コモンレール：構成部品、動作原理、機能

Jun 19, 2023

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クンレ・ショナイケ

ボッシュは 1997 年に最初のコモン レール システムを発売しました。このシステムは、すべてのシリンダーに燃料を供給する共有の高圧リザーバー (コモン レール) にちなんで名付けられました。 従来のディーゼル噴射システムでは、燃料圧力を噴射ごとに個別に生成する必要がありました。 しかし、コモンレールシステムでは、圧力の生成と噴射が分離されているため、噴射に必要な圧力で燃料が常に利用可能になります。

コモンレールシステムはモジュール設計になっています。 各システムは、高圧ポンプ、インジェクター、レール、電子制御ユニットで構成されています。

コモンレールは、ディーゼルおよびガソリン直噴システムの最も重要なコンポーネントの 1 つです。 直接噴射と標準噴射の主な違いは、燃料の供給と、これが入ってくる空気とどのように混合されるかです。 直噴システムでは、吸気マニホールドでの待機期間を経ずに、燃料が燃焼室に直接噴射されます。 電子ユニットによって制御され、燃料は燃焼室の最も高温になる場所に直接噴射され、より均一かつ完全に燃焼します。

コモンレール直接燃料噴射の主な利点は、排気ガスと騒音の削減、燃料効率の向上、およびエンジン全体の性能の向上に要約できます。 このシステムは、高圧ポンプ、インジェクター、レール、電子制御ユニットで構成されています。

コモンレールは長い金属製のシリンダーです。 ポンプから燃料を受け取り、非常に高い圧力でインジェクターに分配します。 燃料圧力の増加は、最新のエンジン設計の結果です。 ディーゼルエンジンとガソリンエンジンはどちらも、燃料効率の向上と性能の向上のために小型軽量化する傾向にあり、これにより燃圧が上昇し、高品質のコモンレールの製造に対するまったく新しい基準が設定されます。

まず、コンポーネントの幾何学的精度が非常に重要です。 精密な設計により、コモンレールの性能向上に貢献します。 わずかなサイズや形状のばらつきでも故障につながる可能性があります。 設計段階で適切なパラメータを定義することは不可欠ですが、本当に重要なのは、製造プロセス中にそれらのパラメータに厳密に従うことです。

素材選びも侮れないポイントです。 優れた機械的特性により強度が確保され、腐食が防止されます。 使用される材質は通常スチールやステンレスです。 ディーゼルエンジン用のコモンレールは鋼製ですが、ガソリンエンジン用のコモンレールは燃料の腐食性が高く、ステンレス鋼の方が鋼よりも耐食性に優れているため、ステンレス鋼が使用されています。

コモンレール直噴

最新のエンジンの燃料システムのほとんどは、CRDi またはコモンレール直接噴射として知られる高度な技術を使用しています。 ガソリン エンジンとディーゼル エンジンはどちらも、燃料をインジェクターに供給する共通の「燃料レール」を使用します。 ただし、ディーゼル エンジンでは、メーカーはこの技術を CRDi と呼びますが、ガソリン エンジンでは、この技術をガソリン直接噴射または燃料層状噴射と呼んでいます。 これらの技術は両方とも、インジェクターに燃料を供給する「燃料レール」で構成されているため、設計が類似しています。 ただし、圧力や使用する燃料の種類などのパラメータは大きく異なります。

コモンレール直接噴射では、燃焼はピストンクラウンの上のキャビティ内にある主燃焼室で直接行われます。 現在、メーカーは CRDi 技術を使用して、特に乗用車に実装すると動作が遅く、騒音が大きく、性能が劣る従来のディーゼル エンジンの欠点の一部を克服しています。

CRDi テクノロジーは、さまざまなセンサーから入力を取得するエンジン ECU と連携して動作します。 次に、燃料の正確な量と噴射のタイミングが計算されます。 燃料システムは、本質的によりインテリジェントなコンポーネントを備えており、それらを電気的/電子的に制御します。 さらに、従来のインジェクターは、より高度な電動ソレノイド インジェクターに置き換えられます。 エンジン速度、負荷、エンジン温度などの変数に応じて、ECU 信号によって開きます。