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
Причины и признаки поломки Common Rail
- после долгой стоянки заметно ухудшение пуска мотора;
- мощность силового агрегата упала, что особенно заметно при большой нагрузке или попытке достичь максимальной скорости;
- увеличился шум работы двигателя;
- нехарактерные вибрации движка;
- нехарактерный цвет выхлопа (черный или белый).
Основная причина неисправностей — низкое качество топлива. Обычно выходят из строя форсунки, ТНВД или насосы топливной подкачки.
- неисправность форсунок — мотор глохнет даже при наборе скорости;
- выход из строя датчиков или инжекторов ТНВД;
- загрязнение насоса высокого давления;
- подъём форсунки;
- разгерметизация насоса или его поломка.
Недостаточно знать, как работает данная топливная система — для определения неисправности потребуется провести тщательную диагностику. Исследуется не только механическая часть устройства, но и электронная. Не рекомендуется самостоятельно пытаться отремонтировать «Коммон Рэйл» — без должных навыков и диагностического оборудования можно только навредить, после чего потребуется уже не косметический ремонт, а полная замена.
Оптимальным решением будет обратиться в специализированную автомастерскую «Дизель-Мастер» в Санкт-Петербурге. В нашем распоряжении есть всё необходимое для качественного ремонта Common Rail — штат опытных мастеров, современное оборудование и запас оригинальных запчастей. Обращайтесь! Предложим оптимальное и недорогое решение вашей проблемы. (бесплатно по России), 8 (921) 932-25-54
Дизельное чудо Bosch. Как оно устроено?
Конструктивно систему Common Rail можно разделить на такие основные элементы:
- контур низкого давления;
- топливный насос высокого давления (ТНВД);
- регулятор и датчик давления;
- топливную рампу;
- форсунки;
- блок управления.
Контур низкого давления, в принципе, ничего особенного собой не представляет. Тут стандартный набор – бак, подкачивающий насос, несколько фильтров и подогревающие приспособления.
Главная цель этого узла предоставить ТНВД нужное количество горючего, которое затем под его напором будет вкачано в топливную рампу.
Задача рампы — накапливание большого количества топлива под высоким давлением.
В рампу встраиваются датчик и регулятор давления. Первый контролирует параметры топлива, а второй – поддерживает необходимое давление для оптимальной работы двигателя в конкретный момент времени.
Ну и конечно, форсунки. В системе Common Rail их можно назвать настоящим произведением технического искусства.
Так как форсункам приходится функционировать в условиях высокого давления и температуры, к ним предъявляются особые конструктивные требования.
К тому же, они должны очень быстро реагировать на команды блока управления.
Описанными чертами обладают пьезофорсунки и электрогидравлические форсунки – быстрые, надёжные, крепкие.
Управляет всем этим безобразием на основе разработанных программ и информации, поступающей от россыпи всевозможных датчиков, ЭБУ.
Отдельного внимания заслуживает алгоритм впрыска дизельного топлива в системе Common Rail. Как мы уже говорили, форсунки в ней открываются и закрываются очень быстро, что позволило реализовать довольно хитрую схему.
Так, процесс впрыска разбит на несколько этапов – предварительный, основной и финальный (дополнительный).
Благодаря такой разбивке инженеры добились максимальной эффективности сгорания солярки, меньшей шумности мотора и наилучшей экологичности.
И в завершении несколько слов и плюсах и минусах Common Rail.
О некоторых положительных сторонах мы сказали в предыдущем абзаце – двигатели, оборудованные данной технологией, экономичны, работают тихо и имеют низкий уровень выбросов вредных веществ.
В дополнение ко всему, такие моторы могут похвастаться завидными эксплуатационными характеристиками.
Всё это повлияло на выбор автопроизводителей – более 80% всех машин с дизельным мотором, выпущенных в последние годы, оборудованы именно Common Rail.
Недостатки тоже имеются. Например, сложность обслуживания, дороговизна запчастей, зависимость работоспособности системы от герметичности каждого её элемента.
Надеюсь, друзья, эта статья «Система впрыска Common Rail» была полезна для вас.
Подписывайтесь на наш блог, делитесь ссылками на него со своими знакомыми, а мы будем радовать Вас новыми и интересными статьями.
Кстати, почитайте про насос-форсунки!
Ремонт системы Common Rail
Качественно починить ТНВД могут только на специализированной станции, где имеется диагностическое и прецизионное оборудование. Такой ремонт обходится от 7000 рублей. Новый насос стоит порядка 30 тыс. рублей, поэтому восстановленные насосы пользуются у «дизилистов» большим спросом.
Двигатель, оснащенный системой Common Rail, не запускается, если хотя бы одна форсунка не работает. Из-за утечки топлива через ее клапан давление в рампе не может подняться до номинальных значений. Чтобы проверить давление при пуске используют специальный набор, состоящий из контрольного манометра, датчика давления, соединительной трубки, заглушки отверстий исп. механизмов и мерных емкостей для обратного слива.
При износе двух и более форсунок имеет смысл заменить весь комплект. Цена форсунок довольно высока и зависит от фирмы-производителя. Параметры каждой новой форсунки необходимо внести в память блока управления двигателем. Если этого не сделать, то это ухудшит характеристики двигателя. Несмотря на то, что в любом ЭБУ имеется постоянная корректировка цикловой подачи топлива для равномерной работы двигателя, она не в состоянии подменить не прописанную кодировку.
Наиболее сложные проблемы дизеля – это затрудненный пуск, дымность выхлопа и потеря мощности. Для их решения требуется точный замер расхода воздуха, оценка работы наддува, эффективности рециркуляции, системы выпуска и нейтрализатора. Данные технологии сегодня в совершенстве освоены диагностическими центрами. Кустарный ремонт в данном случае невозможен.
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
Поколения «Коммон Рейл»
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
Сommon Rail в действии
Топливный насос низкого давления (его роль может выполнять подкачивающая секция, расположенная в корпусе ТНВД либо электрический насос в топливном баке) подает топливо под давлением 2,6-7 бар к ТНВД, в котором и происходит нагнетание давления топлива. При прокрутке двигателя стартером ТНВД способен создавать давление 500-600 бар. После запуска двигателя эта величина вырастает до 1300-2000 бар.
В рейке постоянно поддерживается оптимальное давление, величина которого контролируется с помощью датчика давления, лишнее топливо сбрасывается регулятором в магистраль обратного слива. Регулятор может располагаться в топливной рейке либо в корпусе ТНВД. Дополнительно в рейке может быть вмонтирован клапан экстренного сброса топлива, предотвращающий разрыв рейки в случае нештатной ситуации. Также для более точной работы в некоторых системах в топливную рампу вмонтирован датчик температуры топлива. В некоторых вариантах системы можно встретить отдельную форсунку, использующуюся для увеличения дозировки топлива и прожига сажевого фильтра, в других системах работа двигателя в режиме прожига достигается изменением ЭБУ момента впрыска и количества подаваемого в цилиндры дизеля.
Форсунки
Под давлением топливо подается к форсункам, которые могут быть 2 видов.
- Электрогидравлические. Представляют собой обычные электромагнитные форсунки, поднятие иглы распылителя и подача топлива в которых осуществляется после подачи напряжения на электромагнитный клапан. Электромагнитные форсунки очень надежные и имеют высокий уровень ремонтопригодности.
- Пьезоэлектрические. Пьезокристалл при подаче на него напряжение очень быстро расширяется, позволяя игле подыматься в 3-4 раза быстрее, нежели в случае с электромагнитной форсункой. Это повышает быстродействие форсунки, благодаря чему за такт можно осуществить большее количество впрыска дизеля в камеру сгорания, а также точнее отмерить подаваемую порцию горючего. Но сложность конструкции оборачивается меньшим ресурсом и трудностями в ремонте.
ТНВД
Топливная система Сommon Rail была разработана специалистами компании Bosch, которой и принадлежит основная доля рынка дизельных систем впрыска. На данный момент существует 5 генераций ТНВД Bosch системы Сommon Rail.
- СР1 – трехплунжерный ТНВД с подкачивающей секцией, расположенной в баке. Насос лишен клапана дозирование топлива, его функцию выполняет регулятор давления, вмонтированный в рейку (отличительная черта систем с СР1). Чаще всего СР1 комплектуются электромагнитными форсунками.
- СР1Н – усовершенствованный вариант СР1. Вместо подкачивающего насоса в баке, в корпус ТНВД вмонтирована механическая подкачивающая секция. Главная особенность – наличие клапана регулировки количества топлива, нагнетаемого в рейку. По сравнению с СР1, обеспечивает большое давление – 1600-1800 бар. Также большая эффективность достигается за счет возможности принудительного отключения одного из плунжеров, когда в большом количества горючего нет необходимости.
- СР2 – ТНВД, предназначенные для тяжелого коммерческого транспорта.
- СР3. Отличительная черта – количество нагнетаемого топлива регулируется не в контуре высокого давления, а еще на подходе к плунжерам путем контроля объема топлива, подаваемого к насосу. СР3 имеет механическую топливоподкачивающую секцию (варианты с электронасосами крайне редки). Двигатели с ТНВД СР3 оснащались только пьезоэлектрическими форсунками CRI 3.
- СР4. ТНВД имеет две модификации: одноплунжерный CP 4.1 (создаваемое давление – 1800 бар) и 2-плунжерный CP 4.2 (максимальное давление – 2000 бар). ТНВД имеет встроенный регулятор давления и механическую секцию низкого давления (5 бар). Большинство двигателей с СР4 оснащаются пьезофорсунками, но существуют системы и с электрогидравлическими инжекторами.
Помимо Bosch, производством компонентов и усовершенствованием системы Сommon Rail занимаются Delfi (Lukas), Densо и др.
Посредством данных, полученных от датчика положения педали газа, ЭБУ понимает желаемый водителем уровень крутящего момента. Считывая данные с ДВКВ, ДВРВ, ДМРВ, ДТОЖ, датчика наддува, датчика температуры топлива в рампе, электронный блок управления двигателем оценивает фактическую режимную нагрузку на мотор и решает, в какой момент нужно подать сигнал на форсунки и сколько топлива впрыснуть в цилиндры за цикловую подачу.
Немного истории
Первый работающий прототип топливной системы Common Rail был сконструирован швейцарцем Робертом Хубером в преддверии 70-х годов прошлого столетия. Разработка была улучшена сотрудником цюрихского ФИТ Марко Гансером, но после этого идея почти на полтора десятилетия была предана забвению. И только в середине девяностых двум инженерам японской корпорации Denso, Масахито Мияки и Шохею Ито, удалось внедрить Common Rail в грузовые авто Rising Ranger, после чего патент был продан другим автопроизводителям. Японцы считают себя пионерами в деле массового внедрения технологии, но с этим не согласны в итальянской автомобильной компании Fiat. Представители концерна утверждают, что именно они сумели сконструировать первый автомобиль, силовой агрегат которого был наделён технологией прямого впрыска, и сделали это раньше Denso, в 1987 году. Другое дело, что в те времена финансовое состояние Fiat было крайне нестабильным, и денег на дальнейшее усовершенствование технологии не нашлось. Поэтому фиатовцам пришлось продать патент на инновационную технологию впрыска немцам из Bosch в 1993 году. И именно им удалось довести проект до стадии массового внедрения.
Так что в Fiat этот вынужденный шаг сегодня считают большой ошибкой. Но именно в Италии в 1997 году была представлена первая серийная модель автомобиля с прямым впрыском дизтоплива. Это была Alfa Romeo 156 с силовым агрегатом 1.9 JTD (усовершенствованная технология второй генерации с многоточечным впрыском).
Автомобиль Alfa Romeo 156
Немцы же внедрили Common Rail чуть позже, но зато Mercedes-Benz C 220 продавался куда активнее Alfa Romeo.
Сегодня технология Common Rail вышла далеко за рамки автомобильных двигателей – такие силовые установки активно используют в судостроении, энергетике, на железнодорожном транспорте.
Устройство системы Common Rail
Система впрыска данного типа является двухконтурной, в состав которой входят:
- контур ВД (высокого давления), оснащенный топливным насосом высокого давления (ТНВД); форсунки, дозирующий клапан, контрольный клапан (регулятор давления), рампа и аккумулятор;
- контур НД (низкого давления) с топливным электронасосом; компенсационный бачок, фильтр, насос шестеренного типа
Из топливного бака с помощью насоса низкого давления топливная смесь проходит через фильтр и компенсационный бачок и попадает в ТНВД. Далее топливный насос перекачивает дизтопливо в аккумулятор под высоким давлением. Из аккумулятора топливо поступает в форсунки, а в дальнейшем распрыскивается в камеру сгорания.
Топливный насос
Форсунки
Основным назначением форсунок является подача ТС в камеру сгорания через впускные клапаны. Форсунки соединяются с рампой при помощи топливных подводов. В подобной системе используется два вида форсунок – пьезофорсунки и электрогидравлические форсунки.
Дозирующий клапан
Контрольный клапан
Такой клапан используется для контроля над давлением топлива, которое создается в топливной системе при различных рабочих режимах двигателя. Клапан располагается на рампе.
Рампа
Рампа выполняет несколько функций – накапливает дизтопливо под высоким давлением, а также выравнивает любые скачки давления, которые появляются во время распределения топлива по форсункам.
Блок управления
Все рабочие процессы, которые происходят в топливной системе дизельных двигателей, контролируются блоком управления. Сама же система управления состоит из блока управления, датчиков и механизмов исполнения.
В системе Common Rail, впрочем, как и в любой другой топливной системе предусмотрены стандартные входные датчики для определения количества оборотов двигателя, температурного режима поступающего воздуха, давления топливной смеси, уровня кислорода, температуры жидкости-хладагента, положения педали акселератора и др.
К механизмам исполнения можно отнести форсунки, клапан дозирования ТС и контрольный клапан.
Назначение и устройство распылителя форсунки
Одним из основных элементов любой топливной системы, в том числе и Common Rail (CR), является форсунка, основные функции которой:
- впрыск топлива;
- герметизация между системой впрыска и камерой сгорания;
- экономия расхода топлива.
Элемент форсунки, из которого впрыскивается топливо, называется распылителем. Его передний край находится в камере сгорания и постоянно подвергается механическим и температурным нагрузкам. При прохождении топлива через форсунку происходит охлаждение распылителя, но в процессе длительной эксплуатации этого может быть недостаточно. Поэтому наконечник форсунки изготавливается из устойчивых к высоким температурам материалов. В системе CR распылить встроен в форсунку — это увеличивает его срок службы.
Виды распылителей форсунок
В топливных насосах высокого давления (ТНВД) рядного многоплунжерного, распределительного и индивидуального типов распылители в форсунке закреплены резьбовым соединением. В результате форсунка представляет собой единое целое.
Для рядных многоплунжерных, индивидуальных и распределительных ТНВД используются форсунки с распылителями на резьбе
Топливные системы CR или насос-форсунки имеют встроенные (сборные) распылители. На двигатели c распределёнными камерами сгорания установлены штифтовые форсунки, а на двигатели с непосредственным впрыском — сопловые.
В системе Common Rail распылители встроены в форсунки
Принцип работы форсунки
В системе СR управление форсунками осуществляется через электронный блок управления (ЭБУ), с которого на форсунки поступают определённые сигналы. Этим СR отличается от механической системы, где форсунки открываются при достижении определённого давления.
Форсунки электрогидравлического типа также открываются при повышении давления топлива. Однако игла распылителя имеет ободок, который используется в качестве поршня. Подача топлива осуществляется под высоким давлением как под поршнем, так и над ним. Поскольку давление одинаково, игла прижимается к посадочному месту, а распылитель находится в закрытом состоянии. Над иглой имеется пространство (канал), которое объединяется с магистралью слива. В это пространство встроен клапан (пьезоэлектрический или электромагнитный), перекрывающий канал в процессе работы.
При подаче с ЭБУ сигнала происходит срабатывание форсунки. Клапан открывается, канал становится свободным, и топливо над иглой поступает в соответствующую магистраль. В результате возникает разница давления, и топливо, которое находится под иглой, приподнимает пружинку, открывающую отверстие распылителя. В этот момент происходит впрыск. В отсутствии сигнала с ЭБУ давление стабилизируется, а форсунка закрывается.
В исправном состоянии форсунка распыляет топливо в виде облака. Если же топливо подаётся струёй, то форсунка неисправна.
Целесообразность ремонта форсунок Common Rail Bosch, Denso, Делфи
В ряде случаев ремонта форсунок Common Rail нецелесообразен, правильным решением станет покупка новой детали. Выбор оптимального варианта зависит от марки форсунки.
- Bosch Common Rail.
Ремонт форсунок Common Rail, выпускаемых компаний Bosch, сложностей не представляет. Если двигатель укомплектован форсунками этого производителя, то имеет смысл отремонтировать их, не покупая новые.
Чаще всего в форсунках Bosch выходят из строя мультипликатор и распылитель, именно они и нуждаются в замене.
Мультипликатор представляет собой клапан, состоящий из седла и штока. Чаще всего он выходит из строя из-за упирающегося в шток седла, которое разбивается при эксплуатации. Проблем с заменой седла не возникает, необходимо отогнуть фиксирующие элементы и заменить старый элемент новым. Изношенный шток замене не подлежит, в таком случае требуется покупка нового мультипликатора.
Износ и поломки распылителя более редки, на эту деталь распространяется заводская гарантия. Ресурс распылителя рассчитан примерно на 100 тыс. км пробега. Впрочем, если заправлять автомобиль некачественным дизельным топливом, то можно столкнуться с выходом распылителя из строя через каких-то 20–30 тыс. км пробега. Ремонт детали заключается в прочистке ее при помощи ультразвука. При отсутствии ультразвукового излучателя подойдет обычный баллон со сжатым воздухом.
Delphi Common Rail.
В форсунках Common Rail этого производителя возможен ремонт двух элементов – клапанного механизма и самого распылителя. Проблем с разборкой и чисткой не возникает.
Устройство клапанного механизма форсунок Delphi иное – подача топлива регулируется опускающейся и поднимающейся вертушкой. Основные неисправности заключаются в износе напыления последней, а также в разбитом в процессе эксплуатации посадочном месте. Хотя заменить одну вертушку возможно, проще поменять клапан целиком.
Для чистки распылителя также рекомендуют использовать ультразвук. Если очистка не увенчалась успехом, стоит купить новый распылитель. Снять и надеть его на форсунку более чем просто.
- Denso Common Rail.
Ресурс форсунок Denso составляет около 150 тыс. км пробега. К тому же их стоимость ниже по сравнению с продукцией европейских компаний. В то же время ремонт форсунок Common Rail практически невозможен, поскольку компания Denso не занимается продажей запчастей к своим изделиям. Соответственно, при выходе из строя необходимо покупать новые.
Иногда автовладельцы прибегают к такому варианту, как сборка одной форсунки из нескольких б/у, однако сделать это под силу далеко не каждому, так как изначально производитель не предполагал проведение ремонтных работ в отношении своих изделий.
Улучшить работу форсунок можно, прибегнув к ультразвуковой чистке. После этого рабочие свойства элемента будут временно восстановлены. Достоинствами этих изделий являются качество и продуктивность, а недостаток заключается в том, что их ремонт и восстановление невозможны.
-
Piezo Bosch, Piezo Siemens.
Компании Bosch и Siemens занимаются выпуском пьезоэлектрических форсунок нового поколения, в которых электромагнитный клапан заменен пьезокристаллом. Стоимость такой форсунки варьируется от 16 до 40 тыс. рублей за один элемент, при этом впрыск топлива в главный блок цилиндра будет точно дозированным.
Поломка пьезоэлектрической форсунки возможна из-за выхода из строя гидроаккумулятора либо из-за западания клапанного механизма. Ремонт форсунок Common Rail потребует приобретения запчастей, стоимость которых будет практически равна стоимости новой детали, к тому же сами запчасти можно приобрести только на заказ.
Поскольку стоимость ремонта пьезоэлектрических форсунок Common Rail практически равна стоимости покупки новых, более целесообразным вариантом станет как раз заказ новых деталей.
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.
Особое внимание уделяйте электрическим контактам форсунок
Особое внимание уделяйте электрическим контактам форсунок Особое внимание уделяйте электрическим контактам форсунок
То, что основной причиной выхода из строя насосов и инжекторов является некачественное топливо, сегодня ни для кого не секрет. В России на данный момент производится и реализуется на автозаправках два основных вида топлива, соответствующих ГОСТ Р 52368–2005 (ЕН 590:2004) и ГОСТ 305–82. При этом, по своим физическим и химическим характеристикам, в частности, в процентном содержании серы, смазывающих способностях, они существенно разнятся. Так, смазывающая способность топлива по ГОСТ Р 52368–2005 регламентируется как не более 460 микрон, а у выпущенного по ГОСТ 305–82 данный параметр не регламентирован. Какое именно топливо попадает в бак автомобиля, часто не знают даже сотрудники бензоколонки — что бензовоз привез, то и залили в резервуары.
В то же время специалист-топливщик без особого труда определит, чем кормили двигатель. Правда, для этого ему придется провести разборку вышедших из строя узлов и агрегатов топливной системы или, по крайней мере, провести их диагностику на специальных стендах. Сильнее всего по карману перевозчика бьет выход из строя топливного насоса.
