двигателей с аккумулятором высокого давления. Термин «Common Rail» означает «общая балка или рампа» и служит для обозначения общей топливной рампы (аккумулятора давления) для всех форсунок ряда цилиндров.
В данной системе процесс впрыска отделён от процесса создания высокого давления. Необходимое для системы впрыска высокое давление создаётся с помощью отдельного топливного насоса высокого давления (ТНВД). Топливо, находящееся под высоким давлением, накапливается в аккумуляторе давления (топливной рампе) и через короткие топливопроводы высокого давления подаётся к форсункам. Управление системой впрыска Common Rail осуществляется системой управления двигателя Bosch EDC.
Система впрыска Common Rail располагает большими возможностями для регулирования давления и параметров впрыска в соответствии с режимом работы двигателя. Это создает хорошие предпосылки для удовлетворения постоянно растущих требований к системе впрыска в плане улучшения экономичности, снижения токсичности ОГ и шумности двигателя.
В данной системе впрыска Common Rail используются пьезоэлектрические форсунки.
Управление форсунками осуществляется исполнительным механизмом, основанном на использовании пьезоэлемента. Скорость переключения такого механизма во много раз выше, чем у форсунки с электромагнитным клапаном.
Кроме того, масса подвижной иглы у распылителя пьезоэлектрической форсунки примерно на 75 % меньше, чем у форсунки с электромагнитным приводом.
Это обеспечивает пьезоэлектрическим форсункам следующие преимущества:
* короткое время переключения * возможность произвести несколько впрысков в течение рабочего такта * точность дозировки впрыска
Работа пьезофорсунки Common Rail
И для интереса. Как изготавливается форсунка Common Rail Piezo на заводе.
Процесс впрыска
Высокая скорость переключения пьезоэлектрической форсунки позволяет гибко и с высокой точностью управлять фазами впрыска и дозировать подачу топлива. Благодаря этому управление процессом впрыска топлива может осуществляется в точном соответствии с потребностью двигателя в определённый момент времени. За время такта может быть произведено до пяти отдельных впрысков.
ТНВД
Насос высокого давления представляет собой одноплунжерный насос. Привод насоса осуществляется через зубчатый ремень коленвала с частотой, равной частоте оборотов двигателя. ТНВД предназначен для создания в топливной магистрали давления до 1800 бар, необходимого для работы системы впрыска. С помощью двух кулачков, развёрнутых на приводном вале на 180°, скачок давления формируется синхронно с впрыском во время рабочего такта конкретного цилиндра. Это обеспечивает равномерную нагрузку привода насоса и снижает колебания давления в области высокого давления. Для снижения трения при передаче усилия от приводных кулачков к плунжеру насоса между ними установлен ролик.
Устройство насоса высокого давления
Схематическое представление насоса высокого давления.
Источник
Характеристики двигателя D4EA
Двигатель D4EA Дизель корейского производства D4EA имеет такие характеристики:
- Его объём составляет — 1991 кубический сантиметр.
- Система питания Д4ЕА — непосредственный впрыск.
- При этом он имеет мощность — от 112, до 151 л.с.
- А крутящий момент у него — от 245, до 350 Нм.
- Блок 4-х цилиндровый с рядным расположением, выполнен из чугуна.
- Головка блока цилиндров (ГБЦ) — 16-ти клапанная, выполнена из алюминиевого сплава.
- Его цилиндры имеют диаметр — 83 миллиметра.
- Ход поршней при этом 92 миллиметра.
- Характеристика степени сжатия D4EA — 17,7.
- К особенностям этого мотора относится — наличие интеркулера.
- На этом моторе используются гидрокомпенсаторы.
- Привод ГРМ — ременной.
- Масло — 5W-30.
- Объём же масла, заливаемый в двигатель — 6,5 литров.
- Топливом для него служит — дизель.
Расход топлива
Такие характеристики как расход топлива должны рассматриваться с учётом характеристик автомобиля, на который он установлен, а также некоторых других факторов. Рассмотрим же потребление топлива двух моделей автомобилей на которые устанавливался двигатель D4EA.
Это Kia Sportage 2.0D AT 4WD Elegance выпускавшийся с апреля 2007-го по июль 2010-го года и оборудовавшийся автоматической 4-х ступенчатой автоматической коробкой передач.
Также рассмотрим расход топлива автомобилем Hyundai Santa Fe 2.0D MT 4WD GLS выпускавшимся с августа 2004-го года по март 2006-го года с установленной на нём механической коробкой передач.
Kia Sportage 2.0D AT 4WD Elegance
Kia Sportage 2.0D AT 4WD Elegance.
При разных режимах расход топлива будет следующим:
- город — 10,3;
- трасса — 6,6;
- смешанный цикл — 8,0.
Hyundai Santa Fe 2.0 D4EA MКПП 4WD GLS У Hyundai Santa Fe 2.0 D4EA MКПП 4WD GLS.
При разных режимах расход топлива будет следующим:
- город — 9,0 литров;
- трасса — 6,1;
- смешанный цикл — 7,1.
Обслуживание и ремонт
Корейский мотор D4FB вполне надёжен, может спокойно проработать без серьёзных проблем первые 300 тыс. км. Однако владелец обязан следить за качеством заливаемого масла и топлива постоянно, ведь двигатель чрезвычайно чувствителен к этому. Не стоит запускать этот мотор в российские морозы, без прогрева. Шум цепи ГРМ — самая распространённая «болезнь» этого ДВС. Неисправность редко появляется до 120-тысячного пробега, но потом избежать этого практически невозможно. Устраняется неполадка так: надо отрегулировать натяжной ролик, что легко сделать даже своими руками.
Навесное оборудование, включающее турбины и форсунки, служит долго, проблем автовладельцу не доставляет первые 150 тыс. км пробега. Затем требуется тщательно проверять, чистить. В целом ТС дизельного агрегата не предоставит дорогой ремонт или замену комплектующих.
Одна из самых распространённых процедур, проводимых на D4FA, является чистка впускного коллектора. Это надо делать время от времени, так как ТПА CRDI крайне чувствительна к качеству топлива. Засорение системы приводит к появлениям турбоям, повышенному расходу горючего и дымности. Мотор чаще «тупит» в неожиданных ситуациях, обороты не набираются после 2000, слышен цокот по типу бензиновой детонации.
Пошаговая инструкция по проведению чистки приведена ниже.
- Надо скинуть вакуумные шланги. Трубка, которая на самом моторе, просто отсоединяется и оставляется в висячем положении.
- Отключить шланг обратки.
- Отсоединить фишки с регулятора температуры топлива, датчика ТНВД и ДПВЗ.
- Открутить левое пластиковое крепление жгута проводки.
- Все лишние провода и крепления тоже отсоединить.
- Вытащить трубку ТНВД.
Отметим, что отсоединить топливную трубку высокого давления от насоса будет не так просто. Нужно заранее вооружиться специальными инструментами, чтобы никаких проблем не возникло.
Дальнейшие действия уже непосредственно с впускным коллектором.
- Расслабить и открутить болты крепления ВК. Если момент затяжки узла был большой, то при снятии возможен удар давления.
- Снять впуск. Должно пойти много сажи из ЕГР вперемежку с маслом от картерных газов.
Если бюджет позволяет, то рекомендуется приобрести качественную химию для очистки или отдать впуск в автомойку под керхер с подогревом. Если нет, то и бюджетных способов масса. Например, взять стирального средства, смешать с водой и заварить. Полученным составом можно легко отмыть коллектор, а остатки сажи домыть обезжиривателем и зубной щёткой.
Источник
Toyota Motor Corporation (Тойота, Япония)
По официальным данным, эмблема Компании Toyota — это изображение стилизованной ткацкой петли. Бытует и ошибочное мнение, будто эмблема — изображение швейной иголки, в которую продета нитка.
Тяжело уловить связь между крупнейшей автокомпанией в мире и ткацкими петлями, не зная ее истории. Дело в том, что Toyoda (Toyoda Automatic Loom Works — так ранее называлась компания, свое название она получила от фамилии руководителя Киитиро Тоеда) начинала свою деятельность, как компания по производству автоматических ткацких станков.
Toyota Motor Corporation была основана в качестве самостоятельной компании в 1937 году. Как вы уже заметили, ее название было изменено. Предпосылкой для этого служили три причины, а именно:
- Удобство произношения;
- Слово Toyota, написанное японской азбукой, состоит из 8 черт (toyota иероглифами). По мнению глав компании, это название оказалось более удачным, так как считается, что число 8 приносит удачу;
- Если разделить слово Toyota на toyo (изобилие) и ta (рис), то получится выражение «zoom-zoom», а на востоке это символизирует достаток. В некоторых источниках есть еще один вариант перевода слова toyo — восточный океан (to — восток, yo — океан).
Двигатели и КПП из Кореи — Двигатель D4CB Хендай Старекс, Портер, Киа Соренто, Бонго 2.5
Осуществляя покупку собственного транспортного средства, следует учитывать массу различных факторов, к которым, без сомнения, можно причислить и производительность двигателя.
В настоящее время, одним из самых экономичных и наименее ресурсо-затратных моторов, можно по праву назвать двигатель d4cb, который, начиная с 2002 года, устанавливается на автомобили от корейского производителя, такие как Kia Sorento 2.
5, Kia Bongo 2.5,Hyundai Starex 2.5, Hyundai Porter 2.5
Описание мотора
Перед тем как купить контрактный двигатель D4CB необходимо убедится в том, на сколько он соответствует вышедшему из строя ДВС. В общем все двигатели D4CB являются дизельными четырех цилиндровыми силовыми агрегатами.
Так же общей чертой является наличие DOHC системы газораспределения (два распределительных вала которой компактно расположены в верхней части двигателя, что делает его менее шумным). Большинство деталей всех D4CB, в число которых входят блок, головка блока цилиндров D4CB, поршни, клапаны, рапред.
валы выполнены из смежных металлических сплавов, таких как сталь, силумин, чугун способных выдерживать высокие температуры и работы при повышенных оборотах.
Тем не менее не смотря на все общие черты моторов модели D4CB и почти что одинаковый полный вес конструкции (приблизительно равен 270 килограммов), в зависимости от а/м на которую устанавливается этот ДВС навесное оборудование может отличаться, что сказывается на рабочих характеристиках ДВС D4CB 2.5 литра. Таким образом от машины к машине мощность двигателей D4CB варьируется от 115 л.с до 175 л.с. ( двигатель D4CB VGT 2.5 175 л.с)
К положительным качествам двигателя можно смело отнести немалую мощность, которая находится в диапазоне 115-175 лошадиных сил, а также низкий расход топлива, что стало возможным благодаря использованию системы впрыска топливной жидкости Common Rail, не позволяющей напрасно тратить топливо. Не стоит также забывать, что двигатель для Киа Соренто 2,5, Хендай Портер 2.5 а он же, по совместительству, и двигатель Хендай Старекс 2.5 D4CB обладает высоким уровнем надежности, что позволяет использовать автомобиль на полную мощность, без негативных последствий.
Применяемость
Следует заметить, что корейские инженеры и автомобильные конструкторы проделали не малую работу над данной силовой установкой, сделав его не только экономичным, но и универсальным. Данный подход сделал возможным его использование в качестве
- двигатель Kia Sorento
- двигатель Киа Бонго
- двигатель Хендай Старекс
- двигатель Хендай Портер
Износ
Пожалуй, единственным серьезным недостатком данного двигателя является склонность к быстрому изнашиванию.
Однако и эту проблему можно решить, посредством периодической замены масла, а также проведению диагностики с целью устранения мелких повреждений и неполадок, которые в последствии могут стать крупной проблемой.
Двигатель D4CB — это яркий пример тщательного и кропотливого труда корейских инженеров, стремящихся максимально удовлетворить потребность авто владельцев в хорошем и производительном моторе.
Каталожные номера
- Киа Соренто мотор
- 211014AA10A ( 21101-4AA10A )
- 211014AA10 ( 21101-4AA10 )
- 211014AA00 ( 21101-4AA00 )
- 211014AA20 ( 21101-4AA20 )
- шорт блок
- 211024AA10A ( 21102-4AA10A )
- 211024AA10 ( 21102-4AA10 )
- 211024AA00 ( 21102-4AA00 )
- 211024AA20 ( 21102-4AA20 )
- блок
- 211004A010 ( 21100-4A010 )
- 211004A000 ( 21100-4A000 )
- Старекс мотор
- 211014AB10B ( 211014-AB10B )
- 211014AB10A ( 21101-4AB10A )
- 211014AB10 ( 21101-4AB10 )
- 211014AB00 ( 21101-4AB00 )
- шорт блок
- 211024AA10A ( 21102-4AA10A )
- 211024AA10 ( 21102-4AA10 )
- 211024AA00 ( 21102-4AA10 )
- блок
- 211004A020 ( 21100-4A020 )
- 211004A010 ( 21100-4A010 )
- 211004A000 ( 21100-4A000 )
- Бонго мотор
- 1J0814AU00 ( 1J081-4AU00 )
- 1J0814AU01 ( 1J081-4AU01 )
- 1J0814AU01A ( 1J081-4AU01A )
- 1J0814AU00C ( 1J081-4AU00C )
- 1J0814AU00D ( 1J081-4AU00D )
- 1J0914AU00 ( 1J091-4AU00 )
- 1J0914AU01 ( 1J091-4AU01 )
- 1J0914AU01A ( 1J091-4AU01A )
- 1J0914AU00C ( 1J091-4AU00C )
- 1J0914AU00D ( 1J091-4AU00D )
- шорт блок
- 2J0224AU00 ( 2J022-4AU00 )
- 2J0224AU00A ( 2J022-4AU00A )
- блок
- 211004A020 ( 21100-4A020 )
- 211004A010 ( 21100-4A010 )
- 211004A000 ( 21100-4A000 )
Турбореактивный двигатель TDI-J85 для крылатых ракет Grey Wolf
Двигатель TDI-J85 и связанная с ним недорогая крылатая ракета были спроектированы и изготовлены Northrop Grumman в сотрудничестве Technical Directions. Двигатель может также приводить в действие и другие беспилотные летательные аппараты.
Турбореактивный двигатель TDI-J85 для крылатых ракет испытывает Исследовательская лаборатория ВВС США. tdi-engines.com
Gray Wolf (Серый волк) — это ведомство, подчиненное министру обороны США и руководящее производством прототипов и демонстрационных образцов недорогих крылатых ракет с дальностью полета более 460 км.
Начальная тестовая кампания TDI-J85 включала в себя несколько запусков двигателя в полете и работу на большой высоте.
«Успех этого теста значительно повышает нашу уверенность в эффективности двигателя и систем оружия в целом», — говорится в заявлении полковника ВВС США Гарри Хааса, главы Управления по боеприпасам AFRL, сокращенно AFRL/RW. Он утверждает, что TDI-J85 является первым в своем классе и ценовом сегменте, успешно работающим на высоте.
Турбореактивный двигатель TDI-J85. tdi-engines.com
TDI-J85 — турбореактивный двигатель весит всего 28 фунтов (12,7 кг) . Для сравнения: турбовентиляторный двигатель Williams F107 , оснащенный крылатой ракетой воздушного базирования AGM-86B (ALCM) и вариантами крылатой ракеты Tomahawk Land Attack, относится к классу тяги в 600 фунтов и весит около 67 фунтов (30,39 кг).
«Двигатель TDI-J85 прошел успешную летно-испытательную кампанию, кульминацией которой стало несколько запусков двигателей в полете и работа на большой высоте. Двигатель оправдал ожидания по характеристикам тяги и превзошел ожидания по эффективности использования топлива», — говорится в пресс-релизе AFRL. «Испытанные двигатели накопили достаточное время работы в полете, создавая уверенность в долговечности конструкции».
«Конструкция двигателя была ориентирована на доступность и технологичность, что позволяет увеличить производство. Результаты испытаний подтвердили работоспособность двигателя», — продолжил он. «Это первый двигатель в своем классе и ценовой категории, успешно работающий на высоте».
Особо подчеркивается, что с двигателем TDI-J85, топливная нагрузка может быть уменьшена, чтобы освободить место для более крупных боеголовок или других полезных нагрузок.
В настоящее время ВВС заявляют, что они стремятся продемонстрировать экспериментальную конструкцию недорогой крылатой ракеты, которая может «летать на расстояниях, превышающих 250 морских миль (463 км)».
Крылатая ракета Gray Wolf. tdi-engines.com
Усовершенствованные двигатели также не ограничатся приведением в действие крылатых ракет воздушного базирования. Такие двигатели, как TDI-J85, могут помочь в продвижении нового поколения других расходных систем, в том числе приманок , а также беспилотных летательных аппаратов.
| Тяга (на холостом ходу — макс) | 20-200 фунтов (88-890 Н) |
| Мощность (холостой ход — макс.) | 1,2 кВт |
| Вес двигателя | 28 фунтов (12,7 кг) |
| Вес топливного насоса | 1,4 фунта (0,65 кг) |
tdi-engines.com
Будущие планы ВВС по программе «Grey Wolf» не совсем ясны. В июне 2020 года было заявлен, что отменяются запланированные дополнительные фазы тестирования и перенесет работу по созданию сетевых роящихся боеприпасов на другой проект.
Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
Теги: Технологии TDI-J85 ВВС США двигатель крылатые ракеты турбореактивный двигатель
Предыдущая статья Крылатые ракеты Tomahawk. Про топливо из кукурузы и экологическую чистоту
Следующая статья Кто виноват в падении F-35?
Предоставлено SendPulse
Нравится 0
Преимущества и недостатки системы CRDI
Не значительное присутствие токсичных элементов в отработанных газах, создается за счет полного сгорания топливно-воздушной смеси, причем происходит значительное увеличение мощности двигателя.
Основным отличием системы движка CRDI, является сохранение давления топлива на одном уровне и независимость от оборотов коленчатого вала, объема топлива и других различных факторов, которые смогли бы повлиять на впрыск при разных режимах работы двигателя.
За счет электронного блока управления при подаче топлива происходит открытие форсунок для впрыска. Конструктивной особенностью форсунок системы являются встроенные в них специальные электромагнитные соленоиды. Благодаря, которым все это было реализовано.
Также это является особенностью этой системы по сравнению с кулачковым ТНВД. В Common Rail в инжекторной форсунке игла поднимается за счет управления соленоидом, а не за счет давления горючего.
Также в системе происходит программное управление давлением впрыска, количеством топлива и углом опережения впрыска. То есть программа, прошита в ЭБУ и используется при разных условиях и режимах работы двигателя.
Нагнетание топлива и впрыск оказываются совершенно отдельными процессами. Что привело еще к одному преимуществу CRDI, а именно многофазный впрыск, самый минимум двухфазный. Исходя из скоростного режима, количества оборотов и нагрузки на двигатель можно динамично менять давление впрыска.
В Common Rail фазированный впрыск происходит за 1 рабочий такт, хотя раньше при разработке системы предполагался двойной впрыск
Большее внимание уделялось избавление от детонации. Сегодня разработанные системы предоставляют девять фаз топливного впрыска. Фазированный впрыск значительно снизил уровень шума работающего дизельного двигателя CRDI, что является еще одним преимуществом
Фазированный впрыск значительно снизил уровень шума работающего дизельного двигателя CRDI, что является еще одним преимуществом.
Точная дозировка топлива в рамках времени впрыска обеспечивается за счет высокого постоянного давления в рейке. В предшествующих разработках с обычным насосом высокого давления такой возможности не было. Все попытки изменить давление приводили к возникновению волнообразной пульсации в трубопроводах, от насоса к форсункам.
В результате чего при воздействии этих волн быстро выходили из строя трубопроводы. Поэтому в ТНВД давление за счет, которого происходит нагнетание топлива в форсунки строго ограничено. Стало ясно, что простые ТНВД не могут нагнетать давление 300 кг/см2. А система Common Rail изрядно превышает эту цифру. Система CRDI без разрушения системы и колебаний давления предполагает отметку до 2000 бар.
Наряду с достоинствами, мотор насчитывает ряд существенных недостатков. Одним из недостатков является чувствительность к качеству дизельного топлива. Многие элементы системы, а именно форсунки или насос мгновенно выходят из строя при попадании потусторонних малейших частиц или фракций.
Еще одним недостатком является высокая стоимость двигателей оснащенных системой CRDI, что в итоге увеличивает общую стоимость транспортного средства. Для четкой работы двигателя требуются множество электронных датчиков, которые заложены в конструкцию, поэтому такая система является сложной.
Поэтому исключается возможность ремонта в гаражных условиях, только в специализированных сервисах. Потому что для ремонта системы требуются специальные инструменты, диагностические стенды и различного вида оборудование.
При ремонте CRDI надлежит модульная замена запасных частей. А это приводит к дополнительным дорогостоящим затратам. Соответственно из перечисленных выше причин стоимость выполненных работ будет достаточно высока.
На основе выше изложенной информации становится ясно, почему на территории России многие владельцы автомобилей до сих пор расценивают систему питания дизельного двигателя Common Rail невыгодным решением. Все дело в качестве отечественного топлива и уровня обслуживания автомобилей с такими двигателями.
Все компоненты мотора CRDI изготовлены с повышенной точностью, то есть проникание в систему сторонних элементов не допускается. В условиях высокого давления детали после потребления некачественного дизтоплива мгновенно придут в негодность. А их замена подразумевает определенные сложности и повышенные расходы.
Поделитесь информацией с друзьями:
Особенности привода в распредвале DOHC-двигателей
Привод – элемент, приводящий в действие распределительный вал и двигатель в целом. В DOHC-моторах применяется три типа привода: ремневой, цепной и шестерный.
Привод из шестерней является самым надежным механизмом. Однако он имеет огромный минус – это максимальный уровень исходящего шума от работающего привода.
Привод с использованием цепи является надежным механизмом. В сравнении с шестернями, от цепи исходит значительно меньше шума. Однако цепной привод имеет и массу недостатков:
- периодическое вытягивание, возникающее в процессе эксплуатации – чтобы это устранять в автоматическом режиме, потребуется в двигатель установить устройство автоматического натяжения цепей;
- необходимость регулярно смазывать цепь специальными смазочными материалами – чтобы обеспечить регулярное поступление смазочного материала на цепь, потребуется в распределительном вале установить герметическую емкость (картер) для масла.
Привод с применением зубчатого ремня – надежный механизм. Его стоимость значительно меньше, чем цепного или шестерного привода. А также уровень исходящего шума от ремневого привода минимальный и полностью отсутствует склонность к растягиванию. Однако, несмотря на положительные стороны, ремневый привод имеет небольшой недостаток – если ремень выходит из строя, то он может стать причиной соприкосновений поршня и неконтролируемого клапана, что приведет к разрушению обоих этих элементов. Поэтому, чтобы избежать выхода из строя зубчатого ремня, потребуется через каждые 50-150 тысяч километров, пройденных авто, осуществлять замену ремня и регулировать ролики натяжения.
