Как прокачать коммон рейл


Delphi, Bosch и Denso – для чего легковым дизелям система Common Rail?

Некоторые автолюбители не стараются особенно разбираться в автомобильной среде, из-за чего у них частенько возникают вопросы. К примеру, в этой статье мы будем отвечать на вопросы по поводу технологии CR. На самом же деле система Common Rail – это специальная система впрыска дизельного топлива. Стандартно ее в своих моделях используют такие марки, как Volvo, Mercedec и BMV, ну а зачем она нужна, мы с вами сегодня и поговорим.

В чем заключается работа технологии касательно двигателя?

Основное преимущество Common Rail для авто заключается в возможности экономить горючее. Система позволяет выдавать определенное количество мощности, потребляя при этом минимум.

Кроме того, CR снижает концентрацию токсичности выхлопа машины, что к тому же создает такие условия, чтобы авто передвигалось намного тише. Конкретно эта система подачи топлива в дизельных двигателях имеет достаточно большой диапазон регулирования этой самой подачи.

Принцип работы CR

Принцип работы Common Rail заключается в том, что она подает топливо напрямую к форсункам от общего давления топливной рампы. Это самое давление постоянно и не зависит от остальных факторов, форсунки же контролируются блоком EDC, и именно его команды сообщают о том, когда нужно делать впрыск.

Кстати, принцип работы самого блока основывается на активировании соленоидов-магнитов с пульта. Но вернемся к разбираемой нами технологии. Особенностью ее работы можно назвать то, что она использует аккумуляторный узел. Подавая специальный сигнал соленоидам через трубы и линии подачи топлива узла горючий дизель передается в камеру сгорания.

Именно за счет подобной технологии система впрыска Common Rail работает точно и четко, что позволяет говорить о четкости контроля за процессом сгорания.

Насос ТНВД, клапаны, регуляторы давления и форсунки Common Rail – проводим диагностику системы

Чтобы больше понять о разбираемой нами технологии, стоит разобрать устройство Коммон Рейл подробнее. В него входят:

  • Подкачивающий первостепенный насос топлива. Он нужен для регулярных подач горючего в напорную магистраль.
  • Фильтр топлива с клапаном подогрева. Конкретно этот клапан помогает предотвращать засорение фильтров парафинами в периоды понижения градуса.
  • Второстепенный насос топлива. Нужен для подачи горючего к первостепенному насосу из напорной магистрали.
  • Как его еще называют, ТНВД Коммон Рейл нужен для создания определенного давления для самой системы спрыска.
  • Предотвращает попадание каких-либо частиц в ТНВД.
  • Датчик температуры топлива. Помогает мерить температуру горючего.
  • Клапан топливной дозировки. Нужен для контроля подаваемого в аккумулятор давления дизеля.
  • Регулятор топливного давления. Контролирует это самое давление горючего в магистрали.
  • Позволяет накопить необходимое для впрыскивания количество горючего.
  • Датчик топливного давления. Нужен для измерения давления горючего в магистрали.
  • Редукционный клапан.

Именно этот клапан помогает поддерживать определенное низкое давление в топливной рампе в размере десяти бар, идеальное для хорошей работы форсунок.

Все эти компоненты, в которых нуждается устройство, ТНВД, форсунки и клапаны, должны быть знакомы подкованному автомобилисту. Ну а если вы не были знакомы с их назначением, надеемся, наши подсказки вам помогли понять.

Типы топливной системы впрыска

Технология Common Rail содержит в сете три разных типа впрыска: предварительный, основной и дополнительный. Как можно понять из названия, сперва в ход идет предварительный, повышая давление и градусы в камере сгорания двигателя. Именно за счет этого и снижается гул и шум, который воспроизводит двигатель.

Этот тип бывает различным и зависит только от режима работы мотора. К примеру, при работе двигателя вхолостую предварительный впрыск осуществляется два раза. Как только нагрузка повышается, впрыск начинает производиться всего один раз, а уже по достижении полной нагрузки предварительный больше не нужен.

От предварительного стоит перейти к основному, обеспечивающему конкретно работу двигателя. Он всегда постоянен и не имеет подтипов, точно как и дополнительный впрыск. Последний важен именно для снижения токсинов в выхлопах.

Этот впрыск ориентируется по данным из ЭБУ, которое в свою очередь берет данные с датчика кислорода. Очередная порция горючего поступает уже с уменьшенным уровнем токсинов. Именно потому Комон Реал дизель получается безопаснее.

Схема системы питания оборудования

Для еще большего понимания работы технологии стоит ознакомиться с данной схемой. Здесь расположена система питания Коммон Рейл:

Ее составные части это:

  1. Подкачивающий первостепенный насос топлива;
  2. Фильтр топлива с клапаном подогрева;
  3. Насос высокого давления (ТНВД Common Rail);
  4. Клапан топливной дозировки;
  5. Датчик топливного давления;
  6. Редукционный клапан;
  7. Регулятор топливного давления;
  8. Форсунки.

Как провести чистку своими руками – съемник и стенд для проверки

Несомненно, с какого-то момента топливная система дизельного двигателя Common Rail будет нуждаться в небольшой чистке, чтобы продолжить дальнейшую работу. Проблемой чистки является устройство форсунок Common Rail, а точнее то, что они непосредственно связаны со всей системой питания двигателя, потому поломка форсунок или ее изменение приведет к проблемам системы.

Именно для таких случаев существует специальный стенд, помогающий запрограммировать блок управления после чистки на новые характеристики форсунок. Прежде, конечно, придется воспользоваться специальным съемником форсунок.

Это делается в автомобильной мастерской. Данный стенд необходим для проверки того, правильно ли выполняются сигналы, подаваемые к форсункам. Стенд поможет вам убедиться, что горючее распыляется качественно.

К сожалению, дома или у себя в гараже провести подобные процедуры невозможно. Для того, как прокачать топливную систему Common Rail после долгого ее использования, необходимы именно такие проверки и чистки, и своими руками сделать этого у вас не выйдет. Посещайте мастерские каждые 200 тысяч километров, и ваш автомобиль будет работать отлично.

Надеемся, эта информация была понятна и полезна для вас. Удачной вам дороги и берегите своего «железного коня».

Прокачка топливной системы дизельного двигателя

Отличительной особенностью дизельного двигателя от множества бензиновых аналогов является отсутствие системы зажигания, так как смесь топлива и воздуха в цилиндрах дизеля воспламеняется самостоятельно (от сильного сжатия и нагрева). При этом возникает необходимость подачи топлива в камеру сгорания под высоким давлением.

Существует несколько типов систем питания дизельного двигателя, которые отличаются по конструкции и схеме реализации, однако общим является то, что каждая топливная система осуществляет нагнетание горючего для последующего впрыска солярки через дизельные форсунки.

Вполне очевидно, что для дизельных двигателей крайне важна максимальная герметичность всей топливной системы. Если же происходит попадание воздуха, тогда необходимого давления впрыска достичь не удается. Более того, лишний воздух способен вывести из строя дорогостоящие элементы системы топливоподачи. Далее мы рассмотрим, для чего нужно и как выполняется развоздушивание топливной системы дизельного мотора.

Почему возникает необходимость прокачать топливную систему дизельного ДВС и как это сделать

Как уже было сказано выше, топливо в дизеле подается под высоким давлением. Указанное давление создает ТНВД (топливный насос высокого давления). В том случае, если происходит подсос воздуха, давление в насосе не достигает нужных значений для реализации эффективного впрыска топлива в цилиндры дизельного двигателя.

Естественно, в подобной ситуации дизельный мотор плохо заводится, работа в режиме холостого хода и под нагрузкой может быть нестабильной (дизель троит), обороты начинают плавать, силовой агрегат может глохнуть прямо в движении и т.д. Отметим, что не только завоздушивание проявляется в виде указанных симптомов, однако также вполне может являться одной из причин.

Для решения проблемы понадобится сначала выяснить, есть ли проблемы с герметичностью. Если это так, тогда потребуется удалить воздух из топливной системы дизельного мотора. Чтобы определить, действительно ли в топливную систему попал воздух, на начальном этапе нужно отсоединить топливопроводы высокого давления от форсунок. Затем следует отвернуть гайки, которые крепят трубопроводы.

Далее нужно пригласить помощника, который стартером будет крутить двигатель. Главное, определить, поступает или не поступает горючее из трубопроводов. Если подачи нет, в системе может быть воздух и она нуждается в прокачке.

  • Прежде всего, первым прокачивается фильтр топлива. Для этого при помощи ключа немного откручивается винт на корпусе фильтра.
  • Далее нужно качать топливо насосом ручной подкачки. Прокачка длится до тех пор, пока через отверстие винта горючее не начнет вытекать, причем без воздушных пузырьков. Теперь винт на корпусе фильтра  можно закрутить.

Отметим, что не все дизеля имеют насос ручной подкачки. На таких моторах прокачать топливный фильтр дизеля будет несколько затруднительнее, так как топливоподкачивающий насос в случае завоздушивания фильтра также не работает.

Для решения задачи винт на корпусе фильтра откручивается, далее стартером помощник крутит мотор. Обратите внимание, процедура может занять много времени и существует риск полностью разрядить аккумулятор. По этой причине рекомендуется проводить прокачку стартером в условиях гаража или задействовать бустер (пуско-зарядное устройство), чтобы минимизировать разряд АКБ.

Как прокачать ТНВД

После того, как фильтр топлива был прокачан, далее нужно приступать к удалению воздуха из топливного насоса высокого давления.

  • Сначала потребуется открутить центральный болт, который расположен по центру между штуцерами магистралей высокого давления;
  • Далее включается зажигание, после чего прокачка осуществляется при помощи ручного подкачивающего насоса. Прокачка длится до тех пор, пока из отверстия под ранее открученный центральный болт не появится горючее.
  • Теперь болт можно немного закрутить, чтобы было легче контролировать наличие или отсутствие пузырьков воздуха в вытекающем горючем.
  • Если в процессе прокачки дизельное топливо так и не появилось в отверстии под болт, тогда можно прокрутить двигатель стартером и продолжить прокачку до появления чистого топлива без воздуха.
  • После того, как пузырьки воздуха исчезнут, болт снова нужно открутить и начать крутить мотор от стартера. При этом следует обратит внимание на то, как солярка выталкивается из отверстия.
  • В норме горючее должно выходить с пульсацией, дозировано. В этом случае можно предполагать, что ТНВД исправен, а проблемы с работой мотора возникли из-за завоздушивания системы. Болт можно затягивать.
Если же горючее льется постоянно, без перерывов, это может указывать на то, что возникла проблема с ТНВД. В этом случае частой причиной является сломанный плунжер, привод плунжера и т.д.

В ситуации, когда топливо не появляется в отверстии, высока вероятность выхода из строя подкачивающего насоса, который интегрирован в ТНВД. Как в первом, так и во втором случае, ТНВД необходимо снимать, после чего в сервисе производится диагностика и ремонт насоса высокого давления.

  • После прокачки ТНВД и закручивания болта, нужно будет ослаблять штуцера на топливопроводах и отводить каждый в строну. Далее помощник крутит мотор стартером до того момента, пока горючее не начнет вытекать через штуцер. Если солярка не вытекает, нужно еще выкрутить штуцер накидным ключом. Далее прокачка повторяется.

Убедившись в том, что топливо пошло через открученный штуцер, указанный штуцер закручивается, после чего аналогичные действия поочередно выполняются с другими штуцерами. Успешным результатом можно считать такой, когда дизтопливо подается из всех штуцеров в то время, когда стартер вращает коленвал.

Теперь можно вернуть накидные гайки топливопроводов на штуцеры ТНВД, после чего производится затяжка. Двигатель нужно продолжать крутить стартером, параллельно накидные гайки топливопроводов ставятся на форсунки.

При этом гайки форсунок затягиваются только тогда, когда из-под них начинает вытекать горючее. Раньше затяжку делать нельзя (например, сначала закручиваются гайки на форсунках, а уже после этого на штуцерах насоса). В этом случае прокачивать воздух  нужно будет достаточно долго, за это время вполне можно разрядить аккумулятор.

Также отметим, что стартеру каждые 15 сек. непрерывной работы рекомендуется давать передышку около 60-120 сек. Игнорирование данной рекомендации может привести к поломкам стартера или значительному сокращению его ресурса.

Другие способы прокачки топливной системы дизельного двигателя

Итак, выше мы рассмотрели основной способ, как прокачать топливную систему дизеля. При этом многие специалисты и опытные автолюбители  отдельно указывают, что в ряде случаев подобные попытки прокачать насос могут иметь серьезные последствия для системы питания.

Обратите внимание, причина таких опасений заключается в том, что если имеются механические повреждения, прокачка таким способом может нанести непоправимый ущерб. Давайте рассмотрим другие существующие способы.

  • Прежде всего, ослабляется болт на магистрали обратной подачи топлива (так называемая «обратка»). Далее следует внимательно следить за тем, как будет выходить топливо. Если видны пузырьки воздуха, тогда это значит, что система завоздушена.

Если это так, можно взять простой насос для накачки шин или компрессор. Далее с топливного насоса снимается шланг, вместо него ставится шланг воздушного насоса. Основная идея в том, что происходит накачка, которая позволяет повысить давление в системе. Это давление дает возможность перекачать дизтопливо в топливный насос.

  • Еще один способ прокачки можно охарактеризовать, как «бытовой», так как он предполагает использование домашнего пылесоса. Главное, чтобы устройство имело достаточную мощность.
Итак, сначала снимается топливный фильтр, просушивается его корпус. Затем  отдельные элементы протираются, затем производится обратная сборка.  Далее понадобится обнаружить два штуцера на корпусе фильтра. Один из штуцеров нужен для слива дизтоплива, а другой подойдет для прокачки.

Приготовив пылесос,  также нужен обычный медицинский шприц и шланг длиной 30-40 см. Для этих целей рекомендуется использовать прозрачный тип шланга. Шприц вставляется в шланг, а другой конец шланга надевается на штуцер прокачки.

Далее из шприца вытаскивается поршень, а в шприц вставляется трубка пылесоса. Главное, добиться надежной фиксации и плотной посадки. Также места соединений можно уплотнить, надевая отрезки шлангов разного диаметра, наматывая изоленту и т.д.

Теперь можно немного открутить штуцер, после чего включается пылесос. Через несколько секунд в шприце можно будет увидеть желтоватую пену. Это и есть смесь солярки и воздуха. Дальнейшая прокачка сводится к тому, чтобы вместо пены шприц заполнило чистое дизтопливо.

Рассмотрим еще одно решение, позволяющее в некоторых случаях быстро прокачать топливную систему дизеля.  Для этого достаточно полностью заполнить корпус топливного фильтра дизельным топливом, после чего двигатель запускается. Далее нужно дать мотору  поработать на высоких оборотах, в результате чего происходит прокачка системы питания.

Подведем итоги

Как видно, основной способ прокачки  дизельной системы топливоподачи  является трудоемкой процедурой, которая требует определенных навыков. Важно соблюдать чистоту и не допустить попадания грязи, пыли или мусора в насос.

Еще нужно следить за усилием (моментом затяжки) при закручивании болтов, гаек  и штуцеров. Также необходимо соблюдать  повышенную осторожность при отводе  топливных магистралей.  Непрофессиональный подход и небрежное обращение может привести к поломкам, появлению трещин, срыву резьбы и другим последствиям. Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое подкачивающий насос для ТНВД. Из этой статьи вы узнаете о принципах работы устройства, а также о назначении топливного насоса низкого давления ТННД и стабилизации работы ДВС путем установки дополнительного подкачивающего насоса на дизельный двигатель.

Что касается прокачки через «обратку» при помощи компрессора или описанного выше способа с прокачкой пылесосом, эффективность таких методов в ряде случаев может оказаться низкой или вовсе ставится под сомнение. По этой причине по этой причине настоятельно рекомендуется прокачивать систему питания дизельного двигателя в специализированном автосервисе по ремонту и обслуживанию автомобилей.

Напоследок хотелось бы отметить, что если система питания регулярно завоздушивается, при этом причину определить затруднительно, выходом из ситуации может быть решение установить дополнительный топливоподкачивающий насос на ТНВД.

Система впрыска топлива Common Rail дизельных ДВС. — DRIVE2

Система впрыска Common Rail является самой современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Работа системы Common Rail основана на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы, наподобие бензиновых ДВС (Common Rail в переводе означает общая рампа). Система впрыска разработана специалистами фирмы Bosch.

Наибольшее распространения получили четыре типа систем COMMON RAIL, названным по имени их производителя. BOSCH, DELPHI, DENSO и SIEMENS. Каждый автопроизводитель имеет собственную аббревиатуру, которая обозначает как систему, так и ее отдельные элементы :

BMW : D-двигатели (также используются Land Rover как TD4)Cummins и Scania : XPICummins : CCRDaimler : CDI (для автомобилей Chrysler и Jeep — CRD)Fiat : Fiat, Alfa Romeo и Lancia — JTD (MultiJet, JTDm, Ecotec CDTi, TiD, TTiD, DDiS, Quadra-Jet)Ford Motor : TDCi Duratorq и PowerstrokeGeneral Motors : Opel/Vauxhall — CDTi и DTi для IsuzuGeneral Motors : Daewoo/Chevrolet — VCDi (VM Motori — Ecotec CDTi)Honda : i-CTDiHyundai и Kia : CRDiMahindra : CRDeMaruti Suzuki : DDiSMazda : CiTDMitsubishi : DI-D (разработано новое поколение 4N1 с давлением в системе впрыска до 2000 bar)Nissan : dCiPSA Peugeot Citroen : HDI, HDi (Volvo S40/V50 использует двигатели PSA 1,6D & 2,0D, JTD)Renault : dCiSsangYong : XDiSubaru : TDTata : DICORToyota : D-4DVolkswagen Audi Group (Skoda) : TDI. CR в 2005 году пришла на смену насос-форсункам.Volvo : D3, D4 и D5

Применение данной системы позволяет достигнуть снижения расхода топлива, токсичности отработавших газов, уровня шума дизеля. Главным преимуществом системы Common Rail является широкий диапазон регулирования давления топлива и момента начала впрыска, которые достигнуты за счет разделения процессов создания давления и впрыска.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

1. топливный бак2. топливный фильтр3. топливный насос высокого давления4. топливопроводы5. датчик давления топлива6. топливная рампа7. регулятор давления топлива8. форсунки9. электронный блок управления10. сигналы от датчиков11. усилительный блок (на некоторых авто)

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. Современные топливные насосы высокого давления — плунжерного типа. Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.Регулятор давления топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе. Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций: накопления топлива и содержание его под высоким давлением, смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД, распределения топлива по форсункам. Форсунка важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки. Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

Управление работой системой впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, Холла, положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и другие. Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

На основании сигналов, поступающих от датчиков, блок управления двигателем определяет необходимое количество топлива, которое топливный насос высокого давления подает через клапан дозирования топлива. Насос накачивает топливо в топливную рампу. Там оно находится под определенным давлением, обеспечиваемым регулятором давления топлива. В нужный момент блок управления двигателем дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

Предварительный впрыск небольшого количества топлива производится перед основным впрыском для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускорение самовоспламенения основного заряда, снижение шума и токсичности отработавших газов. В зависимости от режима работы двигателя производится:

2 предварительных впрыска — на холостом ходу;1 предварительный впрыск — при повышении нагрузки;0(предварительный впрыск не производится) — при полной нагрузке.Основной впрыск обеспечивает стабильную работу двигателя.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и улучшения сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Развитие системы впрыска Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска:

1 поколение – 140 МПа, с 1999 года;2 поколение – 160 МПа, с 2001 года;3 поколение – 180 МПа, с 2005 года;4 поколение – 220 МПа, с 2009 года.

Чем выше давление в системе впрыска, тем больше топлива можно впрыснуть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность.

ТНВД является одним из основных ко элементов в конструкции системы впрыска двигателя. Он выполняет, как правило, две важнейшие функции: 1- нагнетание определенного количества топливной жидкости; 2- регулирование по времени начала впрыскивания. С момента появления аккумуляторных систем впрыска работа по регулированию времени начала впрыска была возложена на управляемые электроникой форсунки.Основу ТНВД составляет плунжерная пара. Данный механизм составляет поршень (другое название- плунжер) и цилиндр (другое название — втулка) совсем небольшого размера. Плунжерную пару изготавливают из стали высокого качества и делают это с высочайшей точностью. Так, что между плунжером и втулкой имеется минимальный зазор (сопряжение прецизионное). В системе Common Rail используется Магистральный ТНВД.

Магистральный ТНВД

С конструктивной точки зрения магистральный насос может иметь 1(один), 2(два) или 3(три) плунжера. Приводы плунжеров осуществляются с помощью использования кулачкового вала либо кулачковой шайбы.

При вращательном движении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружинки плунжер двигается вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под воздействием разряжения воздуха открывается клапан впуска, и топливная жидкость поступает в камеру. При движении плунжера вверх происходит возрастание давления в камере, клапан впуска закрывается. При создании определенного давления открывается клапан выпуска и топливная жидкость поступает в рампу. Управление подачей топливной жидкости производится в зависимости от потребностей двигателя и осуществляется с помощью клапана дозирования топливной жидкости. В исходном (обычном) положении этот клапан открыт. Но по сигналу электронного блока управления он закрывается на определенную ширину, тем самым регулируется количество затекающей в компрессионную камеру топливной жидкости.

Форсунка (инжектор), являясь элементом конструкции системы впрыскивания, предназначена для того, чтобы качественно дозировать подачу топливной жидкости, его распыление в камере сгорания (коллекторе впуска) и образование топливно-воздушной смеси. Форсунки используются в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных вариантах двигателей устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыскивания. В зависимости от того, каким способом осуществляется впрыскивание, различают нижеприведённые виды форсунок:

1. электромагнитные2. электрогидравлические3. пьезоэлектрическая

Электромагнитная форсунка

Устанавливается, как правило, на бензиновые двигатели, в том числе оборудованные системой непосредственного впрыска. Имеет достаточно простое и надежное устройство. Оно включает электромагнитный клапан с иголкой и сопло.

Работа электромагнитной форсунки осуществляется так: в соответствии с заложенным в него алгоритмом электронный блок управления точно обеспечивает подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана в нужный момент. При всём этом создается электромагнитное поле, оно, преодолевая усилия пружинки, втягивает якорь с иголкой и освобождает сопло. В результате производится впрыск топливной жидкости. С исчезновением напряжения пружка возвращает иголку форсунки на седло.

Электрогидравлическая форсунка

Используется на дизельных двигателях, в том числе на оборудованных системой впрыскивания Common Rail. В конструкцию электрогидравлической форсунки входит электромагнитный клапан, камера управления, впускной и сливной дроссели.

Принцип работы этой форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыскивании, так и при его прекращении. В начальном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, иголка форсунки прижата к седлу по средствам силы давления топливной жидкости на поршень в камере управления. Впрыскивание топливной жидкости не происходит. При этом давление топлива на иголку, ввиду разности площадей контакта, меньше давления на поршень. По точной команде электронного блока управления запускается работа электромагнитного клапана, открывая сливной дроссель. Топливная жидкость из камеры управления идёт через дроссель к сливной магистрали. Впускной дроссель при этом препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и в магистрали впуска. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не претерпевает изменений. Игла поднимается, происходит впрыск топливной жидкости.

Пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка)

Это самое совершенное устройство, обеспечивающее впрыск топливной жидкости. Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.

К преимуществам пьезофорсунки относят: быстроту срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), как следствие этого, возможность многократного впрыскивания топливной жидкости в течение одного цикла работы, точную дозировку впрыскиваемой топливной жидкости. Всё вышеперечисленное стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой. Он основан на изменении длины пьезокристалла, которое происходит под действием напряжения. Конструкция самой пьезоэлектрической форсунки включает следующие элементы : пьезоэлемент, толкатель, клапан переключения и иголку. Все они помещены в корпус.

В работе форсунки данного вида, так же как и в электрогидравлическом аналоге, используют гидравлический принцип. В начальном положении иголка сидит на седле в результате высокого давления топливной жидкости. Во время подачи электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина. Передается усилие на поршень толкателя, открывается переключающий клапан и топливная жидкость поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы снижается. Иголка за счет давления в нижней части поднимается, таким образом производится впрыск топливной жидкости.

Система впрыска Common Rail

В описании практически любого современного автомобиля, оснащенного дизельной силовой установкой, можно увидеть информацию, что в двигателе используется система впрыска Common Rail. Причем встречается она на любой технике, использующей этот вид топлива, от легковых автомобилей до карьерных и сельскохозяйственных машин. Но далеко не все знают, в чем особенность этой системы, благодаря чему она получила такое широкое распространение и какие у нее достоинства и отрицательные качества.

Система впрыска Common Rail сейчас считается самой передовой технологией обеспечения подачи дизтоплива в дизельных силовых установках. Появилась она сравнительно недавно, первый автомобиль, оснащенный этой системой, выпустили в 1997 году. Но при этом Common Rail стремительно набрал популярность и практически все дизельные установки им сейчас оснащаются. Помимо указанного названия, имеется еще одно – аккумуляторная топливная система.

Особенность системы, ее составные части

Если в целом посмотреть на устройство Common Rail, то можно обнаружить очень сильное сходство с инжекторными бензиновыми системами питания, особенно непосредственного впрыска. По сути, конструкторы просто позаимствовали все положительные качества, которыми обладает инжектор, и перенесли их на дизельную установку, но с учетом особенностей работы этого типа мотора.

Отличие дизельного двигателя от бензинового

Особенность этой системы, по отношению к классической механической, заключена в предварительном аккумулировании давления топлива перед подачей его в цилиндры. Отсюда и название – аккумуляторная топливная система.

Как и ранее на дизельных моторах, система питания делится на два контура – низкого и высокого давления. Дополнительно в конструкцию Common Rail добавили электронную часть, осуществляющей контроль и управление исполнительной частью.

Контур низкого давления

Эта составляющая конструктивно практически не изменилась. В его состав входят:

  • бак,
  • фильтрующие элементы (грубой и тонкой очистки);
  • насос подкачки топлива;
  • топливные трубопроводы.

Контур низкого давления

Дополнительно в этот контур включены еще некоторые детали – охладитель и подогреватель топлива, а также отсекатель. Об этих составных частях – ниже.

Контур высокого давления

А вот этот контур конструктивно значительно изменился, поскольку в него добавились новые составные элементы. Устройство этой части включает в себя:

  • ТНВД;
  • магистраль высокого давления;
  • центральный магистральный трубопровод (рампа);
  • форсунки;
  • датчик и клапан регулировки давления.

Контур высокого давления

Суть этой конструкции заключена в том, что насос высокого давления качает топливо не к каждой форсунке по отдельности, как это было в механической системе, а закачивает его в магистральный трубопровод (рампу). А уже из нее оно подается на форсунки.

Использование в конструкции рампы позволяет поддерживать давление дизтоплива перед подачей в требуемом значении, при этом обороты мотора не оказывают на него никакого влияния. Это свою очередь оказывает положительное влияние на процесс подачи топлива при разных режимах функционирования мотора.

Основными рабочими элементами в этом контуре, как и раннее, являются ТНВД и форсунки.

Насос имеет механический привод, а количество плунжерных пар, создающих давление, может варьироваться от 1 до 3. Примечательно, что в таком насосе, поскольку нет надобности качать для каждой форсунки, на некоторых режимах плунжерные пары могут отключаться.

А вот форсунки конструктивно изменились. В Common Rail применяются электрогидравлические форсунки, оснащенные электромагнитными или пьезоэлектрическими клапанами управления. Применение их позволило обеспечить многократный впрыск, повышающий эффективность работы силовой установки.

Электронная составляющая

Что касается электронной части, то она практически полностью идентична используемой на инжекторных моторах. То есть, состоит она из электронного блока управления и ряда датчиков:

  • давления в магистральном трубопроводе;
  • скорости вращения коленвала;
  • положения акселератора (педали газа);
  • расхода воздуха;
  • лямбда-зонда;
  • температуры дизтоплива и воздуха.

На некоторых моторах применяется еще ряд других датчиков. Назначение электронной части идентично бензиновому мотору. Датчики передают информацию о работе систем и механизмов силовой установки и ряд других параметров. Поступающие данные блок сравнивает с табличными, занесенными в память, и на основе этого подает импульс на срабатывание форсунок.

Принцип действия

Теперь о том, как работает Common Rail. Первый контур особо рассматривать нечего. В его задачу входит очистка и подача топлива к ТНВД. Единственное, что можно отметить, так это то, что топливоподкачивающий насос может быть механическим, интегрированным в ТНВД, или же электрическим, установленным отдельно в топливную магистраль.

Принцип работы ТНВД тоже остался прежним. Имеющиеся в конструкции плунжерные пары при работе сжимают дизтопливо, из-за этого повышается давление, и выталкивают его дальше. Но если раннее, в классической системе, водитель регулировал количество дизтоплива, которое будет подвергаться сжатию, то в Common Rail такой надобности нет. В ней плунжерные пары работают со определенными порциями топлива, которые не изменяются. Единственное, на создаваемое насосом давление может повлиять блок управления, при надобности отключив плунжерную пару.

Из ТНВД дизтопливо, уже сжатое, по магистрали подается в рампу. За счет установленных на этой рампе датчика и клапана регулировки осуществляется аккумуляция (наращивание) давления до требуемых значений.

Происходит это так: насос, независимо от работы силовой установки постоянно качает топливо, за счет этого давление в магистральном трубопроводе постоянно возрастает. При этом значение давления постоянно контролируется ЭБУ благодаря датчику. Подержание его в требуемом диапазоне для того или иного режима работы силовой установки осуществляется клапаном регулировки. Если давление возрастает выше нормы, электронный блок подает сигнал на открытие этого клапана и часть топлива по сливной магистрали сбрасывается в бак, тем самым и производится регулировка.

Помимо аккумуляции давления, рампа выполняет еще одну функцию – сглаживает «толчки» дизтоплива, закачиваемого насосом и устраняет колебания давления при его падении при впрыске.

Топливо сливается не напрямую, а проходит через охладитель, поскольку при сжатии оно достаточно сильно разогревается. Что касается подогревателя, то он включен в первый контур и обеспечивает нагрев дизтоплива для повышения его текучести при сниженных температурах окружающей среды. В задачу же отсекателя входит прекращение подачи дизтоплива на ТНВД в случае возникновения нарушения в системе.

Топливная рампа посредством магистралей соединена с всеми форсунками. А далее уже при надобности происходит открытие той или иной форсунки для впрыскивания порции дизтоплива в камеру сгорания.

Особенности работы форсунок

Но форсунки в системе впрыска Common Rail функционируют не так, как на механической схеме. Если раннее их открытие осуществлялось за счет превышения определенного значения давления, то здесь этим процессом полностью управляет ЭБУ.

Электрогидравлическая форсунка

Принцип работы электрогидравлических форсунок следует рассмотреть несколько подробнее. Открытие для подачи топлива осуществляется все так же – за счет давления, но сам принцип работы несколько иной.

Суть такова: на запорной игле распылителя сделан ободок, который играет роль поршня. Топливо под давлением подается и под этот поршень, и над ним. За счет равности давления и усилия пружины игла прижата к седлу и распылитель закрыт.

Пространство над иглой объединено каналом с магистралью слива. Но в этом канале размещается электромагнитный или пьезоэлектрический клапан, который перекрывает его.

Срабатывание форсунки делается за счет подаваемого электрического сигнала с блока. Он, поступая на клапан, приводит к его открытию, при этом канал отпирается и топливо из пространства над иглой уходит в сливную магистраль. В результате появляется разница давления и дизтопливо, находящееся под иглой, преодолевая усилие пружинки, приподнимает ее, открывая отверстия распылителя – происходит впрыск. Как только сигнал с ЭБУ пропадет, давление сразу же выровняется, и форсунка закрывается.

Подача топлива

Уже упоминалось, что система впрыска Common Rail использует многократную подачу дизтоплива в цилиндр за один рабочий цикл мотора. Всего применяется три вида впрыска – предварительный, основной и дополнительный.

Предварительный впрыск «подготавливает» среду. Небольшое количество топлива, впрыснутое чуть раньше, приводит к возрастанию давления и температуры в камере сгорания. В дальнейшем это обеспечивает легкое и плавное воспламенение основной части горючей смеси. Благодаря этому впрыску шумность работы дизельной силовой установки снижается.

При основном впрыске в камеру сгорания подается рабочая порция дизтоплива, которая и обеспечивает работу силовой установки.

Дополнительный впрыск происходит уже на цикле рабочего хода, после того, как смесь сгорела. В задачу этого впрыска входит увеличение температуры отработанных газов, обеспечивая сгорание частиц сажи в сажевом фильтре. Тем самым повышается экологичность выхлопа.

График впрыска топлива

Интересно, что ЭБУ может регулировать многократный впрыск, подстраивая подачу под определенные условия работы силовой установки. К примеру, на холостом ходу предварительных впрысков топлива может быть два, чтобы обеспечить более лучшие условия для сгорания основной порции дизтоплива. При средней же нагрузке предварительно топливо подается только раз, а при максимальной подготовка уже не требуется.

Как видно, водитель на процесс работы системы Common Rail практически не влияет. Даже нажимая на педаль акселератора, он просто подает сигнал на ЭБУ, который затем обработается и учтется при формировании импульса на открытие форсунок. Вся работа системы питания полностью контролируется и регулируется электронной частью.

Достоинства и недостатки

Несмотря на то, что эта система питания дизеля, сравнительно «молодая», но уже существует несколько ее поколений. Причем разница между ними сводится лишь к давлению впрыска. Ведь чем оно выше, тем лучше наполняемость цилиндра за единицу времени (форсунка сможет больше впрыснуть), а это в свою очередь – больший выход мощности. Так, у первого поколения Common Rail рабочее давление составляло 1350 Бар, а у четвертого – уже 2200 Бар.

Система впрыска Audi 3-го поколения

Широкое распространение эта система питания получила благодаря ряду преимуществ перед классической:

  1. Высокая точность дозировки топлива. Электронный блок полностью контролирует параметры работы силовой установки и мгновенно реагирует на изменение режима работы, подстраивая под него подачу топлива. Тем самым достигается еще большая экономичность двигателя при лучшем выходе мощности.
  2. Давление в системе поддерживается в строго заданных параметрах, что обеспечивает нормальное наполнение цилиндров независимо от скорости вращения коленчатого вала и режима работы (особенно это важно на холостом ходу, и при малых оборотах).
  3. В этой системе не требуется подстраивать работу ТНВД под рабочие циклы, его задача – лишь нагнетать в рампу топливо, а за всем остальным следит ЭБУ. К тому же ТНВД конструктивно проще, поэтому легче поддается ремонту.
  4. Возможность использования многократного впрыска. Многоразовая подача топлива за один рабочий цикл обеспечивает оптимизацию процессов сгорания в камере сгорания, что снижает шумность работы мотора и повышает его экологичность.

Благодаря таким преимуществам эта система питания и стала столь востребованной, тем более, что она полностью вписывается в нормы экологичности Евро-4.

Но и без недостатков не обошлось. Они у этой системы такие:

  • Более сложная конструкция форсунок сказывается на ресурсе их работы;
  • Система в случае разгерметизации контура высокого давления полностью перестает функционировать. Если раннее зависание одной из форсунок в открытом положении становилось причиной перебоев, но сам двигатель продолжал работать, то в Common Rail при заклинивании клапана управления сработает отсекатель и мотор прекратит работать;
  • Система питания Common Rail более требовательна к чистоте топлива.

Пока система Common Rail считается самой лучшей для использования на дизельных двигателях, и альтернатива ей вряд ли скоро появиться.

Как прокачать топливную систему common rail

Немного истории…

Прототип системы Common Rail был разработан в конце 60-х годов Робертом Хубером в Швейцарии. Далее его технология была развита Марко Гансером из Швейцарского Федерального Института Технологии в Цюрихе. В середине 90-х годов Доктор Шохей Ито и Масахико Мияки из Корпорации DENSO, Япония, разработали систему Common Rail для коммерческого транспорта и воплотили ее в системе ECD-U2, которая стала использоваться на грузовиках HINO Rising Ranger, а потом в 1995году продали технологию другим производителям. Поэтому DENSO считается пионером в адаптации системы Common Rail к нуждам автомобилестроения. Современные системы Common Rail работают по тому же принципу. Они управляются Блоком Электронного Управления, который открывает каждый инжектор электронно, а не механически. Эта технология была детально разработана общими усилиями компаний Magneti Marelli, Centro Ricerche Fiat и Elasis. После того, как FIAT разработал дизайн и концепцую системы, она была продана немецкой компании Robert Bosch GmbH для последующего завершения разработки массового продукта. В целом, это стало большим просчетом компании FIAT, поскольку новая технология стала очень выгодна. Но итальянский концерн был в то время в удручающем финансовом состоянии и не имел ресурсов для завершения выполненых работ. Тем не менее итальянцы первые применили систему Common Rail в 1997 на Alfa Romeo 156 1.9 JTD и только потом она появилась на Mercedes-Benz C 220 CDI.

Аккумуляторная топливная система или система типа Common rail (англ.  общая магистраль) — система подачи топлива, применяемая в дизельных двигателях. 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, рейл).«Аккумуляторная топливоподающая система» — это официально признанное название. Common Rail именно запасает в себе топливо под высоким давлением, но разумеется, не литрами, а в пределах нескольких циклов. Топливная система Common Rail характеризуется впрыском топлива в цилиндр под очень высоким атмосферным давлением, благодаря чему автомобили, оснащенные данной системой, получили уменьшенный расход топлива на 15 процентов, в то время как мощность двигателя выросла почти на 40 процентов.

Но это не все достоинства передовой топливной системы Common Rail. Также было отмечено уменьшения шума при работе двигателя, притом, что крутящий момент дизеля был также увеличен.

Конструкция и принцип действия

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. 

Топливо из топливного бака  забирается топливоподкачивающим насосом (низкого давления), и через фильтр поступает в топливный насос высокого давления (ТНВД). На основании сигналов, поступающих от датчиков, блок управления двигателем определяет необходимое количество топлива, которое топливный насос высокого давления подает через клапан дозирования топлива. Насос накачивает топливо в топливную рампу. Там оно находится под определенным давлением, обеспечиваемым регулятором давления топлива. Блок управления регулирует производительность ТНВД для поддержания необходимого давления в магистрали по мере расхода топлива. Топливная магистраль соединяется топливопроводами с форсунками. В каждую форсунку встроен управляющий клапан — электромагнитный или пьезоэлектрический. По команде от блока управления клапан открывается, впрыскивая необходимую порцию топлива в цилиндр.Система Common Rail имеет следующее устройство: топливный насос высокого давления;клапан дозирования топлива;регулятор давления топлива (контрольный клапан);топливная рампа;форсунки;топливопроводы.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. 

Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.

Регулятор давления топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе.

Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций:накопления топлива и содержание его под высоким давлением;смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД;распределения топлива по форсункам.

Форсунка важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются следующие конструкции форсунок:электрогидравлическая форсунка;пьезофорсунка.

Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются:форсунки;клапан дозирования топлива;регулятор давления топлива.

С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают:предварительный впрыск;основной впрыск;дополнительный впрыск.

Предварительный впрыск небольшого количества топлива производится перед основным впрыском для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускорение самовоспламенения основного заряда, снижение шума и токсичности отработавших газов. В зависимости от режима работы двигателя производится:

два предварительных впрыска — на холостом ходу;

один предварительный впрыск — при повышении нагрузки;

предварительный впрыск не производится — при полной нагрузке.

Основной впрыск обеспечивает работу двигателя.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Развитие системы впрыска Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска:

первое поколение – 140 МПа, с 1999 года;

второе поколение – 160 МПа, с 2001 года;

третье поколение – 180 МПа, с 2005 года;

четвертое поколение – 220 МПа, с 2009 года.Чем выше давление в системе впрыска, тем больше топлива можно впрыснуть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность.

Сравнение с другими системами подачи топлива

Особенности:

  • В отличие от традиционной системы подачи топлива, используется одноканальный ТНВД, постоянно подающий топливо в магистраль;
  • Необходимо корректировать цикл работы исходя из пропускной способности каждой форсунки, из-за чего требуется настройка электронного блока после каждой замены форсунок.

Преимущества:

  • Давление, при котором происходит впрыск топлива можно изменять вне зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя и оно остаётся практически постоянным в течение всего цикла подачи топлива;
  • При использовании аккумуляторной системы подачи топлива момент подачи топлива может в широких пределах регулироваться электронным блоком управления. Это позволяет более точно дозировать топливо, а также осуществлять подачу топлива несколькими порциями в течение рабочего цикла — для более полного сгорания топлива;
  • Конструкция системы подачи топлива «Common rail» проще, чем у системы с насос-форсунками, и лучше ремонтопригодность.

Недостатки:

  • Более сложное устройство форсунок, которые требуют относительно частой замены, по сравнению с традиционной системой подачи топлива (но более простое, чем у системы с насос-форсунками);
  • Система перестаёт работать при разгерметизации, например при неисправности одной из форсунок, когда её клапан постоянно находится в открытом положении;
  • Повышенная требовательность к чистоте и качеству дизельного топлива. Элементы топливной системы выполненные с прецизионной точностью при попадании даже мелких посторонних частиц под действием высокого давления повреждаются и выходят из строя. В первую очередь это касается управляемых электроникой форсунок с электромагнитными или пьезоэлектрическими клапанами. Попытки использовать низкокачественное топливо или неподходящие топливные фильтры могут привести к преждевременному дорогому ремонту или даже к замене системы.
  • Использование в системе большого числа разного рода датчиков, активаторов и иных элементов управления: датчик давления в рампе, датчик потока воздуха, датчики положений распредвала и коленвала, температурные датчики двигателя и входящего воздуха, датчик положения педали акселератора, датчик системы подогрева, соленоиды, клапан регулятор давления в рампе, клапан турбонаддува и клапана рециркуляции выхлопных газов.
  • Относительно высокая стоимость деталей и запасных частей системы.
  • Затруднение или невозможность произвести ремонт или настройку системы собственными силами, т.к. требуется специальный стенд и  инструменты.

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.  (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.

Больше видео о системе Common Rail вы можете просмотреть на нашем канале в Youtube.com

Source: www.newton-dieselcenter.com.ua


Смотрите также


Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)
Загрузка...