Эксплуатация дизельного двигателя, оснащённого системой Common Rail

Система впрыска Common Rail используется в дизельных двигателях любой мощности, как в легковых автомобилях, так и во внедорожной технике. Эксплуатация дизельного двигателя, оборудованного данной системой, в некоторой степени отличается от привычной работы понятных дизелей отечественного производства. Принцип работы Common Rail основан на традиционных системах питания, когда топливо попадает на форсунки путём подачи его насосом высокого давления от подкачивающего насоса. 

И всё же существуют определённые конструктивные особенности мотора, благодаря которым данный двигатель выпадает из общего ряда дизельных силовых агрегатов.

Принципиальные отличия Common Rail от привычных систем 

1. Между ТНВД и форсунками расположен аккумулятор топлива. Он выполняет роль посредника (промежуточного дополнительного оборудования) между насосом и форсунками, принимая на себя топливо под высоки давлением от ТНВД, и уже потом подавая его на форсунки.
2. В управлении Common Rail применяются электронные схемы, которые в отличие от старых систем, основанны на механическом или электронно-механическом способе управления. Надёжность электрической системы подтверждают эксперты в ходе длительной эксплуатации. Но в России следует принимать во внимание, что отправляя технику на вторичный рынок, владелец зачастую скручивает пробег. Для этого необходимо удалить сажевый фильтр, заглушить клапан EGR, и перепрошить весь блок управления. Таким образом, налаженная электроника кардинально нарушается. Сможет ли доморощенный специалист, взявшийся за перепрошивку, восстановить безупречную работу всей системы – неизвестно. Поэтому гарантировать длительную бесперебойную эксплуатацию двигателя, оснащённого Common Rail, можно лишь при условии, что электронная система управления не вскрывалась.
3. Благодаря рейке, или аккумулятору топлива, впрыск по форсункам осуществляется под более высоким давлением по сравнению с двигателями аналогичного класса.
   Качество распыления топлива значительно улучшается, что влечёт за собой улучшение показателей смесеобразования и последующего процесса сгорания. А это положительно отражается на эффективности работы силового агрегата. Достижение показателей высокого давления впрыска потребовало более жёсткого отбора фильтра по размерам и допускам, что, в свою очередь, изменило параметры смазки, то есть самого дизельного топлива, обеспечивающего длительную бесперебойную работу трущихся деталей. Common Rail не способен «переварить» низкопробное дизельное топливо.

Common Rail не терпит пренебрежительного отношения

Первые владельцы автобусов и грузового транспорта, оснащённого новой системой впрыска, были возмущены надёжностью работы всего двигателя. Традиционный подход к обслуживанию незамедлительно вызывал очередной сбой в работе силового агрегата. Например, при наличии Common Rail требуется установки оригинальных фильтров. Только такая категория расходников совместима с двигателем.

Использование фильтров от двигателей ЯМЗ, которые имеют близкое сходство, а также систематическое нарушение регламентов технического обслуживания, незамедлительно повлечёт за собой выход из строя самого агрегата. Отсюда и претензии автовладельцев к качеству конструкции двигателя, которые, как выясняется потом, были абсолютно необоснованными.

 Несвоевременная замена неоригинальных фильтров в процессе обслуживания двигателя Common Rail вызвана увеличением пропускной способности пор бумаги фильтра. При достижении показателей в 50 микрон, вместо положенного стандарта в 5 микрон, увеличивается поток инородных частиц, который провоцирует посторонние включения. Такой небрежный подход к эксплуатации двигатель Common Rail не прощает.

По определению – своевременная замена фильтра гарантирует долговечную работу любого силового агрегата. Использование оригинальных комплектующих Bosch, Denso или Delphi –самый оптимальный вариант, но есть версии рекомендованные производителем. Они дешевле и, в то же время, такие же надёжные.

Коррозия изнутри

Заклинившие в насосе плунжеры, подвергаются активной коррозии, продукты которой, попадают в форсунки и портят их. Наличию коррозии способствует и так называемое биотопливо, в своё время в избытке реализуемое на АЗС. Для Common Rail характерно прогорание уплотнительных шайб, находящихся под форсунками. Это происходит из-за перегрева корпуса детали, которое проявляется после полного наполнения колодца форсунки сажей. В этом случае ремонт обойдётся дорого, так как необходимо извлечь форсунки, что далеко не всегда удаётся. Своевременная диагностика может спасти положение дел. Но, предварительная диагностика, как сервисная услуга, в России не востребована. Автовладельцы прибегают к ней лишь тогда, когда ситуация зашла слишком далеко и небольшой поверхностный ремонт не решает проблему. Та же коррозия аккумулятора выявляется только с помощью компьютерной диагностики.

В заключение следует указать основные причины, которые влияют на качество работы двигателя, оборудованного системой Common Rail. Во-первых, использование неоригинальных фильтров. Во- вторых, несоблюдение сроков замены фильтров. В-третьих, присутствие коррозийных процессов, запущенных неправильной технологий технического обслуживания. Common Rail, как и любой силовой агрегат, подвержен обычному техническому износу. Но вышеперечисленные причины способствуют существенному его ускорению и преждевременному выходу двигателя из строя.

Видео: Партнёрская программа от сервиса «Перевозка 24»

Поиск запроса «дизельный двигатель с системой Common Rail » по информационным материалам и форуму

Common Rail: преимущество или недостаток

Производители техники постоянно сталкиваются с огромным количеством стандартов и правил. Некоторые из этих законов оказывают сильное влияние на технологии производства техники, например, нормы выбросов в Европе, Северной Америке и Японии являются очень жесткими. В 2014 году вступил в силу стандарт TIER 4 — это потребует соответственных изменений в системах выхлопа.

Несмотря на то, что процесс внедрения требований TIER 4 уже идёт полным ходом, часть производителей спецтехники, в т.ч. и европейских, всеми силами пытаются оттянуть переход на новые нормы. Другие просят расширить перечень машин, использование которых допускалось бы с устаревшими моделями двигателей. Принятие такого перечня позволит этим производителям торговать своей продукцией вплоть до окончательного принятия норм

TIER 4 в 2015 году.

Компания Komatsu стремится к производству экологически чистых двигателей, поэтому, для достижения норм TIER 4 существует система Common Rail, которая помогает добиться значительного снижения выбросов оксидов азота и твердых частиц, а также повышения эффективности двигателя. К особенностям данной системы можно отнести регулировку подачи топлива, тем самым улучшается управление распылением, что приводит к оптимальному сгоранию горючего. Эти факторы обеспечивают низкий уровень выбросов и высокую производительность двигателя. Ещё одной особенностью системы Common Rail является гибкость, чтоб поддерживать необходимый объем впрыска оптимального количества топлива, давления и времени. Это приводит к почти полному сгоранию топлива, способствующему сокращению вредных выбросов в окружающую среду.

Стоит отметить, что Komatsu, по праву, считается одной из передовых компании мира, используя современные разработки учёных. Интересно, но Komatsu единственная компания, прибегшая к использованию системы впрыска Common Rail собственного производства. За многие годы использования систем Common Rail на технике Комацу, гарантийные случаи установлены не были. Это указывает на уникальность данной системы.

В обычных системах питания для впрыска каждой порции топлива ТНВД должен повышать давление в соответствующем топливопроводе и форсунке. Поскольку производительность насоса зависит от числа оборотов кулачкового или коленчатого вала, результат в каждом конкретном случае получается далеко не оптимальным. Отметим, что так же далека от идеальной и работа форсунки. Ее запорная игла открывается под действием ударной волны в топливной магистрали, а закрывается под действием пружины.

В новой системе все иначе. Топливо постоянно находится под высоким давлением в общей для всех форсунок топливной магистрали (отсюда и название принципа работы — Common Rail). В ней блок управления дизелем поддержвается, меняя производительность насоса при различных режимах работы двигателя, то есть независимо от его оборотов и нагрузки при любой последовательности впрыска по цилиндрам.

Форсунки также претерпели существенные изменения. Они оснащены специальными электромагнитными клапанами и управляются по гибкому алгоритму в соответствии с конкретными условиями работы дизеля. Высокое давление, под которым топливо впрыскивается в цилиндр, создается уже при самом малом числе оборотов коленчатого вала. Благодаря ему, а также электронному управлению процессом впрыска достигается значительно лучшая подготовка смеси в цилиндрах, что приводит к уменьшению расхода топлива и снижению токсичности выхлопных газов!

В системе Common Rail электроника регулирует момент впрыска, количество впрыскиваемого топлива и сам закон его подачи. Именно этим и достигается оптимальный на каждом конкретном режиме работы дизеля результат. Общая магистраль оборудована датчиком давления и обратным клапаном, перепускающим топливо обратно в бак. Любопытно, что работа топливного насоса с разной производительностью, малой при низких оборотах и высокой на больших, сказалась еще и на уровне шума, производимого дизелем. Замеры показали, что переход на систему Common Rail позволил уменьшить его на 10%.

Главные преимущества системы Common Rail:

• Экономия топлива на 10%;
• Уровень шума снизился на 10%;
• Пуск при низких температурах значительно упростился.

Система Common Rail боится только одного – ВОДЫ!

Основным вопросом наших клиентов остается качество топлива в России. Как форсунки ведут себя при использовании некачественного топлива на технике?

Komatsu, как производитель техники мирового масштаба, однозначно против использования некачественного топлива на технике, то же самое вам скажут все производители спецтехники в мире!

Объяснение топливной форсунки Common Rail

Введение

Для всех двигателей внутреннего сгорания (IC) требуется способ хранения и подачи топлива в двигатель. Топливо хранится удаленно от двигателя, а циркуляционный насос используется для подачи и возврата топлива в/из двигателя.

Бак для хранения топлива и циркуляционный насос

Поскольку во многих двигателях используются топливные форсунки , которые представляют собой прецизионные компоненты с чрезвычайно жесткими допусками и очень маленькими отверстиями для впрыска, топливо, подаваемое в двигатель, должно быть очень чистый и без загрязнений.

Топливная форсунка

Таким образом, топливная система должна не только подавать топливо, но и обеспечивать его чистоту. Обычно это достигается с помощью серии встроенных фильтров . Обычно топливо фильтруется один раз вне двигателя, а затем топливо проходит по крайней мере через еще один фильтр внутри двигателя (обычно расположенный в топливопроводе у каждой топливной форсунки).

 

Топливный фильтр

Дизельные двигатели

В дизельном двигателе топливная система намного сложнее, чем топливная система на простом двухбензиновом двигателе 904, потому что топливо служит 900. Одной из целей является подача топлива для запуска двигателя; другой должен действовать как охлаждающая жидкость для форсунок. Для достижения этой второй цели дизельное топливо постоянно течет через топливную систему двигателя с расходом, намного превышающим расход, необходимый для простой работы двигателя. Избыточное топливо направляется обратно к топливному насосу или в бак для хранения топлива в зависимости от применения.

Совет 1: Топливо проходит через отверстия форсунки и испаряется в виде крошечных капелек при попадании в камеру сгорания. Испаренное топливо образует идеальную топливно-воздушную смесь и обеспечивает более быстрое и эффективное сгорание.

Совет 2: Топливный фильтр следует периодически менять, так как со временем он может засориться. Забитый топливный фильтр вызовет ограничение потока в топливопроводе и может привести к тому, что двигателю не хватит топлива. Обратитесь к руководству по техническому обслуживанию двигателя, чтобы определить правильный интервал обслуживания (обычно указывается в месяцах, часах работы двигателя или пробеге в км/милях).

Система впрыска топлива Common Rail

Система впрыска топлива Common Rail используется в традиционных дизельных двигателях, а также в бензиновых двигателях, особенно в автомобильной промышленности. Внедрение системы впрыска топлива Common Rail для бензиновых/бензиновых двигателей является относительно новой тенденцией (последние 10-15 лет).

Технология Common Rail позволяет сделать время впрыска топлива более точным по сравнению с традиционным механическим впрыском. Для того, чтобы функционировать, необходимо зарядить топливную магистраль до очень высокое давление (>1000 бар) затем используйте электромагнитные клапаны для открытия/закрытия подачи топлива к каждой форсунке; также возможно использовать гидравлический контур для управления срабатыванием топливной форсунки. Топливо подается в общий коллектор перед впрыском, отсюда и название «common rail».

Электромагнитный клапан

Компоненты 3D-модели

На этой 3D-модели показаны все основные компоненты, связанные с типичной топливной форсункой Common Rail, включая:

• Линия возврата топлива (обратная линия утечки)
• Электрическое соединение
• Топливный патрубок высокого давления
• Клапан форсунки
• Электромагнитный клапан/привод
• Поршень клапана
• Пружина сопла
• Упорная деталь
• Игла клапана

Дополнительные ресурсы

https://www.topgear.com.ph/features/feature-articles/how-does-a-common-rail-diesel-engine-work-adv-con

https://en.wikipedia.org/wiki/Common_rail

Дизельная технология Common-Rail: системы многократного впрыска

3 июл 2022

Галерея3

Вы когда-нибудь задумывались, почему дизельные системы впрыска с общей топливной рампой могут подавать топливо в камеру сгорания двигателя не только за один впрыск, но и за несколько впрысков для любого одного события сгорания? Не знали, может быть?

Ну, здесь есть очень умная технология, которая превращает короткое, резкое событие возгорания в более тонкое, но более продолжительное и мускулистое.

Под событием сгорания я подразумеваю химическую комбинацию воздуха и топлива в камерах сгорания двигателя, которая представляет собой пространство, остающееся над поршнем в любом заданном цилиндре, когда поршень находится в верхней точке своего хода или около нее.

ПОДРОБНЕЕ

Говоря о дизельной политике: выбросы выхлопных газов

Эта химическая комбинация фактически представляет собой взрыв, поскольку потенциальная энергия топлива бурно высвобождается в виде тепла, когда топливо «сгорает». В дизеле топливо воспламеняется от тепла, выделяемого при сжатии всасываемого воздуха, а не от электрической искры, как в случае с бензиновым двигателем, как вы знаете.

Технология многократного впрыска Common-Rail на самом деле является одной из двух ключевых причин, по которым современные дизельные двигатели обладают такой энергичной, утонченной и экономичной производительностью, что лучшие из них — просто ракеты, и это не только V8! Другая причина — огромные недавние достижения в области турботехнологий, в том числе использование нескольких турбонагнетателей.

3

Многократные впрыски топлива удлиняют период сгорания, так что максимальное давление в цилиндре поддерживается в течение более длительного периода, что увеличивает эффективную силу хода поршня вниз. И если вы можете увеличить усилие, которое создает больший крутящий момент на коленчатом валу и, следовательно, большую мощность, при прочих равных условиях.

Олдскульные дизели выбрасывали все топливо за один раз, а затем в сочетании с очень высокой степенью сжатия — мерой того, насколько всасываемый воздух механически вдавливается в камеру сгорания — производили кратковременный, но сильный взрыв. Таким образом, вы можете получить разумную мощность, но будет много шума или так называемого дизельного грохота, а двигатель будет резким и грубым. Это может быть приемлемо для грузовика, но не для легкового автомобиля, включая полноприводные автомобили.

При многократных впрысках процесс сгорания начинается с небольшого количества топлива, но затем продолжается с последующими впрысками до тех пор, пока это диктуется входом дроссельной заслонки и нагрузкой двигателя. Широко открытая дроссельная заслонка при полной нагрузке на двигатель обеспечивает наибольшее количество впрысков, в то время как маленькое открытие дроссельной заслонки и малая нагрузка на двигатель означают всего один впрыск топлива.

Время, на которое вы можете продлить событие горения, конечно, ограничено. Когда поршень начинает свой рабочий ход, объем камеры сгорания быстро увеличивается, поэтому впрыск большего количества топлива для продолжения процесса сгорания приводит к уменьшению отдачи с точки зрения эффективного давления в цилиндре.

3

Преимущество использования многократного впрыска заключается в том, что современные дизели могут обходиться гораздо более низкой степенью сжатия, по сравнению с примерно 22:1 у дизеля 25-летней давности до 15:1 у современного дизеля. Эта «более мягкая» степень сжатия помогает сделать двигатель намного тише и совершеннее.

Эффективное давление в цилиндре обычно указывается как среднее эффективное давление в тормозной системе (BMEP), которое рассчитывается на основе крутящего момента, развиваемого двигателем при измерении на тормозном динамометре.