Аккумуляторная топливная система или система типа Common rail (англ. общая магистраль) — система подачи топлива, применяемая в дизельных двигателях с непосредственным впрыскиванием топлива. В системе типа Common rail насос высокого давления нагнетает топливо под высоким давлением (до 300 МПа, в зависимости от режима работы двигателя) в общую топливную магистраль существенного объема (аккумулятор).^[1]

Управляемые электроникой электрогидравлические форсунки с электромагнитным или пьезоэлектрическим приводом управляющих клапанов впрыскивают топливо под высоким давлением в цилиндры. В зависимости от конструкции форсунок и класса двигателя, может впрыскиваться до 9 порций топлива за 1 цикл. Одной из ключевых особенностей систем Common Rail является независимость процессов впрыскивания от угла поворота коленчатого вала и от режима работы двигателя, что делает возможным достижение высокого давления впрыскивания на частичных режимах, что необходимо для удовлетворения современных и перспективных экологических требований.

Принцип действия и экологический аспект

Современные системы топливоподачи дизелей разделяются на 2 класса: системы непосредственного действия и аккумуляторные системы. В первом классе сжатое в ТНВД топливо поступает непосредственно через форсунку в цилиндр. В системах же аккумуляторного типа между ТНВД и форсунками содержится аккумулятор, накапливающий топливо в пределах нескольких циклов, что позволяет сглаживать пульсации давления от работы насоса(-ов) и форсунок, а также позволяет осуществлять впрыскивание в любой момент времени, вне зависимости от положения коленчатого вала, о чем было упомянуто выше. Данная особенность позволяет точнее дозировать порции топлива, а также время их впрыскивания, что важно для приближения к оптимальным значениям для каждого отдельно взятого цикла. Два основных ограничивающих экологических фактора для дизельных двигателей - это выбросы оксидов азота NO_x и выбросы твердых частиц, сажи. Эти параметры находятся в обратной зависимости в силу организации рабочего процесса в дизеле, и при снижении одного из них путем регулировки рабочего процесса, неизбежно получается повышение второго. Для снижения эмиссии оксидов азота наиболее действенным на сегодняшний день методом является применение рециркуляции части отработавших газов EGR с выпуска двигателя на впуск. Но применение EGR ведет к увеличению выбросов сажи, для борьбы с которыми (без применения внешней обработки отработавших газов) эффективным является увеличение давления впрыскивания топлива одновременно с точным его дозированием. Увеличение давления впрыскивания приводит к лучшему распыливанию топлива, к уменьшению размера капель и как следствие, к уменьшению количества несгоревшего топлива, которое и является основным источником образования сажи.

Таким образом, для удовлетворения перспективных экологических нормативов, таких как Euro-VI, Tier-IV, Euro Stage IV для тяжелых дизелей, системы Common Rail Были признаны наиболее подходящими для применения на всех классах двигателей.

Носители системы

На данный момент до 70% всех выпускаемых дизельных двигателей оснащается системами Common Rail, и эта доля растет. ^[2] (По прогнозам компании Robert Bosch GmbH доля системы CR на рынке к 2016 году достигнет 83%, а в 2008 году эта цифра составляла лишь 24%). Таким образом, сегодня практически каждый производитель двигателей всех классов: от малых легковых и до крупных судовых, освоил применение аккумуляторных систем.

Среди производителей топливоподающей аппаратуры и систем Common Rail в частности, лидерами являются следующие компании: R. Bosch, Denso, Delphi, L'Orange, Scania.

Интересные факты

• Разработчиком первой системы для коммерческого использования является фирма BOSCH, однако первый конвейерный автомобиль с этой системой был выпущен фирмой HINO с топливной аппаратурой DENSO.
• Разработки аккумуляторных систем питания проводились ещё в середине 20-го века в СССР на Коломенском Заводе, однако ввиду недостаточного развития электроники в те времена удачных реализаций подобных систем не было.
• В настоящее время подавляющее большинство производителей дизельных двигателей используют аппаратуру Common Rail ввиду того, что предыдущие поколения топливных аппаратур не в состоянии обеспечить современные жёсткие экологические требования.

Примечания