Автомобильные технологии

В результате кризиса 2007-2008 годов Ford Motor Company распродала множество убыточных автомобильных брендов. Среди них оказался и Volvo Car Corporation. Покупателем выступила Zhejiang Geely Holding Group, более известная российским автомобилистам как просто Geely. Окончательно сделка была закрыта в первой половине 2010 года, после чего у многих стали появляться сомнения в безоблачном будущем Volvo. Разумеется, китайской Geely было бы выгодно поглотить все технологические наработки шведской компании, а сам бренд оставить на задворках автомобильной истории. Но спустя три года становится очевидно, что прогнозы скептиков не оправдались. Volvo успела выпустить новое семейство S60/V60, пополнить модельный ряд компактным хэтчбеком V40, а также представить несколько интересных систем безопасности, включая пока еще обкатываемую технологию «дорожных поездов» Sartre (Safe Road Trains for the Environment) и первую в мире подкапотную подушку безопасности для пешеходов, а придворная тюнинг-студия Polestar планирует поставить на поток производство S60 Polestar, который будет на равных конкурировать с суперседанами Audi RS4, BMW M3 и Mercedes-Benz C 63 AMG. В общем, компания не стоит на месте, хотя за 2012 год продажи Volvo и упали на 6%. Очередное изобретение коснулось непосредственно сердца любого транспортного средства — его двигателя. В текущем году шведы планируют начать поставки дизельных моторов с инновационной системой впрыска i-ART. Она должна снизить потребление топлива и одновременно повысить мощность. Производитель традиционно заявляет о сплошных плюсах, но попытаемся выяснить не только очевидные преимущества новой конструкции, но и ее слабые стороны.

Почти все современные дизельные двигатели легковых автомобилей используют систему Common Rail. В грубом переводе с английского языка Common Rail означает «общая рейка», что весьма точно передает смысл сложного нагромождения агрегатов: топливный насос высокого давления в таких ДВС нагнетает топливо в специальную «рейку», или «аккумулятор», откуда дизель может быть поставлен в цилиндры в любой момент времени вне зависимости от угла поворота коленчатого вала. Существенным плюсом Common Rail является и точная дозировка порций: электронно-управляемые пьезофорсунки на системах третьего поколения способны рассчитывать очень мелкие порции, а общее количество инъекций в каждый цилиндр за один такт приближается к десяти. Этой непростой установкой управляет компьютер, и для верного расчета всех параметров работы ему необходимо считывать данные с Common Rail. Важной информацией является давление в общей рампе, ведь именно от него зависит конечная производительность системы. Сегодня в «рейке» установлен общий датчик, однако в Volvo решили снабдить обратной связью каждую форсунку. Дополнительная точность никогда не бывает лишней, и в данном случае она поможет повысить эффективность работы ДВС: при слегка увеличенной отдаче потребление топлива обещает даже снизиться.

Откровенно говоря, давненько Volvo не получали новых двигателей. Из последних новинок можно отметить только бензиновый 1,6-литровый агрегат с пятью цилиндрами, который из-за предельно схожих характеристик можно перепутать с родственной «турбочетверкой» Ecoboost того же объема от Ford. Дизельные моторы Volvo D5 последний раз основательно перетряхивали в 2009 году. После отделения от американской компании шведы решили выделить новые разработки в семейство VEA (Volvo Engine Architecture). Его первые представители появятся на серийных автомобилях осенью текущего года. На новых дизельных моторах и дебютирует перспективная технология, которую в Volvo назвали i-ART. Однако это не совсем так: новую систему придумали не шведы, да и модное i-имя дали тоже не они. Корни этой инновации уходят к японской DENSO Corporation. Еще в 2011 году она опубликовала первые сведения о i-ART. В пресс-релизах компании в точности повторяются все указанные Volvo технические аспекты, а также дается расшифровка названия i-ART — intelligent-Accuracy Refinement Technology («умная технология точности»).

«Повышение давления в системе до исключительно высокой отметки 2 500 бар вкупе с добавлением технологии i-ART может быть описано как второй шаг в дизельной революции. Этот прорыв можно сравнить с изобретенным нами кислородным датчиком (лямбда-зондом) для каталитического конвертора в 1976 году», — говорит Дерек Крабб, вице-президент отдела разработки силовых агрегатов в Volvo Car Group. Он также добавил: «Каждая форсунка снабжена компьютером, который следит за давлением впрыска. Используя эту информацию, адаптируемая система i-ART удостоверяется, что за каждый цикл впрыскивается идеальное количество топлива».

Если судить по заявлениям Дерека Крабба, инженеры Volvo настроены более чем оптимистично. Неужели речь действительно идет о прорыве? Шведы не приводят никаких реальных показателей, демонстрируя лишь красивые графики без размерностей. Зато выгоду успели посчитать в DENSO Corporation, причем еще в том же 2011 году. По словам инженеров японской компании, с внедрением системы i-ART расход топлива должен снизиться примерно на 2%. Не самая большая экономия, особенно если учесть сложность предположительно дорогостоящего оборудования. Экологические преференции не сообщаются.

Специалисты DENSO Corporation не в первый раз становятся двигателями прогресса. Именно они создали первую коммерческую систему Common Rail, которая в 1995 году была впервые применена на серийном автомобиле, хотя одним из ключевых разработчиков этой технологии также стала немецкая Robert Bosch GmbH. На текущий момент обе компании являются ведущими поставщиками оборудования для Common Rail. В ближайшее время DENSO Corporation планирует повысить давление в рампе до 2500-3000 бар с максимальных сегодня 2000 бар. По мнению инженеров, это позволит сделать подачу топлива еще более точной, что положительно скажется на эффективности работы ДВС. Соответствующие моторы в скором будущем появятся как на легковых пассажирских автомобилях, так и на коммерческом транспорте, сельскохозяйственной и строительной технике.

201304240838-201304240838-1_no_copyright

Изучаем Common Rail: всё путем

На смену старым системам питания дизелей с рядным топливным насосом высокого давления пришла более совершенная конструкция – «коммон рейл» (Common Rail, CR), что в переводе означает «общий путь».

Первые серийные автомобили с этой системой, разработанной компанией «Бош», появились в 1996 году. Названием она обязана единой рампе, откуда горючее поступает к форсункам. Главное преимущество системы – достаточно высокое давление топлива во всех режимах работы двигателя, что способствует лучшему смесеобразованию в зоне горения и полному сгоранию. Сохранив умеренный аппетит предшественников, дизель CR лучше отвечает экологическим нормам, причем такой автомобиль зачастую динамичнее бензинового и почти так же малошумен.

Сердце системы – топливный насос высокого давления, компактное устройство с одним, двумя или тремя плунжерами и механическим приводом. Корпус ТНВД – из алюминиевого сплава, гильзы плунжеров стальные. Чтобы на холостом ходу и при малых нагрузках насос не гонял топливо зря, на некоторых трех-плунжерных автоматически отключается одна секция, а двухплунжерные регулируются дозирующими устройствами. К самому же ТНВД топливо подается из бака под давлением 6–7 бар подкачивающим насосом. Он либо шестерен

чатый и встроен в корпус ТНВД, либо электрический – в модуле топливозаборника или в магистрали.
Комплект для ремонта форсунок.

 

Уже в режиме прокрутки коленвала стартером ТНВД создает пусковое давление 350–400 бар. На минимальных оборотах холостого хода – до 500–600 бар, а при максимальной нагрузке – до 1300–1500 бар. Есть насосы с давлением и до 2000 бар. Его величину задает регулятор, расположенный на корпусе ТНВД либо на рампе и подчиненный электронному блоку управления двигателем. Выдавая команды, ЭБУ опирается на сигналы датчика давления в рампе.

По трубкам высокого давления топливо подается к форсункам, открывающимся под действием электрического сигнала. Есть два варианта конструкции – электромагнитная либо с пьезоэлементом. Первая поначалу не отличалась быстродействием, что и вынудило конструкторов искать альтернативу. В пьезофорсунке напряжение подается на пьезокристалл, который мгновенно расширяется. Золотник сжимает пружину, игла форсунки открывает путь топливу – и оно впрыскивается в камеру сгорания. Впрочем, конструкторы продолжают совершенствовать и электромагнитные устройства, – на современных двигателях успешно работают оба варианта.
Современная форсунка – компактное, но непростое устройство.

 

О том, с какой тщательностью специалисты доводили рабочий процесс дизеля, говорит его малошумность. Так, предварительный впрыск перед основной дозой ощутимо смягчил воспламенение смеси – одно это сделало дизели CR молчаливее предшественников. Есть в дизелях CR и «послевпрыск». Его роль служебная – очищать сажевый фильтр. Дополнительная порция топлива, не сгорая в цилиндрах, поступает в фильтр и разогревает его до температур, при которых сажа полностью выжигается.
ДИАГНОСТИРУЕМ

Есть минимум оборудования, без которого приступать к работе неразумно. Диагностика электронных систем начинается со считывания кодов неисправностей, проверки датчиков, исполнительных механизмов. Особых дизельных сканеров нет, есть универсальные, то есть для широкого круга автомобилей, либо дилерские – на определенную марку. Для изучения сигнала с проверяемого устройства нужен осциллограф. Но он дорог, выгоднее купить сканер с дополнительной функцией осциллографа.

Давление топлива проверяют манометрами. Низкое – механическим, со шкалой до 10 бар, а высокое – специальным прибором с переходниками и диапазоном не ниже 2000 бар. А для измерения количества топлива, сливаемого из форсунок, нужен свой набор.

Алгоритм поиска неисправности зависит от характера отказа. Если двигатель не заводится (электронные блокировки и забытые секретки не в счет), проверяем целостность привода ГРМ. Если стартер вращает коленвал с усилием, это неплохо для владельца, а если без сопротивления, порадуются ремонтники: работа предстоит дорогостоящая. Ведь дизельные двигатели «втыковые» – при разрушении привода ГРМ поршни гнут клапаны, а дальше как повезет.
Стенд для проверки форсунок и насосов высокого давления.

 

Если привод ГРМ в порядке, переходим к проверке топливоподачи. Электрический подкачивающий насос вступает в работу с поворотом ключа. При износе или повреждении этого насоса меняется потребляемая им мощность, ЭБУ фиксирует это как неисправность и записывает в память системы ее код. Но полностью полагаться на электронику не стоит, поэтому подключаем манометр к магистрали низкого давления. (У механического подкачивающего насоса для удобства контроля есть штуцер.) Если здесь давление в норме, переходим к ТНВД.

Проверим давление топлива в рампе в режиме прокрутки коленвала стартером. Эта часть системы оснащена датчиком давления топлива, – воспользуемся его услугами. Подключаем к диагностическому разъему сканер и находим нужный параметр. Если он ниже нормы, ищем, где скрывается неисправность. Виноваты могут быть форсунки, электромагнитные клапаны (регуляторы) и сам ТНВД.

Схема системы питания дизеля «коммон рейл» рисунок в заголовке статьи:

1 – топливоподкачивающий насос;

2 – топливный фильтр; 3 – ТНВД;

4 – клапан дозировки; 5 – датчик

давления топлива; 6 – топливная

рампа; 7 – регулятор давления

топлива; 8 – форсунки.
РЕМОНТИРУЕМ

Восстановление работоспособности насоса по силам лишь специализированной мастерской – с квалифицированным персоналом и диагностическим оборудованием. Стоимость ремонта – от 7 тыс. руб., дальше зависит от сложности. При некоторых повреждениях разумнее купить новый ТНВД. Обычная цена, около 30 тыс. руб., шокирует прижимистого дизелиста, оттого в ходу отремонтированные или восстановленные изделия.

Дизель CR с большим пробегом часто невозможно пустить из-за неисправности хотя бы одной из форсунок. Утечка топлива через ее клапан не позволяет давлению в рампе подняться до пусковых значений. Для проверки давления при пуске есть специальный диагностический набор. В него входят контрольный манометр, датчик давления, трубки для подключения, заглушки вместо исполнительных механизмов и мерные емкости обратного слива.
ТНВД с клапаном отключения плунжерной секции в разрезе.

 

Изношенные форсунки разумно менять комплектом. Разброс цен очень велик: в зависимости от модели и фирмы-производителя, стоят они от 200 $ до 500 $ за штуку. Характеристики каждой новой форсунки необходимо записать в память блока управления двигателем, ибо нет двух форсунок с одинаковой производительностью. Разная же не только плохо отражается на равномерности работы двигателя и его динамических нагрузках, но и ухудшает характеристики автомобиля. Хотя в каждом ЭБУ присутствует динамическая адаптация (постоянная корректировка цикловой подачи топлива для равномерной работы мотора), нужно помнить, что она не может подменить кодировку, если последнюю, например, забыли записать.

Проблема затрудненного пуска дизеля – одна из распространенных. А владелец порой недоволен, например, сниженной мощностью двигателя или дымностью выхлопа. Эти проблемы наиболее сложны, ибо требуют оценки точности измерения расхода воздуха или работы наддува, эффективности работы рециркуляции, системы выпуска отработавших газов, включая сажевый фильтр (DPF) и нейтрализатор. Впрочем, ныне эти технологии отлично освоены мастерами диагностики.

Благодарим компанию «Бош»

1413533073_delphi

Delphi представила новые дизельные системы Common Rail для коммерческих автомобилей

На прошедшей выставке коммерческих автомобилей в Ганновере, Германия, компания Delphi Automotive PLC представила новое семейство модульных дизельных систем Common Rail для двигателей средней мощности и новую газовую форсунку системы непосредственного впрыска топлива под высоким давлением (HPDI) для двигателей тяжелой техники.

Компания также раскрыла подробности своих технических проектов по топливным системам следующего поколения для двигателей большой и средней мощности, которые помогут заказчикам Delphi значительно повысить эффективность использования топлива.

Новое семейство высокоэффективных дизельных систем Common Rail от Delphi для двигателей средней мощности обеспечивает высокий уровень контроля топлива при давлении до 2400 бар для того, чтобы помочь автопроизводителям соответствовать мировым требованиям по производительности и экологическим нормам. Модульная конструкция использует унифицированные элементы для обеспечения значительного модульного наращивания системы, при этом выбор конфигураций позволяет интегрировать решения в существующие модели двигателей.

Основываясь на новейшей конструкции с низкой утечкой, разработанной компанией Delphi, новые соленоидные форсунки системы обеспечивают очень маленькие интервалы между впрысками, что приводит к максимально точному контролю топлива и повышает топливную эффективность, снижает уровень выбросов вредных веществ и уровень шума. Производство топливных систем для двигателей средней мощности начнется в 2016 году.

«Данная система разработана для того, чтобы помочь автопроизводителям и производителям двигателей обеспечить превосходные показатели расхода топлива, низкий уровень шума, надежность и долговечность, что отвечает требованиям эксплуатантов техники, — заявил Стив Грегори, генеральный директор Delphi Diesel Systems. — Модульная конструкция позволяет нам гарантировать все эти преимущества для широкого модельного ряда техники, используемой в различных рабочих режимах, и при этом без ухудшения технических характеристик техники».

Новая газовая форсунка системы непосредственного впрыска топлива под высоким давлением (HPDI) для двигателей большой мощности: компания Delphi впервые представила второе поколение газовой форсунки HPDI, разработанной совместно с компанией Westport Innovations Inc. Данная технология следующего поколения позволит мировым производителям грузовых автомобилей повысить топливную эффективность техники и будет применяться с 2016 года.

Планы по развитию топливных технологий следующего поколения для двигателей большой мощности В связи с тем, что каждая из трех новых систем впрыска дизельного топлива F2 (F2P, F2E, F2R) для двигателей большой мощности запущена в производство, компания Delphi сообщила подробности о технологиях следующего поколения. Следующий этап разработок, делающий акцент на экономичном использовании топлива и внедрении новых систем с наименьшими затратами для производителей грузовых автомобилей, будет гораздо более гибким в целях поддержания широкого спектра стратегий заказчиков в области совершенствования силовых агрегатов.

«Наши системы F2 уже работают при давлении до 2700 бар и созданы для работы при давлении до 3000 бар, — заявил Дэвид Дрейпер, технический директор Delphi — Commercial Vehicle. — Наши следующие системы будут обеспечивать улучшенную гидравлическую эффективность, повышенную надежность подачи топлива и выбросов вредных веществ, а также будут оснащены клапанами, меньшими по размеру и более легкими по весу, что позволит быстрее открывать и закрывать клапаны, расширяя возможности многократного впрыска топлива».

На выставке коммерческих автомобилей IAA компания Delphi кратко рассказала о проекте, а также впервые представила новую запатентованную форсунку (DFI 21) и новые модули топливного насоса, разработанные для топливных систем следующего поколения, предназначенные для коммерческих автомобилей.

«Достижение такого высокого уровня технических характеристик означает тесную работу с нашими коллегами с производства для того, чтобы усовершенствовать процессы, которые позволят нам добиться невероятных допусков с максимально высокой точностью, — заявил Дрейпер. — Наши инженеры из Лондонского технического центра компании (коммерческие автомобили) также ищут возможности более тесной интеграции с двигателем для того, чтобы выиграть в массе и пространственных решениях за счет проектирования топливной системы и основных компонентов двигателя с повышенной совместимостью».

dieselpumpeleitungsystem_emo~1

Система Unit Pump Дизельная топливная система — Другие системы впрыска

Система Unit Pump представляет собой ТНВД, разработанный специально для грузовых автомобилей. Серийное производство этой системы началось на предприятиях Bosch в 1995 г.

Как и в системе «насос-форсунка» на каждый цилиндр двигателя устанавливается отдельный насосный элемент со встроенным электромагнитным клапаном. Он соединяется со стандартной форсункой (в сборе с держателем) с помощью короткого трубопровода высокого давления. Эта система обеспечивает давление впрыска до 2200 бар.

ТНВД приводится в действие непосредственно распределительным валом двигателя. Высокий расход насоса обеспечивает постоянное нагнетание давления в течение всего цикла впрыска.

Инжекторы дозируют подачу топлива с помощью электромагнитных клапанов быстрого срабатывания. Последние управляются ЭБУ двигателя. Благодаря регулировке начала впрыска, продолжительности впрыска и широкому диапазону допустимых рабочих режимов двигателя, а также индивидуальных возможностей коррекции для каждого цилиндра система UPS обеспечивает экологичную и экономичную работу двигателя.

Система Unit Pump используются главным образом в двигателях грузовиков мощностью до 80 кВт на цилиндр, имеющих до восьми цилиндров. Электронный блок управления может управлять системой, включающей до восьми цилиндров. Установка второго блока управления позволяет расширить систему до 16 цилиндров.

Низкий уровень выбросов
Сниженное потребление топлива
Легкая установка вместо магистральных или распределительных насосов (не требуется доработка двигателя)
Простое и быстрое обслуживание и ремонт, поскольку насосы легко заменяются

unitinjector~1

Система «насос-форсунка» Дизельная топливная система — Другие системы впрыска

Системы «насос-форсунка» (UIS) выпускаются с 1994 г. Эта система объединяет в одном узле форсунку и насос высокого давления. Одна насос-форсунка устанавливается на каждый цилиндр двигателя. Высокое давление создается за счет работы поршня насос-форсунки, приводимого в действие распределительным валом двигателя с помощью кулачка или коромысла.

Преимущество этой системы состоит в том, что между ТНВД и форсункой отсутствует трубопровод. Благодаря этому UIS может обеспечивать чрезвычайно высокое давление впрыска (давление в первом поколении достигало 1600 бар, а в современном доходит до 2200 бар). Благодаря этому не только снижаются выбросы, но и повышается эффективность работы.

Форсунка оснащается электромагнитным клапаном быстрого срабатывания с электронным управлением. Он может производить управляющий впрыск, который снижает шум двигателя.

Системы «насос-форсунка» используются главным образом в двигателях средних и больших грузовиков мощностью до 80 кВт на цилиндр. Электронный блок управления может управлять системой, включающей до восьми цилиндров. Установка второго блока управления позволяет расширить систему до 16 цилиндров.

Низкий уровень выбросов
Низкое потребление топлива и меньшее содержание CO2
Высокий крутящий момент при низкой частоте вращения двигателя

einzelpumpe~1

Однопоршневые насосы Дизельная топливная система — Другие системы впрыска

Однопоршневые, или встраиваемые, насосы представляют собой простое решение для дизельных двигателей с любым количеством цилиндров. Насос, приводимый в действие распределительным валом двигателя, устанавливается на каждый цилиндр.

Количество топлива, подаваемого современными однопоршневыми насосами, регулируется блоком управления дизельным двигателем EDC. Насос соединяется с форсункой (в сборе с держателем) с помощью короткого трубопровода высокого давления.

Однопоршневые насосы высокого давления обеспечивают давление впрыска до 1500 бар. Они используются в двигателях грузовых автомобилей, автобусов, на судах, локомотивах и внедорожной технике. Они также используются в качестве ТНВД в топливных магистралях.

bosch_common_rail_w734

Системы Bosch Сommon Rail для легковых авто-мобилей: низкий расход топлива, минимальная эмиссия, высокий потенциал

CRS2.5 с оптимизированными электромагнитными клапанами
CRS5.1 с давлением впрыска до 2200 бар
Минимизация сокращает расход топлива дизельных двигателей

Системы дизельного впрыска Bosch вносят существенный вклад в сокращение расхода топлива и эмиссии CO2 в современных дизельных двигателях. Так, двигатели с системами Common Rail потребляют на 30% меньше горючего и выбрасывают на четверть меньше двуокиси углерода, чем их бензиновые аналоги. После вступления в действие норм эмиссии Euro 5 в сентябре 2009 г. выбросы NOx у дизельных автомобилей будет примерно на 96% ниже, чем во времена самых первых экологических стандартов. За тот же период эмиссия макрочастиц сократилась на 98%.

Постоянно работая над дальнейшим совершенствованием систем Common Rail, компания Bosch гарантирует, что дизельные двигатели всегда будут соответствовать все более строгим стандартам эмиссии, а их производительность и топливная эффективность продолжат расти.

Быстродействующие инжекторы с электромагнитными клапанами

Благодаря модульной конструкции система Common Rail CRS2.5 подходит для широкого диапазона двигателей с числом цилиндров от трех до восьми. В состав системы входит ТНВД CP4 с электронным управлением, генерирующий давление впрыска до 1800 бар. Кроме того, в инжекторах впервые используются электромагнитные клапаны с выравниванием давления, позволяющие выполнить больше тактов впрыска за единицу времени. Наконец, функция опережения впрыска снижает уровень шума и эмиссию NOx, а дополнительный впрыск сокращает выбросы сажи. Благодаря этому электромагнитные клапаны работают не менее эффективно, чем пьезоинжекторы. При определенных условиях двигатели с системой CRS2.5 уже сегодня соответствуют стандарту эмиссии Euro 6, который вступит в действие только в 2014 г.

Система CRS5.1 с инжекторами Piezo Inline

Технически более сложная система Common Rail CRS5.1 разработана специально для двигателей с особо высокой удельной мощностью – более 75 кВт на литр объема. В целях соответствия стандарту Euro 6 система будет оснащаться насосом CP4, который впервые в легковых автомобилях будет впрыскивать топливо под давлением 2200 бар. Кроме того, в CRS5.1 использованы оптимизированные инжекторы Piezo Inline с более совершенными характеристиками многоточечного впрыска и гидравлической эффективности. Чем выше давление, тем лучше дизельное топливо распыляется в камере сгорания, благодаря чему сокращаются вредные выбросы, расход топлива и уровень шума.

Систем Common Rail и концепции минимизации

Все современные системы Bosch Common Rail совместимы с решениями, направленными на защиту окружающей среды, – например, с функцией «старт-стоп» – а также с инновациями в области двигателестроения, в частности с концепциями минимизации. Такие концепции предполагают уменьшение литража двигателя или числа цилиндров в целях экономии топлива и сокращения эмиссии CO2. Комбинация системы Common Rail и турбонаддува позволяет достигать такого эффекта без потери мощности дизельного двигателя: иными словами, более высокие экономические и экологические характеристики доступны без компромиссов с точки зрения динамики. Специалисты Bosch считают, что потенциал дальнейшего сокращения расхода топлива для дизельных двигателей составляет не менее одной трети. Это означает, что однажды средний дизельный автомобиль будет потреблять всего 3 л горючего на 100 км и выбрасывать менее 99 г двуокиси углерода на километр.

Будущее за дизелем! Bosch рассказывает о Common Rail 3 поколения. Автомобильный онлайн журнал «PushCAR.ru» от 07.09.2012

6 сентября компания Bosch собрала журналистов на пресс-ланч, для того чтобы подробно рассказать о недавно установленных рекордах техникой с применением современных дизельных систем Bosch.

На ланче от представительства Bosch в России присутствовали: Вальтер Шопф, Герхард Пфайфер, Олег Рябцев, Юлия Голубцова, Екатерина Чертищева, Антон Зверев. Так же в гостях у компании Bosch был известный путешественник и гонщик по бездорожью Райнер Цитлоу. Собственно он и стал одним из виновников встречи, совершив на внедорожнике Volkswagen Touareg TDI Clean Diesel SUV, оснащенном современными дизельными системами Bosch, международный автопробег от Мельбурна до Санкт-Петербурга всего за 17 дней и установив тем самым новый мировой рекорд.

Автопробег, пролегал по территории девяти стран, с разным климатом и дорожными условиями. По показаниям одометра, автомобиль на котором совершалось путешествие преодолел 22 570 км. На момент старта общий пробег Volkswagen Touareg был 60 000 км, на нем перед началом путешествия было выполнено техническое обслуживание, положенное по регламенту. За все время испытания отважные путешественники столкнулись лишь с двумя проблемами: пробой одного колеса, повреждение радиатора системы охлаждения двигателя болтом, отлетевшим во время движения из-под колес впереди идущего автомобиля.

Независимо от климата и высоты над уровнем моря в работе Common Rail за время эксперимента не было зафиксировано ни одного сбоя. Райнер Цитлоу отметил, что средний расход за время экспедиции составил от 9,5 до 10 литров дизельного топлива, средняя скорость 82 км/ч, а общее количество потраченного топлива равняется 2,9 тонны. По словам Цитлоу, самое качественное дизельное топливо на их пути было в Австралии и в России, остальные страны идут по убыванию качества. Хуже всех с качеством дизельного топлива ситуация в Китае, там приходилось пользоваться специальными присадками к топливу, рекомендованными представителями Volkswagen. После увлекательного рассказа о путешествии, разговор перешел в область обсуждения дизельных технологий.

На данный момент в Volkswagen Touareg TDI Clean Diesel, который участвовал в установлении мирового рекорда применяется система впрыска с электронным управлением Common Rail (CRS 3-20) – третьего поколения с пьезоэлектрическими инжекторами, которая обеспечивает максимально точное измерение даже самых незначительных объемов топлива до и после впрыска и подает топливо под давлением 2000 бар, имея цикл впрыска топлива, разделенный на семь стадий. Это позволяет достичь дальнейшего снижения выбросов оксидов азота и шума двигателя. Инженеры Bosch сумели добиться надежной работы системы Common Rail даже при использовании низкокачественного дизельного топлива, что особенно важно в российских условиях. Благодаря пьезоэлектрическим клапанам, которые в десять раз мощнее электромагнитных, инжекторы менее чувствительны к посторонним частицам в топливе.

Руководство Bosch оптимистично смотрит на будущее Common Rail, считая, что это самый перспективный вид дизельного оборудования в силу особенностей конструкции и принципа работы. Будущее за повышением давления, под которым подается топливо и за увеличением количества стадий в одном цикле впрыска. Именно эти показатели и являются сильными сторонами технологии Common Rail. «Автомобиль с дизельными технологиями Bosch — мощный, быстрый, надежный спутник на любой, самой сложной дороге», – Райнер Цитлоу.

cr 10 mln

Bosch взял новую высоту: произведено 10 млн систем дизельного впрыска common-rail для коммерческого транспорта

„Успех четырех поколений систем common-rail для коммерческого транспорта (CRSN)
„Совершенствование технологий: за период с 1999 года давление впрыска увеличено с 1 400 до 2 500 бар
„Универсальное использование: коммерческий транспорт, спецтехника, морская техника

В январе 2013 года с конвейеров Bosch сошла 10-миллионная система common-rail для коммерческого транспорта (CRSN). Темпы развития производства в последние годы свидетельствуют о стремительном развитии этой экономичной и экологичной технологии. Первая система CRSN1 появилась в 1999 году, первый миллион был произведен к концу 2003 года, а чтобы достичь показателя в 10 млн понадобилось всего 10 лет.

Развитие продолжается: модельный ряд CRSN для коммерческого транспорта всех типов

Первая система common-rail для коммерческого транспорта от Bosch (CRSN1) была выпущена в 1999 году для легких грузовиков Iveco (Turbo Daily). Немногим позже появилась версия для крупных транспортных средств, которая впервые была установлена на автомобилях Renault. Тогда давление впрыска составляло 1 400 бар. В 2001 году модернизированная система с давлением 1 600 бар была представлена в США для автомобилей типа пикап.

Система CRSN3 с давлением 1 800 бар, которая была запущена в 2005 году, стала новым витком развития технологии. Используемый в ней инжектор с сокращенным обратным ходом способствует экономии топлива. Конструкция позволяет сократить пропускную способность топливного насоса высокого давления (ТНВД), а соответственно и его мощность, тем самым повышая производительность системы впрыска и двигателя в целом. От CRSN3 система постепенно развилась до CRSN3-20 и -22 в 2010 году. Сегодня система CRSN3-25 с давлением впрыска, доведенным до 2 500 бар, доступна с различными вариантами ТНВД. Это означает, что она подходит для средних и тяжелых грузовых авто с двигателями от 4 до 16 цилиндров. Кроме того, инжектор успешно используется в силовых агрегатах для спецтехники (тракторы, строительное оборудование) и морской техники (яхты, круизные лайнеры, контейнеровозы).

Запущенная в 2007 году, система CRSN4 для тяжелых грузовиков завершает широкую линейку систем впрыска Bosch. В этой системе применяется двухэтапная генерация давления. Топливо сначала доводится до 900 бар, а затем инжектор повышает его до 2 100 бар. В 2012 году была также выпущена версия с давлением 2 500 бар. Среди преимуществ: ультратонкое распыление топлива и регулируемый многоточечный впрыск, которые обеспечивают эффективное и экологичное сжигание топлива, а также способствуют понижению уровня шума.

Общая база: разделение процесса создания давления и впрыска топлива

Системы CRSN всех поколений и на всех этапах развития имеют сходные элементы, включающие аккумулятор давления, откуда топливо под высоким давлением посредством инжекторов впрыскивается в цилиндры. Разделение процесса создания давления и впрыска предоставляет дополнительные возможности для совершенствования конструкции двигателя. Электромагнитные форсунки точно дозируют топливо и на современных системах поддерживают до семи впрысков за один полный рабочий цикл. Регулируемый многоточечный впрыск делает работу двигателя тише, а также влияет на снижение вредных выбросов и сокращает расход топлива.

10 млн систем common rail для коммерческого транспорта и 74 млн для легковых авто. Что будет дальше?

Оптимизируя технологию впрыска, Bosch также работает над созданием других систем, которые позволяют сократить объем вредных выбросов и снизить расход топлива в дизельных двигателях. Среди этих инноваций – системы очистки выхлопных газов Denoxtronic и Departronic, которые созданы для снижения выбросов оксидов азота и соответствующих твердых частиц. Кроме того, Bosch для коммерческого транспорта разрабатывает гибридную трансмиссию.

CR history

История дизельных двигателей: технология, которая покорила мир

„Дизельный двигатель, впервые запатентованный 120 лет назад, сегодня популярен как никогда прежде.
В начале 20-го века дизельный двигатель считался технологией будущего
„Система common-rail, созданная в конце 1990-х годов, стала отправной точкой для широкого признания дизельных двигателей

Для технического прорыва понадобилось всего 13 страниц – на них Рудольф Дизель изобразил и описал двигатель, названный впоследствии его именем. Патент на изобретение под номером 67207 был выдан Имперским патентным ведомством Германии 120 лет назад. Именно тогда, 23 февраля 1893 года, началась история, результатом которой стали миллионы легковых автомобилей, грузовиков и кораблей, работающих на дизельных двигателях сегодня. К сожалению, сам г-н Дизель не дожил до всемирного успеха своего детища: он умер во время морского путешествия 29 сентября 1913 года – ровно сто лет назад.

Секрет успеха его разработки заключался в самовоспламенении топливной смеси – именно это свойство остается ключевым в дизельном двигателе и сегодня. В конструкции Рудольфа Дизеля воздушно-топливная смесь была сжата в соотношении 20:1, что создавало условия для самовоспламенения. В результате эффективность агрегата значительно возросла. Когда Дизель начинал работу над своим двигателем, эффективность бензиновых моделей достигала всего 12%, а газовых – 17%. При этом даже первый прототип изобретателя демонстрировал 25% топливной эффективности.

Дизельные двигатели выходят на рынок: от Mercedes-Benz 260 D до Golf GTD

Уже в 1920 году автомобильные эксперты пророчили дизельному двигателю большое будущее. Однако ждать наступления этого «золотого времени» пришлось не один год. Первый грузовой автомобиль с дизельным двигателем был выпущен в Германии в 1924 году, и только в 1929 году американский производитель двигателей Cummins в качестве эксперимента использовал дизельный двигатель в легковом автомобиле. Первой серийной легковой моделью, работающей на дизеле, стал Mercedes-Benz 260 D, вышедший в 1936 году. Однако понадобилась еще четверть века, чтобы водители перестали воспринимать дизели как медленные, скучные, шумные и грязные моторы.

Впрочем, со временем отношение потребителей изменилось. После Второй мировой войны дизельные авто стали постепенно завоевывать рынок. Так, появление в 1975 году автомобиля VW Golf Diesel произвело настоящий фурор. Этот компактный хэтчбек стал первой скоростной дизельной моделью, оснащенной высокооборотистым двигателем. При этом топливные насосы распределительного типа от Bosch обеспечивали автомобилю еще и высокую экономичность. Версия Golf GTD с турбонаддувом и, соответственно, повышенной производительностью, вошла в историю как первый спортивный дизельный легковой автомобиль. На волне такого успеха все ведущие автопроизводители Европы наладили выпуск дизельных моделей среднего размера и гольф-класса.

Рубеж в 1000 бар: повышение давления впрыска увеличивает производительность

Завоевав класс компактных автомобилей, дизельная технология продолжила покорение автопрома. Постепенно повышалось давление, а непосредственный впрыск заменил конструкцию с раздельными камерами сгорания. В 1989 году в автомобиле Audi 100 TDI дебютировал первый топливный насос высокого давления распределительного типа с аксиальным плунжером для дизельных двигателей с непосредственным впрыском. По новой технологии Bosch топливо под давлением около 1000 бар подавалось непосредственно в цилиндр, что обеспечивало эффективное сгорание. В результате повышалась мощность двигателя, а расход топлива и уровень выбросов снижались. Спустя сто лет после изобретения дизельного двигателя Bosch совершил технический прорыв во второй раз. В конце 1990-х годов Bosch начал поставлять на рынок широкий набор систем непосредственного впрыска, включая радиально-поршневой распределительный насос, системы насос-форсунка и common-rail. Уже первые модели были рассчитаны на работу при давлении около 1500 бар, а последующие поколения поддерживали 2000 бар и выше.

Система common-rail со временем стала доминирующей технологией, что во многом связано с ее тихой и эффективной работой. Особенность системы заключается в том, что топливо подается во все цилиндры при постоянном давлении. Пиковое давление в таких системах ниже, чем при использовании технологии насос-форсунка (где показатели могут достигать значений более 2000 бар и обеспечивать низкий расход топлива), однако стабильно высокое давление, при котором топливо хранится в общем распределителе, позволяет осуществлять до восьми впрысков за один цикл. Возможность делать предварительные и дополнительные впрыски позволяет двигателю работать тише, а также сокращает уровень выбросов. Таким образом, система common-rail позволяет снизить воздействие на окружающую среду.

Каждый второй новый автомобиль в Германии – дизельный

Сегодня уже нет сомнения, что дизель предоставляет мощность и динамику, соответствующую или даже превосходящую другие типы двигателей. Благодаря турбокомпрессорам с изменяемой геометрией турбины, которые сейчас идут в стандартной комплектации, современные дизельные двигатели демонстрируют высокий крутящий момент даже на низких оборотах. Распространенное мнение о том, что дизельные двигатели – это грязь и шум, давно осталось в прошлом. Современные транспортные средства, работающие на дизеле, тихие и экономичные. Системы обработки выхлопных газов, подобные Denoxtronic, дополнительно сокращают выбросы оксидов азота, позволяя соответствовать даже самым строгим стандартам, таким как Euro-6. Дизельный двигатель проделал путь от диковинки и статуса рабочей лошадки до повсеместного использования. Если в 1997 году только 22% автомобилей, проданных в Западной Европе, были дизельными, то сегодня эта цифра составляет около 50%. Даже учитывая активное развитие альтернативных трансмиссий, перспективы дизельных двигателей по-прежнему велики. Уже сейчас из Франкфурта в Рим можно доехать на одном баке, а уровень выбросов СО2 составит всего 100 г/км. Кроме того, дизельные двигатели могут быть объединены с электрическими компонентами для создания гибридного привода. Такой подход уже реализован в современных автомобилях Peugeot 3008_Hybrid4 и Volvo V60.

Конечно, Рудольф Дизель даже не мечтал ни о чем подобном, когда впервые собрал свой двигатель в 1897 году. Однако запись в дневнике изобретателя свидетельствует, что он высоко оценивал потенциал своего детища: «После долгих лет напряженных усилий и преодоления невообразимых трудностей, мне наконец-то удалось создать машину, воплощающую мою задумку. Это плавно работающий, очень простой и удобный в эксплуатации механизм, результаты работы которого превосходят все разработки, сделанные ранее…». С мнением Рудольфа Дизеля и сегодня согласны миллионы водителей во всем мире.