В развитых странах прогрессу в области экологии служит законодательство, которое с каждым днем ужесточает требования к качеству атмосферного воздуха. Конкуренция вынуждает автомобильные компании совершенствовать методы подачи топлива с целью уменьшить уровень выбросов оксидов азота в окружающую среду.

Понимание, как повысить чистоту выхлопов

Конструкторы двигателей знают, что делать, чтобы успевать за нормами экологического законодательства. Решение вопроса кроется в совершенствовании работы топливной аппаратуры и состоит в том, чтобы уровень подачи топлива в двигатель был ниже, чем уровень дымности. Ухудшение показателей мощности и снижение экономичности компенсируется за счет турбонаддува.

Со временем, требования к количеству вредных веществ в выбросах возрастают, необходимо, чтобы моторы были мощнее, экологичнее и экономичнее. Достичь этого можно выполнив ряд условий:

  • добиться высокой точности работы системы подачи топлива;
  • улучшить распыл топлива и образование смеси;
  • усовершенствовать механизмы впрыска.

Это значит, что дизельное топливо должно подаваться в магистраль под давлением не менее 1000 кг/см² под контролем электроники, так как механика не обеспечит достаточный уровень точности.

Common Rail и Caterpillar – два способа решения задачи

Европейские конструкторы решили найти совершенно новые подходы к созданию таких условий. Аккумуляторная система Common-Rail – разработка немецких конструкторов, появилась в 1996 году. Принцип ее в том, что процессы впрыска топлива и создание высокого давления в рампе разделены между собой. Ориентирована на дизели для легковых автомобилей. Сегодня она является самой прогрессивной в Европе, так как соответствует строгим экологическим стандартам.

HEUI – гидроприводная система впрыска с электронным управлением – продукт американского производителя спецтехники Caterpillar, впервые стала применяться на грузовых авто. Толчком для этого стало снижение популярности самого известного и технически оснащенного 6-и литрового двигателя компании 3126В на фоне более новых агрегатов. Американские конструкторы не стали отказываться от механики, а доработали существующую конструкцию. Они оснастили насос-форсунки гидроприводом под электромагнитным управлением.

Cat C7 C9 HEUI

Принцип работы системы HEUI

  1. Из системы моторной смазки по специальной магистрали в форсунку под давлением не меньше 230кг/см² подается моторное масло.
  2. Теперь его толкает не механический кулачок, а гидравлический привод.
  3. Масло воздействует на масляный плунжер, а он перемещает топливный плунжер.
  4. Из-за маленького диаметра топливного плунжера в нем создается высокое давление впрыска (больше 1400 кг/см²).
  5. Электромагнитный клапан теперь установлен в масляном канале. Давление, которое оказывает на него гидросистема, сделало его работу эффективнее.

Благодаря чувствительной электронике можно применять любые запрограммированные алгоритмы впрыска.

Слаженная работа двигателя зависит от электронного блока, который управляет работой электромагнитных клапанов масляной магистрали высокого давления (контролирует давление масла) и насос-форсунок. Впрыск топлива происходит в два этапа. Сначала подается маленькая доза горючего, так называемый "пилотный впрыск", а затем оставшаяся порция. Эффективность сгорания топлива в данном случае гораздо выше.

Специальный насос – навесной агрегат, создает в масляной магистрали сильное давление, которое гораздо выше обычного давления в системе смазки. Этот же насос, под таким же сильным давлением подает моторное масло к насос-форсункам. Масляные магистрали высокого давления, электромагнитные клапаны в форсунках – главные устройства, которыми управляется работа двигателя.

Значение электронного блока управления

Уникальный процессор с программным обеспечением высочайшего класса и датчики, которые передают данные о состоянии узлов двигателя, способствуют оптимизации рабочих процессов.

Используя данные, хранящиеся в памяти компьютера, работу системы подачи топлива можно настраивать и корректировать. Введение блока управления позволяет руководству организации отслеживать процессы, происходящие в системе топливоподачи, контролировать расход топлива, обнаруживать неисправности и вовремя выполнять ремонт форсунок.

Достоинства и недостатки

В системе HEUI обороты двигателя не влияют на давление при впрыске топлива. Значительно улучшены экологические показатели выхлопа, легче запускается двигатель в холодное время года и в жару, обеспечена хорошая работа в горах в условиях разреженного воздуха.

Моторное масло, которое поступает из системы смазки двигателя, участвует и в работе форсунок. Инородные вкрапления могут вывести их из строя. Правда, за чистотой масла следит комплекс фильтров.

Чтобы форсунки прослужили дольше, необходимо четко выполнять рекомендации по срокам замены фильтров и масла. Для корректной работы механизма, масло нужно менять полностью.

Заключение

На первый взгляд, система HEUI более сложна и громоздка для двигателей легковых автомобилей, чем Common-Rail, ведь масляная и топливная магистрали связаны между собой насос-форсунками. На деле, быстродействие электромагнитной форсунки на дизельных моторах грузовых автомобилей с системой Common-Rail отстает от HEUI.

В промышленных масштабах система HEUI выпускается почти 30 лет. Она используется в инжекторах моторов 3126В и 3116В компании Caterpillar, в форсунках транснационального концерна Detroit Diesel и британской компании Perkins, на двигателях Navistar International в автомобилях марки Ford.

Производители систем впрыска отстаивают свои позиции и защищают преимущества каждой из них. Тем временем, HEUI уже захватывает легковые автомобили – система устанавливается на Isuzu.