кормилец — журнал За рулем
Оцениваем самую популярную систему питания современных дизельных двигателей – Common Rail.
Сегодня ей комплектуется около 80% всех сходящих с конвейера коммерческих автомобилей и спецтехники экологических стандартов Euro 4 и выше. А раз так, самое время поговорить об особенностях ее ремонта и эксплуатации с учетом российской специфики и, в частности, качества отечественного дизельного топлива.
Российские перевозчики и мастера СТО накопили значительный опыт по эксплуатации, обслуживанию и ремонту автомобилей с системой Common Rail (СR), что позволяет не только структурировать проблемы, которые возникают с компонентами СR в гарантийный период и после его окончания, но и дать рекомендации, как их избежать.
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.
Система питания Common Rail управляется электронным контроллером
Перспективный дизель ярославского завода ЯМЗ-534 с Common Rail
Привод насоса Common Rail надежен и долговечен – хлопот не доставляет
Неисправности топливного насоса
Одной из наиболее часто встречающихся неисправностей топливного насоса является течь топлива по стыку уплотнительной манжеты кулачкового вала.
Явление чаще всего наблюдается в холодную погоду почти у всех насосов, в которых топливо выполняет функцию смазки. Замечено, что при прогреве двигателя до рабочей температуры течь обычно прекращается. Причиной течи почти всегда является повышенное давление топлива внутри насоса. Максимальное же, измеряемое на сливном трубопроводе не должно превышать 1,2 бара.
Система питания. Схема
Для наглядности приведу типичный случай из опыта эксплуатации. Температура воздуха минус 15 градусов Цельсия. После пуска мотора топливо тут же начинает подкапывать в месте стыка насоса с двигателем. Примерно через две минуты работы течь пропадает. За это время утечка топлива может составить около 100 мл. Однако при проверке насоса на стенде никаких проблем в его работе не наблюдается. Если данный дефект имеет место, не торопитесь разбирать насос. Попробуйте померить давление на сливе – скорее всего задросселирована магистраль слива топлива.
Возможная причина возникновения течи может скрываться и в повышенной вязкости топлива.
На трескучем морозе даже качественная зимняя солярка густеет, что уж говорить про летние сорта топлива, которые недобросовестные бизнесмены продают зимой. В системе CR количество топлива, проходящего через слив (обратную топливную магистраль), несоизмеримо больше, чем в классической системе. Так, например, инжектор дает в «обратку» примерно столько же топлива, сколько впрыскивает в цилиндр. Одним словом, подтекание топлива по стыку уплотнительной прокладки не является дефектом или неисправностью.
Несмотря на то, что линия высокого давления является очень высоконагру- женной зоной, первостепенное внимание должно уделяться линии низкого давления, так как именно в этих зонах легко может образовываться повы- шенное давление (на сбросе) и повышенное разряжение (на всасывании).
Другой важнейший момент – разряжение перед топливоподкачивающим насосом. Если его величина составляет ниже 0,2 бара, это приведет к нестабильной работе топливоподкачивающего насоса и его ускоренному износу.
Разряжение зависит, опять же, от вязкости топлива, состояния предварительного фильтра, чистоты сетки топливоприемника в баке и от состояния топливопровода на линии всасывания. Последний может иметь вмятины, уменьшающие его сечение.
Цикловая подача зависит от силы тока на дозаторе. Чем выше ток, тем больше подача. Мельчайшие частицы могут привести к потере подвижности штока и, соответственно, нарушению подачи топлива.
Часто возникновение проблем в системе питания провоцирует дозировочный блок (у Bosch – ZME). Если в Rail наблюдается недостаточное или повышенное давление, то причина скорее всего кроется в неадекватной работе дозировочного блока, который, являясь прецизионным изделием, крайне чувствителен к попаданию в него посторонних частиц. Воздействие абразива на прецизионную пару блока приводит к зависанию его штока, что выражается в нерегулируемой подаче топлива к Rail и подаче топлива в цилиндр. При этом промывка дозировочного блока малоэффективна.
Проблему решает только его замена новым.
Но и она в некоторых случаях, увы, приносит лишь временный эффект. Так, после замены ZME или инжектора первое время двигатель работает как швейцарские часы, а спустя короткое время автомобиль теряет тягу, увеличивается расход топлива, ухудшается пуск. Диагностика даст однозначное заключение: причина неисправности аналогична той, что была зафиксирована до ремонта – износ прецизионной начинки дозировочного блока из-за попадания в него абразивных частиц или воды. Вывод: чтобы избежать потерь, требуйте от работников сервиса максимально тщательной очистки топливной системы (вплоть до промывки топливного бака и Rail) и обязательной замены всех топливных фильтров.
Наиболее «капризный» размер в инжекторе – ход анкера. Он измеряется микронами, но от него зависит точность подачи топлива.
Не менее страшна образующаяся внутри насоса коррозия. Если она поразила его детали, то, как правило, насос уже не восстановить.
Поврежденные прецизионные плунжерные пары ремонту и восстановлению не подлежат! Самое же печальное то, что, если в каком-либо одном компоненте CR была обнаружена коррозия, будьте уверены, что и другие компоненты поражены тем же недугом, а значит, для восстановления работоспособности системы питания придется заменить все (!) ее компоненты. Стоит это очень дорого. Проще предотвратить болезнь, нежели ее лечить.
Важно
В практике часто бывают случаи, когда на деталях топливной системы вообще нет следов коррозии. Однако шариковый клапан при этом может быть негерметичен. Как следствие, топливо идет в линию слива, а потому топливоподача не соответствует норме. Причина разрушения седла клапана – кавитационные явления топлива, которые начинают разрушать седло. Из-за высоких давлений и, как следствие, огромных скоростей топлива седло начинает стремительно разрушаться.
Это топливо, слитое из фильтра нового автомобиля, мотор которого внезапно заглох.
Вероятнее всего ни один компонент CR после работы на таком дизтопливе восстановлению подлежать не будет
Фильтрация топлива
Система питания Common Rail предъявляет к чистоте топлива строгие требования, поэтому для фильтрации солярки применяются особые фильтры, обладающие высокой степенью и тонкостью очистки. При замене следует применять только рекомендованные заводом-изготовителем автомобиля фильтры, так как они прошли всесторонние испытания — как по отсеву загрязнений, так и ресурсу. Как правило, в системе питания имеются не менее двух фильтров: предварительный с водоотделителем (тонкость фильтрации — 100 мкм) и основной фильтр (тонкость фильтрации — 3-5 мкм). Для 4-цилиндровых моторов объемом цилиндра в один литр пропускная способность фильтров составляет около 380 литров в час. А теперь представьте, как даже самый современный фильтр может выполнить данный норматив, если залить в бак грязное дизельное топливо?!
Степень коррозии элементов этого инжектора настолько сильна, что ремонту он не подлежит, как и все остальные компоненты системы СR.
Хотя автомобиль находится на гарантии, ни один производитель топливной аппаратуры не признает данную неисправность гарантийным случаем.
Инжектор системы СR
Каждое поколение инжекторов отличалось друг от друга, прежде всего, большим давлением впрыскивания топлива. Если первые инжекторы были рассчитаны на давление впрыскивания 1200, то сегодня нормой является 2000 бар. Тенденция повышения давления продолжает сохраняться, так как от него зависит экономичность и экологичность дизельных двигателей. Этот сложный, прецизионный агрегат топливной системы обязан обеспечить точнейшую дозировку топлива. А за один рабочий ход инжектор современного мотора может осуществлять от двух до семи впрысков. При этом объемы дополнительных порций впрыскиваемого топлива могут составлять 1-3 кубических миллиметра (!). Такие мизерные по объемам впрыски (с учетом, что давление впрыскивания, как говорилось выше, достигает 2000 бар) может обеспечить только топливная аппаратура с точностью прецизионных пар в 1 микрон (для сравнения, толщина человеческого волоса составляет 100 микрон).
Если рассмотреть инжектор поэлементно, то статистика выхода его элементов из строя выглядит примерно так: шариковый клапан – 35%, распылитель – 30%, уплотнительное кольцо высокого давления – 25%, прочее (соленоид, якорная группа и т. д.) – 10%.
Похожие на солнечные лучи канальчики нарушили герметичность клапана. Причина возникновения данного дефекта – попадание в топливо абразивных частиц. Из-за огромных давлений и скоростей движения топлива абразивные частицы буквально съедают металл, нарушая геометрию выходных отвер- стий на распылителе. Это явление характерно и для классических распылителей, однако поскольку в CR давление впрыскивания примерно в два раза выше, то и разрушение происходит значительно быстрее
Конструкция инжектора настолько тонка, что, даже если при проведении ремонтных работ сборка велась с использованием только новых деталей, получить агрегат, соответствующий заводским параметрам, без применения специального оборудования невозможно.
Дело в том, что в инжекторе присутствуют элементы, требующие тонкой регулировки, от настройки которых зависят рабочие характеристики агрегата. Замечу, что при сборке инжектора производится несколько десятков промежуточных замеров характеристик.
Измерительное оборудование, применяемое при сборке инжектора, специальное, разработанное исключительно для узкого применения. Использование обычных микрометров недопустимо, так как при сборке инжектора, прежде чем установить каждый последующий компонент, предварительно проводят калибровку очередной детали при помощи специальных адаптеров.
Зачем такие сложности? Судите сами: если в среднем величина подъема якоря составляет 50 микрон, то допуск на отклонение данной величины составляет всего один микрон. Для обеспечения таких допусков требуется также строгое соблюдение моментов затяжки, которые обеспечиваются специальным динамометрическим ключом. Он при помощи USB-разъема соединен с компьютером, и все данные по моментам затяжки заносятся в память и отражаются в сборочной карте конкретного узла.
Допуск момента затяжки составляет один ньютон на метр – также очень малая величина. Ключей, способных работать с такой точностью, на рынке раз-два и обчелся. Стоит ли говорить, что проведение сборочных работ должно проводиться в чистом помещении, параметры которого по запыленности строго регламентированы.
Инжектор – технически сложный компонент, который в течение 10 с неболь- шим лет прошел несколько этапов развития. Только в конце 2010 года у «Бош дизель центров» появилась официальная технология ремонта инжекторов.
Выводы
1. Самостоятельно отремонтировать насос или инжектор нереально.
2. Если какой-то компонент вышел из строя, обязательно проверьте все остальные.
3. При любом ремонте системы топливоподачи меняйте фильтр.
4. Соблюдайте бдительность при заправках.
Common-Rail — НЕобыкновенный дизель — журнал За рулем
И хочется, и колется.
Именно эта поговорка часто приходит на ум, когда речь идет о покупке автомобиля с дизельным двигателем. Дизель особенно ценят в России за его экономичность, мощность, выносливость…
Ряд преимуществ можно продолжать, но на другой чаше весов лежат и недостатки, главные из которых — сложность ремонта, стоимость запчастей и проблема некачественного топлива. И если с топливом ситуация в последние годы существенно улучшилась, то как быть с возможными проблемами с ремонтом?
Перейдем от поговорок к пословицам. Не так страшен черт, как его малюют! Да, дизельный двигатель — это очень сложная система. Каждая поломка требует тщательной диагностики. Топливные фильтры, форсунки, насосы — все эти элементы системы отлично известны владельцам дизельных моторов. Но когда за дело берутся профессионалы, все становится намного проще.
Компания Delphi — признанный лидер в производстве дизельных систем. Delphi в мире дизелей — как Intel в мире компьютеров, в первую очередь по своему инновационному и технологическому потенциалу.
Для масштаба отметим, что именно Delphi в 1911 году изобрела первый автомобильный радиатор, в 1929 году — первый автоотопитель, а в 1954-м — первый автокондиционер. Уже более 100 лет Delphi поставляет комплектующие для ведущих автопроизводителей по всему миру. Системы дизельного впрыска Delphi установлены на миллионы легковых и грузовых автомобилей и на другие виды техники.
Что же обеспечивает дизельному двигателю все те преимущества, о которых мы говорили раньше? Конечно, качественное производство и применение инновационных решений в разработке наиважнейших частей системы: насосов, форсунок, топливопроводов высокого давления, фильтров и так далее. Гордость компании Delphi — это новое поколение дизельных систем Common-Rail с давлением 2200 бар. Системы включают только оригинальные компоненты, которые позволяют двигателю давать наибольший КПД и максимально экономить топливо и вредные выбросы. Системы Common-Rail можно устанавливать чуть ли не на любые автомобили с дизельным двигателем.
Citroën, Fiat, Ford, Hyundai, JMC, Kia, Mercedes-Benz, Nissan, Opel, Peugeot, Renault, Seat, Skoda, SsangYong, Volkswagen, Volvo и многие другие марки входят в этот ряд.
Главный компонент топливной системы дизельного двигателя, конечно, форсунка. Любая проблема в ее работе — и не видать двигателю ожидаемой от него мощности. Инженеры Delphi смогли достичь практически совершенства в конструкции форсунки для системы Common-Rail. Высочайшая точность изготовления допускает отклонения максимум в несколько микрон. Важно отметить, что вход для подачи топлива допускает давление до 2200 бар, что напрямую влияет на увеличение крутящего момента и мощности двигателя. Оптимальное управление сразу несколькими форсунками обеспечивает двадцатизначный буквенно-цифровой калибровочный код С3i, определяющий точные рабочие характеристики для каждой из них. Упомянем также высокоточный распылитель и расположение соленоида в непосредственной близости от иглы, что влияет на точность дозирования топлива. Одно из проблемных мест любой форсунки — регулирующий клапан — выполнен с алмазоподобным покрытием, что предотвращает его деформацию.
Именно незаменимый многолетний опыт Delphi позволяет этой компании быть лидером в производстве запасных частей для дизельных автомобилей. Delphi предоставляет все, что может понадобиться любой автомастерской по ремонту дизелей: от небольших боксов до крупных сервисных центров. Помимо систем Common-Rail, Delphi обеспечивает вторичный рынок многими другими компонентами, которые могут пригодиться при ремонте: сажевыми фильтрами (с использованием карбида кремния), клапанами EGR, электронными форсунками, электронными насосами (форсунками Smart Injector, разработанными для высоконагруженных дизелей), фильтрами, свечами накаливания (с использованием керамики), восстановленными турбонагнетателями (со смазочными материалами и прокладками).
Производя только компоненты дизельной системы, пусть и самые совершенные, признание не завоюешь. Delphi известна также производством самого современного диагностического оборудования и обеспечением сервисной поддержки для своей высокотехнологичной продукции.
Delphi предлагает диагностическое оборудование с продвинутыми функциями диагностики дизельных систем, включая возможность кодирования форсунок и других компонентов, а также специальное диагностическое оборудование (например, набор с изолированной рампой, позволяющий проверять давление в рампе и обратку). Кроме того, Delphi передает свой огромный опыт через тренинги и техническую поддержку по оригинальным стандартам, а также обеспечивает поддержку авторизованной сервисной сети. Работая с Delphi, сервисные предприятия по ремонту самых разных дизельных двигателей могут рассчитывать на качественное обслуживание в центрах Delphi Diesel. В них, помимо собственно диагностического оборудования и инструментов, можно найти техническую информацию от автопроизводителей, программное обеспечение с самыми новыми калибровочными кодами для форсунок, оригинальные запасные части, действующие программы обмена запасных частей и многое другое. http://am-ru.delphi.com/
Должен ли я установить его на свою лодку?
Термин «дизель с общей топливной рампой» не имеет ничего общего с локомотивами, но относится к системе впрыска двигателя, которая построена вокруг топливной рампы высокого давления, в отличие от форсунок, питающих топливный насос низкого давления, что вы получить на обычных двигателях.
Дизельные двигатели с общей топливной рампой использовались на лодках и поездах с 1940-х годов, а в конце 1960-х годов они получили дальнейшее развитие для дорожных транспортных средств. Однако ими оборудовано не так много небольших яхт.
4-тактный Yanmar 3Jh50 — это самый маленький в мире судовой дизельный двигатель с общей топливной рампой с точки зрения рабочего объема, габаритов и веса.
3-цилиндровый двигатель с водяным охлаждением имеет мощность около 40 л.с. при 3000 об/мин и предназначен для небольших прогулочных судов, особенно однокорпусных и катамаранов длиной до 45 футов, небольших моторных лодок и легких коммерческих судов.
Продолжение статьи ниже…
Идея пришла мне в голову, когда я заказал анализ масла для Мерло, моего закрытого проекта лодки. Регулярные проверки здоровья…
Поздний вечер превратился в ночь, когда Пиппин боролась с неблагоприятными приливами у Корбьера, сильно борясь с ветром, ее старый Янмар напрягался…
Эксперт по двигателям PBO Стью Дэвис комментирует: «Коммон-рейд» в контексте дизельного двигателя представляет собой трубу/контейнер, прикрепленную к двигателю, которая питается от топливного насоса очень высокого давления, который подает до 30 000 фунтов на квадратный дюйм.
«Общая рампа действует как резервуар для топлива под высоким давлением, которое питает форсунки, которые все соединены с рампой. Форсунки в основном представляют собой отсечной клапан, которым управляет компьютер.
«Компьютер говорит «открыть» в оптимальный момент, и топливо под очень высоким давлением затем проходит в соответствующую камеру сгорания в двигателе, где оно воспламеняется, образуя газ, толкающий поршни вниз.
Стью Дэвис имеет опыт работы инженером в угольной и нефтяной промышленности.
«Это очень эффективная и простая система по сравнению с многопоршневыми инжекторными насосами, которые использовались в течение многих лет. Однако контроллер — это компьютер, о котором чуть позже.
«Система Common Rail в том виде, в каком мы ее знаем сегодня, стала широко использоваться в наших автомобилях сравнительно недавно. Ссылка на двигатели Common Rail в 1960-х годах, вероятно, относится к двухтактным двигателям Detroit Diesel и им подобным.
«Они использовали гибридную систему с общей топливной рампой довольно низкого давления для питания насосов форсунок с механическим приводом в головке блока цилиндров.
«Я понимаю, почему наши производители лодочных двигателей переходят на систему Common Rail; они более эффективны и легко контролируются электроникой для достижения оптимальных эффектов сгорания.
«Однако дьявол всегда кроется в деталях, в данном случае в электронике. Многие из нас сталкивались с тем, что в наших автомобилях загоралась пугающая лампочка управления двигателем, и ощущение захлебывания, когда двигатель переходит в аварийный режим. Потом, конечно, дорогостоящий визит к главному дилеру для подключения диагностического компьютера.
«Наши двигатели живут в очень враждебной среде, и мой вопрос: достаточно ли «закалена» электроника, чтобы выдерживать эти условия, и были ли продуманы способы их устранения, если возникнут проблемы посреди океана?
«Я бы боялся, что в Ла-Манше, когда мы пересекаем судоходные пути, я впаду в безделье. Наши старые дизельные двигатели можно починить с помощью простых ручных инструментов, которые мы все носим с собой.
«Из работы над «черным ящиком» Volvo Penta на двигателях серии D (неисправность блока MDI, номер по каталогу 23231607, вызывавшая проблемы с запуском и остановкой двигателя) я знаю, какие сложные электронные компоненты двигателя могут быть.
«Однако я впечатлен тем, что сделал Джон Уиллис, и надеюсь, что он будет держать нас в курсе того, как работает его проект».
Почему бы не подписаться сегодня?
Эта функция появилась в выпуске «Практический владелец лодки» за ноябрь 2021 года. Для получения дополнительных статей, таких как «Сделай сам», советы по экономии денег, отличные проекты лодок, советы экспертов и способы улучшения характеристик вашей лодки, оформите подписку на самый продаваемый британский журнал о лодках.
Подпишитесь или сделайте подарок кому-то еще, и вы всегда будете экономить не менее 30% по сравнению с ценами в газетном киоске.
Ознакомьтесь с последними предложениями по подписке PBO на magazinesdirect.com
Понимание системы впрыска Common Rail в дизельных двигателях
Система Common Rail представляет собой экономичную и экономичную систему впрыска топлива, которая может Преимущества для дизельных двигателей. Хотя сегодня на рынке доступно множество различных систем впрыска топлива, каждая из них работает по-разному и имеет свои преимущества и недостатки.
Понимание того, чем система Common Rail отличается от систем непосредственного впрыска топлива, важно для того, чтобы вы могли максимально эффективно использовать свой дизельный двигатель. Дизельные двигатели прошли долгий путь с момента их появления.
Дизельное топливо, которое когда-то считалось неэффективным и дорогостоящим, теперь стало популярным выбором для судовых и автомобильных двигателей. Преимущества систем впрыска дизельного топлива продолжают оставаться популярными.
Фактически, система Common Rail стала золотым стандартом для всех дизельных двигателей.
Впрыск топлива является основным компонентом дизельных двигателей, в отличие от большинства бензиновых двигателей.
Как работает система Common Rail
Дизельная система впрыска Common Rail включает топливную рампу высокого давления (1500 фунтов на кв. дюйм), которая питает электромагнитные клапаны. Это отличается от топливного насоса низкого давления, который питает насос-форсунки (или насос-форсунки).
В нынешнем поколении дизельных двигателей Common Rail теперь используются пьезоэлектрические форсунки, повышающие точность. В этих системах Common Rail третьего поколения форсунки используют давление топлива до 36 000 фунтов на квадратный дюйм.
Основным преимуществом впрыска под высоким давлением является преимущество в мощности и расходе топлива по сравнению с системами впрыска топлива под низким давлением. Это связано с тем, что впрыск топлива в виде в основном мелких капель дает гораздо более высокое отношение площади поверхности к объему.
Поверхность топливных капель подвергается испарению и создает гораздо лучшее сочетание кислорода с испаряющимся топливом.
Это создает гораздо лучшее и более полное сгорание.
Отличительной чертой дизельной системы Common Rail является то, что все цилиндры дизельного двигателя подают топливо через одну общую топливную рампу. Когда давление накапливается, Common Rail работает независимо от оборотов двигателя.
Системы имеют механическое и электронное регулирование. Это значительно упрощает процесс горения за счет постоянного поддержания давления.
Топливо под давлением хранится в общей топливной рампе отдельно от остальной части дизельного двигателя. При разделении топлива под давлением с помощью этого метода топливо используется гораздо более эффективно.
Техническое обслуживание систем впрыска дизельного топлива
Использование системы Common Rail оптимизирует топливную экономичность автомобиля. Было доказано, что система повышает экономию топлива для грузовых автомобилей, автомобилей и морских судов любого типа.
Система Common Rail имеет дополнительное преимущество, заключающееся в снижении вредных выбросов, характерных для других систем впрыска топлива.