Коммон рейл: принцип работы и особенности

Основные неисправности форсунок

Практически все неисправности, возникающие как в дизельных, так и в бензиновых форсунках, связаны с их засорением. И вопрос сводится лишь к тому, как именно в распылителе возник засор.

Стук

Так называемый стук — неисправность, возникающая вследствие закоксовывания отверстий распылителя. Дело в том, что эта деталь регулярно подвергается воздействию высоких температур. Если водитель постоянно использует некачественное топливо, на распылителях скапливаются смолистые отложения.

Распылитель форсунки Common Rail вышел из строя из-за некачественного топлива

Постепенно поверхность этих отложений покрывается твёрдым нагаром, а в подаче топлива начинаются перебои. Именно в этот момент механизм начинает «стучать». Вот признаки его стука:

• мощность двигателя существенно снижается;
• увеличение оборотов двигателя приводит к рывкам и провалам;
• на низких оборотах мотор работает нестабильно и часто глохнет;
• токсичность выхлопных газов увеличивается в два, а иногда и в три раза.

Для устранения устройство необходимо промыть. Вот основные способы промывки:

• промывка с помощью особых топливных присадок;
• промывка на стенде (для этого детали придётся снимать).

Течь

Течь форсунки обычно возникает из-за разрушения уплотнительного кольца, находящегося под ней. Любая, даже самая незначительная трещина в этой детали ведёт к утечке, так как давление в топливопроводе очень высокое. Кроме того, из-за разрушившегося кольца топливная система утрачивает герметичность и начинается и начинается подсос воздуха в камеру сгорания двигателя.

Из-за разрушения уплотнительного кольца форсунка Common Rail может потечь

Вот признаки того, что форсунка потекла:

• при осмотре двигателя вокруг детали видны характерные маслянистые потёки;
• двигатель очень трудно завести;
• запущенный двигатель работает с перебоями и характерными хлопками.

Чем отличается от ТНВД

Основное отличие в том, что подача горючего производится от одной топливной рампы ко всем форсункам сразу. Нужно регулировать цикл подачи в зависимости от пропускной способности отдельной форсунки. Это требует настройки ЭБУ после смены форсунок.

Одно из главных преимуществ Commonrail — возможность поддерживать давление независимо от скорости оборотов коленвала

Давление всегда поддерживается на высоком уровне — это дает важность корректировать сгорание при работе мотора с неполной нагрузкой

При использовании аккумуляторной системы инжекции горючего начало и окончание процесса полностью контролируются ЭБУ

Можно производить точную дозировку топливной смеси либо во время цикла осуществлять подачу горючего порционно — что важно для его полного выгорания. Механизм очень надёжен — при этом он гораздо проще, чем ТНВД, ремонтировать его легче

Однако конструкция форсунок здесь более замысловатая, и менять их приходится чаще. Если одна из форсунок выйдет из строя, вся система утратит работоспособность

Поэтому Коммон Рейл важно использовать только с качественным горючим

Самостоятельная диагностика

При отсутствии дорогостоящей аппаратуры в гаражных условиях можно осуществить некоторые диагностические мероприятия самостоятельно. Если двигатель не заводится или, запустившись, работает крайне нестабильно, то первое, что можно испытать на исправность — калильные свечи.

Если при попытке завести дизельный двигатель не происходит воспламенение рабочей смеси, то следует проверить топливную систему на наличие в ней топлива. Давление, при котором система питания common rail delphi может обеспечить стабильный запуск агрегата, должно быть не менее 150 атмосфер. Проверка топливной системы осуществляется в такой последовательности:

1. Необходимо тщательно осмотреть топливную рейку и все топливные трубки. При выявлении утечки топлива из системы необходимо незамедлительно восстановить герметичность участка топливопровода;
2. Следует отпустить на несколько оборотов штуцер ведущий к одной из форсунок, провернуть двигатель стартером на несколько оборотов и по вытекающему из этого места топливу убедиться в работоспособности насоса высокого давления. Если в системе питания будет отсутствовать топливо, или его давление будет отличаться в меньшую сторону от минимально необходимого, то потребуется проверить ТНВД, а также насос подкачки, который осуществляет перекачку топлива из бака автомобиля.

Проверка насоса низкого давления осуществляется с помощью обратного манометра. Измерительный прибор должен показать не менее минус 1,5 атмосфер. Только в этом случае будет открываться заборный клапан, и в систему начнёт поступать топливо в необходимом объёме. Дизельные топливные насосы высокого давления, лучше проверять демонтировав эту деталь с двигателя. Гаражные мастера занимающиеся самостоятельным ремонтом конструируют самодельные стенды на которых насос надёжно фиксируется и запускается с помощью электрической тяги. К насосу подводится топливный шланг с дизельным топливом, а на выходе устанавливается манометр, который позволит измерить давление в топливной системе. Измерительный прибор должен быть рассчитан на большое давление, иначе правильно диагностировать поломку насоса не получится. Работающий насос может нагнетать топливо до 2000 атмосфер, поэтому следует все соединительные муфты надёжно закрепить, прежде чем включать систему. Такая схема позволит определить исправность насоса высокого давления. Если деталь окажется неисправной, то следует произвести её замену либо отремонтировать насос на станции технического обслуживания.

Не следует опасаться использовать новейшие технологии в повседневной жизни. В ближайшем будущем каждый дизельный двигатель будет оборудован системой Common rail delphi, поэтому приобретая автомобиль с таким видом дизеля можно не опасаться за то, что силовой агрегат быстро устареет, и на него невозможно будет найти оригинальные запчасти. Если постоянно следить за качеством топлива, заливаемого в топливный бак, то количество пройденных километров до первого капитального ремонта двигателя, оснащённого системой Common rail delphi, будет исчисляться сотнями тысяч, при этом каждый пройденный километр позволит сэкономить деньги на приобретении топлива.

Особенности эксплуатации топливной системы Коммон рэйл дизелей

Для продолжительной эксплуатации системы подачи топлива в дизельных силовых агрегатах рекомендуется ежегодно снимать и чистить бак, а также периодически сливать собирающееся в фильтре-отстойнике топливо. Обязательно заправлять автомобиль соляркой в соответствии с сезоном. Не следует пытаться запустить запарафиненный мотор, так как это значительно ускорит износ топливной системы, поскольку в плунжерных парах ТНВД должна постоянно присутствовать солярка, а ее отсутствие попросту оставит постоянно взаимодействующие между собой детали без смазки. На бензиновых силовых агрегатах такого нет.
Часто от неосведомленных автовладельцев приходится слышать нелестные отзывы о работе дизельных моторов, однако, если сравнивать динамику замены расходников на дизелях с бензиновыми силовыми агрегатами, приходится невольно задуматься над тем, как первые могут работать столь продолжительное время без проведения самого минимального ТО системы подачи топлива? Зачастую водители сознательно пренебрегают этим, продолжая ездить пока все функционирует нормально.
Примером этого может послужить известная всем модель Audi 100, в которой часто наблюдается некорректная работа насоса подачи топлива. Основными признаками этого является возникновение шума, резкое падение мощности двигателя, а в некоторых случаях, и вовсе — невозможность его запуска. Причина — забитая сетка насоса, который устанавливается непосредственно в баке. В результате этого, насос работает без топлива, из-за чего изнашиваются его элементы. Для предотвращения подобной поломки достаточно было хотя бы раз в два года проводить полную ревизию топливной системы, снимать топливный бак, чистить его и осматривать насос. Часто случаются ситуации, когда в бак попадает песок и грязь (кстати, за год их может скопиться до 50 мл). Объяснить почему так происходит практически невозможно. Абразивные частички могут попадать в бак, как с заправочного пистолета, так и вместе с топливом, за качеством которого следят все реже и реже.
На современных транспортных средствах в горловине топливного бака устанавливается фильтр грубой очистки топлива, но он не всегда полностью справляется со своими обязанностями. Бывает и так, что водитель сознательно удаляет его.

Как выполняется ремонт форсунок Common Rail в автотехцентре «Дизель-Сервис»?

Выявление причин неполадок в системе – непростая задача, поскольку в ее состав входит большое количество разнообразных датчиков, регуляторов и других элементов управления. Поэтому ремонт форсунок начинается с диагностики на специализированном стенде с лицензионным программным обеспечением. Проверка на стенде воссоздает работу топливного оборудования автомобиля и позволяет сравнить полученные показатели налива с эталонными характеристиками, установленными производителем.

Чтобы отремонтировать форсунки Common Rail, требуется высокотехнологичное оборудование. Ремонтная зона автотехцентра «Дизель-Сервис» оснащена:

• двумя новейшими комплексами КО 4000 МАКТЕСТ для компьютерной сборки и настройки форсунок;
• стендом ТК 1026 МАКТЕСТ для тестирования собранной топливной аппаратуры;
• всем необходимым специальным инструментом.

Ремонт Common Rail выполняется с применением только оригинальных запчастей от фирм-производителей дизельного топливного оборудования — Bosch, Denso, Delphi и других. Все востребованные запчасти и расходники всегда имеются на складе, поэтому ремонт топливной аппаратуры займет минимально необходимое время.

На выполненные работы предоставляется 6-месячная гарантия. А для постоянных клиентов предусмотрена система скидок на диагностику и на работы по ремонту.

Как распознать неисправность форсунок?

Главной причиной поломки системы Common Rail является низкое качество топлива, на местных АЗС в нем может встречаться вода, грязь, присадки и посторонние примеси. Наиболее чувствительны к некачественному топливу форсунки, выпускаемые компанией Delphi. Владельцам автомобилей, оборудованных системой впрыска с их использованием, следует в особенности тщательно подходить к выбору автозаправки.

К быстрому выходу форсунок из строя приводит и нерегулярное прохождение планового ТО, использование низкокачественных расходников и запчастей при обслуживании и ремонте.

Заподозрить неисправность форсунок можно, если вы наблюдаете один или несколько из нижеперечисленных симптомов:

• затрудненный пуск и нестабильная работа мотора;
• дым черного или белого цвета из выхлопной трубы;
• рост расхода топлива;
• падение мощности силовой установки.

Конечно, не всегда эти наличие этих дефектов является результатом выхода из строя именно форсунок. Подобные симптомы проявляются и в случае неисправности отдельных датчиков, поломке регулятора давления, ТНВД и других элементов топливной аппаратуры. Установить причину сбоев в работе двигателя и выполнить ремонт топливного оборудования в Москве вы можете, записавшись на диагностику в наш автотехцентр.

Снизить риск поломок системы Common Rail поможет замена масла, масляного, топливного и воздушного фильтров в строгом соответствии с регламентом производителя

Важно использовать только оригинальные или лицензионные запчасти и расходники, рекомендованные производителем. Дополнительно необходимо регулярно проводить проверку и чистку форсунок дизеля

Эти несложные и недорогие меры позволят предотвратить дорогостоящую замену форсунок вследствие их полного выхода из строя. И, конечно же, заправку автомобилей стоит осуществлять только на проверенных АЗС, гарантирующих качество топлива.

Что такое Common Rail ?

«Common Rail » — это система впрыска топлива дизельных двигателей.Ее принцип работы основывается на подаче горючего к форсункам от рампы общего давления.

Система была разработана немецкими специалистами компании «Бош».

Главная отличительная черта системы – способность выдавать нужную мощность при минимальном потреблении топлива. Также топливная Common Rail способна снизить уровень токсичности выхлопных газов.

«Коммон Рейл» обладает широким диапазоном регулирования давления горючего и моментов начала впрыска.

По своей конструкции система Common Rail представляет собой контур высокого давления. При работе двигателя осуществляется непосредственный впрыск топлива (то есть горючее поступает сразу в камеру сгорания). Давление создаётся топливным насосом.

На насосе установлен клапан (дозирующий блок) он служит для регулировки количества топлива.

Топливная рампа выполняет сразу несколько функций. Это накопление горючего под высоким давлением, смягчение колебаний давления и распределение топлива по форсункам.

Форсунки. Стоит отметить, что такие устанавливаются как на бензиновые (инжектор), так и на дизельные двигатели. Однако их главное отличие – это давление, при котором они работают. В нашем случае форсунка «Коммон Рейл» еще и управляет количеством топлива, что подается непосредственно в цилиндр. Элемент связан непосредственно с рампой. На данный момент используется два вида форсунок:

• Пьезофорсунки («Бош»).
• Электрогидравлические (основной производитель – «Дэлфи»).

В последнем случае подача топлива производится за счет работы электромагнитного клапана.

В пьезофорсунках за это отвечают специальные кристаллы. Скорость работы таких элементов на порядок выше, поэтому они более распространены. Однако ремонт Common Rail (форсунок) произвести своими руками невозможно из-за сложности конструкции и точных настроек. Поэтому все работы по обслуживанию системы осуществляются только на специализированных СТО. Это и есть главный недостаток таких автомобилей.

Работа системой впрыска контролируется системой управления дизелем. В последнюю входят исполнительные механизмы, датчики и ЭБУ. Учитываются все параметры – положение педали газа, температура охлаждающей жидкости, количество подаваемого воздуха и даже состав выхлопных газов (лямбда-зонд). Что касается

исполнительных механизмов, ими и являются вышеперечисленные форсунки, рампа, ТНВД, регулятор и клапаны.

Итак, как действует данная система? На основании сигналов, что воспринимают контролирующие датчики, системой формируется нужное количество топлива. Оно подается через дозирующий клапан. Горючее попадет в насос, а затем под давлением идет на рампу. Нужное давление в ней удерживается специальным регулятором. В определенный момент от ЭБУ поступает сигнал на форсунки, и те осуществляют открытие каналов на определённый промежуток времени. В зависимости от режима работы двигателя, количество топлива и давление может автоматически меняться системой на основании данных из кислородного датчика. Однако разбег должен быть небольшим. Существенные отклонения говорят о неисправностях с системой «Коммон Рейл».

Типы впрыска Common Rail

Что это такое? Различают несколько типов впрыска топлива в системе:

Первый производится перед основным с целью повысить давление и температуру в камере сгорания. Так осуществляется ускоренное самовоспламенение основного заряда и снижение шума работы двигателя. Предварительный впрыск может быть разным, в зависимости от режима работы двигателя. Так, на холостом ходу он производится дважды. При повышении нагрузки – единожды. При полной нагрузке предварительный впрыск не осуществляется.

Цель основного впрыска – обеспечить непосредственно работу двигателя. На подтипы он не подразделяется. Дополнительный впрыск служит для снижения уровня токсичности отработавших газов. Так, с кислородного датчика поступает информация на ЭБУ, после чего подается еще одна порция топлива. Вредные вещества дожигаются в каталитическом нейтрализаторе (еще его называют

Стоит отметить, что первое поколение системы появилось в 1999-м году. Она выдавала давление в 145 МПа. Через два года появилось следующее поколение системы (160 МПа). Common Rail 3 разработано в 2005-м году. На данный момент автомобили оснащаются системой «Коммон Рейл» четвертого поколения. Форсунки работают под давлением 220 МПа

Почему такое внимание уделяется давлению? Чем выше данный показатель, тем больше горючего впрыскивается в цилиндр. Соответственно, за определенный промежуток времени реализуется больше мощности, возрастает КПД двигателя

Источник

Достоинства и недостатки системы Common rail

Современная модификация данной системы позволила повысить мощность агрегата за счет распыления большего количества топлива. Так как в современных авто производители устанавливают большое количество всевозможных датчиков, электроника стала более точно определять количество дизтоплива, необходимого для работы ДВС на конкретном режиме.

Это основное преимущество коммон рейл перед классическими модификациями ТС с насос-форсунками. Еще один плюс в пользу инновационному решению – ее легче ремонтировать, так как она имеет более простое устройство.

К недостаткам относится дороговизна установки. Также она требует более качественного топлива. Еще один минус в том, что форсунки имеют более сложную конструкцию, поэтому у них меньший рабочий ресурс. Если выйдет из строя какая-то из них, клапан в ней будет постоянно открыт, из-за чего нарушится герметичность контура и система отключится.

Более подробно об устройстве и разных вариантах исполнения топливного контура высокого давления рассматривается в следующем видео:

Принцип работы компонентов топливного контура системы Common Rail. Часть 2

Watch this video on YouTube

Почему снижается мощность?

Часто мастерам СТО приходится слышать от клиентов жалобы, касательно снижения разгонной динамики и мощности мотора. Нередки случаи, когда силовой агрегат попросту глохнет во время езды при переходе на низкие обороты. Большинство автомобилистов уверены, что проблема заключается именно в регуляторе давления. Но, как утверждают механики, корнем всех бед являются именно топливные форсунки, которые выработали свой ресурс. А первопричина этого — засорение топливного фильтра.
Помимо этого на работе силового агрегата отражается состояние сажевого фильтра. Для владельцев дизельных авто этот вопрос остается особенно актуальным, поскольку в большинстве случаев этот элемент меняют когда он еще вполне исправно функционирует. Также сажевый фильтр часто и вовсе удаляют из системы, перепрошивая при этом ЭБУ.
Для чего это нужно? Чтобы правильно ответить на вопрос, необходимо знать устройство и принцип функционирования «сажевика».
Этот элемент входит в конструкцию выхлопной системы и располагается между силовым агрегатом и выпускным коллектором. Его назначение заключается в удержании частичек сажи, содержащихся в отработанных газах авто. А главным фильтрующим элементом является специальная керамическая матрица. Если фильтр забит, он служит первопричиной снижения мощности мотора. Однако для этого элемента предусмотрен процесс регенерации (самоочищения). Эту функцию запускает ЭБУ на основании показаний ряда датчиков. Поэтому, если на автомобиле стали возникать описанные выше симптомы, это вовсе не означает, что сажевый фильтр неисправен, и его необходимо либо заменить, либо полностью удалить из системы.
На долговечность «сажевика» также влияет качество топлива, поскольку количество сажи в отработанных газах напрямую зависит от процентного содержания серы в топливе. Говоря проще, источник проблемы заключается непосредственно в топливе, поскольку оно либо плохо сгорает, либо сгорает не полностью. Соответственно из-за этого сажевый фильтр работает некорректно, и на ЭБУ поступает сигнал ошибки. На основании этого генерируется команда на его очистку и осуществляется дополнительный топливовпрыск в мотор. Результатом этого является появление дыма белого цвета из выхлопной трубы при работе силового агрегата на холостых оборотах, которые могут быть несколько завышенными.
Это необходимо для разогрева элемента до температуры более 600 градусов, поскольку в этом случае сажа начинает активно взаимодействовать с кислородом, и фильтр очищается. Стоит заметить, что процесс такой регенерации никак нельзя назвать эффективным, по этой причине у большинства транспортных средств уже на начальном этапе эксплуатации возникают проблемы с сажевым фильтром. Помимо этого, процесс регенерации может и не запуститься по следующим причинам

1. Неисправность датчиков выхлопной системы.
2. Выход из строя либо некорректная работа клапана ЕГР. 
3. Наличие активной ошибки в ЭБУ,

Принцип действия Common Rail

Конструкция включает в себя следующие компоненты:

• ТНВД;
• топливный фильтр;
• топливоподкачивающий насос;
• клапан дозировки;
• регулятор давления (контрольный клапан);
• датчик давлений топлива в рампе;
• аккумулятор высокого давления (топливная рейка);
• инжекторы.

Принцип действия агрегата в следующем. Насос низкого давления подаёт горючие под невысоким давлением (2,6-7 бар) к насосу высокого давления (ТНВД), где осуществляется нагнетание давления — при прокрутке мотора оно достигает 500-600 бар. После того, как запущен силовой агрегат, давление увеличивается до 1300-2000 бар.

Датчик давления поддерживает оптимальные значения для впрыска, а регулятор возвращает излишки дизеля в магистраль обратного слива. Сам регулятор находится или в корпусе ТНВД, или в топливной рейке. Также в рейке может быть установлен клапан экстренного сброса горючего — он защитит агрегат от разрыва при возникновении ЧП. Датчик температуры, который имеется на многих топливных рамах, позволяет более точно контролировать работу устройства.

Существует вариант системы с отдельной форсункой — она применяется для повышения дозировки горючего и прожига сажевого фильтра. В других системах работа мотора в режиме прожига контролируется изменением ЭБУ количества нагнетаемого дизеля и изменением момента впрыска.

Типы форсунок

Принцип топливной системы common rail подразумевает использование одного из двух видов форсунок.

Электрогидравлические. Электромагнитные форсунки классического типа. После того, как напряжение пошло на электромагнитный клапан, происходит поднятие иглы распылителя и подача горючего. Главные плюсы конструкции — высокая степень надёжности и ремонтопригодности.

Пьезоэлектрические. Когда напряжение подаётся на пьезокристалл, он моментально расширяется. По сравнению с предыдущим вариантом, игла поднимается в три-четыре раза быстрее. Увеличение быстродействия форсунки даёт большее количество впрысков за цикл, а также позволяет точнее определить объём подаваемого горючего. К минусам относят сложность конструкции, из-за чего такая форсунка имеет меньший срок службы и её сложно отремонтировать.

ТНВД

Основная доля рынка по производству топливных насосов высокого давления принадлежит компании Bosch, которая и является основным разработчиком системы Common Rail. Существует пять генераций ТНВД Bosch, которые применяют систему «Коммон Рэйл».

СР1. Трехплунжерный насос с подкачивающей секцией, которая находится на баке. Отсутствует клапан дозировки горючего, эту роль выполняет регулятор давления (установлен на рейке). В большинстве случаев используются электромагнитные форсунки.

СР1Н. Модернизированный вариант СР1. Подкачивающий насос заменён механической подкачивающей секцией, которая установлена в корпусе насоса. Отличительная черта — в наличии клапана регулятора объёма горючего, которое нагнетается в рейку. СР1Н способен нагнетать давление до 1600-1800 бар. Также эффективность увеличивается за счёт принудительного отключения одного из плунжеров в случае, когда не требуется большой объём топлива.

СР2. Устанавливается только на тяжёлый коммерческий автотранспорт.

СР3. Отличительная характеристика в том, что объём подаваемого горючего регулируется не в контуре ВД, а на подходе к плунжерам. Используется механическая подкачивающая секция. Электронасосы хоть и применяются, но крайне редко. Устанавливаются только пьезоэлектрические форсунки CRI 3.

СР4. Существует две модификации такого ТНВД. 4.1 с одним плунжером (давление 1800 бар) и 4.2 с двумя плунжерами (давление 2000 бар). Оба варианта оснащаются регуляторами давления и механическим отсеком низкого давления на пять бар. В основном используются пьезофорсунки, хотя есть модели с электрогидравликой.

Управление

Используя информацию от датчика положения педали газа, электронный блок управления настраивает уровень крутящего момента

Также принимаются во внимание все остальные датчики, включая датчики температуры топлива в рампе и наддува. Вся эта информация помогает ЭБУ рассчитать фактическую нагрузку на двигатель и определить, когда именно нужно дать сигнал форсунке, а также какой объём топлива за цикл должно быть подано в цилиндры

Устройство и принцип работы системы Common Rail

Схема и детали системы

Высокое давление 230-1800 бар.

Давление в обратной магистрали форсунок, 10 bar.

Давление в напорной магистрали, Давление в обратной магистрали.

1. Подкачивающий топливный насос. Осуществляет постоянную подкачку топлива в напорную магистраль.

2. Топливный фильтр с клапаном предварительного подогрева. Клапан предварительного подогрева препятствует при низких температурах окружающей среды засорению фильтра кристаллизующимися парафинами.

3. Дополнительный топливный насос. Подаёт топливо из напорной магистрали к топливному насосу.

4. Сетчатый фильтр. Предохраняет насос высокого давления от попадания инородных частиц.

5. Датчик температуры топлива. Измеряет текущую температуру топлива.

6. Насос высокого давления (ТНВД). Создаёт давление, необходимое для работы системы впрыска.

7. Клапан дозирования топлива. Регулирует количество топлива, которое необходимо подать в аккумулятор высокого давления.

8. Регулятор давления топлива. Регулирует давление топлива в магистрали высокого давления.

9. Аккумулятор давления (топливная рампа). Накапливает под высоким давлением топливо,необходимое для впрыска во все цилиндры.

10. Датчик давления топлива. Измеряет текущее давление топлива в магистрали высокого давления.

11. Редукционный клапан. Поддерживает давление в обратной магистрали форсунок системы впрыска на уровне 10 бар. Такое давление необходимо для работы форсунок.

12. Форсунки.

Система впрыска Common Rail

Система впрыска Common Rail представляет систему впрыска топлива для дизельных двигателей с аккумулятором высокого давления. Термин «Common Rail» означает «общая балка или рампа» и служит для обозначения общей топливной рампы (аккумулятора давления) для всех форсунок ряда цилиндров.

В данной системе процесс впрыска отделён от процесса создания высокого давления. Необходимое для системы впрыска высокое давление создаётся с помощью отдельного топливного насоса высокого давления (ТНВД). Топливо, находящееся под высоким давлением, накапливается в аккумуляторе давления (топливной рампе) и через короткие топливопроводы высокого давления подаётся к форсункам. Управление системой впрыска Common Rail осуществляется системой управления двигателя Bosch EDC.

Система впрыска Common Rail располагает большими возможностями для регулирования давления и параметров впрыска в соответствии с режимом работы двигателя. Это создает хорошие предпосылки для удовлетворения постоянно растущих требований к системе впрыска в плане улучшения экономичности, снижения токсичности ОГ и шумности двигателя.

В данной системе впрыска Common Rail используются пьезоэлектрические форсунки.

Управление форсунками осуществляется исполнительным механизмом, основанном на использовании пьезоэлемента. Скорость переключения такого механизма во много раз выше, чем у форсунки с электромагнитным клапаном.

Кроме того, масса подвижной иглы у распылителя пьезоэлектрической форсунки примерно на 75 % меньше, чем у форсунки с электромагнитным приводом.

Это обеспечивает пьезоэлектрическим форсункам следующие преимущества:

* короткое время переключения * возможность произвести несколько впрысков в течение рабочего такта * точность дозировки впрыска

Работа пьезофорсунки Common Rail

И для интереса. Как изготавливается форсунка Common Rail Piezo на заводе.

Процесс впрыска

Высокая скорость переключения пьезоэлектрической форсунки позволяет гибко и с высокой точностью управлять фазами впрыска и дозировать подачу топлива. Благодаря этому управление процессом впрыска топлива может осуществляется в точном соответствии с потребностью двигателя в определённый момент времени. За время такта может быть произведено до пяти отдельных впрысков.

ТНВД

Насос высокого давления представляет собой одноплунжерный насос. Привод насоса осуществляется через зубчатый ремень коленвала с частотой, равной частоте оборотов двигателя. ТНВД предназначен для создания в топливной магистрали давления до 1800 бар, необходимого для работы системы впрыска. С помощью двух кулачков, развёрнутых на приводном вале на 180°, скачок давления формируется синхронно с впрыском во время рабочего такта конкретного цилиндра. Это обеспечивает равномерную нагрузку привода насоса и снижает колебания давления в области высокого давления. Для снижения трения при передаче усилия от приводных кулачков к плунжеру насоса между ними установлен ролик.

Устройство насоса высокого давления

Схематическое представление насоса высокого давления.

Источник

Преимущества системы Common Rail

Что это за система Common Rail, мы выяснили, теперь осталось разобраться, почему же она все чаще используется на современных автомобилях вместо старых атмосферных двигателей. Основные преимущества представлены ниже:1) Понижение содержания вредных веществ в выхлопных газах2) Большая экономия топлива3) Увеличение мощности двигателя4) Снижение характерного для дизельных моторов шумаТребования к экологичности автомобилей с каждым годом повышаются, поэтому старые дизеля уже не могут проходить технические осмотры. Это связано с большим содержанием вредных веществ в выхлопных газах. Экономия же топлива происходит за счет одновременного распыления дизеля по цилиндру. Топливо сгорает в большем количестве и поэтому производится меньше отходов, выходящих через выхлопную трубу. Эта система позволяет наиболее точным образом дозировать смесь, что также приводит к снижению потребляемого топлива.

В чем секрет эффективности

ТНВД распределительного типа с электронным управлением, не говоря уже о полностью механических насосах, подавали дизель в цилиндры большими порциями и под сравнительно малым давлением (к примеру, ТНВД Bosch VE мог выдать всего 700 бар при 2400 об/мин). Увеличение давления при распылении позволяет разбить топливо на более мелкодисперсные частицы, увеличив тем самым площадь контакта частиц дизеля с окислителем – кислородом. Чем меньше распыляемые частицы топлива, тем они быстрее нагреваются и, как следствие, эффективней сгорают. В результате мы получаем большую мощность двигателя, как так топливо сгорает практически полностью, высвобождая большее количество энергии, и меньший расход топлива. В случае с единым аккумулятором нет прямой зависимости между оборотами двигателя и давлением топлива в рампе, поэтому даже на холостых оборотах давление достаточное для качественного распыления.

Деление цикловой подачи на такты означает, что за такт впуска форсунка успевает впрыснуть топливо не один, а несколько раз (от 2 до 7 в современных системах). Различают:

• предварительный впрыск – предназначен для поднятия температуры в камере сгорания и лучшего возгорание основного впрыска, на который и приходится большая доля дизельного топлива;
• основной впрыск;
• дополнительный впрыск – может быть использован для прожига сажевого фильтра.

Разделение цикловой подачи позволяет уменьшить характерный шум работы дизельного двигателя, так как давление в камере сгорания нарастает постепенно, поэтому характерный взрыв ТПВС в камере происходит мягче. Количество впрысков определяется ЭБУ и зависит от многих параметров (режима работы двигателя, нагрузки, температуры ОЖ и т.д.).

Преимущества и недостатки

Основные достоинства дизельных ДВС с впрыском Сommon Rail:

• экономичность;
• приемистость двигателя (эластичность), мощность;
• уменьшение вибраций, шума;
• экологичность.

Как бы это странно не прозвучало, но система впрыска с топливной рейкой не имеет явных недостатков, так как назвать минусом требовательность к качеству топлива было бы неправильно. Согласитесь, что это скорее проблема АЗС и контролирующих органов, нежели системы впрыска дизельного двигателя. Отрицательными моментами могут стать лишь конструктивные особенности ТНВД, форсунки или датчиков той либо иной модели. К примеру, некоторые насосы имеют довольно мягкий алюминиевый корпус, поэтому со временем они начинают гнать стружку, появление которой чрева выходом из строя форсунок и ускоренным износом ТНВД. Также всем известно, что пьезоэлектрические форсунки имеют меньший ресурс и часто не поддаются ремонту.

При эксплуатации дизельного двигателя с системой Сommon Rail следует помнить о высоких требованиях к качеству топлива и строгом соблюдении периодичности замены фильтров.

https://youtube.com/watch?v=5TzI0if9bRw

Что представляет собой эта технология?

Common Rail — это специальная технология впрыскивания горючего, используя высокое давление. Она использует аккумуляцию топлива и применяется в двигателях дизельного типа. Со временем использования для «дизелей» непосредственного впрыска многие детали технологии перешли к таким моторам (ТНВД). Основным элементом Common Rail считается топливный аккумулятор, работающий под воздействием высокого давления.

История устройства

Первым прототипом для системы аккумуляторного впрыскивания была построенная модель Робертом Хубером в 64-м году прошлого века. В то время электроника ещё не имела широкого развития, поэтому разработку быстро забросили. Это же случилось и с трудами инженеров Коломенского завода, которые также не получили признания.

В 1994 году компания Denso из Японии установила первую рабочую модель технологии аккумуляторного впрыскивания на грузовик серийного производства от Toyota. Через год эту технологию начали использовать и итальянцы. Уже в 1998 году рынок увидел флагман Mercedes Benz модели E220 CDI с этой системой.