Common rail
În sectorul auto , Common Rail (sau în italiană , conductă comună sau colector comun ) este un sistem de alimentare cu combustibil montat pe motoare diesel .
Inventat de fizician [1] Bari Mario Rich , proiectat, dezvoltat și pre-industrializat de Grupul Fiat ( Magneti Marelli , filiala Centrului de Cercetare Fiat din Bari și Elasis ), a fost ulterior industrializat de Bosch . Lansarea mondială pentru mașinile de producție a avut loc în 1997 cu prima aplicație pe Alfa Romeo 156 1.9 și 2.4 JTD. Este un sistem inovator pentru domeniul auto, a cărui evoluție ulterioară, dezvoltată de Bosch, a condus la progrese considerabile în motoarele diesel, cu reducerea progresivă a cilindrelor și performanțe îmbunătățite, caracteristici care l-au făcut din ce în ce mai competitiv pe piață. mobilitate, dominată anterior de motoarele pe benzină. Timp de aproximativ doi ani, sistemul a rămas exclusiv FIAT , Alfa Romeo și Lancia , apoi a fost montat la toate marile grupuri auto . [2]
Istorie
Deși istoria Common Rail în domeniul auto datează din anii 80 și 90 ai secolului al XX-lea, motoarele cu același principiu ca și Common Rail au fost deja utilizate în trecut în sectoarele navale și feroviare , pe bărci și locomotive . Cooper-Bessemer GN-8 ( 1942 ) este un exemplu de motor diesel Common Rail acționat hidraulic, cunoscut și sub numele de Common Rail modificat. Principiul motorului cu injecție directă „Common Rail” a fost dezvoltat de cercetătorii de la Politehnica din Zurich începând cu anii 1930, dar nu era aplicabil pe motoarele diesel pentru uz auto.
Prima aplicare pe autoturisme a avut loc în 1997 : o pompă, indiferent de turația motorului, introduce motorina într-o conductă („Common Rail” sau colectorul comun) și generează o presiune în interiorul acesteia, care devine astfel un acumulator hidraulic, adică un rezerva de combustibil sub presiune gata pentru a fi injectată în butelii. Excesul de motorină (la temperatură ridicată) este returnat în rezervor unde se amestecă cu motorina la temperatura camerei. În primele aplicații (Alfa Romeo 156 1.9 JTD) această recirculare a motorinei fierbinți din rezervor a provocat probleme de fiabilitate legate de creșterea globală a temperaturii în circuitul combustibilului, cu pericolul degradării componentelor din plastic. Problema a fost rezolvată cu o bobină de răcire metalică plasată sub mașină. Un element foarte important în sistemul Common Rail este filtrul diesel, deoarece injectoarele de ultimă generație sunt deosebit de sensibile la impurități și apă. Mai mult decât probleme de infiltrare în rezervorul de motorină sau în timpul realimentării, problema se datorează condensării nocturne a umidității prezente în aer datorită scăderii temperaturii din rezervor. Pentru a remedia prezența apei, un sistem de separare a apei și un senzor de prezență a apei sunt instalate în majoritatea unităților de filtrare a motorinei, care detectează depășirea nivelului maxim de acumulare admisibil.
Preindustrializarea sistemului „Common Rail” a început în 1990 din colaborarea dintre Magneti Marelli , Centrul de Cercetare Fiat și Elasis . După dezvoltarea realizată de Grupul Fiat, proiectul a fost vândut, în aprilie 1994 , germanului Robert Bosch GmbH (sub presiunea Mercedes), care s-a ocupat de industrializare și comercializare.
La 27 iunie 2008, a fost prezentată a doua versiune a Common Rail ( motorul Multijet ). A treia generație a Common Rail a debutat în 2013, cu motorul Alfa Romeo JTDm2. [3] [4] [5]
Fiat a prezentat, în 1986 , prima mașină cu motor diesel cu ciclu cu injecție directă, Fiat Croma TD id; Apoi a urmat, în octombrie 1997 , Alfa Romeo 156 JTD echipat cu un motor diesel cu ciclu care lucrează cu sistemul de injecție de combustibil „Common Rail”. Motoarele Common Rail MultiJet sunt utilizate pe toate modelele Fiat Group Automobiles .
Structura
Se caracterizează prin prezența unei pompe de joasă presiune cu o pompă suplimentară de înaltă presiune în serie, urmată de o conductă comună de stocare la înaltă presiune pentru combustibil (de la 30 la minim la 300 MPa maxim la sarcină maximă) și injectoare controlate electronic. În acest fel, gestionarea presiunii și timpului de injecție sunt independente una de cealaltă, permițând o flexibilitate mare de funcționare.
In anterioare motoarele cu ardere internă cu injecție directă , o presiune înaltă pompă alimentată conductele de înaltă presiune de până la supape controlate de un arbore cu came sau la deschiderea mecanică injectoare care , datorită presiunii exercitate de combustibilul însuși pe un corp deschis. Conic care a blocat orificiul de injecție și nebulizare , depășind astfel rezistența arcului (calibrat între 35 și 45 MPa pentru motoarele marine mari și între 75 și 95 MPa în motoarele auto obișnuite) care l-au menținut în poziția închisă. Prin urmare, deschiderea și închiderea injectoarelor au fost determinate de presiunea generată de pompa de injecție.
Sistemul de alimentare Common Rail a fost botezat cu inițialele JTD ( uniJet Turbo Diesel ) la Fiat, în timp ce alți producători au folosit nume diferite: CDI pentru Mercedes-Benz , CDTi pentru Opel , HDi pentru PSA Group ( Peugeot , Citroen ), dCi pentru Renault , TDCi pentru Ford etc.
Operațiune
Pompa de înaltă presiune pune combustibilul sub presiune (în general, foarte puține rotații permit deja generarea presiunii maxime de funcționare) și îl transferă în conducta comună care acționează ca un rezervor de acumulare a presiunii . Presiunea este reglată datorită unei supape controlate electronic, pentru a menține presiunea cerută de unitatea electronică de control în conducta comună, numită „flaut”.
Combustibilul ajunge apoi la electroinjectoare și ocupă două compartimente, unul deasupra și unul sub acul atomizorului. Cele două forțe opuse se anulează reciproc și acul rămâne închis datorită unui arc mic. Compartimentul superior, numit camera de control, are un orificiu de aerisire reglat de o supapă solenoidă sau o supapă de control piezoelectrică . Când unitatea electronică de comandă deschide supapa, compartimentul de deasupra acului este golit, presiunea prezentă în compartimentul inferior controlează deschiderea acului și pornește procesul de injecție în camera de ardere, care se termină numai când este întreruptă comanda către supapa; acumularea de presiune din camera de control determină închiderea acului de atomizare.
În acest fel, datorită vitezei mari de reacție a supapelor de control, este posibil să se obțină și mai multe injecții pentru fiecare ciclu de lucru. Prin urmare, există o pre-injecție, pentru a crește presiunea și temperatura în camera de ardere, una sau mai multe injecții principale și, de asemenea, post-injecții. Datorită pre-injecției și subdivizării principalelor rate de livrare, presiunea din camera de ardere crește mai treptat, evitând astfel zgomotul de funcționare tipic motoarelor diesel cu injecție directă.
Sistemele Common Rail sunt, prin urmare, capabile să reducă zgomotul și vârfurile de presiune ridicată și să obțină o ardere mai ordonată, datorită căreia emisiile și consumul de combustie arse sunt reduse (aproximativ 15%) și o creștere semnificativă a performanței (aproximativ 12%). Există, de asemenea, post-injecții care fac parte din strategiile anti-poluare.
Sistemul de pre-injecție face ca Common Rail să fie mult mai asemănător cu motoarele cu aprindere pozitivă (motoare comune pe benzină) decât cu un motor tradițional cu aprindere prin compresie (motor diesel).
Cele mai sofisticate motoare, în unele cazuri și datorită injectoarelor piezoelectrice, pot efectua până la opt injecții pe ciclu. Motoarele Fiat Multijet aparțin acestei familii. JTD-urile anterioare (uniJet Turbo Diesel) au avut doar două injecții: principalul și pre-injecția.
Situatia actuala
Toate motoarele diesel de astăzi adoptă sistemul Common Rail. Înainte de a trece la common rail, motoarele diesel produse de Volkswagen foloseau un sistem de injecție de pompă sau PDE , în care fiecare injector este echipat cu propria pompă dedicată.
Notă
- ^ CV Mario Ricco ( PDF ), pe distrettomedis.it ( arhivat la 11 august 2019) .
- ^ istoria liniei comune , pe rivistamotor.com . Adus la 7 decembrie 2011 (arhivat din original la 16 ianuarie 2013) .
- ^ Alfa Romeo Mito JTDm-2 , pe alvolante.it . Accesat la 9 mai 2014 ( arhivat la 4 martie 2016) .
- ^ Confindustria: motor jtdm2 , pe confindustria.tn.it. Adus pe 9 mai 2014 (arhivat din original la 12 mai 2014) .
- ^ 10 motive pentru a alege un motor jtd , pe dgmag.it . Adus pe 9 mai 2014 (arhivat din original la 14 octombrie 2014) .
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe Common Rail
linkuri externe
- Introducere în sistemul Common Rail , pe electroyou.it .
- Animație despre funcționarea Common Rail , pe youtube.com .
