7Окт

Работа коммон рейл: Топливная система Common Rail: описание и принцип работы

Содержание

Работа дизеля коммон рейл

В последние годы все больше автомобилистов предпочитают использовать дизельные автомобили. Ранее такие моторы устанавливались лишь на коммерческую технику. Однако сейчас они активно используются и на легковых авто, особенно в странах Европы. Наверняка каждый из нас слышал о такой системе, как Common Rail. Что это такое и как она устроена, рассмотрим в нашей статье.
Характеристика
«Коммон Райл» — это система впрыска топлива для дизельных ДВС. Ее принцип работы основывается на подаче горючего к форсункам от общего давления рампы.
Система была разработана немецкими специалистами компании «Бош». Common Rail Bosch повсеместно используется на таких автомобилях, как «Вольво», «Мерседес», БМВ и прочих.

В чем особенность?
Главная отличительная черта системы – способность выдавать нужную мощность при минимальном потреблении топлива. Также топливная Common Rail способна снизить уровень токсичности выхлопных газов. Отзывы автомобилистов говорят, что машина с такой системой впрыска работает гораздо тише (нет такого характерного «рокота», как на старых дизелях). «Коммон Рейл» обладает широким диапазоном регулирования давления горючего и моментов начала впрыска.

Устройство
По своей конструкции система Common Rail представляет собой контур высокого давления. При работе двигателя осуществляется непосредственный впрыск топлива (то есть горючее поступает сразу в камеру цилиндров). Есть несколько элементов, которые связаны с работой системы Common Rail. Что это за составляющие? В первую очередь это топливный насос высокого давления. Также в работе используется клапан дозирования и регулятор давления.
Кроме этого, в конструкции есть топливная рампа и форсунки. Common Rail – достаточно сложная система, и чтобы понять ее принцип работы, рассмотрим особенности каждой составляющей.

Насос
Итак, ТНВД. Данный механизм служит для создания высокого давления жидкости. Уровень зависит от загруженности двигателя и оборотов коленчатого вала. Как известно, на дизелях обороты регулируются не открытием дроссельной заслонки, а именно порцией подаваемого топлива. За это и отвечает ТНВД. Устройство довольно сложное, поэтому данный элемент – самая дорогая составляющая в дизельном автомобиле (кончено, за исключением основных агрегатов, таких как ДВС и КПП).

Регулятор и клапан Common Rail Что это за элемент?

Клапан служит для регулировки количества топлива, которое подается к насосу.
Конструктивно элемент объединен с ТНВД. Существует также регулятор давления топлива. Он устанавливается в топливной рампе и управляет работой двигателя в зависимости от его нагрузки.

Рампа
Данный узел выполняет сразу несколько функций. Это накопление горючего под высоким давлением, смягчение колебаний давления и распределение топлива по форсункам. Является частью системы впуска.

Форсунки
Стоит отметить, что таковые устанавливаются как на бензиновые (инжектор), так и на дизельные двигатели. Однако их главное отличие – это давление, которое они создают. В нашем случае форсунка «Коммон Рейл» еще и управляет количеством топлива, что подается непосредственно в цилиндр. Элемент связан непосредственно с рампой. На данный момент используется два вида форсунок:
Пьезофорсунки («Бош»).
Электрогидравлические (основной производитель – «Дэлфи»).
В последнем случае подача топлива производится за счет работы электромагнитного клапана.
В пьезофорсунках за это отвечают специальные кристаллы. Скорость работы таких элементов на порядок выше, поэтому они более распространены. Однако ремонт Common Rail (форсунок) произвести своими руками невозможно из-за сложности конструкции и точных настроек. Поэтому все работы по обслуживанию системы осуществляются только на специализированных СТО. Это и есть главный недостаток таких автомобилей.

Как работает?
Работа системой впрыска контролируется системой управления дизелем. В последнюю входят исполнительные механизмы, датчики и ЭБУ. Учитываются все параметры – положение педали газа, температура охлаждающей жидкости, количество подаваемого воздуха и даже состав выхлопных газов (лямбда-зонд). Что касается исполнительных механизмов, ими и являются вышеперечисленные форсунки, рампа, ТНВД, регулятор и клапаны.
Итак, как действует данная система? На основании сигналов, что воспринимают контролирующие датчики, системой формируется нужное количество топлива. Оно подается через дозирующий клапан. Горючее попадет в насос, а затем под давлением идет на рампу. Нужное давление в ней удерживается специальным регулятором. В определенный момент от ЭБУ поступает сигнал на форсунки, и те осуществляют открытие каналов на определённый промежуток времени. В зависимости от режима работы двигателя, количество топлива и давление может автоматически меняться системой на основании данных из кислородного датчика. Однако разбег должен быть небольшим. Существенные отклонения говорят о неисправностях с системой «Коммон Рейл».

Типы впрыска Common Rail Что это такое?
Различают несколько типов впрыска топлива в системе:
Предварительный.
Основной.
Дополнительный.
Первый производится перед основным с целью повысить давление и температуру в камере сгорания. Так осуществляется ускоренное самовоспламенение основного заряда и снижение шума работы двигателя. Предварительный впрыск может быть разным, в зависимости от режима работы двигателя. Так, на холостом ходу он производится дважды. При повышении нагрузки – единожды. При полной нагрузке предварительный впрыск не осуществляется.
Цель основного впрыска – обеспечить непосредственно работу двигателя. На подтипы он не подразделяется. Дополнительный впрыск служит для снижения уровня токсичности отработавших газов. Так, с кислородного датчика поступает информация на ЭБУ, после чего подается еще одна порция топлива. Вредные вещества дожигаются в каталитическом нейтрализаторе (еще его называют сажевым фильтром).

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.

Заключение
Итак, мы выяснили, что собой представляет система непосредственного впрыска, как она устроена и как работает. Стоит отметить, что "Коммон Рейл" используется на большинстве дизельных автомобилей, в частности, европейского производства. Система, несмотря на ее сложность, имеет огромный потенциал.

Наша компания ссылаясь на богатый опыт убедительно просит вас обслуживать ваше транспортное средство только на "сертифицированных станциях технического обслуживания".

Система впрыска Common Rail является самой современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Работа системы

Common Rail основана на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы, наподобие бензиновых ДВС (Common Rail в переводе означает общая рампа). Система впрыска разработана специалистами фирмы Bosch.

Наибольшее распространения получили четыре типа систем COMMON RAIL, названным по имени их производителя. BOSCH, DELPHI, DENSO и SIEMENS. Каждый автопроизводитель имеет собственную аббревиатуру, которая обозначает как систему, так и ее отдельные элементы :

BMW : D-двигатели (также используются Land Rover как TD4)
Cummins и Scania : XPI
Cummins : CCR
Daimler : CDI (для автомобилей Chrysler и Jeep — CRD)
Fiat : Fiat, Alfa Romeo и Lancia — JTD (MultiJet, JTDm, Ecotec CDTi, TiD, TTiD, DDiS, Quadra-Jet)
Ford Motor : TDCi Duratorq и Powerstroke
General Motors : Opel/Vauxhall — CDTi и DTi для Isuzu
General Motors : Daewoo/Chevrolet — VCDi (VM Motori — Ecotec CDTi)
Honda : i-CTDi
Hyundai и Kia : CRDi
Mahindra : CRDe
Maruti Suzuki : DDiS
Mazda : CiTD

Mitsubishi : DI-D (разработано новое поколение 4N1 с давлением в системе впрыска до 2000 bar)
Nissan : dCi
PSA Peugeot Citroen : HDI, HDi (Volvo S40/V50 использует двигатели PSA 1,6D & 2,0D, JTD)
Renault : dCi
SsangYong : XDi
Subaru : TD
Tata : DICOR
Toyota : D-4D
Volkswagen Audi Group (Skoda) : TDI. CR в 2005 году пришла на смену насос-форсункам.
Volvo : D3, D4 и D5

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.

1. топливный бак
2. топливный фильтр
3. топливный насос высокого давления
4. топливопроводы
5. датчик давления топлива
6. топливная рампа
7. регулятор давления топлива
8. форсунки
9. электронный блок управления
10. сигналы от датчиков
11. усилительный блок (на некоторых авто)

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. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки. 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

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:

2 предварительных впрыска — на холостом ходу;
1 предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
0(предварительный впрыск не производится) — при полной нагрузке.
Основной впрыск обеспечивает стабильную работу двигателя.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и улучшения сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Развитие системы впрыска Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска:

1 поколение – 140 МПа, с 1999 года;
2 поколение – 160 МПа, с 2001 года;
3 поколение – 180 МПа, с 2005 года;
4 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.

ТНВД является одним из основных ко элементов в конструкции системы впрыска двигателя. Он выполняет, как правило, две важнейшие функции: 1- нагнетание определенного количества топливной жидкости; 2- регулирование по времени начала впрыскивания. С момента появления аккумуляторных систем впрыска работа по регулированию времени начала впрыска была возложена на управляемые электроникой форсунки.
Основу ТНВД составляет плунжерная пара. Данный механизм составляет поршень (другое название- плунжер) и цилиндр (другое название — втулка) совсем небольшого размера. Плунжерную пару изготавливают из стали высокого качества и делают это с высочайшей точностью. Так, что между плунжером и втулкой имеется минимальный зазор (сопряжение прецизионное). В системе Common Rail используется Магистральный ТНВД.

С конструктивной точки зрения магистральный насос может иметь 1(один), 2(два) или 3(три) плунжера. Приводы плунжеров осуществляются с помощью использования кулачкового вала либо кулачковой шайбы.

При вращательном движении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружинки плунжер двигается вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под воздействием разряжения воздуха открывается клапан впуска, и топливная жидкость поступает в камеру. При движении плунжера вверх происходит возрастание давления в камере, клапан впуска закрывается. При создании определенного давления открывается клапан выпуска и топливная жидкость поступает в рампу. Управление подачей топливной жидкости производится в зависимости от потребностей двигателя и осуществляется с помощью клапана дозирования топливной жидкости. В исходном (обычном) положении этот клапан открыт. Но по сигналу электронного блока управления он закрывается на определенную ширину, тем самым регулируется количество затекающей в компрессионную камеру топливной жидкости.

Форсунка (инжектор), являясь элементом конструкции системы впрыскивания, предназначена для того, чтобы качественно дозировать подачу топливной жидкости, его распыление в камере сгорания (коллекторе впуска) и образование топливно-воздушной смеси. Форсунки используются в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных вариантах двигателей устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыскивания. В зависимости от того, каким способом осуществляется впрыскивание, различают нижеприведённые виды форсунок:

1. электромагнитные
2. электрогидравлические
3. пьезоэлектрическая

Устанавливается, как правило, на бензиновые двигатели, в том числе оборудованные системой непосредственного впрыска. Имеет достаточно простое и надежное устройство. Оно включает электромагнитный клапан с иголкой и сопло.

Работа электромагнитной форсунки осуществляется так: в соответствии с заложенным в него алгоритмом электронный блок управления точно обеспечивает подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана в нужный момент. При всём этом создается электромагнитное поле, оно, преодолевая усилия пружинки, втягивает якорь с иголкой и освобождает сопло. В результате производится впрыск топливной жидкости. С исчезновением напряжения пружка возвращает иголку форсунки на седло.

Используется на дизельных двигателях, в том числе на оборудованных системой впрыскивания Common Rail. В конструкцию электрогидравлической форсунки входит электромагнитный клапан, камера управления, впускной и сливной дроссели.

Принцип работы этой форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыскивании, так и при его прекращении. В начальном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, иголка форсунки прижата к седлу по средствам силы давления топливной жидкости на поршень в камере управления. Впрыскивание топливной жидкости не происходит. При этом давление топлива на иголку, ввиду разности площадей контакта, меньше давления на поршень. По точной команде электронного блока управления запускается работа электромагнитного клапана, открывая сливной дроссель. Топливная жидкость из камеры управления идёт через дроссель к сливной магистрали. Впускной дроссель при этом препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и в магистрали впуска. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не претерпевает изменений. Игла поднимается, происходит впрыск топливной жидкости.

Пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка)

Это самое совершенное устройство, обеспечивающее впрыск топливной жидкости. Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.

К преимуществам пьезофорсунки относят: быстроту срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), как следствие этого, возможность многократного впрыскивания топливной жидкости в течение одного цикла работы, точную дозировку впрыскиваемой топливной жидкости. Всё вышеперечисленное стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой. Он основан на изменении длины пьезокристалла, которое происходит под действием напряжения. Конструкция самой пьезоэлектрической форсунки включает следующие элементы : пьезоэлемент, толкатель, клапан переключения и иголку. Все они помещены в корпус.

В работе форсунки данного вида, так же как и в электрогидравлическом аналоге, используют гидравлический принцип. В начальном положении иголка сидит на седле в результате высокого давления топливной жидкости. Во время подачи электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина. Передается усилие на поршень толкателя, открывается переключающий клапан и топливная жидкость поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы снижается. Иголка за счет давления в нижней части поднимается, таким образом производится впрыск топливной жидкости.

Топливная система Common Rail применяется исключительно в дизельных двигателях и считается наиболее прогрессивной на текущий момент. В сравнении с другими системами она обеспечивает более экономичный расход топлива, повышает экологическую безопасность автомобиля, отличается низким уровнем шума, но главное — создает более высокое давление подачи в камеру сгорания. О том, как устроена система впрыска Common Rail (Коммон Рейл) и каковы принципы ее работы, пойдет речь далее.

Что такое топливная система Common Rail

Дословно термин Common Rail переводится на русский как общая магистраль. Главной конструктивной особенностью этой системы является наличие топливной рампы, в которой происходит аккумуляция топлива до его дальнейшей подачи в форсунки дизельного двигателя. В силу этой особенности подобные системы также называют аккумуляторными. Впервые система была представлена компанией Bosch в 1996 году.

Устройство топливной системы Common Rail

Конструктивно система Коммон Рейл делится на контуры низкого и высокого давления и состоит из следующих элементов:

  • Подкачивающий топливный насос. Он подает дизельное топливо из бака в напорную магистраль.
  • Топливный фильтр, оснащенный клапаном для предварительного прогрева при низких температурах.
  • Вспомогательный топливный насос. Выполняет перекачку топлива от нагнетательной магистрали.
  • Сетчатый фильтр.
  • Температурный датчик. Фиксирует уровень прогрева топлива в системе.
  • ТНВД (топливный насос высокого давления) — чаще всего применяется насос распределительного типа.
  • Дозирующий клапан. Он регулирует количество топлива, попадающего в рампу.
  • Регулятор давления дизтоплива. Необходим для поддержания заданных показателей давления топлива в магистрали высокого давления.
  • Топливная рампа или аккумулятор. Фактически представляет собой трубку, по длине которой расположены штуцеры крепления форсунок.
  • Датчик давления. Расположен в магистрали высокого давления. Он фиксирует и передает соответствующие данные ЭБУ (электронный блок управления) двигателя.
  • Редукционный, или перепускной клапан. Позволяет поддерживать показатель давления в обратной магистрали на уровне 1 МПа, что обеспечивает правильную работу форсунок.
  • Топливные форсунки. Бывают двух типов: электрогидравлические или пьезоэлектрические. Первые управляются электромагнитным клапаном, а вторые оснащены пьезокристаллами, что позволяет существенно повысить скорость их работы.

Более 70% всех производимых сегодня дизельных двигателей оснащается топливными системами Common Rail.

Особенности и принцип работы

Принцип работы топливной системы этого типа основан на разделении процессов создания высокого давления и непосредственно впрыска дизеля. Из топливного бака горючее закачивается в систему насосом низкого давления. При этом оно проходит через фильтры, где очищается от примесей и различных загрязнений. По контуру низкого давления дизтопливо поступает в ТНВД, который имеет механический привод. Он, в свою очередь, выполняет закачку топлива в рампу, где оно аккумулируется до момента впрыска. Это позволяет постоянно поддерживать нужный уровень давления, независимо от текущего режима работы двигателя.

Получая данные от датчиков системы, ЭБУ двигателя определяет, какое количество топлива необходимо подать ТНВД на топливную рампу. После этого открывается клапан дозирования горючего, которое поступает в аккумулятор. Топливо при этом находится под заданным уровнем давления, поддерживаемым регулятором.

Схема форсунки системы коммон рейл в разрезе

Как только необходимый объем дизеля закачивается в рампу, ЭБУ посылает команду на открытие форсунок, соответствующих циклу работы двигателя. В течение одного цикла работы такой системы осуществляется многократный впрыск, состоящий из трех этапов:

  • Предварительный — необходим для повышения температуры и сжатия в камере сгорания, что позволяет ускорить процесс самовоспламенения. На холостом ходу может выполняться два предварительных впрыска, при увеличении оборотов — один, а на полной мощности предварительного впрыска нет.
  • Основной — непосредственно обеспечивающий работу мотора.
  • Дополнительный — необходим для увеличения температуры нагрева отработавших газов, что обеспечивает сгорание сажи и уменьшение объема вредных выбросов в атмосферу.

В современных дизельных двигателях может выполняться от 7 до 9 фаз впрыска.

Достоинства и недостатки системы Common rail

Изначально уровень давления, создаваемый на топливной рампе, составлял 140 МПа. Начиная с четвертого поколения, система позволила достигать показателей до 220 МПа. Такой прогресс позволил добиться увеличения объема топлива, впрыскиваемого в цилиндры мотора за один цикл, а следовательно, повысить мощность дизельных автомобилей.

Аккумуляторные топливные системы используют целый комплекс датчиков, позволяющих учитывать:

  • давление в магистральном трубопроводе;
  • скорость вращения коленчатого вала;
  • расход воздуха, положение педали газа;
  • температуру топлива и воздуха;
  • данные лямбда-зонда.

Сигналы, поступающие от этих датчиков, дают возможность ЭБУ максимально оптимизировать работу дизельного двигателя. В сравнении с системами ТНВД с насос-форсунками, ремонтопригодность Common Rail выше в силу более простого устройства.

Среди недостатков системы Коммон Рейл — необходимость использования топлива более высокого качества. Поскольку в таких двигателях используются конструктивно сложные форсунки, их ресурс ниже. Также очень важно обеспечение полной герметичности. Так, например, при поломке форсунки, ее клапан будет постоянно находиться в открытом положении, и топливная система перестанет работать.

Появление топливной системы Common Rail стало настоящим прорывом в производстве дизельных двигателей. Она обеспечила возможность применения для дизелей всех классов высоких экологических стандартов, активно внедряемых в развитых странах.

Isuzu Common Rail или работа дизельного двигателя на принципе СЛОЖЕНИЯ СИЛ

Месяца два назад такие слова, как « Common Rail» для меня не говорили абсолютно ничего. Так, что-то отвлеченное  из области фантастики...
 Правда,  однажды  мой Редактор Богдан звонил из Москвы и кроме всего прочего говорил, что есть, что появилась такая система впрыска топлива на дизельных двигателях : "впрыск при помощи давления масла".
Но все это было как-то в тумане и отдаленно. И крайне непонятно : "впрыск от масла?".
А совсем недавно моим знакомым  пришлось все-таки столкнуться с этими словами и Isuzu Wizard выпуска около двухтысячного года с системой впрыска Common Rail. В дословном переводе это звучит как " общее для всех пространство", а в переводе немного литературном  и как пишут наши англоязычные товарищи : "общий аккумулятор". И в принципе это верно.
Интересная система. Интересная и простая до безобразия. Если немного в ней подразобраться.
Посмотрим на рисунок :
 
 
Сразу оговорюсь для «критиков» : приведенная схема не претендует на научность, да и всю статью можно так же обозвать «беллетристикой» ( в сторону какого города я посмотрел?), это просто попытка объяснить себе и интересующимся такой вопрос : 
« как оно все там внутри крутится».  
Нарисовано только «общее»,
 не приведено и не разрисовано много датчиков и сенсоров, без которых, конечно, вся эта Система работать не будет. Не показано, как и каким образом форсунка вставляется в головку блока и саму "рейку", но из дальнейшего описания, как мне кажется, многое можно понять и самому домыслить. Главное - дать толчок этим мыслям. Остальное приложится?
Итак, начнем. 
Обозначения:
1 – топливный насос или топливный аккумулятор
2 – топливо-маслянная «рейка» ( именно она, по всей видимости, и должна называться COMMON RAIL,  потому что именно в ней и "запасается" как и топливо, так и масло под определенным давлением).
3 – электро-гидро-механическая форсунка
4 – блок управления ( ECU)
5 – гидролиния для масла
6 – гидролиния для топлива
7 – клапан давления
 
Электро-гидро-механическая форсунка ( будем далее ее называть ЭГМ-форсунка) – самый интересный элемент во всей этой конструкции.
«Электро» - потому что она управляется ECU.
«Гидро» - потому что в нее «заходит» как и топливо, так и масло. И то и другое под высоким давлением.
«Механическая» - потому что внутри движутся механические части.
 

                        

 

ЭГМ-форсунка  вставляется вертикально в головку блока цилиндров таким образом, что бы совпали отверстия (  на рисунке они обозначены красным и синим на «теле» форсунки) на форсунке и отверстия на "топливо-масляной рейке". Далее "легким движением руки" форсунка  "защелкивается" на два уплотнения и крепится "болтиком на 12". Все очень просто и доступно. На рисунке выше приведен немного другой тип форсунок системы Common Rail.

 
При  начале вращении двигателя, через шестеренчатый привод начинает вращаться и ТНВД ( назовем его так или – «топливный аккумулятор») начинает создавать давление.
Давление как топлива, так и масла.
Топливо через систему фильтров забирается из топливного бака, а масло - из картера, через  такую же систему фильтров.
 
По своим гидролиниям ( и через  «топливо-масляную рейку»), топливо и масло попадают в форсунку.
 
Теперь самое интересное : форсунка открывается по сигналам ECU.
Пока нет сигнала, и топливо, и масло «стоят перед форсункой", им деваться некуда ( давление и того и другого может составлять 150 - 200 и намного более кг\см2 ).
 
Но как только сигнал от ECU поступает на электромагнитную форсунку, то происходит СЛОЖЕНИЕ СИЛ – давления масла и электромагнита, и  запорная игла форсунки приподнимается на то время, на какое рассчитан управляющий импульс.
Происходит впрыск топлива в камеру сгорания.
Импульс исчез, и сильно подпружиненная запорная игла снова возвращается в свое исходное положение.
 
То есть : конструкция  ЭГМ-форсунки рассчитана таким образом, что для впрыска топлива необходимо  иметь ДВЕ силы – самого электромагнита и давления масла 
( происходит так называемое гидроусиление электромагнитного клапана). 
Если не будет  выполнено хотя бы одно условие, то форсунка не сработает. Или сработает «неправильно», топлива тогда будет впрыснуто или больше, или меньше. То есть – «нерасчетное» количество.
 
Вот это и есть самое главное и особенное отличие системы Common Rail от «обычных»  дизельных двигателей.
 
Внутренняя схема форсунки не приводится, еще не разбирали, чуть позже…
 
Надо сказать, особо отметить, что только при помощи Олега Еремина и работающего с ним Юрия мне  выпала счастливейшая возможность  начать разобраться во всех этих «простых наворотах». Они , кстати, и отремонтировали эту машинку ( правда, им еще помогал классный специалист ВАЛЕРИЙ, который действительно КЛАССНЫЙ специалист, но по каким-то своим причинам оставил свою «солярную работу» и уехал работать лесником. А что? Свежий воздух, Природа…).
 
Что можно отметить как хорошего , так и плохого, то есть – «сложного».
                         

 

Разработчики Isuzu  пошли традиционным для себя путем – в свой блок управления ( на рисунке) они как обычно «запихнули» все системы : управление двигателем, систему  ABS, климат-контроль и так далее и так далее. Одних процессоров внутри – много…
 Система диагностики -  OBD2, так что сканер SY 280 «берет» все полностью, в том числе и диагностику в «реале».
Некоторые особенности, "положительности и сложности ":
              Двигатель  4JXU«любит» только качественное и чистое масло.
Несмотря на сложную систему очистки масла ( несколько фильтров, в том числе и «тонкой» очистки ), масло рекомендуется менять через пять тысяч для российских условий (  как Вы помните, живем мы в России и топливо у нас, надо сказать -  хреновое, окисление масла из-за этого  происходит очень быстро, так что, если хочеться ездить на такой машинке «долго и счастливо» , то следить за маслом надо особенно чутко. Как там говорилось?    "Лучше перебдеть, чем...").

  
             Система опережения зажигания регулируется "чисто" электроникой, так что уже не придется "крутить-вертеть" насос в поисках нужного угла.

             Требуемое давление достигается в топливной "рейке" сразу же после начала вращения двигателя стартером, то есть, еще при вращении стартером "перед" форсунками уже будет находиться требуемое для работы давление топлива.
 
Послесловие : хорошо, если прозвучат дополнения и уточнения.
Мне уже прислали ссылки ( krash ), за что ему большое спасибо! В конечном итоге - не для себя стараюсь, а для того, что бы "живоописать" эту Новую пока для всех систему, что бы стало все немного понятнее и яснее, и когда  ТАКОЕ придет на ремонт - уже можно думать с чего начинать...
 За исключением злобной и высокопарной критики – воспримется все 
( примеры такой "критики" уже есть…в сторону какого города я посмотрел?.. потому что, как мне думается, критиковать если - так критиковать легко и спокойно,  "скользяще", я бы так еще сказал...).
Свои же дополнения и уточнения – быть должны, по мере того, как такие машинки будут ремонтироваться или по мере поступления информации.
 

  

ДОПОЛНЕНИЯ

****  Если Зимой двигатель будет не запускаться, то не стоит пытаться его запускать "традиционными" методами, при помощи, эфира, каких-то присадок и так далее. Сначала надо разобраться в причине "незапуска", потому что применение "присадок для облегчения запуска" может привести к самым неожиданным последствиям. Например, двигатель может  "пойти в разнос" и тогда его уже не остановить... Примеры этому уже были. Но конкретно пока назвать причину  "ухода в разнос" - увы, не получается. Только предположения. Например, из-за грязного масла. Или из-за сложения двух причин : замыкание проводки на форсунку, из-за чего она была постоянно открыта и из-за того, что грязное масло заклинило редукционный клапан и он стал "работать напрямую". А может и какие-то другие причины, Бог его знает. С этой системой  еще  разбираться и разбираться...

 
  ****  Сам ТНВД не похож на "обычный" ТНВД, это просто прямоугольный "кусок железа", из которого выходит две трубки на "подачу" и две на "вход".  Несколько датчиков. Отсуствуют трубки на форсунки. 
                                 

Вот почему все это так и хочется назвать просто :  "топливный акуумулятор". Приводится в действие через шестеренчатый привод с лобовины двигателя и внутри, скорее всего, разделен на две части : камера нагнетания высокого давления  для топлива и точно такая же - для масла.
 

****  Нашел вот интересную заметку по данному вопросу, читайте :
"
Центральное место в экспозиции ОАО "Заволжский моторный завод" на Московской международной выставке "Мотор-шоу 2002" займет дизельный двигатель ЗМЗ-5148.10 с системой Common Rail. Об этом "НТА Приволжье" сообщили в пресс-службе завода." Комментарий пока нет. Но весьма интересно будет посмотреть на "Запорожец" с дизельком и системой Common Rail. Посмотрим?


           ****   Особенно надо отметить, что описываемая выше система Common Rail отличается от описываемых подобных систем в Интернете. А таких систем уже становится все больше и больше. Например, существуют уже и работают системы с так называемыми "насос-форсунками", где топливо подается непосредственно в саму форсунку под относительно небольшим давлением в несколько килограмм, а далее "насос-форсунка" приводится в действие от распредвала и самостоятельно нагнетает и распыляет нужную порцию топлива в нужный момент. Но здесь, как мне  лично кажется, не достигается той "электронной" точности, которая бы требовалась. Механика - она и есть механика.
                                    

 

  "Товарищи немцы" пошли , наверное, далее всех, и уже сейчас на Mercedes применяются так называемые " форсунка - ТНВД", где каждая форсунка являет собой миниатюрный ТНВД с мощным и быстродействующим  электромагнитным клапаном. И если думать по аналогии с двигателями системы GDI, то  для управления всем этим должен быть отдельный блок. 

****,- к сожалению, после того, как "товарищи сволочи" украли у меня мой рабочий компьютер с АЦП и всеми программами, у меня не было возможности посмотреть "как оно и что там внутри крутится". То есть, не было возможности просмотреть сигналы управления на форсунки. Но по всей видимости здесь может быть применена технология GDI.
Что имеется в виду : 
- для уменьшения шумности работы, экономии топлива, точности фазировки подачи  топлива для каждого режима работы  ( и так далее...) - применение  многоимпульсного вида впрыска.   
- возьмем  (например)  общее время впрыска топлива равное 100 процентам.
- отведем 20% для первого импульса, во время которого в камеру сгорания впрыскивается (например), расчетные 10% топлива для того, что бы эти 10% воспламенились и сгорели практически мгновенно и "нагрели" бы камеру сгорания и создали бы  отличные условия для того, что бы впрыснутые во время второго импульса 
( 80%  времени) оставшиеся 90% топлива  "работали"  бы уже  "на мощность" и на все остальное.
Говоря проще, - многоимпульсный впрыск топлива , это впрыск топлива разделенный по времени на две части ( но может быть и более, все зависит от быстродействия электронно-механических компонентов и технологии, правильно?). 

   ****   У системы Common Rail есть несомненное преимущество перед "обычным" дизельным двигателем, а именно - точность подачи топлива в определенный бортовым компьютером момент.
Согласитесь, что "обычный" ТНВД обеспечивает при своей работе довольно относительную и приблизительную точность, потому что - "механика есть механика"  :  "обычный" ТНВД  "работает" с топливом с точностью до десятков, а иногда и сотен миллисекунд.
И совершенно другое дело - электроника ( например, Common Rail ), обеспечивающая точность до десятков микросекунд, что на два порядка точнее.
Согласны?
 Не надо будет "крутить" ТНВД "ближе или дальше от блока", потому что все это "берет" на себя бортовая электроника. Остается только правильно ее "содержать" и определять ошибки, если они появятся.
Кстати, сканер SY 280   именно с Isuzu по протоколу OBD2 работает особенно четко и точно, что немного удивительно, потому что всегда и везде "впереди планеты всей" была Toyota.
      
****   Давление : не знаю, но придется, наверное, пожалеть тех ребят, которые привыкли работать с дизелями  "по давлению"  путем подкладывания регулировочных шайб или подпиливания пружин в форсунках. Здесь, увы, этого не получится. Потому что все регулируется электроникой. Одних датчиков давления - две штуки 
( на некоторых Системах -  по одному на каждую форсунку).
 Так что придется искать какие-то другие входы-выходы или останавливаться исключительно на диагностике и дальнейшей замене форсунки.

    ****   Особое значение приобретает MAF-sensor, потому что именно он и "говорит" ECU о том, "сколько топлива подать" в камеру сгорания в определенный момент работы двигателя. То есть, полнейшая аналогия с нашими любимыми бензиновыми двигателя со впрыском топлива.
     ****    Датчик кислорода : на  один не рассчитывайте. Может стоять как два, так и три Oxygen sensor. Кстати, на многих Di-Diesel 
(непосредственный, прямой впрыск топлива) стоит именно ТРИ датчика кислорода. Так "сказал" сканер, а ему в этом случае доверять можно.

   ****   Система Common  Rail обеспечивает экономию топлива за счет повышенного ( по сравнению со "старыми" системами) давления топлива и, значит, более тончайшего распыла топлива в камере сгорания. Хорошо, спросите вы, а почему бы не сделать такое же  "повышенное" давление в "обычном" ТНВД и всей этой системе?
Увы, не получится. Потому что есть такое понятие, как "волновое гидравлическое  давление". При любом изменении расхода топлива в трубопроводах  от ТНВД к форсункам возникают волны давления, "бегающие" по топливопроводу.   И чем сильнее давление, тем сильнее эти волны. И если далее повышать давление, то в какой-то момент может произойти обыкновенное разрушение трубопроводов. Потому и существует максимальное ограничение давления, развиваемое ТНВД. Согласитесь, что вы ни разу не встречали ТНВД, который бы развивал давление на форсунки более ( например), 300 бар ( это  чуть более 300 кг\см2 ).  Система же Common Rail  способна развивать давление в несколько раз более, потому что вся работа происходит внутри форсунки, и при открытии и закрытии форсунки эффект волнового гидравлического давления - отсутствует...(точные данные пока не приводятся, потому что информация пока что закрытая?).
      Технология Common Rail, как вы понимаете ,  избавлена от подобных недостатков "обычных" дизелей.
 Как только двигатель начал вращаться - все, "давление уже стоит перед форсункой", и остается только ее открыть, что бы произошел тончайший впрыск топлива 
( одно,-двух,-многоимпульсный...). 
А тонкий ( правильный ) распыл топлива  - это и есть экономия топлива.
А так же отсутствие  "обычного" звука работы дизеля : этот Новый дизель работает очень и очень тихо. И уже в трех метрах от машины с Common Rail можно перепутать что работает : дизель или бензиновый двигатель.

****    Как пишет Интернет - пресса, использование технологии Common Rail  позволит увеличить мощность двигателя на 35 - 45 % и на 8-15% уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу. Что и требуется по нормам токсисочности отработавших газов ЕВРО-3.

       ****    Применяемое масло для двигателя : категории DIESEL LEICHTLAUF 10W-40 HD. Или подобное "чисто" японское. Как пишет фирма-производитель : " Антифрикционное масло для нагруженных двигателей, созданное с применением современной технологии, специально разработанное с учетом повышенного образования нагара в дизельных двигателях. Улучшает приемистость двигателя. Получено с использованием синтетических компонентов и современной технологии изготовления присадок.Всесезонное моторное масло легковых дизельных автомобилей. Подходит для удлиненного интервала смены. Предназначено для дизельных двигателей без и с турбонаддувом, дизелей с непосредственным впрыском, TDI и Common-Rail". Так что, учитывая, что система Common-rail основана на работе дизеля с непосредственным впрыском, то использование другого типа масла  невозможно. Интересно, сколько оно будет стоить? 
    **** Очистку инжекторов ( форсунок)  системы Common Rail можно производить при помощи специальной присадки :
                                          

****   Крайне интересно устроена система EGR!
Как мы уже знаем, данная система предзназначена для рециркуляции отработавших газов. То есть, при определенных условиях определенная часть отработавших  газов снова поступает во впускной коллектор для дожигания, чем и достигается выполнение норм токсичности ЕВРО-3.

Так вот, применена  доселе невиданная схема, так называемый EGR-Cooler, то есть, специальное устройство для ОХЛАЖДЕНИЯ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ, где задействована штатная система охлаждения двигателя. Сложно, конечно, но требования ЕВРО-3 надо выполнять...

****   Другая схема системы Common Rail, здесь все еще "прощее" : нет "управления" от масляной системы, применена, скорее всего,  или схема "насос-форсунка", или схема быстродействующего клапана, смотрим:  

,- надо  сказать, что все  приведенные здесь рисунки просто - напросто  сворованы с сайтов наших иноговорящих"товарищей". Но думаю, что ТАМ  они в обиде не будут? Перевесят положительные эмоции русскоговорящих товарищей.


Подробную информацию по ремонту двигателей Isuzu
вы найдете в книге "Легион-Автодата":


ISUZU двигатели
4JX1 (3,0 Common Rail)

Диагностика. Ремонт. Техническое обслуживание.


Коммон рейл в автомобиле — особенности и принцип работы

Статья про систему Коммон Рейл: ее особенности, принцип работы, достоинства и недостатки. В конце статьи — видео о системе впрыска Common Rail.Статья про систему Коммон Рейл: ее особенности, принцип работы, достоинства и недостатки. В конце статьи — видео о системе впрыска Common Rail.

Содержание статьи:


Еще в начале прошлого века после появления дизельных двигателей появился вопрос снижения количества вредных выбросов и уменьшения расхода горючего. В течение многих лет велись работы по совершенствованию дизелей. И совсем недавно некоторые автомобильные концерны начали устанавливать на свои продукты систему впрыска топлива Коммон Рейл. Что это и как это работает? Давайте разбираться.

Окунемся в историю

Прототип данной системы впрыска был изобретен в далеких 60-х инженером из Швейцарии Робертом Хубертом. Однако его изобретение в то время не снискало славу и было вынуждено бездействовать еще долгих тридцать лет.

В конце прошлого столетия, когда вопрос экологичности дизелей стал весьма актуальным, на коммон рейл снова обратили внимание. Первоначально ее устанавливали на двигатели грузовых автомобилей и только спустя несколько лет, когда ее эффективность была продемонстрирована во всей красе, Common Rail начали устанавливать и на легковые машины.

Составляющие Common Rail

Коммон рейл состоит всего лишь из трех главных элементов:

  • участок низкого давления;
  • участок высокого давления;
  • датчики, передающие сигналы от системы на ЭБУ.


В свою очередь, участок высокого давления включает в себя:

  • насос высокого давления, служащий заменой обычному ТНВД;
  • трубку-аккумулятор, которая служит для поступления горючего с определенным давлением;
  • патрубки высокого давления;
  • форсунки двигателя.


Участок низкого давления представлен:

  • топливным баком;
  • патрубками соединения;
  • насосом подкачки;
  • топливным фильтром.

Технология работы системы впрыска

Основную задачу в работе Коммон Рейл выполняет электронный блок, являющийся дирижером во множественных системах современного автомобиля. Всевозможные датчики посылают данные на ЭБУ, а уже блок занимается равномерным распределением горючего, продолжительностью открытия форсунок и контролем других параметров впрыска.

Сначала горючее поступает из бака благодаря насосу на ТНВД, проходя этап очистки топливными фильтрами. ТНВД занимается лишь контролем требуемого давления в системе.


Затем горючее отправляется в трубку-аккумулятор или рейку, откуда идет уже непосредственно к самим форсункам и впрыскивается в цилиндры. На форсунках установлены управляющие клапаны, моменты открытия которых и создают необходимые параметры впрыска. Излишки несгоревшего горючего отправляются либо сразу обратно к топливному баку, либо очищаясь через топливный фильтр.

За моментами открытия клапанов форсунок наблюдает электронный блок посредством датчиков. Собственно, в ЭБУ забита специальная программа, которая предназначена для регулирования моментов впрыска и порции поступающего горючего. Помимо этого, ЭБУ отвечает за работоспособность всей системы Common Rail. И благодаря ЭБУ появилась функция поступления предварительного количества горючего перед основным, что позволяет существенно повысить качество процесса сгорания.

Основной недостаток

За оптимальную работу автомобиля, оснащенного Common Rail, отвечает качество поступающего горючего. Оно обязано отвечать стандарту EN 590 и ни в коем случае не должно иметь примесей. При использовании некачественного дизеля форсунки засоряются и могут выйти из строя, после чего потребуется их замена.

Да, топливный фильтр занимается очисткой горючего, однако даже он не спасет от примесей, мелких частиц пыли и грязи. Желательно через каждые 8-10 тысяч километров производить замену фильтра. Конечно, можно попробовать установить высококачественный дорогой фильтр и надеяться, что он сможет справиться с «тракторным» дизелем, однако будет огромный риск в износе форсунок, и стоимость ремонта которых вряд ли сравнится с экономией на топливе.

Многие также не рекомендуют пользоваться биотопливом по вышеизложенным причинам. К тому же биотопливо имеет нехорошее свойство накапливать влагу, что приводит к увеличению уровня влажности во всей системе Коммон Рейл. А это увеличивает риск преждевременного износа элементов системы. Допускается применение биотоплива в размере не более 5 % от остального горючего. Однако полученная смесь также должна соответствовать EN 590.

Достоинства Коммон Рейл

Есть ли какие-то преимущества у системы, чтобы автовладельцы могли забыть о прихотливости к качественному дизелю? Безусловно, и главным достоинством можно назвать снижение расхода горючего.

Топливо впрыскивается в цилиндры под высоким давлением, что приводит к более полному его сгоранию и, соответственно, снижению расхода. Экономия составляет примерно 15 %. При этом увеличивается и мощность ДВС, которая возрастает почти вполовину.


Отмечено также, что двигатель меньше шумит из-за увеличения крутящего момента, а это способствует более комфортабельному передвижению.

И да, не стоит забывать про экологию. Благодаря более полному сгоранию топлива количество вредных выбросов в атмосферу снижается. А это значит, что мы получаем экологичный дизельный двигатель увеличенной мощности, который потребляет при этом меньше горючего. Не этого ли хотели инженеры много лет назад?

Как видим, Common Rail имеет несколько явных преимуществ и всего один существенный недостаток. Если заливать только качественное горючее и вовремя менять топливные и воздушные фильтры, система докажет свою работоспособность и эффективность. Также рекомендуется держать в чистоте электронные компоненты устройства, поскольку от их качества работы зависит работа всей системы в целом. Мыть двигатель можно, однако после этого следует просушить электронные компоненты и сами форсунки, чтобы избежать появления ржавчины и несвоевременного их выхода из строя.

Видео о системе впрыска Common Rail:

Common Rail. Устройство и работа системы Common Rail

Поскольку проблемы экологии становятся все более актуальными, число тех, кто задумывается над изобретением способов их решения, увеличилось. Профессионалами активно разрабатываются технологии, которые снижают вредные выбросы в окружающую среду. Уникальную систему подачи топлива, которая является безопасной для внешней среды, разработали представители фирмы BOSCH, инновация получила название Common rail.

Разработчики Common rail использовали инновационной разработки, которые на 15% уменьшили расход топлива, увеличили мощность рабочего мотора до 40%.

Топливо через специальный контур попадает в цилиндры напрямую, а давление при этом является большим. Новая технология включает:

  • плунжерный насос особый;
  • регулятор давления;
  • клапан;
  • форсунки;
  • топливная рампа;
  • топливопроводы.

Каждый компонент отвечает за определенные функции, что в сумме дает слаженную работу. К примеру, плунжерный насос создает давление для подачи горючего, клапан дозирует, подавая его к мотору в необходимом количестве.

Уровень давления активно контролируется регулятором, а топливная рампа удерживает горючее, перед впрыскиванием, регулирует уровень давления, а также передает по заданной программе форсунками топливо. Форсунки отвечают непосредственно за впрыскивание в цилиндры топлива, а топливопроводы отыгрывают соединительную роль, между авто и системой подачи.

Как работает система Common rail

Поскольку технология работает с электронным блоком управления, имеет фильтрационный компонент, два вида форсунок, функциональные особенности каждого из указанных компонентов стоит рассмотреть отдельно.

Электронный блок управления

Электронный блок управления является «мозгоми» Common rail. Этот компонент является автоматизированным. Принимает, обрабатывает данные от множества датчиков, которые распределены по всем узлам. Когда от датчиков поступают сигналы к электронному блоку, он воспринимает их, как рабочие команды, начиная выполнять конкретные функции. Выход из строя этого элемента грозит не только проблемами с подачей топлива, но и неисправностями самого мотора.

Работа системы фильтрации

Чтобы система Common rail работала без сбоев, качество топлива должно быть высоким, чистота безупречной. Именно поэтому, из бака горючее всасывает специальный насос, после чего оно проходит очистку и фильтрацию. Именно после выполнения процесса фильтрации, система отсылает топливо к плунжерному насосу.

Функциональные особенности форсунок двух видов

Форсунки электрогидравлические

Основные характеристики электрогидравлических форсунок:

  • исполнительным элементом выступает клапан электромагнитный;
  • сломанный элемент необходимо менять полностью, поскольку ремонту он не поддается;
Пьезоэлектрические форсунки

Форсунки пьезоэлектрические имеют такой рабочий элемент, как пьезокристалл. Имеет высокий показатель надежности, а также быстродействия. Если элемент ломается, то его нужно заменять полностью.

Немецкая система работает слаженно, прогрессивно, надежно, является простой в плане использования, но требует бережного и внимательного обращения.

Диагностика неисправности и ремонт системы Common Rail надежно и недорого в СПб

Система регулирует давление топлива с началом процесса впрыска смеси в камеру сгорания. Устройство применяется на легковых, грузовых транспортных средствах. Common Rail представляет собой комплекс узлов целенаправленно выполняющих подачу горючей смеси в камеру сгорания под высоким давлением.

«Этот комплекс состоит из:

  •  Электронного блока управления;
  • ТНВД для нагнетания топлива в рампу;
  • Клапана дозировки смеси и регулятора давления;
  • Форсунок электрогидравлических;
  • Магистральных трубок, соленоидов, рампы;
  • Датчика воздуха, температуры двигателя, положения коленчатого вала;
  • Педали скорости.

Впрыск осуществляется через форсунки под давлением, создаваемом рампой посредством ТНВД. Отличительная особенность комплекса заключается в исполнении многократного впрыска. Устройство с высочайшей точностью изготовления внутренних сопряжений, сочленений узлов. Это накладывает серьезные требования к качеству топлива. В противном случае внутренние поломки, повреждения чреваты техническими, финансовыми последствиями.

Заметки на полях. Аппаратура обеспечивает мягкую, бесшумную работу двигателя, экономичность расхода топлива, низкую степень токсичности выхлопа, выбрасываемого в атмосферу. Надежная динамика, мощность, низкая вибрация, высокий КПД – неполный перечень преимущества Common Reil.

Специалисты СТО о Common Rail: неисправности и ремонт со знанием дела

Неустойчивая работа аппаратуры выражается:

  1. Трудный пуск холодного двигателя после непродолжительного (2-3 часового) простаивания.
  2. Снижение мощности мотора. Проявляется при попытке разогнать автомобиль до
    предельной скорости.
  3. Появление вибрации, перебоя двигателя.
  4. Повышенный уровень шума.
  5. Выхлоп из глушителя отличается белым или темным оттенком, что не является
    характерным показателем.

Заметки на полях. Сие мотивы напрямую привязаны к топливу низкого качества и, как следствие, износу движущихся деталей, узлов агрегата Common Reil, неисправности и ремонт которого мы детально рассмотрим в данной статье. Указанные признаки, приводят к появлению дефектов ТНВД, других насосов подкачки. Выходят из строя датчики, инжекторы, которые контролируют давление топливной магистрали, включая подкачивающие насосы. Аппаратура предусматривает специальный датчик, предназначение которого определять ту или иную поломку форсунки. Это чувствительный узел к посторонним, мельчайшим включениям, часто встречающимся в составе топлива. Они перемещаются вместе с горючим внутри ТНВД, магистрали, засоряя и изнашивая прецизионные сочленения насосов.

Промывка обычно не дает желаемого эффекта, что вынуждает владельца менять насос новым. Нередки случаи поломки подкачивающих помп из-за попадания частичек грязи в сочленения. Часто протекают прокладки, вследствие износа или ослабляются элементы крепления.

Принцип действия Common Rail

Предназначен создавать внутри магистральной трубки – рампы (аккумулятора) равновысокое давление с последующим распределением смеси по цилиндрам.

То есть, из бака посредством вакуумной помпы топливо, проходя подогреватель и фильтр, перекачивается в ПНВД. Трубки на концах оснащены инжекторами. Помпа же располагает регулятором
давления, функция которого возвращать излишнее горючее обратно в бак.
Блок же управления получает от датчика давления (на рампе) информацию и выполняет контрольные функции за качеством впрыска.
Итак, качественная дозировка осуществляется достижением высокого давления в магистрали, показатели которого 2–3 тыс. атмосфер. Причем конструктивная оснастка контура сохраняет ее целостность и надежную подачу смеси в соленоидные клапана, форсунки.

Диагностика и ремонт системы Common Rail

Помимо износа вращающихся, подвижных сочленений контура впрыска, распространенными причинами неисправности являются базовые узлы (ТНВД, форсунки, помпы). Устранение их выполняется после компьютерной диагностики (КД) методом считывания обнаруженных дефектов и параметров процесса впрыска. Подобный комплекс диагностических процедур выдает перечень неисправностей контура.

КД позволяет получить информацию:

  • Повышенный расход горючего.
  • Падение мощности мотора.
  • Плавающие обороты двигателя на холостых режимах.
  • Повышенная токсичность отработанных газов.
  • Остановка машины без причин, трудный пуск машины.

Подвергая дизельный двигатель диагностике, можно получить характеристики технического состояния аппаратуры, включая ТНВД, форсунки, помпы. Достигнуть до 15% экономии топлива, наряду с 35% увеличением мощности двигателя возможно только благодаря давлению и момента впрыска. А эти показатели формируются при проведении стендовых испытаний, непосредственно на сервисных площадках.

Важно! Не подменяйте самостоятельно работу сервисных центров. Выявить неисправности помогут наши механики, обладающие знаниями, опытом реставрирования топливной аппаратуры.
Надобность восстановления форсунок возникает в результате попадания топлива с содержанием воды, что приводит к скорому выходу его из строя. Дефекты этого узла приводят к трудному запуску, влияют на приемистость, дергание при езде. Но зависят эти факторы от марки автомобиля. Ситуация с такими неполадками приводит даже к поломкам поршневой группы.

Устранение неисправности инжектора состоит из 2-х этапной процедуры:

  1. Претворение входной проверки, во время которой фиксируются дефекты. Параллельно определяется объем предстоящего ремонта, детальный список запасных частей, подлежащих замене. Диагностика выявляет стабильность работы при переменных нагрузках холостого хода, а также герметичность уплотнений, соединений.
  2. Разборка инжектора, замена деталей. Цикл работ выполняется в помещении, исключающим запыленность воздуха. Требования предусматривают проведение процедуры ремонта, соблюдая температурный режим, чистоту воздуха с использованием противопыльных установок.

Непреложным требованием остается применение точных стендовых, испытательных приборов, динамометрических ключей (электронных), наборов инструментария. Стендовая обкатка выявляет многочисленные параметры, включая:

  • Объем впрыскиваемого и возвращаемого топлива в бак.
  • Максимальная, средняя нагрузка на холостых оборотах.
  • Сопротивляемость магнитного анкера на разных режимах, момент подачи впрыска,
  • Давление, герметичность и другие.

Квалифицированный ремонт системы Common Rail зависит от наличия высокотехнологичных испытательных стендов, а ремонт отдельных узлов выполняется по тестам зарубежных заводов – изготовителей, с включением:

  1. Диагностики двигателя и схемы работы Common Rail.
  2. Демонтаж – монтаж аппаратуры, включая разборку и очистку форсунок.
  3. Регулировка угла опережения впрыска.
  4. Сопутствующие работы (замена ремкомплекта, других комплектующих деталей).

Эти виды работ, с наличием многочисленных мизерных, по размерам деталей, выполняются на топливных испытательных стендах руками наших автомехаников.

Внимание! Наш сервисный центр располагает современным диагностическим, стендовым оборудованием, набором инструментария. Вкупе с оригинальными запасными деталями и репутацией инженеров, наш сервис гарантирует надежную эксплуатацию авто на многие года.

Форсунки Common Rail. Виды, устройство, принцип действия

Форсунка или инжектор является частью системы впрыска и предназначена для дозированной подачи топлива и образования топливно-воздушной смеси путем распыления в камере сгорания или впускном коллекторе.

На современных двигателях, как бензиновых, так и дизельных устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска.

По способу осуществления впрыска форсунки делятся на:

  • электромагнитная;
  • электрогидравлическая;
  • пьезоэлектрическая.

Электромагнитная форсунка

Электромагнитная форсунка устанавливается, как правило, на бензиновых двигателях, в том числе и с системой непосредственного впрыска.

Устройство электромагнитной форсунки

Электромагнитная форсунка работает следующим образом. Электронный блок управления подает напряжение на обмотку возбуждения клапана. Под воздействием электромагнитного поля якорь на пружине и игла втягиваются внутрь, освобождая сопло. При этом происходит впрыск топлива. После прекращения подачи напряжения игла под воздействием пружины возвращается в исходное положение и закрывает сопло.

Электрогидравлическая форсунка

Электрогидравлическая форсунка используется на дизельных двигателях, в том числе оборудованных системой впрыска Common Rail.

Принцип действия электрогидравлической форсунки

Принцип работы электрогидравлической форсунки основан на изменении давления топлива во время впрыска, а также при его прекращении. Благодаря давлению топлива в камере управления на поршень игла прижата к седлу, что исключает впрыск. Из-за малой площади иглы давление на нее меньше, чем на поршень. После срабатывания электромагнитного клапана открывается сливной дроссель. Топливо вытекает в сливную магистраль, снижая при этом давление на поршень. Игла поднимается и происходит впрыск топлива.

Пьезоэлектрическая форсунка

Пьезофорсунка или пьезоэлектрическая форсунка на сегодняшний день является самым совершенным устройством впрыска топлива и устанавливается на дизельные двигатели с системой Common rail. Она срабатывает в четыре раза быстрее электромагнитного клапана, что дает возможность произвести многократный впрыск в течение одного цикла и позволяет точно дозировать топливо. Это ее основные преимущества.

Такого удалось достигнуть благодаря комбинации пьезоэффекта и гидравлического принципа в управлении форсункой. Суть пьезоэффекта заключается в изменении длины пьезокристалла под действием напряжения.

Принцип действия пьезоэлектрической форсунки

Повторимся, что в работе пьезофорсунки, также как и электрогидравлической форсунки, используется гидравлический принцип. В обесточенном состоянии игла форсунки посажена на седло за счет высокого давления топлива на поршень. При подаче напряжения на пьезоэлемент, увеличивается его длина, которая передает усилие на поршень толкателя. Открывается переключающий клапан, топливо начинает поступать в сливную магистраль. Давление выше иглы начинает уменьшаться. Игла за счет давления в нижней части поднимается и производится впрыск топлива. Количество впрыскиваемого топлива определяется длительностью воздействия на пьезоэлемент, а так же давлением топлива в топливной рампе.

Тнвд коммон рейл принцип работы

Топливная система Common Rail применяется исключительно в дизельных двигателях и считается наиболее прогрессивной на текущий момент. В сравнении с другими схемами она обеспечивает более экономичный расход топлива, повышает экологическую безопасность автомобиля, отличается низким уровнем шума, но главное — создает более высокое давление подачи в камеру сгорания. О том, как устроена система впрыска Common Rail (Коммон Рейл) и каковы принципы ее работы, пойдет речь далее.

Что такое топливная система Common Rail

Дословно термин Common Rail переводится на русский как общая магистраль. Главной конструктивной особенностью этой системы является наличие топливной рампы, в которой происходит аккумуляция топлива до его дальнейшей подачи в форсунки дизельного двигателя. В силу этой особенности подобные системы также называют аккумуляторными. Впервые она была представлена компанией Bosch в 1996 году.

Устройство топливной системы Common Rail

Конструктивно система Коммон Рейл делится на контуры низкого и высокого давления и состоит из следующих элементов:

  • Подкачивающий топливный насос. Он подает дизельное топливо из бака в напорную магистраль.
  • Топливный фильтр, оснащенный клапаном для предварительного прогрева при низких температурах.
  • Вспомогательный топливный насос. Выполняет перекачку топлива от нагнетательной магистрали.
  • Сетчатый фильтр.
  • Температурный датчик. Фиксирует уровень прогрева топлива в системе.
  • ТНВД (топливный насос высокого давления) — чаще всего применяется насос распределительного типа.
  • Дозирующий клапан. Он регулирует количество топлива, попадающего в рампу.
  • Регулятор давления дизтоплива. Необходим для поддержания заданных показателей давления топлива в магистрали высокого давления.
  • Топливная рампа или аккумулятор. Фактически представляет собой трубку, по длине которой расположены штуцеры крепления форсунок.
  • Датчик давления. Расположен в магистрали высокого давления. Он фиксирует и передает соответствующие данные ЭБУ (электронный блок управления) двигателя.
  • Редукционный, или перепускной клапан. Позволяет поддерживать показатель давления в обратной магистрали на уровне 1 МПа, что обеспечивает правильную работу форсунок.
  • Топливные форсунки. Бывают двух типов: электрогидравлические или пьезоэлектрические. Первые управляются электромагнитным клапаном, а вторые оснащены пьезокристаллами, что позволяет существенно повысить скорость их работы.

Более 70% всех производимых сегодня дизельных двигателей оснащается топливными системами Common Rail.

Особенности и принцип работы

Принцип работы топливной системы этого типа основан на разделении процессов создания высокого давления и непосредственно впрыска дизеля. Из топливного бака горючее закачивается в систему насосом низкого давления. При этом оно проходит через фильтры, где очищается от примесей и различных загрязнений. По контуру низкого давления дизтопливо поступает в ТНВД, который имеет механический привод. Он, в свою очередь, выполняет закачку топлива в рампу, где оно аккумулируется до момента впрыска. Это позволяет постоянно поддерживать нужный уровень давления, независимо от текущего режима работы двигателя.

Получая данные от датчиков системы, ЭБУ двигателя определяет, какое количество топлива необходимо подать ТНВД на топливную рампу. После этого открывается клапан дозирования горючего, которое поступает в аккумулятор. Топливо при этом находится под заданным уровнем давления, поддерживаемым регулятором.

Схема форсунки системы коммон рейл в разрезе

Как только необходимый объем дизеля закачивается в рампу, ЭБУ посылает команду на открытие форсунок, соответствующих циклу работы двигателя. В течение одного цикла работы такой системы осуществляется многократный впрыск, состоящий из трех этапов:

  • Предварительный — необходим для повышения температуры и сжатия в камере сгорания, что позволяет ускорить процесс самовоспламенения. На холостом ходу может выполняться два предварительных впрыска, при увеличении оборотов — один, а на полной мощности предварительного впрыска нет.
  • Основной — непосредственно обеспечивающий работу мотора.
  • Дополнительный — необходим для увеличения температуры нагрева отработавших газов, что обеспечивает сгорание сажи и уменьшение объема вредных выбросов в атмосферу.

В современных дизельных двигателях может выполняться от 7 до 9 фаз впрыска.

Достоинства и недостатки системы Common rail

Изначально уровень давления, создаваемый на топливной рампе, составлял 140 МПа. Начиная с четвертого поколения, система позволила достигать показателей до 220 МПа. Такой прогресс позволил добиться увеличения объема топлива, впрыскиваемого в цилиндры мотора за один цикл, а следовательно, повысить мощность дизельных автомобилей.

Аккумуляторные топливные системы используют целый комплекс датчиков, позволяющих учитывать:

  • давление в магистральном трубопроводе;
  • скорость вращения коленчатого вала;
  • расход воздуха, положение педали газа;
  • температуру топлива и воздуха;
  • данные лямбда-зонда.

Сигналы, поступающие от этих датчиков, дают возможность ЭБУ максимально оптимизировать работу дизельного двигателя. В сравнении с системами ТНВД с насос-форсунками, ремонтопригодность Common Rail выше в силу более простого устройства.

Среди недостатков системы Коммон Рейл — необходимость использования топлива более высокого качества. Поскольку в таких двигателях используются конструктивно сложные форсунки, их ресурс ниже. Также очень важно обеспечение полной герметичности. Так, например, при поломке форсунки, ее клапан будет постоянно находиться в открытом положении, и топливная система перестанет работать.

Появление топливной системы Common Rail стало настоящим прорывом в производстве дизельных двигателей. Она обеспечила возможность применения для дизелей всех классов высоких экологических стандартов, активно внедряемых в развитых странах.

Система впрыска Common Rail является самой современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Работа системы Common Rail основана на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы, наподобие бензиновых ДВС (Common Rail в переводе означает общая рампа). Система впрыска разработана специалистами фирмы Bosch.

Наибольшее распространения получили четыре типа систем COMMON RAIL, названным по имени их производителя. BOSCH, DELPHI, DENSO и SIEMENS. Каждый автопроизводитель имеет собственную аббревиатуру, которая обозначает как систему, так и ее отдельные элементы :

BMW : D-двигатели (также используются Land Rover как TD4)
Cummins и Scania : XPI
Cummins : CCR
Daimler : CDI (для автомобилей Chrysler и Jeep — CRD)
Fiat : Fiat, Alfa Romeo и Lancia — JTD (MultiJet, JTDm, Ecotec CDTi, TiD, TTiD, DDiS, Quadra-Jet)
Ford Motor : TDCi Duratorq и Powerstroke
General Motors : Opel/Vauxhall — CDTi и DTi для Isuzu
General Motors : Daewoo/Chevrolet — VCDi (VM Motori — Ecotec CDTi)
Honda : i-CTDi
Hyundai и Kia : CRDi
Mahindra : CRDe
Maruti Suzuki : DDiS
Mazda : CiTD
Mitsubishi : DI-D (разработано новое поколение 4N1 с давлением в системе впрыска до 2000 bar)
Nissan : dCi
PSA Peugeot Citroen : HDI, HDi (Volvo S40/V50 использует двигатели PSA 1,6D & 2,0D, JTD)
Renault : dCi
SsangYong : XDi
Subaru : TD
Tata : DICOR
Toyota : D-4D
Volkswagen Audi Group (Skoda) : TDI. CR в 2005 году пришла на смену насос-форсункам.
Volvo : D3, D4 и D5

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.

1. топливный бак
2. топливный фильтр
3. топливный насос высокого давления
4. топливопроводы
5. датчик давления топлива
6. топливная рампа
7. регулятор давления топлива
8. форсунки
9. электронный блок управления
10. сигналы от датчиков
11. усилительный блок (на некоторых авто)

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. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки. 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

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:

2 предварительных впрыска — на холостом ходу;
1 предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
0(предварительный впрыск не производится) — при полной нагрузке.
Основной впрыск обеспечивает стабильную работу двигателя.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и улучшения сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Развитие системы впрыска Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска:

1 поколение – 140 МПа, с 1999 года;
2 поколение – 160 МПа, с 2001 года;
3 поколение – 180 МПа, с 2005 года;
4 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.

ТНВД является одним из основных ко элементов в конструкции системы впрыска двигателя. Он выполняет, как правило, две важнейшие функции: 1- нагнетание определенного количества топливной жидкости; 2- регулирование по времени начала впрыскивания. С момента появления аккумуляторных систем впрыска работа по регулированию времени начала впрыска была возложена на управляемые электроникой форсунки.
Основу ТНВД составляет плунжерная пара. Данный механизм составляет поршень (другое название- плунжер) и цилиндр (другое название — втулка) совсем небольшого размера. Плунжерную пару изготавливают из стали высокого качества и делают это с высочайшей точностью. Так, что между плунжером и втулкой имеется минимальный зазор (сопряжение прецизионное). В системе Common Rail используется Магистральный ТНВД.

С конструктивной точки зрения магистральный насос может иметь 1(один), 2(два) или 3(три) плунжера. Приводы плунжеров осуществляются с помощью использования кулачкового вала либо кулачковой шайбы.

При вращательном движении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружинки плунжер двигается вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под воздействием разряжения воздуха открывается клапан впуска, и топливная жидкость поступает в камеру. При движении плунжера вверх происходит возрастание давления в камере, клапан впуска закрывается. При создании определенного давления открывается клапан выпуска и топливная жидкость поступает в рампу. Управление подачей топливной жидкости производится в зависимости от потребностей двигателя и осуществляется с помощью клапана дозирования топливной жидкости. В исходном (обычном) положении этот клапан открыт. Но по сигналу электронного блока управления он закрывается на определенную ширину, тем самым регулируется количество затекающей в компрессионную камеру топливной жидкости.

Форсунка (инжектор), являясь элементом конструкции системы впрыскивания, предназначена для того, чтобы качественно дозировать подачу топливной жидкости, его распыление в камере сгорания (коллекторе впуска) и образование топливно-воздушной смеси. Форсунки используются в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных вариантах двигателей устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыскивания. В зависимости от того, каким способом осуществляется впрыскивание, различают нижеприведённые виды форсунок:

1. электромагнитные
2. электрогидравлические
3. пьезоэлектрическая

Устанавливается, как правило, на бензиновые двигатели, в том числе оборудованные системой непосредственного впрыска. Имеет достаточно простое и надежное устройство. Оно включает электромагнитный клапан с иголкой и сопло.

Работа электромагнитной форсунки осуществляется так: в соответствии с заложенным в него алгоритмом электронный блок управления точно обеспечивает подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана в нужный момент. При всём этом создается электромагнитное поле, оно, преодолевая усилия пружинки, втягивает якорь с иголкой и освобождает сопло. В результате производится впрыск топливной жидкости. С исчезновением напряжения пружка возвращает иголку форсунки на седло.

Используется на дизельных двигателях, в том числе на оборудованных системой впрыскивания Common Rail. В конструкцию электрогидравлической форсунки входит электромагнитный клапан, камера управления, впускной и сливной дроссели.

Принцип работы этой форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыскивании, так и при его прекращении. В начальном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, иголка форсунки прижата к седлу по средствам силы давления топливной жидкости на поршень в камере управления. Впрыскивание топливной жидкости не происходит. При этом давление топлива на иголку, ввиду разности площадей контакта, меньше давления на поршень. По точной команде электронного блока управления запускается работа электромагнитного клапана, открывая сливной дроссель. Топливная жидкость из камеры управления идёт через дроссель к сливной магистрали. Впускной дроссель при этом препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и в магистрали впуска. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не претерпевает изменений. Игла поднимается, происходит впрыск топливной жидкости.

Пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка)

Это самое совершенное устройство, обеспечивающее впрыск топливной жидкости. Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.

К преимуществам пьезофорсунки относят: быстроту срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), как следствие этого, возможность многократного впрыскивания топливной жидкости в течение одного цикла работы, точную дозировку впрыскиваемой топливной жидкости. Всё вышеперечисленное стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой. Он основан на изменении длины пьезокристалла, которое происходит под действием напряжения. Конструкция самой пьезоэлектрической форсунки включает следующие элементы : пьезоэлемент, толкатель, клапан переключения и иголку. Все они помещены в корпус.

В работе форсунки данного вида, так же как и в электрогидравлическом аналоге, используют гидравлический принцип. В начальном положении иголка сидит на седле в результате высокого давления топливной жидкости. Во время подачи электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина. Передается усилие на поршень толкателя, открывается переключающий клапан и топливная жидкость поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы снижается. Иголка за счет давления в нижней части поднимается, таким образом производится впрыск топливной жидкости.

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.

Что такое дизельная система Common Rail? Откройте для себя компоненты и преимущества

ЧТО ТАКОЕ ОБЩАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДИЗЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ?

Common Rail - это система прямого впрыска топлива, используемая в дизельных двигателях . Дизельные системы Common Rail теперь могут обеспечивать максимальную производительность и надежность автомобильных двигателей, снижая уровень шума и вредных выбросов.

Система состоит из топливного насоса, топливораспределительной рампы, форсунок и датчиков , которые определяют рабочие условия двигателя для централизованного электронного блока (ЭБУ), который управляет всеми компонентами.

ОБЩИЙ РЕЛЬС

ОБЩИЙ РЕЛЬС

КАК РАБОТАЕТ ОБЩАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ СИСТЕМА?

Насос высокого давления нагнетает топливо и передает его в рампу, общий трубопровод, который служит аккумулятором давления и резервуаром. Давление регулируется с помощью клапана с электронным управлением, так что рейка поддерживает правильное давление, требуемое ЭБУ.

Топливо попадает в форсунки, заполняя два пространства, одно над и одно под иглой форсунки.Эти две силы уравновешивают друг друга, и игла удерживается закрытой благодаря пружине. Верхнее пространство, называемое камерой управления, может вентилироваться при открытии соленоидного или пьезоэлектрического клапана.

Когда электронный блок управления открывает клапан, это верхнее пространство опорожняется. Давление в нижней камере поднимает иглу вверх, открывая форсунку, и топливо впрыскивается в камеру сгорания до тех пор, пока сигнал на клапан не отключится и клапан снова закрывается; в этот момент давление в камере управления заставляет иглу закрыться.

ОБЩИЙ РЕЛЬС

ПРЕИМУЩЕСТВА
  • Жидкость и высокая производительность двигателя с низким расходом топлива и вредными выбросами.
  • Несколько закрытых впрысков увеличивают эффективность .
  • Модульная конструкция может быть адаптирована ко всем современным автомобилям.
  • Более низкий уровень шума по сравнению с обычными дизельными системами.

ОБЩИЙ РЕЛЬС

ОБЩИЙ РЕЛЬС

Запасные части для дизельного впрыска

Редат С.П.А. работает более 50 лет на международном рынке т с 5 филиалами в мире и широчайшим ассортиментом запчастей для впрыска дизельного топлива. Профессионализм, надежность, компетентность, преимущество цены и качества, специализированные операторы и опыт - основы культуры нашей компании.

Наши каталоги , всегда актуальные и отсортированные по категориям и брендам, публикуются на нашем веб-сайте и доступны для всех наших клиентов, а также в нашем запасе запчастей для дизельных двигателей Redat, подходящих для всех основных мировых брендов.Все наши запасные части для дизельных форсунок, насос-форсунок и насосов доступны в нашем интернет-магазине.

ОБЩИЙ РЕЛЬС

ПРЕИМУЩЕСТВА REDAT

  • Специализированные операторы
  • Дизайн, исследования и разработки
  • Внимание к деталям
  • Качество и инновации
  • Конкурентоспособные цены
  • Техническая поддержка
  • Электронная торговля с обновленными интерактивными каталогами

ОБЩИЙ РЕЛЬС

Для дополнительной информации:

011 969 1111

e-mail: sales @ redat.com

ОБЩИЙ РЕЛЬС

НАШИ ТОВАРЫ
Подающие клапаны - Ремкомплекты дизельных форсунок - Электроклапаны и соленоиды - Соединения и гайки - Ультразвуковые баки - Поршневые насосы подачи - Форсунки - Элементы - Запасные части для топливных насосов - Мембранные насосы подачи - Ремкомплекты дизельных форсунок - Опоры фильтров - Форсунки - Держатель форсунок запасные части - Запасные части форсунок Common Rail - Запасные части форсунок - Ремкомплекты ТНВД - Регулировочные прокладки - Запасные части Common Rail - Запасные части насосов Common Rail - Запасные части VP Pumps - Ручные капсюли - Запасные части насос-форсунок.

Дизельный двигатель Common Rail (как это работает и плюсы / минусы) - CarTreatments.com

Последнее обновление 30 апреля 2020 г.

Дизельные двигатели, безусловно, изменились за последние пару десятилетий. Ранее они использовали систему впрыска топлива для подачи топлива в двигатель. Это было сделано через серию насосных форсунок, которые перекачивали топливо под низким давлением в топливные форсунки. Обратной стороной этой дизельной системы является то, что она производит больше выбросов углерода.Поскольку общество стало более экологически чистым, это привело к созданию дизельного двигателя Common Rail.

Ищете хорошее онлайн-руководство по ремонту? Щелкните здесь, чтобы увидеть 5 лучших вариантов.

Если сегодня вы видите на дороге автомобиль с дизельным двигателем, скорее всего, в нем установлен дизельный двигатель с системой Common Rail. Эти типы дизельных двигателей производят меньше выбросов углерода благодаря технологии Common Rail. Это особый тип системы впрыска топлива, который состоит из распределительной магистрали высокого давления и нескольких электромагнитных клапанов.Каждый клапан получает топливо из рейки, откуда оно попадает в камеру сгорания.

Может показаться, что дизельный двигатель с общей топливораспределительной рампой лучше из-за его экологичности. Но это не обязательно лучший дизельный двигатель для вас. Давайте рассмотрим на примере плюсы и минусы этого движка, чтобы понять, в чем его суть.

Плюсы

Как указывалось ранее, дизельный двигатель Common Rail производит меньше выбросов. Фактически, это была основная причина создания двигателя.После того, как правительство начало принимать дополнительные правила для производителей автомобилей по сокращению выбросов углерода, они придумали систему дизельного двигателя с общей топливной магистралью как способ сделать это. Именно поэтому из выхлопной трубы грузовика больше не выходит слишком много черного дыма.

Еще одно преимущество дизельного двигателя с системой Common Rail - это то, что он более мощный. По сравнению с обычным дизельным двигателем с впрыском топлива мощность Common Rail увеличена на 25%. Вы по достоинству оцените эти превосходные характеристики двигателя, управляя автомобилем по дороге.Между тем, общее впечатление от вождения тоже будет лучше. Вы не услышите столько шумов, исходящих от двигателя, как при работе с дизельным двигателем с впрыском топлива. К тому же вибрации тоже не будут такими сильными.

Но больше всего вас, вероятно, будет заботить расход топлива. Что ж, вы будете счастливы узнать, что дизельный двигатель Common Rail имеет больший расход топлива, чем дизельный двигатель с впрыском топлива. Это означает, что вы сможете проехать больше миль и меньше останавливаться на заправке.

Минусы

У дизельного двигателя с системой Common Rail не так много минусов, как плюсов. Но вы должны знать о минусах на тот случай, если они для вас важнее. Возможно, самый большой недостаток дизельного двигателя Common Rail - это его стоимость. Поскольку это более сложный тип дизельного двигателя, он стоит намного дороже, чем двигатель с впрыском топлива. Цена двигателя будет отражена в цене приобретаемого вами автомобиля с этим двигателем.И если двигатель когда-либо будет работать со сбоями или будет иметь какие-либо дефектные компоненты, замена этих компонентов также будет стоить больше денег.

Вы можете подумать, что техническое обслуживание вашего автомобиля предотвратит появление дефектных компонентов в двигателе. Что ж, вам нужно будет регулярно обслуживать свой двигатель, потому что дизельный двигатель Common Rail требует гораздо большего обслуживания, чем двигатель с впрыском топлива. Это обслуживание также будет более дорогостоящим и потребует больше вашего времени.

Идеальным вариантом будет работа в коммерческой компании, которой принадлежит ваш автомобиль.Таким образом, они могут позаботиться о ремонте и обслуживании автомобиля, а вам не придется этого делать. Но если вы покупаете автомобиль для себя или своего бизнеса, будьте готовы к большим дополнительным расходам с этим дизельным двигателем Common Rail.

Топливные системы Common Rail - как это работает

Топливные системы Common Rail устанавливаются на все дизельные полноприводные и легковые автомобили последних моделей.

Как работает система впрыска дизельного топлива Common Rail

Прямой впрыск топлива Common Rail - это система прямого впрыска топлива для вашего двигателя

Он оснащен насосом высокого давления, обеспечивающим подачу топлива под давлением более 1000 бар, 100 МПа или 15000 фунтов на квадратный дюйм в узел Common Rail, который подает топливо постоянного высокого давления к каждой форсунке.Электромагнитный клапан на каждой форсунке точно контролирует подачу топлива под высоким давлением в каждый цилиндр.

Системы впрыска дизельного топлива Common Rail очень сложны и могут быть очень чувствительны к загрязнению топлива.

Некоторые признаки / симптомы того, что ваш насос высокого давления, форсунки или топливная рампа могут быть неисправны:
  • Коды неисправностей на диагностическом приборе
  • Фары двигателя автомобиля
  • Жесткий запуск автомобиля
  • Автомобиль не заводится
  • Дыхание
  • Детонация автомобиля
  • Большой расход топлива

** ПРОВЕРЬТЕ НАШИ ОБЩИЕ ЗНАНИЯ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ **

Если у вас есть какие-либо из этих проблем и вы хотите получить совет о том, что делать дальше, вы можете бесплатно позвонить нам по номеру 1300 305 359, наши ребята любят, чтобы их протестировали!

Мы можем предложить ряд решений, которые помогут вам с вашим дизельным автомобилем с системой Common Rail, если он вам нужен.

  1. Дизельные топливные насосы Common Rail - ПОДЛИННЫЕ, новые и замененные
  2. Дизельные топливные форсунки Common Rail - ПОДЛИННЫЕ Denso, Bosch, Delphi и другие
  3. Сборки топливной рампы Common Rail - ПОДЛИННЫЕ Denso, Bosch, Delphi и другие
  4. Сборки Waterscan - Защитите свою топливную систему Common Rail от самых вредных загрязняющих веществ ВОДЫ!
  5. Диагностическое сканирование вашего автомобиля на месте в нашей мастерской - бесплатный звонок 1300 305 359 или заполните форму ниже, чтобы зарегистрироваться!

Объяснение системы впрыска Common Rail дизельного двигателя

Мы много говорили о проблемах, которые могут возникнуть при использовании форсунок Common Rail дизельного двигателя.Но дело не только в проблемах! Вы также получаете много преимуществ, имея такую ​​систему впрыска топлива в вашем дизельном двигателе.

Итак, сегодня мы познакомим вас с принципом работы системы впрыска Common Rail в вашем дизельном двигателе и некоторыми преимуществами, которые она дает.

Хотите узнать больше о том, как определить проблемы с форсунками Common Rail? Ознакомьтесь с нашим блогом «Углубленный взгляд на проблемы топливных форсунок Common Rail дизельного двигателя».

Вы также можете посмотреть наше видео, чтобы узнать больше о том, как форсунки Common Rail работают в вашем дизельном двигателе:

Нужны запасные части для вашего дизельного двигателя? У нас есть сертифицированные технические специалисты ASE, которые помогут вам найти нужные детали!

Позвоните нам!

Как работает система впрыска Common Rail?

Как вы, наверное, догадались, система форсунок Common Rail работает немного иначе, чем обычные форсунки.В этих форсунках используется распределитель высокого давления, который подает топливо к отдельным форсункам с постоянным давлением.

Система Common Rail состоит из вашего насоса высокого давления или вашего насоса Common Rail. На этом насосе есть дозирующий клапан - MPROP или регулятор давления. Он будет питать вашу общую рейку, которая представляет собой трубку с датчиком рейки на ней.

Датчик рельса просто измеряет давление в рельсе. Итак, если у вас высокое давление или низкое отклонение давления, он выдаст код вашему ECM.

От шины он идет по трубке или инжекторным линиям к инжекторам, которые запускаются модулем управления двигателем. Способ срабатывания форсунки и скорость ее сгорания при более высоком давлении обеспечивает более быстрое и чистое сгорание внутри двигателя, особенно по сравнению с обычными форсунками.

Знаете ли вы разницу между различными типами систем форсунок? Прочтите наш пост о различиях между Common Rail и насос-форсунками.

Каковы преимущества форсунок Common Rail?

Как и любая другая система в вашем дизельном двигателе, форсунки Common Rail имеют свои преимущества, особенно когда речь идет о нормах выбросов.

Основными преимуществами Common Rail являются топливная экономичность, мощность и выбросы. Топливная эффективность и выбросы идут рука об руку. У вас есть много микровзрывов в определенное время, которые создают большую мощность, большую топливную экономичность и меньше выбросов.

Power может быть одним из лучших преимуществ системы впрыска Common Rail. Чем больше давление, тем чище он будет и тем больше мощности вы получите, особенно по сравнению с обычными форсунками. С обычными форсунками вы можете получить немного больше, если будете использовать более грязное топливо, но вы никогда не получите ту мощность, которую вы получаете от инжектора Common Rail.

Итак, если вам интересно узнать о топливных форсунках Common Rail и подходят ли они для вашего дизельного двигателя, Highway & Heavy Parts может помочь!

На рынке новых форсунок? Наши сертифицированные специалисты ASE готовы помочь вам найти то, что вам нужно для вашего дизельного двигателя! Позвоните нам по телефону 844-304-7688 или запросите расценки онлайн!

Что такое дизельный впрыск Common Rail Direct (CRD)?

Технологии дизельных двигателей за последние два десятилетия или около того продвинулись на несколько световых лет.Прошли те времена, когда из штабелей грузовиков-полуприцепов извергался насыщенный серой черный, сажистый дым от дизельного топлива. Неуклюжие и сварливые звери, заполнившие дороги - и забивавшие наши дыхательные пути - теперь просто воспоминания.

Хотя дизели всегда были очень экономичными, строгие законы о выбросах и ожидания потребителей автомобилей обуславливали то, что разработки, которые вывели низкое дизельное топливо из затруднительного положения, были доведены до уровня более чистого воздуха и экономичных чемпионов.

Старые новости: механический непрямой впрыск

В былые времена дизели полагались на простой и эффективный, но не совсем эффективный и точный метод распределения топлива по камерам сгорания двигателя. Топливный насос и форсунки на ранних дизелях были полностью механическими, и, несмотря на прецизионную механическую обработку и прочную конструкцию, рабочее давление топливной системы было недостаточно высоким, чтобы обеспечить устойчивую и четко определенную картину распыления топлива.

И в этих старых механических непрямых системах насос должен был выполнять двойную функцию. Он не только подавал давление в топливной системе, но и действовал как устройство синхронизации и подачи. Кроме того, эти элементарные системы полагались на простые механические входы (электроники еще не было), такие как обороты топливного насоса в минуту (RPM) и положение дроссельной заслонки для измерения подачи топлива.

Впоследствии они часто подавали порцию топлива с плохой и нечеткой формой распыления, которая была либо слишком богатой (чаще всего), либо слишком бедной.Это привело либо к сильной отрыжке черного сажистого дыма, либо к недостаточной мощности и затрудненному транспортному средству.

Что еще хуже, топливо низкого давления нужно было впрыснуть в форкамеру, чтобы обеспечить надлежащее распыление заряда, прежде чем он сможет попасть в основную камеру сгорания для выполнения своей работы. Отсюда и термин «непрямой впрыск».

И если двигатель был холодным, а воздух снаружи был холодным, все действительно становилось вялым. Хотя у двигателей были свечи накаливания, которые помогали им запускаться, потребовалось несколько минут работы, прежде чем они достаточно пропитались теплом, чтобы обеспечить плавную работу.

Почему такой громоздкий, многоступенчатый процесс? И почему так много проблем с холодными температурами?

Основная причина - природа дизельного процесса и ограничения ранней дизельной технологии. В отличие от бензиновых двигателей, у дизелей нет свечей зажигания для воспламенения топливной смеси. Дизели зависят от тепла, выделяемого при интенсивном сжатии воздуха в цилиндрах, для воспламенения топлива при его впрыскивании в камеру сгорания. А когда холодно, им нужна помощь свечей накаливания, чтобы ускорить процесс нагрева.Кроме того, поскольку нет искры для инициирования горения, топливо необходимо вводить в тепло в виде очень мелкого тумана, чтобы должным образом воспламениться.

Новый способ: электронная система прямого впрыска Common Rail (CRD)

Возрождение популярности современных дизелей произошло благодаря достижениям в системах подачи топлива и управления двигателем, которые позволяют двигателям возвращать мощность, характеристики и выбросы, эквивалентные их бензиновым аналогам, при одновременном обеспечении превосходной экономии топлива.

Решающее значение имеют топливная рампа высокого давления и электронные форсунки с компьютерным управлением. В системе Common Rail топливный насос заряжает топливную рампу под давлением до 25 000 фунтов на квадратный дюйм. Но в отличие от насосов непрямого впрыска он не участвует в сливе топлива. Под управлением бортового компьютера это количество топлива и давление накапливаются в рампе независимо от частоты вращения двигателя и нагрузки.

Каждая топливная форсунка установлена ​​непосредственно над поршнем в головке блока цилиндров (там нет форкамеры) и соединена с топливной рампой жесткими стальными трубопроводами, которые могут выдерживать высокое давление.Это высокое давление позволяет использовать очень тонкое отверстие форсунки, которое полностью распыляет топливо и исключает необходимость в предварительной камере.

Приведение в действие форсунок происходит через набор пластин пьезоэлектрического кристалла, которые перемещают струйную иглу крошечными шагами, позволяя распылять топливо. Пьезокристаллы работают за счет быстрого расширения при приложении к ним электрического заряда.

Как и топливный насос, форсунки также управляются компьютером двигателя и могут запускаться в быстрой последовательности несколько раз в течение цикла впрыска.Благодаря такому точному управлению срабатыванием форсунок, меньшие, ступенчатые количества подачи топлива (5 или более) могут быть синхронизированы по ходу рабочего такта, чтобы способствовать полному и точному сгоранию.

Помимо управления синхронизацией, кратковременный впрыск под высоким давлением позволяет получить более мелкую и точную форму распыления, что также способствует лучшему и более полному распылению и сгоранию.

Благодаря этим разработкам и усовершенствованиям современный дизельный двигатель с непосредственным впрыском Common Rail стал тише, экономичнее, чище и мощнее, чем замененные им блоки механического впрыска с непрямым впрыском.

8 Плюсы и минусы дизельного двигателя Common Rail

(Обновлено 27 ноября 2019 г.)

Дизельные двигатели Common Rail - это современная версия дизельных двигателей. В большинстве дизельных автомобилей, которые вы видите сегодня, используется технология Common Rail. Если вы не знакомы с Common Rail, это термин, который определяет систему впрыска топлива, используемую в этих двигателях.

В Common Rail используется магистраль высокого давления для подачи топлива к каждому электромагнитному клапану. Это отличается от традиционной системы прямого впрыска топлива, в которой используются форсунки насоса низкого давления для подачи топлива с одновременным увеличением выбросов.

Связано: Плюсы и минусы дизельного двигателя Duramax

5 главных преимуществ дизельного впрыска Common Rail

Дизельный двигатель Common Rail позволяет лучше контролировать выбросы и расход топлива и мощности. Другими словами, дизельные двигатели Common Rail могут передавать больше мощности автомобилю, потребляя меньше топлива и производя меньше выбросов.

По этим причинам он соответствует требованиям государственных регулирующих органов, которые хотят ограничить объем выбросов углерода, производимых транспортным средством.Вот пять преимуществ дизельного топлива с системой Common Rail перед прямым впрыском.

1) Более низкие выбросы

Одной из причин того, что дизельные двигатели с системой Common Rail были изобретены производителями транспортных средств, было то, что правительство ввело более строгие правила в отношении выбросов углерода. Помните, когда большие дизельные грузовики выпускали в воздух много черного дыма?

Вы вряд ли это заметите, потому что дизельный двигатель с общей топливораспределительной рампой спроектирован таким образом, чтобы уменьшить эти выбросы. Это лучше для окружающей среды, независимо от того, верите вы в глобальное потепление или нет.

Связано: Как уменьшить количество черного дыма в дизельных двигателях

2) Больше мощности

Исследования показали, что автомобили с дизельным двигателем Common Rail производят на 25% больше мощности, чем традиционный дизельный двигатель. Это означает, что общие характеристики дизельного двигателя будут улучшены.

3) Меньше шума

Известно, что системы прямого впрыска топлива шумят во время вождения. Common Rail снизит уровень шума, который вы, возможно, слышали.Это делает вождение более приятным для вас и окружающих на дороге.

4) Меньше вибраций

Раньше в традиционных дизельных двигателях с непосредственным впрыском топлива ощущалось много вибраций. Теперь эти вибрации были уменьшены с помощью системы непосредственного впрыска Common Rail для более комфортного вождения.

5) Лучше пробег

Поскольку дизельный двигатель Common Rail обеспечивает большую мощность, это означает, что вы увеличите пробег на вашем топливе.В результате ваша экономия топлива также будет лучше. Это означает, что в дороге вы тратите меньше денег на топливо.

См. Также: Общие причины высокого расхода топлива в дизельных двигателях

Три главных недостатка дизельного впрыска Common Rail

При всех преимуществах двигателя Common Rail есть и некоторые недостатки. Хотя недостатков меньше, они могут повлиять на ваше решение о том, покупать ли автомобиль с дизельным двигателем Common Rail или нет.

1) Более высокая стоимость автомобиля

Автомобили с дизельным двигателем Common Rail будут дороже, чем с традиционным прямым впрыском.

Если вы работаете в компании, которая поставляет вам автомобиль в рамках своей службы, то это не проблема. Но если это личный автомобиль, вам нужно подумать, стоит ли того дополнительных затрат. Для большинства это определенно так.

2) Дорогие детали

Поскольку дизельные двигатели Common Rail более дорогие, можно ожидать, что запасные части также будут дорогими.

3) Больше техобслуживания

Дизельные двигатели Common Rail требуют большего обслуживания, чем традиционный дизельный двигатель. Даже если вы выполняете техническое обслуживание самостоятельно, оно все равно требует больше времени, усилий и затрат, как отмечалось выше, с более высокой стоимостью деталей.

Заключение

Дизельный двигатель Common Rail, безусловно, является достижением в дизельной технологии, которое в конечном итоге полностью заменит традиционную систему прямого впрыска. Возможно, когда эта новая технология станет более распространенной в каждом автомобиле с дизельным двигателем, она станет дешевле.

До тех пор вы будете вкладывать средства в двигатель, который обеспечит вам лучшую производительность, лучший пробег, лучшие впечатления от вождения и будет продвигать экологически безопасную программу.

Внутренний впрыск Common Rail | Плюсы автосервиса

Ветераны автомобильной промышленности стали свидетелями невероятных технологических изменений за последние три десятилетия. Все началось в середине 80-х с электронной революции, которая со временем только набрала обороты и изменила все, что, как мы думали, мы знали об автомобилях.Если вы так долго зарабатывали на жизнь в автомобильной сфере, снимаю шляпу перед вами, потому что вы действительно стойкий и настойчивый человек!

Элвин Тоффлер написал об этой динамике в своей книге Future Shock , которую он опубликовал в 1970 году. Тоффлер сказал, что «неграмотными 21 века будут не те, кто не умеет читать и писать, а те, кто не может учиться, разучиваться и переучиваться. ” Любой, кто по прошествии 30 лет все еще участвует в автомобильной игре, действительно много раз учился, переучивался и переучивался за свою карьеру.Согласно определению Тоффлера, автомобильный неграмотный будет иметь очень короткий срок годности.

( Фото любезно предоставлено Robert Bosch LLC ) Компания Bosch завершила разработку системы впрыска HPCR для массового производства. Они выпустили дизайн для легковых автомобилей в 1997 году.

Специалисты по дизельным двигателям в последние годы испытывали свои собственные частные Future Shock , поскольку серьезные изменения в правилах EPA привели к революции в технологии дизельных двигателей.Когда-то дизели славились своим шумом и черным дымом, что привлекало их фанатов, но всколыхнуло широкую публику. Регулирование выбросов сыграло первостепенную роль в том, чтобы положить конец всему этому, но еще одним важным фактором стало то, что технология стала более привлекательной для неверующих в стремлении увеличить долю рынка.

БЕСПЛАТНАЯ ТЕЛЕМАТИЧЕСКАЯ БЕЛАЯ БУМАГА от CTT

Будьте впереди отрасли, расширяя свои технические знания в области автомобилестроения, загрузив нашу бесплатную техническую документацию.

Конечно, бензиновые двигатели тоже развиваются, но общая картина такова, что технологии бензиновых и дизельных двигателей сливаются. Они используют аналогичные электронные элементы управления и бортовую диагностику, что упрощает для специалистов по управлению автомобилем переход на обслуживание дизельных двигателей. Более высокая степень сжатия и прямой впрыск теперь распространены среди бензиновых двигателей, в то время как дизели снижают степень сжатия и используют топливные системы, которые, похоже, черпали вдохновение у своих бензиновых собратьев.

Выполнение последних требований по контролю за выбросами дизельного топлива было бы невозможно без совершенно нового подхода к проектированию топливной системы. Хотя более ранние гидромеханические системы, безусловно, были надежными, требовался новый уровень точности, который мог быть достигнут только с помощью компьютерного управления отдельными форсунками. Помимо этого, давления впрыска должны были быть экспоненциально выше, чтобы достичь целей распыления и проникновения в камеру сгорания. Это сузило круг возможных кандидатов до нескольких избранных, и в конечном итоге победителем стал впрыск Common Rail (HPCR) под высоким давлением.

( Фото любезно предоставлено Ford Motor Company ) В дизельном двигателе Power Stroke объемом 6,7 л второго поколения используется впрыск HPCR, что помогает соответствовать строгим требованиям EPA по контролю за выбросами.

Как мы были

Хотя Рудольф Дизель выполнил львиную долю работ по разработке двигателя, носящего его имя, ему никогда не удавалось заставить свою конструкцию работать должным образом при жизни.Дизельный двигатель завоевал доверие только после того, как Роберт Бош создал первую практическую систему впрыска. В последующие десятилетия оригинальная конструкция насосной линии-форсунки Bosch продолжала жить с постепенными улучшениями, что позволило дизельному двигателю стать рабочей лошадкой в ​​промышленном мире.

Основная идея любой системы впрыска дизельного топлива состоит в том, чтобы дозировать точное количество распыленного топлива в камеру сгорания двигателя в нужное время. Дизельные двигатели известны как двигатели с воспламенением от сжатия (CI), что означает, что они используют теплоту сжатия для воспламенения топлива, а не свечи зажигания.Свежий воздух заполняет цилиндр во время такта впуска поршня, а затем его температура повышается во время такта сжатия. Когда поршень приближается к верхней мертвой точке (ВМТ), дизельное топливо впрыскивается в перегретый воздух. Топливо воспламеняется после короткого периода задержки, и пламя распространяется по воздушно-топливной смеси, высвобождая огромное количество тепловой энергии. Это вызывает быстрое расширение дымовых газов, что приводит к опусканию поршня во время рабочего хода.

Ранние разработки систем впрыска могли все это сделать, но с некоторыми серьезными ограничениями:

1.Топливо можно было впрыснуть только за один импульс.

2. Давление топлива было низким (около 3000 фунтов на квадратный дюйм), что приводило к образованию более крупных капель топлива, которые плохо распределялись.

Одновременный впрыск всего топлива для заданного цикла сгорания имеет ряд серьезных недостатков. Что на самом деле горит при сгорании, так это испаренное топливо, смешанное с воздухом. Когда дизельное топливо попадает в камеру сгорания, оно не загорается сразу, потому что каплям топлива требуется время, чтобы поглотить тепло, когда они переходят из жидкого состояния в газообразное.Это явление известно как задержка воспламенения, то есть период между первым впрыском топлива и его фактическим воспламенением. Большой объем топлива будет иметь более длительное время задержки воспламенения, потому что для его испарения требуется гораздо больше тепла. По тем же причинам крупные капли топлива, вызванные низким давлением впрыска, также вызывают увеличенную задержку воспламенения.

( Фото любезно предоставлено Robert Bosch LLC ) Дизельный впрыск Common Rail под высоким давлением имеет много общего с системами прямого впрыска бензина.

Большее время задержки зажигания - это только плохо. Это связано с тем, что впрыскиваемое топливо продолжает смешиваться с вихревым воздухом, когда поршень поднимается, и когда он, наконец, воспламеняется, он горит очень быстро и создает неконтролируемое давление в камере сгорания. Это приводит к знакомому «детонации» сгорания, которым были известны дизели, а также к увеличению выбросов NOx из-за более высоких температур камеры сгорания.

Конструкция системы впрыска имеет решающее значение для снижения выбросов дизельного топлива.Вместо того, чтобы впрыскивать все топливо сразу, почему бы не управлять процессом горения, разбивая его на несколько импульсов? А как насчет создания меньших капель топлива и лучшего их распределения за счет увеличения давления впрыска? Вот где сияют системы впрыска Common Rail высокого давления.

( Фото любезно предоставлено Robert Bosch LLC. ) В старых дизелях использовались форсунки, которые впрыскивали топливо в камеры предварительного сгорания.HPCR используется только с дизельными двигателями с прямым впрыском (DI), которые впрыскивают топливо непосредственно над поршнем.

Как это работает

Системы впрыска Common Rail (HPCR) под высоким давлением имеют простую конструкцию и поразительно напоминают систему впрыска топлива через порт бензина. Насос низкого давления перекачивает дизельное топливо из бака автомобиля в узел фильтра / водоотделителя. Затем чистое безводное топливо подается в насос высокого давления, который подает топливо под давлением в общую топливную рампу.Современные системы HPCR способны создавать давление в топливе до 29 000 фунтов на квадратный дюйм (2000 бар). Каждая форсунка HPCR прикреплена к общей топливораспределительной рампе линией высокого давления и электронно управляется модулем управления двигателем (ECM). Форсунки расположены в головке блока цилиндров двигателя и впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания по команде контроллера ЭСУД. Возвратное топливо отправляется обратно в бак от форсунок, Common Rail, а также насоса высокого давления.

Инжектор HPCR приводится в действие электрическим приводом, либо соленоидом, либо пьезокристаллическим блоком.Хотя пьезоинжекторы имеют более быстрое время отклика и занимают меньше места, они значительно дороже и поэтому менее распространены. Соленоид косвенно управляет иглой форсунки, стравливая давление над регулирующим плунжером и позволяя давлению топлива поднять форсунку с седла. Топливо проталкивается через отверстия в сопле и распыляется при входе в камеру сгорания. Когда соленоид выключен, он закрывает выпускное отверстие, и давление топлива увеличивает силу на верхнюю часть плунжера, заставляя его закрывать иглу форсунки.Современные конструкции форсунок позволяют производить до 8 отдельных впрысков в течение одного цикла сгорания.

Почему несколько инъекций?

Одновременный впрыск всего топлива для заданного цикла сгорания имеет серьезные недостатки. Системы HPCR могут разбивать эти события на несколько импульсов, чтобы обеспечить совершенно новый уровень контроля над процессом горения. Эта способность снижает шум двигателя и выбросы, а также увеличивает экономию топлива и выходной крутящий момент.Помимо этого, системы нейтрализации выхлопных газов дизельного топлива также полагаются на гибкость HPCR для правильного функционирования.

Событие впрыска топлива HPCR начинается с пилотного впрыска. Думайте об этом как о разжигании огня с помощью растопки, а не о попытке зажечь целое бревно. Пилотный впрыск - это небольшое количество топлива, для испарения которого не требуется много тепловой энергии. Это легко воспламеняется (очень короткий период задержки) и подготавливает камеру сгорания к основному впрыску. Тепловая энергия, генерируемая пилотным впрыском, служит для уменьшения задержки зажигания для основного впрыска, который производит большую часть мощности двигателя.События пилотного и основного впрыска могут быть далее разбиты на несколько импульсов, идея состоит в том, чтобы осуществлять точный контроль над повышением давления в цилиндре, чтобы снизить шум двигателя и улучшить общие характеристики двигателя.

После того, как был произведен основной впрыск, последним шагом является дополнительный впрыск. Это небольшие количества топлива, которые используются как своего рода «охотник», чтобы помочь очистить оставшееся несгоревшее топливо. Поздний пост-впрыск может использоваться во время такта выпуска поршня, чтобы направить несгоревшее топливо в катализатор окисления дизельного топлива.Целью этого является нагрев выхлопных газов, которые могут инициировать регенерацию дизельного сажевого фильтра (DPF) или разогреть катализатор избирательного каталитического восстановления (SCR).

Контроллер ЭСУД постоянно регулирует давление в общей топливораспределительной рампе в зависимости от условий работы двигателя. В большинстве систем HPCR давление топлива регулируется с помощью соленоида количества топлива (FQS) на насосе высокого давления в тандеме с соленоидом управления давлением топлива, расположенным на общей топливораспределительной рампе.FQS дозирует топливо в элементы высокого давления внутри насоса высокого давления; чем больше топлива, тем выше давление. Электромагнитный клапан управления давлением топлива повышает давление за счет ограничения количества топлива, сбрасываемого в возвратную магистраль из общей топливораспределительной рампы. Контроллер ЭСУД отправляет сигналы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на FQS и соленоид управления давлением топлива, обычно требуя повышения давления, когда двигатель запускается или находится под нагрузкой.

Водоотделитель топливной системы не всегда легко доступен.Тем не менее, не забывайте часто слить воду из водоотделителя - не ждите, пока загорится индикатор WIF!

Петля обратной связи достигается за счет использования датчика давления в топливной рампе, расположенного на общей топливной рампе. Контроллер ЭСУД определяет заданное значение давления топлива на основе входных сигналов датчиков, а затем соответственно подает команду на FQS и соленоиды управления давлением топлива. Датчик давления в топливной рампе сообщает о фактических показаниях, которые дают ECM ориентир для целей регулировки.Существенная разница между заданным значением и фактическим давлением топлива может привести к проблемам с управляемостью и возможным диагностическим кодам неисправности (DTC).

Современные системы HPCR способны корректировать топливную коррекцию аналогично системе долгосрочной топливной коррекции бензиновых двигателей (LTFT). Вклад каждого цилиндра измеряется с помощью сигналов скорости от датчика положения коленчатого вала (CKP), а ECM добавляет или вычитает топливо для отдельных цилиндров, чтобы сгладить работу двигателя. Эти значения (+ или -) просматриваются с помощью диагностического прибора и могут помочь технику определить слабые или пропускающие зажигание цилиндры двигателя.

Инжектор HPCR снят с двигателя Ford мощностью 6,4 л. Обратите внимание на резиновую заглушку на открытом топливном штуцере, ограничивающую возможность загрязнения.

Проблемы с обслуживанием

Чистота топлива - это проблема №1 в обслуживании систем впрыска HPCR. Движущиеся части форсунок и насоса высокого давления имеют очень плотную посадку и, таким образом, практически не допускают попадания загрязняющих веществ в топливо.Обязательно выполняйте регулярную замену топливного фильтра и используйте фильтры OEM для достижения наилучших результатов. При замене элемента топливного фильтра убедитесь, что он установлен всухую, а затем заправьте систему с помощью ручного заправщика или электрического топливного насоса автомобиля. В некоторых случаях вы можете заставить электронасос поработать в течение длительного периода, ударив стартером. Если ничего не помогает, с помощью диагностического прибора подайте команду на включение топливного насоса и дайте ему поработать пару минут, чтобы удалить воздух из системы.

Даже если вы не меняете топливные фильтры во время посещения клиента, сделайте ему одолжение и слейте всю скопившуюся воду из водоотделителя.Некоторые люди ждут, пока загорится индикатор воды в топливе (WIF), прежде чем слить воду из водоотделителя. Это ошибка, потому что схемы WIF могут быть менее чем надежными, а вода смертельно опасна для системы HPCR! Обязательно посоветуйте своим клиентам покупать топливо на заправочной станции, где продается много дизельного топлива. Если в топливную систему попадает вода, вы, вероятно, можете рассчитывать на ремонт на тысячи долларов.

(Фото любезно предоставлено Innovative Products of America) Доступны специальные инструменты для очистки отверстия инжектора при замене инжектора HPCR.

Найти цилиндр с пропуском зажигания на старых дизелях было так же просто, как ослабить линию впрыска и прислушаться к изменению оборотов двигателя. Если изменений не было, значит, вы нашли свой неисправный цилиндр. НЕ используйте эту технику на дизельном топливе HPCR! На это есть две причины. Во-первых, открытие линии высокого давления при работающем двигателе приведет только к снижению давления во всех форсунках, что полностью противоречит цели теста. Во-вторых, давление в системе HPCR опасно высокое и может легко привести к заражению крови, если ваши руки находятся где-то рядом с ослабленной линией инъекции.Лучший способ обнаружить утечки на стороне высокого давления системы - это провести вокруг линий с помощью куска тонкого картона.

Уставка Common Rail и PID фактического давления топлива чрезвычайно важны для диагностики управляемости автомобиля. Например, техник, которому поручено диагностировать состояние отсутствия запуска, может использовать диагностический прибор для наблюдения за фактическим PID давления топлива во время проворачивания двигателя. Типичному двигателю HPCR для запуска требуется не менее 1740 фунтов на квадратный дюйм (120 бар), поэтому значение давления топлива ниже указанного может объяснить состояние отсутствия запуска.Существует две основные причины низкого давления топлива в общей топливораспределительной рампе:

1. Слабая подача топлива на стороне низкого давления, или

2. Утечка топлива на стороне высокого давления системы

Визуальный осмотр позволит определить, нет ли в автомобиле топлива. Вы слышите, как работает топливный насос в баке? Проведите проверку давления топлива на стороне подачи системы, чтобы сузить причину отсутствия запуска. О высоком уровне возврата топлива вам скажет многое. Для отдельных форсунок возможна внутренняя утечка, достаточно серьезная, чтобы двигатель не запускался.Некоторые двигатели HPCR имеют комплекты для измерения обратного топлива от отдельных форсунок, которые могут помочь диагностировать всевозможные проблемы с управляемостью. Как упоминалось ранее, значения корректировки подачи топлива для каждого цилиндра также могут быть очень полезны.

Код коррекции расположен на корпусе форсунки HPCR и должен быть запрограммирован в блоке управления двигателем для конкретного цилиндра, в который устанавливается форсунка.

Если вам все же необходимо заменить одну или несколько форсунок, обязательно тщательно очистите отверстие форсунки специальной щеткой.Проверьте служебную информацию, чтобы определить, можно ли использовать топливопроводы высокого давления повторно (они могут быть только одноразовыми). Кроме того, не забудьте запрограммировать код коррекции новой форсунки в ECM, чтобы обеспечить быстрый запуск и плавную работу.

Будущее

Поскольку правила контроля выбросов продолжают ужесточаться, грядущие поколения HPCR будут повышать производительность при повышении давления до 36 000 фунтов на квадратный дюйм (2500 бар) и выше и до 9 впрысков на цикл сгорания.Инструменты сканирования продолжают приобретать все большее значение не только для диагностики, но и для сервисных функций. Удачи вам в ваших будущих приключениях в сфере обслуживания дизельных двигателей!

.