PD или CR – что это за звери?
Сегодня есть два основных вида систем впрыска дизельного топлива в мотор: Common Rail – общая рейка и Pumpe-Duse – насос-форсунка. Часто клиенты задают вопрос, а что лучше и какие преимущества есть у той или иной системы. Давайте разберемся.
Система впрыска Common Rail (CR)
Принцип работы системы Common Rail: подача топлива от аккумулятора давления – топливной рампы (common rail – общая рампа). Система впрыска изначально разработана специалистами фирмы Bosch.
Преимущества данной системы:
— снижение расхода,
— уменьшение токсичности,
— снижение уровня шума.
В данной системе дизельное топливо подается сразу в камеру сгорания. Систему Common Rail составляют: насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливная рампа и форсунки.
Схема системы впрыска Common Rail
ТНВД (топливный насос высокого давления) создает давление и накапливает его в топливной рампе.
Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, идущее к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан соединен с ТНВД.
В зависимости от нагрузки, регулятор давления создает необходимое давление в системе.
Функции топливной рейки: набор топлива и поддержание его под высоким давлением, сглаживание колебаний, возникших из-за пульсации подачи от ТНВД, распределение топлива по форсункам.
Форсунка осуществляет впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. Различают электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки.
Электрогидравлическая форсунка работает, благодаря электромагнитному клапану. А пьезофорсунка – благодаря пьезокристаллам, и скорость работы данной форсунки значительно выше.
В системе Common Rail различают несколько видов впрыска, все вместе они предназначены для улучшения эффективности системы и ее экологичности.
Предварительный впрыск небольшого количества дизеля повышает температуру и давление в камере сгорания, что способствует воспламенению основного заряда, снижению шума и токсичности отработавших газов.
В зависимости от режима работы двигателя имеет место:
- 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 увеличивает температуру отработавших газов для сгорания сажи в сажевом фильтре (это и есть процесс регенерации сажевого фильтра).
Системы Common Rail претерпели основные изменения за последние 15 лет в первую очередь за счет 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 направить в цилиндр за тот же отрезок времени и, соответственно, можно получить больше мощности при прежней массе, что значительно лучше сказывается не только на динамике, но и на расходе топлива.
В отличие от системы Common Rail, в системе с насос-форсункой (Pumpe-Duse – PD) для каждого цилиндра формируется свое давление. Процесс имеет место в плунжерном насосе, поршень которого приводится в действие кулачками на распределительном валу и коромысле.
Повышение давления для равномерной работы системы в пространстве под поршнем регулируется электромагнитным клапаном или клапанами пьезо-привода. Пьезосиловой привод работает в три раза быстрее, чем магнитная пластина. Например, VW Passat 2.0 TDI, 2005 года (125 кВт/170 л.с.) имел систему впрыскивания насос-форсунками с пьезоэлектрическими клапанами, которые набирали давление до 220 МПа.
Давление в системе с насос-форсункой и давление впрыска набираются с помощью кулачков распределительного вала, энергия привода применяется только к области впрыска. Именно из-за конструктивных особенностей, насос-форсунка выносливее, чем Common-Rail (у нее нет насоса высокого давления и рампы), так что выход из строя системы с насос-форсункой не обязательно приводит к остановке двигателя.
Преимущества
Дизельный двигатель с насос-форсунками обеспечивает наиболее равномерную полку крутящего момента.
Плунжер PD позволяет почти всеяден (бензин, спирт, этанол, LPG, биотопливо и т.д.).
Система имеет мертвую точку, что все же не может обеспечить 100% равномерную работу насос-форсунок.
Система требует достаточно больших затрат на обслуживание, так как она содержит сложный насос для каждого цилиндра.
Поскольку момент впрыска и его количества не могут быть изменены постепенно, этот процесс считается ограниченным. Кроме того, невозможно быстро изменить температуру выхлопных газов. А это как раз необходимо для соблюдения норм EURO 4 и выше.
Сегодня моторы с насос-форсунками и с общей рампой заполонили рынок. И у тех и у других есть свои преимущества, что выбрать – дело каждого. Важно лишь знать, как ухаживать и на что обращать внимание.
DIESELOK © Авторские права защищены. Размещение материалов статьи (выдержек, фрагментов или полного текста) возможно только при указании ссылки на источник.
Система впрыска Common Rail | Avtoritet.su
Система впрыска Common Rail является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Работа системы Common Rail основана на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы (Common Rail в переводе общая рампа). Система впрыска разработана специалистами фирмы Bosch.
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.
Схема системы впрыска Common Rail
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.
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
Система 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:
• 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.
Неисправность клапана узла учета топлива и метод его лечения — производитель Balford Stampings
Что именно делает узел учета топлива? Его также называют дозирующим пропорциональным клапаном.
Устанавливается на входе топлива топливного насоса высокого давления, используется для регулировки подачи топлива и давления топлива и управляется ЭБУ. Обычно применимо к дизельным двигателям Yuchai National 3 и National 4 с электронным управлением, поддерживающим систему впрыска топлива Common Rail высокого давления BOSCH.
Конструктивный принцип дозирующего клапана также очень прост: дозирующий клапан топлива и перепускной клапан являются двумя ключевыми компонентами топливного насоса высокого давления Bosch Common Rail с относительно высокой частотой отказов. В большинстве случаев место и тип неисправности точно локализуются и разбираются по отдельности. Осмотр, очистка или замена компонентов клапана дозирования топлива и перепускного клапана позволяет избежать ненужной замены всего насоса.
Клапан дозирования топлива представляет собой пропорциональный электромагнитный клапан, обычно устанавливаемый на входе топлива топливного насоса высокого давления и управляемый сигналом ШИМ, выдаваемым ЭБУ; ЭБУ управляет открытием клапана дозирования топлива, изменяя рабочий цикл ШИМ-сигнала для управления входным плунжером.
Количество топлива для управления давлением в общей рампе. Прибор для диагностики верхней мертвой точки имеет все функции.
Различные модели дизельных двигателей Yuchai Bosch с системой Common Rail с электронным управлением, в зависимости от применяемой модели топливного насоса высокого давления и конкретной стратегии управления, конструкция клапана дозирования топлива, характеристики, положение установки и форма электрического интерфейса немного отличаются. Обязательно обратите внимание на разницу при замене, особенно в соответствии с различными характеристиками состояния по умолчанию (в случае сбоя питания), клапан дозирования топлива делится на два типа: нормально открытый и нормально закрытый. В практических применениях об этом можно судить по тому, есть ли клапан сброса давления на трубе Common Rail: общая труба Common Rail двигателя платформы коммерческого транспорта имеет клапан сброса давления, а его клапан дозирования топлива нормально открыт; Трубопровод Common Rail двигателя платформы пассажирского транспортного средства.
Клапан сброса давления отсутствует, а его клапан дозирования топлива представляет собой нормально закрытый диагностический прибор с верхней мертвой точкой со всеми функциями.
Для нормально открытого клапана дозирования топлива рабочее состояние по умолчанию — нормально открытый, а расход самый большой в обесточенном состоянии, а текущие характеристики нормально закрытого типа прямо противоположны. Перепускной клапан представляет собой многоступенчатый механический клапан, используемый для регулировки давления подачи масла масляного насоса, что необходимо для обеспечения нормальной смазки и возврата масла масляного насоса. Когда давление масла на входе клапана дозирования топлива слишком высокое (обычно 0,1 МПа), перепускной клапан открывает порт возврата масла, позволяя топливу вернуться на вход входного насоса или топливного бака.
Различные модели, в зависимости от типа используемого клапана дозирования топлива и конкретных стратегий управления, имеют несколько разные явления неисправности и определения кодов неисправности, но основные идеи по устранению неисправностей одинаковы.
Существует несколько распространенных видов неисправности клапанов дозирования топлива.
- Включить лампочку неисправности
- Сгенерировать соответствующие коды неисправностей: P0251 (отказ привода клапана дозирования топлива — обрыв цепи), P0254 (отказ привода клапана дозирования топлива — короткое замыкание на источник питания), P0253 (привод клапана дозирования топлива неисправность-короткое замыкание на массу), P160E (отказ цепи привода главного реле 1-короткое замыкание на цепь питания) или P160F (отказ цепи привода главного реле 1-короткое замыкание на массу)
- Контроллер увеличивает подачу масла в масляный насос высокого давления
- Давление топлива очень высокое, предохранительный клапан лопается
- Диагностический прибор показывает, что давление в рампе составляет 700-760 бар
- Частота вращения двигателя ограничено, и дроссельная заслонка все еще работает в пределах ограничения скорости. Неправильные операции во время использования, технического обслуживания, разборки, обращения и сборки могут привести к ударам, деформации, повреждению внутренней конструкции и даже к утечке из клапана дозирования топлива и его электрических разъемов, что приведет к нарушению электрических соединений.
Перепускные клапаны также имеют некоторые распространенные неисправности, такие как:
- Повреждено уплотнительное кольцо предохранительного клапана клапан застрял
- Пружина предохранительного клапана сломана или подпружинена посторонними предметами.
Для устранения неполадок и уменьшения ненужных потерь можно использовать некоторые методы. Заранее проверьте, достаточно ли заряжен аккумулятор; линии электроснабжения автомобиля и предохранители в норме; все разъемы в норме, болтающихся разъемов и ржавых контактов нет. Вы также можете использовать некоторые инструменты тестирования для устранения неполадок, такие как мультиметры, средства диагностики, перемычки и провода.
Следует отметить, что нормальная и эффективная работа электронной системы управления неотделима от научно обоснованного технического обслуживания. Блок дозирования топлива, как правило, интегрирован и установлен на топливном насосе, и его не разрешается демонтировать по желанию.
Кроме того, узлы учета топлива разных электронных систем управления отличаются. Например, Bosch, Denso и Delphi разные, и нужно решать конкретную электронную систему управления.
Клапан регулировки давления топлива (FPCV)
Общее описание
В настоящее время в большинстве систем Common Rail используется клапан регулировки давления. Он может быть расположен либо на насосе высокого давления, либо на самой топливной рампе. Клапан регулировки давления вместе с клапаном регулировки количества регулирует давление в общей топливной рампе.
Клапан сброса давления просто позволяет большему или меньшему количеству топлива под высоким давлением поступать в систему обратной утечки, тем самым увеличивая или уменьшая давление топлива в рампе. Избыточное топливо возвращается в топливный бак. Он управляется с ECM.
Внешний вид
На рис. 1 показано, как выглядит клапан управления давлением топлива.
Рис.
1
Принцип работы клапана регулировки давления топлива
Клапан регулировки давления использует электрический сигнал PWM для регулирования давления топлива в топливной рампе. Между датчиком давления в рампе и регулятором топливного насоса существует замкнутая цепь обратной связи. Широтно-импульсно-модулированный сигнал постоянного тока, подаваемый на регулятор давления, определяет, сколько топлива подается в насос, возвращается в бак или на вход насоса на основе сигнала датчика давления в рампе. Клапан регулировки давления топлива работает с рабочим циклом от 5 до 9.5%. Более высокий процент рабочего цикла соответствует более низкому давлению насоса. Это означает, что если регулятор давления потеряет свой сигнал, он будет работать с полностью открытым значением или со значением по умолчанию, и двигатель будет продолжать работать, хотя и будет работать неровно. ECM координирует оптимальное значение давления впрыска в зависимости от частоты вращения двигателя и условий нагрузки.
В некоторых системах управления двигателем регулятор давления действует как датчик температуры топлива. Сопротивление катушки внутри регулятора пропорционально температуре топлива и позволяет сделать вывод о температуре топлива из сопротивления приводов. На DMAX 2010 года используются два регулятора давления в топливной рампе (FRPR). Первый остается расположенным на ТНВД. Второй регулятор расположен на передней части левой топливной рампы и имеет нормально открытый соленоид. К этому регулятору применяется широтно-импульсная модуляция для контроля количества топлива, возвращаемого в топливный бак. Два регулятора используются для мониторов топливной системы OBD-II. Избыточный обратный поток от форсунок указывает на проблему с изношенными клапанами форсунок или неисправными приводами.
Заказ на проверку работоспособности клапана управления давлением топлива
• Проверка клапана управления давлением топлива с помощью осциллографа
Напряжение в зависимости от тока
- Установите первый вход осциллографа на 20/
- Подсоедините тестовый провод сигнала (1:1) первого канала осциллографа к одному из пневмоостровов.
Затем подключите провод заземления к заземлению корпуса. - Подключите токоизмерительные клещи переменного/постоянного тока к другому каналу осциллографа.
Установите диапазон токовых клещей переменного/постоянного тока на ±20 А.
Важное примечание: Зажимать следует только один из двух проводов, а не оба.
Неважно, какой провод будет зажиматься токоизмерительными клещами: положительный или отрицательный.
Это повлияет только на полярность измеряемого тока. - Запустите двигатель и оставьте его работать на холостом ходу.
- Посмотрите на экран осциллографа. Сравните результат с осциллограммой на рис.2.
Рис.2
Напряжение
- Установите первый вход осциллографа на 20/
- Подсоедините тестовый провод сигнала (1:1) первого канала осциллографа к одному из пневмоостровов.
Затем подключите провод заземления к заземлению корпуса.