Detalles de la tecnología de ferrocarril común de alta presión

¿Qué es la tecnología ferroviaria común?

La tecnología de riel común se refiere a un método de suministro de combustible que separa completamente la generación de presión de inyección del proceso de inyección en un sistema de circuito cerrado compuesto por una bomba de combustible de alta presión, un sensor de presión y una ECU. La bomba de combustible de alta presión ofrece combustible de alta presión a la tubería pública de suministro de combustible. El control preciso de la presión del aceite en la tubería de suministro de aceite común hace que la presión de la tubería de aceite de alta presión sea independiente de la velocidad del motor, lo que puede reducir en gran medida la variación de la presión de suministro de aceite del motor diesel con la velocidad del motor, reduciendo así la Defectos del motor diesel tradicional. La ECU controla el volumen de inyección de combustible del inyector, y el volumen de inyección de combustible depende de la presión del riel de combustible (tubo de suministro de combustible común) y el tiempo de apertura de la válvula solenoide.

Detalles de la tecnología de ferrocarril común de alta presión
El sistema de riel común separa la generación de presión de combustible de la inyección de combustible. Si la tecnología de inyección diesel de bomba unitaria se compara con la revolución de la tecnología diesel, el riel común puede llamarse rebelión porque se desvía del sistema diesel tradicional y se aproxima a los sistemas de inyección de gasolina secuenciales. Los sistemas ferroviarios comunes abren nuevas formas de reducir las emisiones y el ruido del motor diesel.
Se puede decir que Europa es un paraíso para autos diesel. En Alemania, los autos diesel representan el 39%. Los autos diesel tienen antecedentes de casi 70 años, y se puede decir que los motores diesel se han desarrollado a pasos agigantados en los últimos 10 años. En 1997, Bosch y Mercedes-Benz desarrollaron conjuntamente el sistema de inyección diesel de riel común (sistema ferroviario común). Hoy en Europa, muchas marcas de automóviles están equipadas con motores diesel de riel común, como Peugeot tiene motores diesel de riel común HDI, motores JTD de Fiat y Delphi ha desarrollado sistemas de riel de riel diesel multec DCR.

La diferencia entre el sistema ferroviario común y el sistema de inyección diesel

El sistema de riel común es diferente del sistema de inyección diesel anterior impulsado por el árbol de levas. El sistema de inyección diesel de riel común separa completamente la generación de la presión de inyección y el proceso de inyección entre sí. El inyector controlado por la válvula solenoide reemplaza el inyector mecánico tradicional. La presión de combustible en el riel de combustible se genera mediante una bomba de alta presión del émbolo radial. La presión no tiene nada que ver con la velocidad del motor y se puede establecer libremente dentro de un cierto rango. . La presión de combustible en el riel común está controlada por una válvula reguladora de presión electromagnética, que ajusta continuamente la presión de acuerdo con las necesidades de trabajo del motor. La señal de pulso de que la unidad de control electrónico actúa sobre la válvula solenoide del inyector de combustible controla el proceso de inyección de combustible. La cantidad de combustible inyectado depende de la presión de aceite en el riel de combustible, el tiempo de apertura de la válvula solenoide y las características de flujo de fluido del inyector de combustible. La presión de inyección de combustible es un indicador importante de los motores diesel, ya que está relacionada con la energía del motor, el consumo de combustible, las emisiones, etc. En la actualidad, el sistema de inyección diesel de riel común ha aumentado la presión de inyección de combustible a 1800 bar.

Desarrollo en los últimos años

En los últimos dos años, los automóviles equipados con motores diesel de inyección directa se han desarrollado significativamente en Europa, con alta eficiencia, excelente economía de combustible y ruido reducido del motor. El motor diesel de inyección directa utiliza un sistema de boquilla de bomba, que se utiliza en el bora 1.9TDI producido en el país, y la presión de inyección máxima puede alcanzar 1800 bar. El sistema de inyección directa de la boquilla de la bomba es bueno, pero la presión de combustible no se puede mantener constante. A medida que el control de la emisión se vuelve más estricto, se requiere una presión de inyección diesel más alta y constante y un mejor control electrónico, por lo que muchos fabricantes hacen más ventajas, muchos sistemas de rieles comunes diesel se utilizan como la dirección de desarrollo de los motores diesel. Este sistema tiene una alta presión de combustible y puede proporcionar un control flexible de distribución de combustible, y la distribución de combustible, el tiempo de inyección de combustible, la presión de inyección y la velocidad de inyección se pueden controlar de manera flexible a través de la ECU. A través del control de las características anteriores, el ferrocarril común ha hecho que la capacidad de respuesta y la comodidad de conducción del motor diesel alcancen el nivel del motor de gasolina, y tiene una notable economía de combustible y bajas características de emisión.
Alta presión de combustible garantizada en todos los rangos de velocidad del motor, la alta presión de inyección puede obtener buenas características de combustión a condiciones de baja velocidad impulsadas por el árbol de levas para controlar el motor de la bomba de distribución del tipo de émbolo axial, la presión del sistema de combustible es proporcional a la velocidad del motor que la relación lineal crea la relación lineal. La presión de combustible insuficiente a velocidades de motor bajas, mientras que el sistema de riel común puede lograr una presión de combustible muy alta en todos los rangos de velocidad del motor. El sistema de control electrónico flexible controla la sincronización y la presión de inyección para lograr bajas emisiones y alta eficiencia en diversas condiciones de funcionamiento del motor. Dado que la acumulación de presión se separa del proceso de inyección, el diseñador de motores tiene mayor libertad al estudiar el proceso de combustión e inyección. La presión de inyección y el tiempo de inyección se pueden ajustar de acuerdo con los requisitos de las condiciones de trabajo del motor, para que el motor pueda lograr una combustión completa a velocidades bajas, por lo que incluso a velocidades muy bajas, se puede obtener un alto par. La aplicación de la tecnología de preinyección ha progresado aún más en la reducción de las emisiones y el ruido.

Control preciso del sistema de suministro de aceite

La bomba de combustible de baja presión chupa el aceite diesel del tanque de combustible y la suministra a la bomba de combustible de alta presión después de la filtración. Hay una válvula solenoide en la bomba de baja presión para controlar el combustible a la cámara de la bomba de alta presión, y el combustible ingresa al riel acumulador de combustible de presión tubular. Hay un sensor de presión en el riel común para controlar la presión del combustible de vez en cuando, y transmitir esta señal a la ECU para controlar la presión de combustible en el riel común al valor deseado ajustando el flujo. La presión de inyección varía de 200 a 1800 bar de acuerdo con las diferentes condiciones de funcionamiento del motor, y luego se inyecta en los cilindros por separado a través del control de la computadora. El riel común no solo mantiene la presión del combustible, sino que también elimina las fluctuaciones de presión.
La inyección de combustible es una operación articular muy compleja de sistemas mecánicos, hidráulicos y electrónicos. Para adaptarse al entorno de trabajo del motor en varias condiciones de trabajo, el combustible debe filtrarse y presurizarse antes de la combustión, e inyectarse a una cierta velocidad de inyección en un momento preciso. Dentro de cada cilindro. La computadora del motor controla los sistemas de recirculación de gases de escape, aumento y de tratamiento de escape para características óptimas del motor y emisiones de escape.

El motor de riel común de última generación

La estructura compacta del inyector hace del sistema de riel común una solución práctica incluso para motores de 4 válvulas de desplazamiento pequeño. A finales de 1999, nació el inteligente equipado con un motor diesel de riel común de 3 cilindros. Su desplazamiento es de solo 799 ml, su potencia máxima es de 30kW y su par máximo es de 100 nm a 1800-2800 rpm. el
El motor de riel común de segunda generación se instala en el E320 lanzado por Mercedes-Benz, con una potencia máxima de 150kW, un par de salida de 250 nm a 1000 rpm y el 85% del par máximo a 1400 rpm, y un valor máximo de 500 nm en Una amplia gama de torque de 1800-2600 rpm. El tiempo de aceleración de 0 a 100 km/h es de solo 7.7 segundos, y la velocidad máxima es de 243 km/h. El consumo integral de combustible es de 6.9L/100 km, y el tanque de combustible de 80 litros hace que la duración de la batería alcance 1000 km. El consumo combinado de combustible del E320 equipado con un motor de gasolina es de 9.9L/100 km.

Tres generaciones de sistema ferroviario común diesel

El sistema ferroviario común diesel se ha desarrollado durante 3 generaciones, tiene un fuerte potencial técnico
La bomba de alta presión de riel común de primera generación siempre mantiene la presión más alta, lo que resulta en un desperdicio de energía y alta temperatura de combustible. La segunda generación puede variar la presión de salida de acuerdo con la demanda del motor y tiene funciones de preinyección y post-inyección. La preinyección reduce el ruido del motor: se inyecta una pequeña cantidad de combustible en el cilindro durante un millonésimo de segundo antes de la inyección principal, precalentando la cámara de combustión. El cilindro precalentado hace que la encendido por compresión después de la inyección principal sea más fácil, y la presión y la temperatura en el cilindro ya no aumentan repentinamente, lo que es beneficioso para reducir el ruido de combustión. El posterior a la inyección se realiza durante el proceso de expansión para generar combustión secundaria, aumentar la temperatura en el cilindro en 200-250 ° C y reducir los hidrocarburos en el escape.
Debido a su fuerte potencial técnico, los fabricantes de hoy han puesto sus miras en la tercera generación del sistema ferroviario común: el sistema ferroviario común piezoeléctrico (piezo). El actuador piezoeléctrico reemplaza la válvula solenoide, por lo que un control de pulverización más preciso. Sin el tubo de retorno de aceite, la estructura es más simple. La presión es elásticamente ajustable de 200 a 2000 bar. El volumen de inyección mínimo se puede controlar a 0.5 mm3, reduciendo las emisiones de humo y NOX.
"Control electrónico" significa que el sistema de inyección de combustible está controlado por una computadora, y la ECU (comúnmente conocida como computadora) puede controlar con precisión la cantidad de inyección de combustible y el tiempo de inyección de combustible de cada inyector de combustible, de modo que la economía de combustible y la potencia de El motor diesel puede alcanzar el mejor equilibrio, mientras que el motor diesel tradicional se controla mecánicamente, y la precisión de control no puede garantizarse.
"Alta presión" significa que la presión del sistema de inyección de combustible es tres veces mayor que la de un motor diesel tradicional, hasta 200 MPa (mientras que la presión de inyección de combustible de un motor diesel tradicional es de 60-70 MPa), la presión es Grande y la atomización es lo suficientemente buena como para quemar, mejorando así el rendimiento de la potencia. Finalmente, se logra el objetivo de ahorrar combustible.
El "riel común" es suministrar cada inyector de combustible al mismo tiempo a través de la tubería de suministro de combustible común. La cantidad de inyección de combustible se calcula con precisión por ECU, y al mismo tiempo, se proporciona combustible de la misma calidad y presión a cada inyector de combustible para que el motor funcione más suavemente, optimizando así el motor diesel. Rendimiento integral. El motor diesel tradicional inyecta combustible de cada cilindro por separado, la cantidad y presión de inyección de combustible son inconsistentes, y la operación es desigual, lo que resulta en una combustión inestable, un ruido fuerte y un alto consumo de combustible.
En la actualidad, los motores diesel producidos a nivel nacional con tecnología ferroviaria de alta presión de alta presión controlada internacionalmente avanzada adoptan la última tecnología central de motores diesel europeos y americanos, que obviamente son superiores a los motores diesel sobrealimentados tradicionales. En comparación con los motores diesel sobrealimentados tradicionales, tiene una eficiencia de combustión 8% más alta, emisiones de dióxido de carbono 10% más bajas y un ruido 15% más bajo, cambiando por completo la imagen de los motores diesel como "humo ruidoso y negro" en las mentes de las personas.

Principio estructural

El sistema de riel común de alta presión utiliza una cavidad de riel común de gran volumen para acumular la salida de combustible de alta presión por la bomba de aceite, eliminar las fluctuaciones de presión en el combustible y luego entregarla a cada inyector y realizar la inyección controlando la válvula solenoide en el inyector comienza y finaliza.

características

Sus características principales se pueden resumir de la siguiente manera:
La alta presión en la cavidad del ferrocarril común se usa directamente para la inyección, lo que puede ahorrar el mecanismo de refuerzo en el inyector; Además, la alta presión en la cavidad del ferrocarril común es continuamente alta, y el par de conducción requerido por la bomba de aceite de alta presión es mucho menor que la de las bombas de aceite tradicionales.
A través de la válvula solenoide que regula la presión en la bomba de aceite de alta presión, la presión de aceite en la cavidad del ferrocarril común se puede ajustar de manera flexible de acuerdo con la condición de carga del motor, la economía y los requisitos de emisión, especialmente optimizando el rendimiento de baja velocidad del motor.
La sincronización de la inyección, la cantidad de aceite de inyección y la velocidad de inyección están controlados por la válvula solenoide en el inyector, y la cantidad de aceite de inyección de preinyección y posterior a la inyección y el intervalo con inyección principal se puede ajustar de manera flexible en diferentes condiciones de trabajo.
El sistema de riel común de alta presión consta de cinco partes, a saber, la bomba de aceite de alta presión, la cavidad de riel común y la tubería de aceite de alta presión, el inyector de combustible, la unidad de control electrónico, varios sensores y actuadores. La bomba de suministro de combustible bombea el combustible del tanque de combustible hacia la entrada de combustible de la bomba de combustible de alta presión. La bomba de combustible de alta presión impulsada por el motor presuriza el combustible y la envía a la cavidad del tren común, y luego la válvula solenoide controla los inyectores de combustible de cada cilindro para inyectar combustible en el tiempo correspondiente. Antes de la inyección principal, la preinyección inyecta una pequeña parte del combustible en el cilindro, y se produce premezcla o combustión parcial en el cilindro, acortando el período de retraso de encendido de la inyección principal. De esta manera, tanto la velocidad de aumento de la presión del cilindro como la presión máxima disminuirán, el motor funcionará más suavemente y la temperatura en el cilindro disminuirá para reducir las emisiones de NOx. La preinyección también puede reducir la posibilidad de falla y mejorar el rendimiento del inicio en frío del sistema de rieles comunes de alta presión.
La reducción de la tasa de inyección al comienzo de la inyección principal también puede reducir la cantidad de combustible inyectado en el cilindro durante el período de retraso de encendido. El aumento de la tasa de inyección en la etapa media de la inyección principal puede acortar el tiempo de inyección y acortar el período de combustión lenta, de modo que la combustión se puede completar dentro del rango de ángulo de cigüeñal más efectivo del motor, aumentar la potencia de salida, reducir el consumo de combustible y reducir las emisiones de hollín. El corte rápido de combustible al final de la inyección principal puede reducir la combustión incompleta de combustible, reducir el humo y las emisiones de hidrocarburos.