ディーゼル エンジン高圧-コモンレール燃料噴射システムの動作原理

ディーゼル エンジン高圧-コモンレール燃料噴射システムの動作原理

先ほど、ディーゼルエンジンの機械式燃料ポンプの動作原理と電子制御燃料ポンプの動作原理について説明しました。

https://www.zwcummins.com/news/working-原理-の-機械-燃料-噴射-85619231.html
 

ディーゼルエンジン機械式噴射ポンプ（プランジャー噴射ポンプ）の動作原理

https://www.zwcummins.com/news/working-原理-の-ディーゼル-エンジン-electronic-85619240.html

ディーゼルエンジン電子制御ポンプ（電子制御インジェクションポンプ・電子ガバナポンプ）の動作原理
 

ここで、ディーゼル エンジンの高圧コモン レール燃料システムの動作原理について説明しましょう（一般向けと専門向けの両方）。{0}}

 

Ⅰ．まず、核となる本質を理解します。

高圧コモンレール:-ディーゼルは継続的に加圧され、圧力の安定化と保管のために共通の高圧レール（コモン レール パイプ）内に保管されます。-すべてのインジェクターはこの高圧燃料源を共有します。- ECUはインジェクターソレノイドバルブを直接制御し、各シリンダーの噴射を独立して制御します。

 

3 つの主要モジュール:高圧燃料供給ユニット、コモンレール圧力安定化ユニット、電子制御インジェクター実行ユニット、車両全体のセンサーを備えた ECU-。

 

Ⅱ．完全な燃料システム プロセス (ステップごとの詳細):-

1. 低圧燃料供給段階 (燃料タンク → 高圧ポンプ入口):

1. 燃料タンクに内蔵された電動燃料ポンプがディーゼルを汲み出します。
2.粗いフィルター→細かいフィルター、不純物と水をろ過します。
3. ディーゼルは高圧燃料ポンプの低圧入口チャンバ-に入ります。-余分なディーゼルはリターンパイプを介して燃料タンクに戻り、予備的な圧力の安定化を実現します。

 

2. 高圧燃料ポンプ-: 継続的に高圧を生成します (コア加圧コンポーネント)

 

高圧ポンプは、ほとんどが 3 つのプランジャー ラジアル ポンプであり、エンジンのクランクシャフト ギアによって駆動されます。{{1}これらはシリンダーを区別せず、ディーゼルを継続的に加圧することのみを担当します。
 

1. プランジャーの下降ストローク:入口バルブが開き、低圧ディーゼルがプランジャー チャンバーに吸い込まれます。{0}

2. プランジャ上昇ストローク: 入口バルブが閉じ、ディーゼルが強制的に圧縮され、圧力が 1300 ～ 2200 bar (機械式ポンプをはるかに超える) まで上昇します。

3. 高圧ディーゼルはコモンレールアキュムレータパイプに一方的に押し込まれます。-

4. ポンプには燃料圧力制御バルブ (PCV バルブ) が組み込まれています。-ECU はレール圧力の要求に応じてリアルタイムで過剰な高圧オイルを排出し、コモン レール内の設定圧力を動的に維持します。{0}

 

キーポイント:高圧ポンプはレール圧力を維持するだけであり、噴射タイミングや噴射量は制御しません。これがプランジャー ポンプとの決定的な違いです。-

 

3. コモンレールパイプ:公共の高圧アキュムレータ「高圧オイル リザーバ」-「高圧オイル リザーバ」-密封された厚い高圧鋼管に高圧ディーゼルが保管され、次の 3 つの目的があります。-

1. 圧力の蓄積と安定化:高圧ポンプからのプランジャーの脈動供給を緩衝し、エンジン速度によって変動することなくレール圧力を全体的に安定に保ちます。{0}

 

2. 高圧オイルの均一な分布:-すべてのシリンダー インジェクターは同じ加圧オイル ソースを共有します。

 

3. レール圧力センサーと圧力リリーフバルブを装備:

- レール圧力センサー:-リアルタイムの実際のレール圧力を ECU に送り返し、閉ループ制御を行います。-

- 圧力リリーフバルブ:レール圧力が限界を超えると圧力保護を解除し、パイプの破裂を防ぎます。

 

4.電子制御インジェクター:インジェクション（作動端子）を独立制御

 

コモン レールからの高圧オイルは、高圧分岐管を通じて各シリンダー インジェクターに供給されます。-インジェクターには高速ソレノイド バルブ (圧電/電磁) が組み込まれており、開閉は ECU 電力によって直接制御されます。-

 

4 つのステップの燃料噴射を完了します-
1. スタンバイ状態:ソレノイドバルブの電源がオフになり、閉じられます。インジェクターの制御室内の高圧オイルはニードルバルブをしっかりと閉じた状態に保ち、ノズルを密閉して燃料噴射を防ぎます。

2. 注入開始:ECU はソレノイド バルブに電力を供給し、圧力逃がし穴を開き、制御室内の高圧オイルを迅速に解放します。{0}}ニードル バルブ上の圧力が低下すると、コモン レールからの高圧ディーゼルがニードル バルブを持ち上げ、燃料を超高圧でシリンダー内に霧化します。-。

3. 連続注入:ソレノイドバルブには電力が供給され続け、ニードルバルブが上昇した状態が維持され、燃料が継続的に噴射されます。駆動時間が長くなるほど、より多くの燃料が噴射されます。

4. 注入を停止します：電磁弁の通電が遮断され、リリーフ穴が閉じられます。制御チャンバーは高圧を再構築し、ニードルバルブを押し下げてノズルを密閉し、燃料噴射を直ちに停止します。

高度な機能:プレ噴射、メイン噴射、ポスト噴射（機械式ポンプでは不可能なこと）-

ECU は、1 回の動力ストロークでソレノイド バルブを複数回駆動できます。

1. プレインジェクション:-シリンダー内に少量のディーゼルを早期に噴射し、燃焼室を予熱し、ノッキングノイズを低減し、荒れた燃焼を防ぎます。

2. メイン噴射:大量のディーゼルを噴射して動力を供給します。

3. ポスト-:パワーストロークの終わりに少量を噴射して排気温度を上昇させ、DPF粒子トラップの再生と排出の最適化に役立ちます。

3. 電子閉ループ制御システム (ECU Brain)-)

1. さまざまなセンサーが動作状況を収集します。
- スロットル ペダル:ドライバーの負荷要求。
- クランクシャフト速度/カムシャフト位置センサー:シリンダーの点火順序と噴射タイミングの基準を決定します。
- コモンレール圧力センサー:リアルタイムのレール圧力フィードバックを提供します。{{0}
- 水温、吸気圧力/温度、ブースト圧力、排気センサー: 噴射パラメーターを修正します。

2. ECU の計算と出力:
ECU には大規模なキャリブレーション MAP があり、RPM、負荷、水温、高度に基づいてリアルタイムで計算されます。{0}

1. 必要な目標レール圧力。高圧ポンプ レギュレータに調整を指示します。-
気筒ごとの噴射進角タイミング（噴射を開始する時期）、３．
3. 噴射時間（噴射する燃料の量）。
4. プレ噴射、メイン噴射、ポスト噴射を開始するタイミング。-
3. 閉ループ補正-。

レール圧力とエンジン速度はリアルタイムで送信され、パラメータを常に微調整し、プロセス全体のすべての動作条件に動的かつ適応的に調整します。{0}

 

4. 一文で非常に簡潔にまとめたもの:

 

電動低圧ポンプが燃料を供給し、高圧ポンプが圧力を継続的に増加させ、共通の「高圧燃料タンク（コモン レール）」に高圧ディーゼルを貯蔵します。-

ECUは車両の全体的な動作状態を読み取り、各シリンダーのインジェクターソレノイドバルブを個別に制御し、噴射のタイミング、持続時間、複数回の噴射を柔軟に制御します。

レール圧力はエンジン速度から切り離されて全体にわたって独立して安定した状態を維持し、高精度の燃焼制御を実現します。{0}}