Принцип работы топливных систем Common Rail

09.02.2021

Владельцы автомобилей с дизельным мотором чрезвычайно страдают от требований к соблюдению экологических норм Европы. Ведущие автоконцерны делают все возможное, чтобы минимизировать расход топлива и таким способом сократить количество вредных выбросов в окружающую среду. Одно из эффективных решений – установка топливных систем Common Rail. Результатом внедрения технологии стало соответствие установленному стандарту EURO-4, а также дополнительное обеспечение экономии горючего с увеличением мощности движка.

Общая характеристика

Common Rail сравнима с уже устаревшей, но ранее весьма популярной, системой распределительного типа. Установленные форсунки открываются лишь тогда, когда достигнуты определенные показатели давления. Через них топливный насос подает четко отмеренную дозу горючего. Механизм нагнетает солярку на топливную раму под давлением до 250-300 МПа, а впрыск контролируется ЭБУ. В случае применения Common Rail дизельное топливо подается от единой аккумуляторной батареи.

Почему Common Rail настолько эффективна

Цикловая подача топлива – главный козырь системы. Дизель подается порционно – от 2 до 7 раз за цикл. Система самостоятельно делит впрыски на:

• предварительный;
• основной;
• дополнительный.

Особенность – впрыскивание солярки в камеру сгорания происходит под высоким давлением. Благодаря такой подаче сжигание происходит в разы эффективнее.

Это способствует обогащению мелкодисперсионных частиц кислородом, а значит, и обеспечению более качественного горения впоследствии.

Плюсы и минусы системы

Достоинства очевидны:

• снижение расхода топлива на 15%;
• увеличение мощности мотора на 40%;
• дизель подается порционно, поэтому полноценно сгорает;
• при увеличении крутящего момента не возрастает уровень шума;
• минимальный выхлоп;
• высокая ремонтопригодность системы.

К недостаткам можно отнести частую замену форсунок и выдвижение особенных требований к качественным характеристикам заправляемого горючего.

Топливный насос внутреннего давления

К созданию рассматриваемой нами системы непосредственное отношение имеет компания BOSGH. Они создали ведущую пятерку модификаций ТНВД, где применена «Коммон Рэйл»:

• СР4 – бывают модификации с 1 или 2 плунжерами, оснащенные механическим отсеком низкого давления на 5 бар и регулятором;
• СР3 – позволяет регулировать объем дизеля еще до поступления к плунжерам, предусматривает установку исключительно пьезоэлектрических форсунок;
• СР2 – пригодна для установки на грузовой и пассажирский транспорт;
• СР1Н – создает давление до 1800 бар, присутствует клапан регулятора объема топлива, вместо насоса оснащен подкачивающей секцией, которая размещена в корпусе насоса;
• СР1 – насос без клапана дозировки, но с установленным в баке подкачивающим насосом.

Форсунки

Используются один из 2 видов форсунок:

• пьезоэлектрические – расширение пьезокристалла происходит при подаче напряжения, игла распылителя двигается в ускоренном темпе, за счет чего увеличивается масса впрыскиваемого за один цикл топлива;
• электрогидравлические – напряжение подается на электромагнитный клапан, игла поднимается и подается порция горючего.

Пьезоэлектрические форсунки отличаются достаточно усложненной конструкцией и имеют небольшой срок эксплуатации, их сложно ремонтировать. Электрогидравлические более надежные и пригодны для ремонта.

Причины неисправности

Система вышла из строя, если водитель заметил:

• сложности с запуском двигателя после долгого простоя авто;
• снижение мощности силового агрегата при желании развить высокую скорость движения;
• усиление шума при работе мотора;
• изменение цвета выхлопа.

Каждый из этих симптомов может сообщать о проблемах с работой ТНВД, насоса топливной подкачки или форсунок. Диагностику системы Common Rail и ее ремонт при любой поломке следует доверить мастерам из автосервиса, которые проверят механику, а также обратят пристальное внимание на электронную часть устройства. В противном случае самостоятельный ремонт может привести к необходимости полной замены узла.

Возврат к списку

Поделиться:

Заявка на диагностику и ремонт

Заполните форму обратной связи, наши менеджеры свяжутся с вами!

Отправить заявку

Система Common Rail: принцип работы

Разработчики автомобильных двигателей, работающих на углеводородном топливе, прикладывают максимум усилий для улучшения экологичности силовых агрегатов выпускаемых и вновь создаваемых транспортных средств. Особенно большое внимание уделяется дизельным двигателям, выхлопные продукты которых представляют особую опасность для людей, нанося серьезное негативное воздействие на экологию окружающей среды. При этом совершенствуется система впрыска, работа которой во многом определяет полноту сгорания топлива, минимизируя тем самым токсичность продуктов сгорания. Конструкторы немецкого консорциума Robert Bosch GmbH разработали инновационную систему подачи топлива Common Rail, направленную на повышение экологичности дизельных силовых агрегатов.

Содержание

• Конструкция «Коммон Рейл»
• Особенности работы системы
• Особенности работы форсунков Common Rail
• Выводы

Конструкция «Коммон Рейл»

Применение для впрыска дизельного топлива системы «Коммон Рейл» позволяет снизить расход топлива на 15% при одновременном увеличении мощности двигателя до 40%. Уже сам термин «сommon rail», который переводится, как «общая магистраль», говорит об ее особенностях. Она является составной частью топливного контура дизельного силового агрегата и обеспечивает прямую подачу топливной смеси в цилиндры под избыточно высоким давлением. Основная отличительная особенность Common Rail, обеспечивающая функциональность системы в целом — возможность изменения в широких пределах как топливного давления, так и момента впрыска. Эти функции реализуются путем временного разделения периода формирования давления и момента подачи топливной смеси в камеру сгорания.

Конструктивно дизельная система «Common Rail» включает в себя следующие основные элементы:

• насос плунжерного типа, создающий и поддерживающий заданное давление топлива;
• клапан дозированной подачи «солярки» к плунжерному насосу;
• регулятор давления, обеспечивающий его заданную величину в зависимости от загрузки двигателя;
• распределительную топливную рампу, которая служит, для:

накопления и удержания топлива под избыточным давлением до начала его впрыска в камеру сгорания;
амортизации давления топлива (снижения колебаний уровня) при его подаче плунжером насоса;
распределения и подачи топливной смеси к форсункам, обеспечивающим непосредственно впрыск.

• форсунки, являющиеся основным, функционально важным элементом системы «Common Rail», которые обеспечивают непосредственную подачу топлива внутрь цилиндров;
• топливопроводы, связывающие отдельные элементы «Common Rail» в единое целое.

Особенности работы системы

Для функционирования всех элементов «Common Rail» в едином комплексе предназначена система автоматики, включающая электронный блок и различные датчики, контролирующие уровень заданных параметров и подающие управляющий сигнал, или в нужный момент времени, или при достижении контролируемых параметров заданного уровня. От его надежности зависит не только уровень расхода топлива и экологичность отработанных газов, но и работоспособность самого дизельного двигателя.

Для обеспечения длительной, бесперебойной работы «Common Rail» топливо должно подвергаться предварительной очистке в контуре низкого давления. В его состав входит насос, подающий соляру из топливного бака, и фильтроэлемент. Только после фильтрации топливо может подаваться к плунжерному насосу, формирующему избыточное давление.

Качество соляры определяет надёжность работы и долговечность эксплуатации форсунок. В современных дизельных системах подачи топлива могут использоваться

электрогидравлические или пьезоэлектрические приспособления. Исполнительным органом электрогидравлической форсунки является электромагнитный клапан. Приводным элементом пьезоэлектрической форсунки служит пьезокристалл, срабатывающий при подаче на него напряжения.

К достоинствам первой категории форсунок, которые являются фирменной «фишкой» систем «Common Rail» от «Bosch», следует отнести простоту конструкции и низкую стоимость. При возникновении неисправности, этот элемент обычно не подлежит разборке и ремонту, а просто заменяется на новый. Благодаря этому устройства «Bosch Common Rail», считаются более ремонтопригодными и менее критичными к качеству топлива.

Вторая категория (пьезомеханические форсунки) впрыскных устройств имеет большее быстродействие и повышенную надежность. Однако пьезофорсунки компаний Delphi и Bosch считаются не ремонтируемыми, а в изделиях Siemens Continental применяются наконечники, размер фильеры которых можно восстановить.

Стоимость форсунок также зависит от категории. Например, электрогидравлическая ремонтируемая форсунка от Bosch стоит в пределах 200 —250 долларов США, в то время как пьезоэлектрическое изделие этого же производителя обойдется автовладельцу в сумму эквивалентную 300,0 североамериканским долларов. При этом ресурс обеих категорий примерно равен 200 тыс. км. пробега и зависит от модификации дизельного двигателя.

Особенности работы форсунков Common Rail

Как показывает опыт эксплуатации, на качество и долговечность работы (моторесурс) форсунок, во многом определяющих экономичность дизельного движка и токсичность выхлопных газов, оказывает их конструкция и фирма-изготовитель. Поэтому автолюбитель, еще на этапе выбора авто должен знать о преимуществах и недостатках определенных образцов. Например, на некоторые (одни из первых) модели Ford Mondeo III 2.0 TDCi и Jaguar X-Type 2.0 d установлены силовые агрегаты с системой «Коммон Рейл», форсунки которой имели конструктивные недостатки, что сказалось на востребованности этих авто. На Западе автомобилисты, как огня, избегали покупок транспортных средств Mercedes E250 CDI W212, с форсунками Delphi. Автомобилестроители быстро отреагировали на это и пошли двумя путями:

• повышением качества и надежности впрыскных устройств;
• реализацией возможности установки в топливной системе оборудования от различных производителей.

Турбированный дизель 1.6 HDi/TDCi, при установке на различные модели Citroën, Peugeot и Ford, мог быть укомплектован четырьмя разновидностями форсунок. Победила продукция концерна Robert Bosch GmbH — устройства с электрогидравлическим принципом работы. Однако по мнению многих автовладельцев наиболее долговечными являются японские форсунки от DENSO Corporation. Они устанавливаются на различные типы турбированных дизелей, которые входят в состав силового агрегата различных модификаций Mitsubishi, Mazda и Nissan. В последнее время, налажено поступление на рынок ремкомплектов и многие сервисные службы осуществляют ремонт этих изделий, что обходится значительно дешевле стоимости новой форсунки, которая составляет около 450 североамериканских долларов.

Выводы

Система подачи дизельного топлива Common Rail на сегодняшний день считается одной из наиболее надежных, применяемых в силовых агрегатах современных легковых авто. Однако ее долговечность и качество эксплуатационных параметров зависит от соблюдения правил эксплуатации и своевременного выполнения регламента технического обслуживания.

 

Каков принцип работы насосов Common Rail?

В последние годы все больше автомобилистов и водителей отдают предпочтение дизельным автомобилям. Ранее разработанные двигатели устанавливались только на коммерческие автомобили. Однако сейчас он активно используется и на легковых автомобилях.

Каждый из нас знаком с системой Common Rail, но многие ли из нас знают, как она работает? Как он протекает и как устроен? Какова роль насосов Common Rail в системе? Здесь с Мактестом вы найдете ответ.

Почему насосы Common Rail важны в системе?

Главной отличительной чертой системы является возможность обеспечения мощности при минимальном расходе топлива. Кроме того, топливо Common Rail может снизить количество выбросов.

Отзывы водителей показывают, что автомобили с подкачкой Common Rail работают с меньшим шумом. Более того, он имеет широкий диапазон регулирования давления топлива и насосов Common Rail с синхронизацией 9. 0006 .

Давление насоса Common Rail

Благодаря своей уникальной конструкции Common Rail представляет собой систему с контуром высокого давления. При работающем двигателе топливо подается напрямую.

Многие элементы относятся к работе системы; один из них — давление насоса Common Rail, что показывает, что раздаточный клапан и регулятор давления также используются в работе.

Назначение насосов Common Rail

Насосы Common Rail служат для создания жидкости под высоким давлением. Уровни зависят от нагрузки двигателя и частоты вращения коленчатого вала. На дизелях обороты регулируются не открытием дроссельной заслонки, а той частью подачи топлива, которая регулируется насосом Common Rail.

Насос Common Rail очень сложный и чувствительный, что делает его самым дорогим компонентом дизельного автомобиля, не считая основных агрегатов.

Как управлять системой с насосами Common Rail?

Эта система управляется клапаном, который регулирует количество топлива, подаваемого в насос. конструктивно элемент объединен с насосом Common Rail и регулятором давления топлива. Он устанавливается в топливной рампе и управляет работой двигателя в зависимости от его нагрузки благодаря:

Drag System

Здесь происходит накопление топлива под высоким давлением, смягчение колебаний давления и подача топлива к насосам Common Rail.

Насос

Форсунки также контролируют количество топлива, подаваемого непосредственно в цилиндр. Элемент подключается непосредственно к рампе.

Подача

На последнем этапе подача топлива осуществляется с помощью электромагнитного клапана.

Типы существующих насосов Common Rail:

В настоящее время на рынке используются два основных типа насосов Common Rail:

• Пьезонасосы Common Rail
• Электрогидравлические насосы Common Rail

Отрицательная сторона насосов Common Rail

Скорость эти предметы слишком высоки, и они очень распространены. Однако ремонт насоса Common Rail невозможно произвести самостоятельно из-за сложности конструкции и настройки. Поэтому все работы, связанные с обслуживанием системы, проводятся только на специализированных СТО, что является основной отрицательной стороной насосов Common Rail.

Работа насосов Common Rail в системе

Работа насосов Common Rail контролируется системой управления дизельным двигателем. К последним относятся исполнительные механизмы, датчики и электронные блоки управления. Учитываются многие важные параметры, такие как:

• Положение дроссельной заслонки
• Температура охлаждающей жидкости
• Количество подаваемого воздуха
• Состав выхлопных газов

Что касается двигателей, то эти являются вышеупомянутые форсунки, рампа, насосы, регулятор и клапаны.

Итак, как это работает?

На основе сигналов, полученных от датчиков контроля, система вырабатывает нужное количество топлива. Подается через дозирующий клапан. Топливо будет попадать в насос, а потом давление пойдет на рампу.

Необходимое давление поддерживается специальным регулирующим органом. В определенный момент с компьютера поступает сигнал на форсунку, и каналы открываются на определенный промежуток времени.

В зависимости от режима работы двигателя количество и давление топлива могут изменяться системой автоматически на основании данных кислородного датчика. Однако диапазон должен быть небольшим.

Типы процедур для насосов Common Rail

Существует три основных типа процедур для насосов Common Rail, а именно:

Начальный впрыск

Основной целью этого типа является повышение давления и температуры в камере сгорания. Таким образом достигается ускоренное воспламенение основного заряда и снижение шума двигателя.

Начальный впрыск может быть разным, в зависимости от режима работы двигателя. Поэтому на холостом ходу он вырабатывается дважды.

Основной впрыск

Основной впрыск предназначен для обеспечения работы непосредственно от двигателя. Этот тип инъекций не делится на подвиды.

Выборочный впрыск (дополнительный впрыск)

Выборочный впрыск или дополнительный, снижает уровень токсичности выхлопных газов. Итак, информация с кислородного датчика поступает на компьютер, после чего подается очередная порция топлива. В каталитическом нейтрализаторе сгорают вредные вещества.

Насос Common Rail Продукт Мактест

Одним из лучших насосов Common Rail производства Мактест является SM4000, о котором вы можете прочитать все подробности на этом рисунке:

После замены некоторых деталей прокладки, снятые с форсунок, снимаются. часто не используется в одном и том же инжекторе. Благодаря диапазонам от 2 до 10 собранные вами прокладки теперь легко систематизировать.
SM4000 Центр группировки модификационных прокладок предназначен для измерения толщины прокладок и их группировки в контейнеры для непосредственного использования в сборке форсунок.
Скользящее измерительное сиденье позволяет проводить точные измерения при быстрой работе.

Часто задаваемые вопросы о насосах Common Rail

Что такое насосы Common Rail

?

Насос Common Rail является основным элементом системы впрыска топлива.

Где я могу найти лучшие насосы Common Rail

?

Выпускается во многих компаниях, а Мактест является одним из лучших производителей насосов Common Rail в мире.

CRDi двигатель | Работа системы впрыска дизельного топлива Common Rail

• Термин « CRDi » обычно относится к дизельным двигателям . Хотя существует аналогичная технология, которая также используется в бензиновых двигателях , она известна как с непосредственным впрыском бензина (GDI) или послойным впрыском топлива (FSI).
• Обе эти технологии имеют сходство в конструкции, поскольку они состоят из общей «топливной рампы», которая подает топливо к форсункам. Однако они значительно отличаются друг от друга по давлению и типу используемого топлива.
• В системе прямого впрыска Common Rail начало сгорания происходит непосредственно в главной камере сгорания , расположенной в полости в верхней части днища поршня.
• Сегодня производители используют технологию CRDi для преодоления некоторых недостатков обычных дизельных двигателей , которые были вялыми, шумными и неэффективными , особенно в легковых автомобилях.
• Технология  CRD-i работает в паре с двигателем ECU , который получает данные от различных датчиков.
• В системе Common Rail используется топливная рампа , общая для всех цилиндров, или, проще говоря, «топливораспределительная трубка».

См. также ; Что такое двигатель TSI — преимущества двигателей TSI

Дизель — Common Rail

• Он поддерживает оптимальное остаточное давление топлива , а также действует как общий топливный резервуар для всех форсунок.
• В системе CRDi топливная рампа постоянно хранит и подает топливо к форсункам с электромагнитным клапаном под требуемым давлением.
• Это полная противоположность ТНВД, подающему дизельное топливо через независимые топливопроводы к форсункам в случае конструкции более раннего поколения (DI).

Компоненты системы CRDi –

1. Топливный насос высокого давления
2. Общая топливная рампа
3. Форсунки
4. Блок управления двигателем

Работа CRDi –

• Насос высокого давления создает топливо под давлением.
• Насос сжимает топливо под давлением около 1000 бар или около 15000 фунтов на кв. дюйм.
• Затем он подает топливо под давлением через трубу высокого давления на вход топливной рампы.
• Оттуда топливная рампа распределяет его по отдельным форсункам, которые затем впрыскивают его в камеру сгорания цилиндра.

Преимущества и недостатки двигателей CRDi

Преимущества

Двигатели CRDi имеют множество преимуществ. Считается, что автомобили, оснащенные этой новой технологией двигателя, обеспечивают на 25% больше мощности и крутящего момента, чем обычный двигатель с непосредственным впрыском топлива. Он также предлагает превосходный подбор, более низкий уровень шума и вибрации, больший пробег, более низкий уровень выбросов, более низкий расход топлива и улучшенную производительность.

В Индии дизельное топливо дешевле бензина, и этот факт повышает доверие к системе непосредственного впрыска Common Rail.

Недостатки

Как и все хорошее имеет отрицательную сторону, этот двигатель также имеет несколько недостатков. Ключевым недостатком двигателя CRDi является то, что он дороже, чем обычный двигатель. В список также входит высокая степень обслуживания двигателя и дорогостоящие запасные части. Также эта технология не может быть применена к обычным двигателям.

Области применения

Двигатели Common Rail наиболее часто применяются в морских судах и локомотивах. Кроме того, в настоящее время они широко используются в различных моделях автомобилей, начиная от городских автомобилей и заканчивая автомобилями представительского класса премиум-класса.

Некоторыми из индийских производителей автомобилей, которые широко используют дизельный двигатель с общей топливной рампой в своих моделях автомобилей, являются Hyundai Motors, Maruti Suzuki, Fiat, General Motors, Honda Motors и Skoda.