23Сен

Топливная система common rail принцип работы: Топливная система Common Rail — что это такое?

Содержание

Система питания Common Rail дизельного двигателя.


Система впрыска Common Rail




Общие сведения о системе питания Common Rail

Система впрыска Common Rail (Common Rail в переводе с английского - "общий путь", "общая рампа") является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Впрочем, аналог такой системы применяется и в бензиновых двигателях с принудительным впрыском топлива, т. е. инжекторных двигателях.
Разработчиками системы Common Rail являются специалисты известной германской фирмы Bosch. На серийных автомобилях с применением электронного управления такие системы появились в 1997 году.
В настоящее время работы по применению систем Common Rail ведутся практически во всех фирмах-производителях ТПА (R.Bosch, Lucas, Siemens, L’Orange).

Основное принципиальное отличие системы Common Rail от рассмотренной в предыдущей статье классической системы питания заключается в том, что топливо к форсункам подается не непосредственно от ТНВД, а от общего накопителя – топливной рампы.

Топливная рампа (аккумулятор топлива) представляет собой толстостенный цилиндрический сосуд, способный выдерживать высокое давление, развиваемое ТНВД. В рампе поддерживается постоянное давление топлива с помощью ТНВД и регулятора давления, и каждая форсунка соединена топливопроводом с рампой.
В нужный момент блок управления формирует управляющий сигнал на электромагнитный (или пьезоэлектрический) клапан форсунки, форсунка открывается и топливо впрыскивается в цилиндр.
Таким образом, главной отличительной особенностью системы Common Rail является разделение процессов создания давления и впрыска топлива, что позволяет получить ряд преимуществ в работе.

Применение данной системы позволяет снизить расход топлива, токсичность отработавших газов, уровень шума дизеля, а также значительно улучшить его динамические характеристики. По сравнению с обычным дизелем система Common Rail позволяет снизить расход топлива до 40% при уменьшении токсичности отработавших газов и снижении шумности при работе на 10 %.


Главным преимуществом системы Common Rail является возможность управления подачей топлива посредством компьютера (электронного блока управления), что позволяет осуществлять широкий диапазон регулирования давления, количества и момента начала впрыска топлива.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы классического 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.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. На современных дизелях, оборудованных системой питания Common Rail применяют топливные насосы высокого давления радиально-плунжерного или плунжерного типа.


Более подробно о ТНВД радиально-плунжерного типа здесь.

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 системы впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

***

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Принцип работы системы питания Common Rail достаточно прост, и попытки ее применения известны достаточно давно – более полувека назад. Тем не менее, максимального эффекта от использования такой системы питания удается получить лишь с помощью компьютерного управления работой двигателя, поэтому широкое распространение подобные системы получили лишь недавно.
Рассмотрим подробнее работу Common Rail на приведенной ниже схеме (рис. 2).

С помощью топливоподкачивающего насоса (ТПН) топливо закачивается из топливного бака и через фильтр с влагоотделителем подается в радиально-плунжерный насос высокого давления

(ТНВД) , который с помощью эксцентрикового вала приводит в движение три плунжера.
Топливный насос высокого давления напрямую связан с распределительным валом и подает порцию топлива в рампу при каждом обороте, а не так как в обычном двигателе один раз за два оборота.
От ТНВД топливо под большим давлением поступает в гидроаккумулятор (топливную рампу), откуда поступает на электро- или пьезогидравлические форсунки, управляемые компьютером.
Излишки топлива от форсунок и ТНВД сливаются в топливный бак через топливопроводы слива (магистраль обратного слива).

Схему можно увеличить в отдельном окне браузера, щелкнув по ней мышкой.

В нужный момент блок управления (ЭБУ) 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.

Начало впрыска и количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя через форсунки, зависит от начала и продолжительности сигнала электронного блока управления, формируемого на основании информации от датчиков. Этот сигнал зависит от нескольких параметров, в первую очередь - от режима работы двигателя.
Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, положения коленчатого вала (датчик Холла), положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и некоторые другие.

Давление в системе регулируется по сигналу блока управления с помощью регулятора. На холостом ходу оно минимальное, что снижает шум работы форсунок и ТНВД, а при разгоне максимальное для обеспечения лучшей приемистости.



Многократный впрыск в системе Common Rail

Поскольку давление впрыска не зависит от оборотов двигателя и нагрузки, фактическое начало, давление и продолжительность впрыска могут быть свободно выбраны в широком диапазоне значений.


Кроме того, появляется возможность применения предварительного впрыска (или даже нескольких впрысков), регулируемого в зависимости от потребностей двигателя, что приводит к существенному сокращению шума двигателя наряду с улучшением процесса сгорания и сокращением выброса вредных веществ с отработавшими газами.

С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

Предварительный впрыск небольшого количества топлива производится перед основным впрыском для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускорение самовоспламенения основного заряда, снижение шума и токсичности отработавших газов. В зависимости от режима работы двигателя производится:

  • два предварительных впрыска - на холостом ходу;
  • один предварительный впрыск - при повышении нагрузки;
  • предварительный впрыск не производится - при полной нагрузке;
  • основной впрыск обеспечивает работу двигателя в режиме частичных и номинальных нагрузок.

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

***

Достоинства и недостатки системы Common Rail

Как уже отмечалось выше, использование в дизелях системы питания Common Rail вместо классической системы питания дает ощутимый прирост мощности, экологичности и экономичности двигателю. Уменьшение расхода топлива, выброса вредных веществ, шума, наряду с повышением динамических показателей достигается возможностью компьютерного управления всеми процессами впрыска, что невозможно осуществить в традиционных системах питания, даже самых сложных и совершенных.

К существенным недостаткам системы Common Rail следует отнести сложность обслуживания, требующего от технического персонала высокой квалификации и необходимость применения специального оборудования для тестирования работы системы. Поэтому, если автомобиль эксплуатируется в условиях ограниченного технического сервиса невысокого уровня, надежнее использовать классическую систему питания.

Следует отметить, что система питания Common Rail подвергает моторное масло значительным тепловым нагрузкам. Из-за более интенсивного горения верхняя часть (головка) поршней нагревается гораздо сильнее, чем у классического дизельного двигателя. Если головка поршня у классического дизеля непосредственного впрыска нагревается до 320-350 °C, при работе с системой питания Common Rail - свыше 400 °С.
В результате моторное масло выгорает и окисляется значительно интенсивнее. По этой причине в смазочной системе дизелей с впрыском типа Common Rail необходимо использовать синтетические или полусинтетические моторные масла.

***

Перспективы развития системы питания Common Rail

Совершенствование системы питания Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска. Очевидно, что чем выше давление в системе в момент впрыска, тем больше топлива успевает попасть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность двигателя.

Кроме того, впрыск под большим давлением обеспечивает высокое качество распыливания топлива форсункой, что благотворно сказывается на процессах смесеобразования и горения.
В современных двигателях повышение давления впрыска ограничивается прочностью аккумулятора топлива (рампы) и топливопроводов высокого давления, которые подвержены пульсирующим и вибрационным нагрузкам при работе двигателя и способны разрушиться.
Тем не менее, за полтора десятка лет инженерными решениями удалось увеличить давление на впрыске более, чем в полтора раза – у современных дизелей с системой питания Common Rail оно достигает 220 МПа и даже более.

Высокое давление впрыска надежнее обеспечить, используя систему питания типа насос-форсунка, о которой пойдет рассказ в следующей статье.

***

Устройство и принцип работы ТНВД системы Common Rail


Главная страница


Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ | AutoBlogCar - обзоры автомобилей

AutoBlogCar. Ru – Полезные статьи для автолюбителей | https://autoblogcar.ru/engine/94-hyundgasordiesel.html

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильным двигателем с системой впрыска топлива Common Rail (впрыск топлива под высоким давлением), для чего она нужна и как осуществляется ее функционирование. Кроме того, расскажем про основные характеристики технологии, каким образом работает топливный насос в системе, чем впрыск топлива такого типа отличается от других, на каких силовых установках чаще применяется такой механизм и какая польза или вред автомобильному двигателю от Common Rail. В заключении мы поговорим, о том какие задачи выполняет система впрыска Common Rail в двигателе транспортного средства, из каких узлов состоит и каковы ее конструкторские особенности.

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Для того, чтобы понять, как функционирует автомобильная система с технологией впрыска топлива под высоким давлением (Common Rail), необходимо знать ее конструкторские особенности, из каких элементов она состоит, а также какие функции и задачи выполняет в той или иной силовой установке транспортного средства.  Данные вопросы мы и обсудим в нашем рассказе, чтобы получить исчерпывающее представление о принципе работы автомобильной топливной системы Common Rail. Кроме того, рассмотрим часто задаваемый вопрос многими автовладельцами: “Чем отличается система впрыска топлива под высоким давлением от классических топливных технологий?”.

1. Особенности, плюсы и минусы системы впрыска топлива Common Rail

Система Common Rail – технология впрыска топлива для дизельных силовых установок. Принцип работы основан на подаче топлива к форсункам под постоянным давлением от общей рампы. Данная технология была впервые разработана немецкими инженерами компании Bosch. Коммон Рейл от компании Бош повсеместно используется на транспортных средствах таких марок, как Volvo, Mersedes-Benz и BMW.

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Топливная система Common Rail в переводе с английского языка означает общую магистраль топливного механизма транспортного средства. Такая система характеризуется впрыском топлива в камеру сгорания цилиндров под высоким атмосферным давлением. Благодаря подаче топлива под давлением в цилиндры обеспечивается высокая эффективность работы силовой установки и сокращается расход топлива в среднем на 10-15%, а мощность мотора вырастает примерно на 30-40%.

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Кроме увеличения мощности силовой установки и снижения расхода топлива, преимущества системы впрыска под высоким давлением Коммон Рейл не заканчиваются. Данная система отмечается уменьшением шума при работе мотора, при этом крутящий момент дизельного двигателя повышается в среднем на 5-10 процентов. Благодаря вышеописанным факторам, система впрыска топлива Коммон Рейл получила всеобщую популярность и на сегодняшний день примерно каждый 2-ой автомобиль на планете с дизельной силовой установкой оборудован этой технологией. 

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Среди недостатков системы Коммон Рейл можно выделит довольно высокие нормы по качеству к потребляемому дизельному топливу. В том случае, когда в такую топливную систему попадают мелкие посторонние частицы в виде не растворившегося парафина, который содержится в солярке, то это может привести к выходу из строя форсунок управляемых электроникой и выполненных с высочайшей точностью. Вот поэтому в дизельных силовых установках с системой Коммон Рейл применение качественного дизтоплива является самым главным и обязательным условием.

2. Принцип действия системы впрыска топлива Коммон Рейл

Основной принцип работы системы Коммон Рейл состоит на подаче топлива, как правило, дизельного вида, к форсункам от общей рампы под высоким давлением. Давление в такой системе впрыска образуется, а также поддерживается в независимом от частоты вращения коленчатого вала силовой установки состояния. Кроме того, на давление в топливной системе такого типа также никакого влияния не оказывает параметр объема впрыскиваемого горючего в камеры цилиндров. 

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Процесс впрыскивания топлива осуществляется форсунками по специальной команде электронного блока управления системы. В каждую форсунку встроены магнитные соленоиды, включение которых происходит все с того же электронного блока управления системы впрыска. Таким образом, при помощи “умных” форсунок образуется управляемый впрыск топлива в камеры сгорания топливно-воздушной смеси, расположенных в цилиндрах двигателя. 

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Для повышения эффективности функционирования системы впрыска Комон Рейл было решено разработать и использовать специальный узел, который называется аккумуляторный блок, содержащий в своем составе распределительный трубопровод, трубки подачи топлива, а также сами форсунки. Электронный блок управления по заложенной в него программе передает управляющий сигнал к форсункам, а точнее к их соленоидам, которые установлены на этих деталях. 

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Далее соленоиды по команде от блока управления производят подачу дизтоплива в камеры сгорания топливно-воздушной смеси мотора при помощи исполнительных механизмов в виде форсунок. Вся процедура происходит по принципу разделения узла, которое создает высокое давление и элементов впрыскивания, обеспечивающих повышение точности управления процессом сгорания смеси и увеличения силы подачи топлива.

3. Устройство и конструкторские отличия системы Common Rail

Система Коммон Рейл по своему устройству значительно отличается от классических топливных систем, например FSI или GDI. Система впрыска функционирующая под высоким давлением Common Rail и включает в состав 3 основные узла, такие как

Контур низкого давления: включает топливный бак, насос с типом действия подкачки топлива, фильтрующий элемент и трубопроводы для соединения деталей системы.

Контур высокого давления: он состоит из насоса высокого давления, который заменяет классический ТНВД с контрольно-регистрирующим клапаном, рампы высокого давления с датчиком, который контролирует в ней рабочее давление, форсунок с соленоидами, а также соединительных шлангов с трубопроводами. Справочно отметим, что рампа высокого давления представляет из себя длинную трубу с поперечно установленными штуцерами для соединения с форсунками и исполнен в виде двухслойного элемента.

Специальные датчики системы: располагаются по всей топливной системе для контроля, регистрации и направления собранной информация на электронный блок. В системе Коммон Рейл насчитывается около десятка таких датчиков.

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Блок электронного типа системы Коммон Рейл получает определенные электрические сигналы от таких датчиков, как: положения коленчатого вала, положения распределительного вала, перемещения педали газового акселератора, давления наддува, а также температуры атмосферного воздуха, температуры антифриза, массового расхода воздуха и давления горючей смеси. Электронный блок управления системы Коммон Рейл на основе предоставленных ему сигналов и информации от всевозможных датчиков анализирует, а потом вычисляет нужное количество подаваемой горючей смеси в камеры цилиндров двигателя.  

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

После вычисления данных, блок управления подает команду о начале впрыска необходимого количества топлива на такие исполнительные элементы, как форсунки. Включение форсунок производится через полученные сигналы на соленоиды. Кроме того, блок управления определяет продолжительность открытия форсунок, корректирует показатели впрыска, а также производит управление работой всей системы в целом.

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Контур низкого давления системы обеспечивает при помощи специального насоса, засасывание и подкачивание топлива из бензобака автомобиля, далее происходит пропускание горючего через фильтрующий элемент, в котором оседают ненужные загрязнения в виде парафина, а затем осуществляется доставка отфильтрованной смеси к контуру с высоким рабочим давлением.

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

При поступлении топлива в контур с высоким рабочим давлением, насос направляет горючую смесь в аккумуляторный блок, где оно находится под давлением в диапазоне от 120-140 МегаПаскаль при помощи контрольного клапана. В том случае, если данный клапан открывается по распоряжению электронного блока, то далее топливо от насоса по сливному трубопроводу направляется в бензобак. Заметим, что каждая форсунка соединяется специальными отдельными трубками высокого давления с аккумуляторным блоком. Внутри самой форсунки, как говорили ранее располагается управляющий соленоид, он же клапан электромагнитного типа. 

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Далее по цепочке, после получения электрического сигнала от электронного блока управления системы Коммон Рейл, форсунка осуществляет впрыскивание горючего в определенный цилиндр силовой установки. Продолжительность впрыска топлива производится до тех пор, пока соленоид форсунки не выключится по команде поступившей от все того же электронного блока управления, который в свою очередь вычисляет и определяет момент начала впрыска, количество горючего, получая информацию от разных датчиков и анализируя полученные показатели при помощи специального программного обеспечения, заложенного в память процессора или компьютера на заводе изготовителе.  

ДВИГАТЕЛЬ COMMON RAIL: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, ОБСЛУЖИВАНИЕ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Помимо всего прочего, электронный блок управления также систематически производит постоянный контроль работоспособности всей системы Коммон Рейл. Так как в аккумуляторном блоке, горючее находится на стабильно высоком показателе давления, то это дает возможность впрыска малых и четко размеренных порций топлива. Кроме того, в современных системах Коммон Рейл появилась функция подачи предварительной части горючего перед основным впрыском. Эта возможность обеспечила улучшенный процесс сгорания топливно-воздушной смеси в камерах цилиндров двигателя автомобиля.

В заключении отметим, что благодаря высокоточному электронному управлению и оптимальному давлению в системе впрыска топлива Коммон Рейл, в силовой установке сгорание горючего осуществляется с максимальной эффективностью, что обеспечивает комфортную работу мотора автомобиля, так как на каждом из режимов силовой установки достигаются оптимальные показатели. Благодаря этим факторам, сокращается расход топлива и происходит снижение токсичности отработанных газов выхлопной системы транспортного средства. Таким образом, топливная система впрыска горючего под высоким давлением Common Rail обеспечила развитие целого поколения дизельных двигателей, потому что обладает неисчерпаемым потенциалом. Так как экологические нормы по токсичности ежегодно увеличиваются, то это в первую очередь способствует дальнейшему бурному развитию топливных систем по технологии Коммон Рейл.

AutoBlogCar.Ru – Полезные статьи для автолюбителей | https://autoblogcar.ru/engine/94-hyundgasordiesel.html

Топливная система Common Rail. Принцип работы и особенности.

Топливная система высокого давления Common Rail является предпочтительной для современных дизельных двигателей, намного превосходящей возможности механических и гидравлических систем впрыска прошлых лет. Благодаря относительно высокому давлению впрыска и большему контролю за событиями в форсунке, системы впрыска Common Rail обладают хорошими эксплуатационными характеристиками и меньшими выбросами в атмосферу при одновременном повышении эффективности.

Система Common Rail состоит из топливного насоса низкого давления (подъемный насос), топливного насоса высокого давления (впрыскивающего насоса), пьезоэлектрических топливных форсунок и соответствующей системы магистралей.

Топливо подается из топливного бака в топливный насос через подъемный насос. Единственная цель подъемного насоса состоит в том, чтобы постоянно подавать топливо в топливный насос - давление топлива, поступающего в топливный насос, мало и не влияет на фактическое давление, выходящее из распылителя форсунки. Насос высокого давления поддерживает огромное давление в общей магистрали/ях (двигатель I-6 (рядный) имеет одну общую топливную рампу, которая питает каждую форсунку, в то время как двигатель «V» (V-образный) будет использовать две общие рампы, по одной на каждый ряд циллиндров). «Давление в рампе» или давление в топливной системе на выходе из насоса высокого давления может достигать давления, превышающего 2000 бар.

События впрыска управляются PCM / ECM модулем, который подает питание на инжектор, чтобы инициировать событие впрыска. Когда это происходит, топливо проходит через распылитель форсунки и распыляется в камеру сгорания. Наиболее важным фактором в системе Common Rail является давление в рампе - большее давление в рампе приводит к большему распылению топлива и, следовательно, тесно связано с эффективностью сгорания.

Система Common Rail является альтернативой механическим форсункам и системам HEUI, которая в отличие от последних двух обладает способностью реализовывать относительно высокое давление впрыска и запускать форсунку несколько раз за одно событие сгорания (возможность осуществлять предварительный впрыск небольшого количества топлива в цилиндр для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускоренное воспламенение основного заряда; а также дополнительный впрыск после основного для повышения температуры отработавших газов и сгорания частиц сажи в сажевом фильтре). Это приводит к повышению потенциала производительности, снижению выбросов и повышению эффективности. Системы Common Rail также обычно снижают шум двигателя.

Однако несмотря на все преимущества данной системы, есть и некоторые её недостатки. В первую очередь в связи с более высоким давлением системы, а следовательно и более высокими нагрузками на цилиндро-поршневую группу двигателя, владельцам систем Common Rail следует использовать качественные моторные масла и проводить их замену не реже раза в 8-9 тысяч километров. Также следует озаботиться заправкой только качественным дизельным топливом, наличие в солярке посторонних примесей, грязи и воды может в короткие сроки вывести из строя топливную систему. Ещё одним недостатком по сравнению с другими системами является более дорогостоящий ремонт, который должен проводится квалифицированным персоналом с использованием специальных инструментов и стенда для регулировки ТНВД.

 

Особенности устройства и преимущества топливной системы Common Rail CITY SERVICE автосервис в Тольятти автозаводский район. СТО городской Авто Сити Сервис

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.

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.

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.


форсунки common rail

Форсунки common rail, которые начали устанавливаться на дизельные иномарки ещё с 90-х годов прошлого века, заменили со временем более простые механические дизельные форсунки, срабатываемые от давления топлива. И сейчас под капотом почти любой дизельной иномарки (кроме более старых машин) установлены форсунки такого типа. В этой статье будет подробно описан принцип работы и устройство современных дизельных форсунок системы common rail, какие они бывают и другие нюансы.

Для начала следует сказать, что инженеры многих автомобильных держав ещё в 70 годах начали разрабатывать форсунки подобного типа, причём довольно успешные работы проводились и в Советском Союзе. Но первые промышленные образцы, которые удалось поставить на поток примерно в 1997 году, удалось разработать фирме «Robert Bosch», причём совместно с фирмами GmbH, Elasis и Fiat.

Если быть точным, то форсунки для дизелей с системой common rail бывают двух основных типов: электро-гидравлические и пьезо-электрические. Оба типа применяются на современных дизелях и оба типа форсунок будут подробно описаны ниже.

Устройство и принцип работы форсунки common rail.

Устройство электро-гидравлической форсунки показано на рисунке 1. Из топливной рампы (рейки) дизельное топливо поступает по трубопроводу высокого давления в форсунку через входной штуцер 4. Затем через канал 10 и жиклер 7 топливо поступает в так называемую камеру гидро-управления 8. Эта камера соединяется с линией обратки через жиклер 6, который открывается и закрывается с помощью селеноидного электро-клапана.

Рис. 1 — электро- гидравлическая форсунка . А — форсунка закрыта, Б — форсунка открыта (впрыск). 1 — сливной канал обратки, 2 — клемма (электроразъём), 3 — электромагнитный клапан (селеноид), 4 — впускной канал (штуцер трубопровода высокого давления), 5 — шариковый клапан, 6 — жиклер, 7 — жиклер впускного канала, 8 — гидрокамера, 9 — плунжер, 10 —  топливный канал, 11 — запорная игла форсунки.

Если жиклер 6 перекрыт, то силы давления топлива, которые воздействуют на управляющий плунжер 9, гораздо больше силы давления, приложенного к конусу в средней части запорной иглы 11 (давление давит на иглу снизу, и стремиться приподнять её, но это давление пока меньше давления, воздействующего сверху на плунжер 9 и иглу 11). От этого запорный конус иглы достаточно плотно прижат к своему седлу и надёжно перекрывает поступление топлива, находящегося под большим давлением, в камеру сгорания двигателя.

Но когда подаётся электро-сигнал на управляющий селеноид электроклапана, жиклер 6 тут же открывается, при этом давление в камере гидро-управления мгновенно снижается и сила давления топлива, давящая на плунжер 9 сверху тоже снижается. И теперь сила давления, действующая на плунжер 9 сверху, становится меньше, чем сила давления топлива, воздействующего на запорную иглу снизу.

При этом сила давления, действующего на запорную иглу снизу, ещё и преодолевает сопротивление пружины, указанной красной стрелкой на рисунке 1 а. А значит в этот момент конус иглы отделяется от своего седла и топливо впрыскивается в камеру сгорания двигателя.

Описанное выше воздействие на запорную иглу форсунки, с помощью разности давления (так называемая мультипликаторная система, работающая с помощью управляющей дозы топлива), позволяет мгновенно воздействовать на иглу, очень быстро отрывая конус иглы от её седла, для возникновения впрыска топлива, что невозможно было бы сделать с помощью прямого воздействия электрического клапана на иглу (селеноид электроклапана срабатывает гораздо медленнее).

При этом так называемая управляющая доза топлива, с помощью которой игла открывается мгновенно, не впрыскивается в камеру сгорания, а направляется обратно, через жиклер 6 гидро-управляющей камеры в трубопровод обратки (указан белой стрелкой) и далее в топливный бак.

Теперь немного опишу работу форсунки common rail в процессе четырёх этапов её работы.

  • Исходное состояние, когда форсунка закрыта с приложенным высоким давлением от рампы — это первый этап работы.
  • Затем второй этап, когда форсунка открывается и происходит начало впрыска.
  • Третий этап, когда форсунка полностью открыта (запорная игла приподнята над отверстиями распылителя).
  • Ну и четвёртый этап, когда конус запорной иглы садится на своё место в седле и игла перекрывает отверстия распылителя, то есть форсунка закрывается (конец впрыска).
    Эти четыре рабочих этапа являются результатом действия сил давления, приложенных к внутренним деталям форсунки.

А теперь все эти 4 этапа поподробнее, в процессе работы форсунки:

При исходном состоянии форсунка закрыта (смотрите рисунок А), то есть её запорный конус плотно прижат к своему седлу ещё и с помощью пружины и перекрывает поток топлива в камеру сгорания (разумеется впрыск невозможен). При этом дизельное топливо из топливной рампы по трубопроводу высокого давления при давлении примерно не менее 300 кг/см² поступает через входной штуцер 4 и полость указанную чёрной стрелкой во внутрь форсунки.

В определённый нужный момент впрыска топлива, от ЭБУ на селеноид 3 поступает импульс напряжения, при этом электро-магнитный клапан открывается (см. рисунок Б), шарик 5 тоже приподнимается над выходным отверстием и открывает выход топливу, ну и топливо начинает стравливаться в обратку (по белой стрелке на рисунке).

От этого давление топлива в управляющей камере снижается, а давление топлива, давящее на иглу снизу увеличивается и преодолевая усилие пружины, давление приподнимает иглу, отрывая её конус от седла распылителя и открывая распыляющее отверстие распылителя для впрыска топлива в камеру сгорания дизельного двигателя, под давлением, практически равным давлению в топливной рейке (рампе).

Как только ЭБУ отключит управляющее напряжение от клеммы 2 селеноида электро-клапана, он тут же закрывается и давление в камере управления тут же увеличивается, от давления создаваемого в рампе и поступающего по трубопроводу высокого давления в форсунку, и опять создаётся внутреннее давление, давящее на плунжер 9 сверху через жиклер 7.

И соответственно плунжер давит на иглу сверху, и совместно с пружиной плотно прижимает запорный конус иглы к своему седлу, перекрывая отверстие распылителя. И далее всё повторяется, когда ЭБУ опять в нужный момент подаст управляющее напряжение (импульс) на клемму 2 селеноида электро-клапана форсунки. Если внутреннее давление внутри форсунки отсутствует, то игла запирает отверстие распылителя только от воздействия запорной пружины (указана красной стрелкой на рисунке).

Ремонт и доступность запчастей для электро-гидравлических форсунок гораздо проще, чем ремонт пьезо-форсунок, которые будут описаны ниже. И технические возможности многих специализированных центров в крупных городах, позволяют восстановить практически все электро-гидравлические форсунки от известной фирмы «Bosch», чуть сложнее с запчастями для фирмы «Delphi» (новые корпуса форсунок, наконечники, запорные клапаны, катушки селеноидов порой очень трудно найти для этой фирмы, но в крупных городах или через интернет сейчас уже всё возможно).

Ну, а оригинальные запчасти для форсунок японской фирмы «Denso»найти нереально (хотя постепенно интернет налаживает ситуацию), ну разве что подделки от какой то азиатской фирмы. Сколько проработают такие запчасти неизвестно. Стоимость ремонта естественно зависит от региона, где находится СТО, а так же от количества заменяемых деталей, ну и от производителя этих деталей и самой форсунки. И разумеется, чем больше изношенных деталей заменено, тем дороже ремонт форсунки, поэтому точную цифру не берусь озвучивать.

Потолок ремонта бошевских форсунок составляет примерно сто пятьдесят $, а максимальная стоимость ремонта форсунок «Denso» или «Delphi обойдётся примерно на сотню $ дороже (на «Denso» в большинстве случаев будут установлены неоригинальные запчасти).

Надеюсь устройство и принцип работы электро-гидравлической форсунки common rail понятно новичкам, и ниже будет описан второй тип форсунки, которая называется пьезо-электрической.

Устройство пьезо-электрической форсунки показано на рисунке 2. Пьезо-форсунки сейчас являются более совершенными форсунками современных дизельных автомобилей с системой common rail. Причём пьезоэффект заключается в изменении длины пьезокристалла, под действием напряжения, поступающего из блока управления.

Форсунка пьезо-гидравлическая 1 — игла форсунки, 2 — уплотнение, 3 — пружина иглы, 4 — блок дросселей, 5 — переключающий клапан, 6 — пружина клапана, 7 -поршень клапана, 8 — поршень толкателя, 9 — пьезоэлемент, 10 — сливной канал, 11 — сетчатый фильтр 12 — электрический разъем, 13 — нагнетательный канал.

И пьезоэлемент таких форсунок срабатывает примерно в четыре раза быстрее, чем электромагнитный клапан вышеописанных электро-гидравлических форсунок. Это основное преимущество даёт возможность осуществлять многократный впрыск топлива за один цикл работы форсунки и это позволяет более точно дозировать порцию впрыскиваемого в камеру сгорания топлива.

Но принцип работы у пьезо-форсунки также основан на гидравлической системе, то есть от действия стравливания и уменьшения давления топлива над запорной иглой, но об этом подробнее ниже. Когда на клемму 12 пьезо-форсунки не подаётся электрическое напряжение, запорная игла своим конусом перекрывает отверстия распылителя за счёт высокого давления топлива, воздействующего на поршень (а так же от воздействия запорной пружины 3, которая давит на иглу даже когда нет давления топлива в системе).

Когда необходимо произвести впрыск топлива, в нужный момент от ЭБУ на клемму 12 пьезоэлемента 9 подаётся напряжение, от которого увеличивается длина пьезокристала и он начинает давить на поршень толкателя 8, а тот в свою очередь давит и открывает переключающий клапан 5, и через этот уже открытый клапан, дизельное топливо начинает поступать в топливо-провод обратки (сливного канала 10).

При этом давление топлива, давящее сверху на запорную иглу 1 ощутимо снижается, и от этого давление топлива, давящее на иглу снизу, уже способно приподнять иглу и открыть отверстия распылителя для осуществления впрыска. Причём количество впрыскиваемого в камеру сгорания дизельного топлива зависит от длительности воздействия напряжения на пьезоэлемент форсунки (длительность определяется ЭБУ), а также зависит от созданного давления в топливной рейке (рампе) топливной системы современного дизеля.

Плюсы пьезо-форсунок были описаны выше, а основной их минус это то, что полноценный их ремонт нереален (особенно форсунок от фирм «Denso», «Bosch» и фирмы «Delphi»). С электро-гидравлическими форсунками этих фирм и с запчастями для них гораздо проще, чем с пьезо-форсунками. Чуть проще с запчастями для некоторых пьезо-форсунок от фирмы Siemens (сейчас Continental).

Можно конечно частично восстановить их работоспособность и устранить последствия нашего ужасного топлива, сняв наконечники и промыв их на ульразвуковом стенде. Ну и затем проверить работу форсунок на специальном диагностическом стенде, если отвезти их в какой нибудь специализированный центр.

Мы рассмотрели оба типа форсунок common rail, их устройство и принцип работы, а также основные плюсы и минусы форсунок каждого типа. И теперь перейдём более подробно к их производителям, которые немного были описаны выше.

Производители форсунок common rail и их ремонтопригодность.

Bosch, Delphi, Continental (бывший Siemens) и Denso — четвёрка мировых производителей форсунок для современных дизелей с системой common rail.

Всем известный Bosch является пионером производства форсунок ещё со времён первых дизельных двигателей и аппаратуры к ним и несомненно является лидером в этой области, в том числе и в производстве самых современных форсунок common rail.

К тому же с ремонтом электро-гидравлических форсунок этой знаменитой фирмы способны справиться практически все СТО, да и с запчастями проблем нет. А вот пьезо-электрические форсунки этой фирмы в большинстве случаев неремонтопригодны (ну только лишь восстановить ультразвуком их наконечники, как было описано выше, способны проработать примерно 200 тысяч, а новые можно найти примерно за 300$).

Разобрать и восстановить работоспособность электро-гидравлической бошевской форсунки для грамотного специалиста проблем не составляет (если хотите стать таким и зарабатывать приличные деньги, то кликайте на баннер под этой статьёй), а переборка и проверка форсунок на диагностическом стенде может потребоваться после двухсот тысяч км пробега, при более менее нормальном топливе. А на качественном европейском топливе бошевские форсунки способны проработать до 500 тысяч км. Стоимость ремонта, как было сказано выше, в пределах 150$.

Японская корпорация Denso производит самые качественные форсунки common rail. К тому же нехватка запасных частей для форсунок этой японской фирмы постепенно уходит в прошлое и в крупных городах уже можно купить практически все нужные запчасти. Ремонт и проверка на диагностическом стенде в специализированном центре может обойтись примерно в 150$, но ведь это дешевле, чем покупать новую форсунку за 400 — 450$ (может быть и дороже у некоторых «дилеров» где нибудь в глубинке).

Что касается восстановления пьезо-электрических форсунок фирмы Denso, то они как и бошевские неразборные и ремонту не подлежат. Но пьезо-электрические форсунки этой фирмы достаточно надёжные (способны проработать до 500 тысяч на европейском топливе и до 200 тысяч на нашем), и применяются они как правило на некоторых престижных автомобилях, таких как Лексус (ну и на некоторых джипах Таёта).

Ну а если возникнет необходимость заменить пьезоэлектрические форсунки на вашей машине (например после определённого пробега) то придётся потратиться на 2000 зелёных денег, так как цена новой форсунки примерно 500$. Ну а если ваш дизельный двигатель имеет не 4 цилиндра, а больше (например если под капотом вашей машины живёт шести, или восьми цилиндровый V-твин, то придётся потратиться в два раза больше. Поэтому если надумаете покупать себе машину с многоцилиндровым двигателем, то приобретайте дизельную иномарку с электрогидравлическими форсунками, ремонт которых обойдётся гораздо дешевле (примерно 150$ за шт).

Производитель форсунок фирма Delphi так же выпускает качественные изделия, но форсунки этой фирмы как правило более чувствительны к качеству дизельного топлива и поэтому их ресурс на нашем топливе меньше, чем у форсунок того же Боша (примерно 150 тыс.км.).

Ну а что касается стоимости ремонта, то восстановление и проверка на стенде электро-гидравлической форсунки этой фирмы обойдётся чуть дороже, чем ремонт форсунок вышеописанных фирм, примерно 200$ (из-за необходимости прошивки кода, при замене нового распылителя).

Но разумеется цена может быть и другой, в зависимости от региона и крутизны СТО. Однако сейчас возможно найти новую форсунку примерно за 250 — 270$, а значит для многих гаражных мастеров есть смысл купить и установить новую форсунку, чем заморачиваться с ремонтом бэушной форсункой этой фирмы.

Что касается пьезоэлектрических форсунок этой фирмы, то распространены они мало (появились на некоторых Мерседесах, например  Mерседес E250 CDI), но при их дебюте в 2009 году из-за них часто появлялись перебои в работе дизеля и в последствии они были усовершенствованы. Насчёт ремонтопригодности пьезо-форсунок этой фирмы, впрочем как и других фирм, говорить не приходится в виду их не разборной конструкции. Немного продлить ресурс поможет очистка распылителей в ультразвуковом стенде.

Производитель форсунок Continental (бывший Siemens), так же производит достаточно долговечные форсунки (пробег достигает 200 тысяч, а на европейском топливе разумеется ещё больше), как электрогидравлические, так и пьезоэлектрические.

Даже электрогидравлические форсунки этой фирмы ещё совсем недавно считалось нереально восстановить, из-за недостатка запасных частей, но сейчас ситуация гораздо проще, к тому же этому способствует развитие интернет магазинов. И многие специализированные центры сейчас уже берутся за ремонт электрогидравлических форсунок этой фирмы (стоимость примерно 200$). А новая форсунка обойдётся примерно в 300 — 350$. Что касается пьезо-форсунок этой фирмы, то они как были, так и остаются неремонтопригодны.

Ну и напоследок несколько советов новичкам, точнее несколько причин, которые подтвердят вам, что форсунки вашего автомобиля требуют грамотной мастерской с диагностическим стендом в специализированном сервисе.

  • Первая причина для переборки форсунок — это трудный запуск дизельного двигателя — почему не заводится машина можно уточнить вот в этой статье (разумеется трудный запуск может быть и по другим причинам, особенно при похолодании и подробнее об этом читаем вот здесь).
  • Повышенный расход топлива двигателем.
  • Чёрный дым (о диагностике мотора по цвету выхлопа читаем вот тут).
  • Потеря мощности двигателем (ещё о других причинах потери мощности читаем вот здесь).
  • Работа двигателя с перебоями.
  • Троит дизельный двигатель (при выходе из строя одной форсунки).
  • Перегрев дизельного двигателя.

Разумеется перечисленные выше причины могут быть не только из-за неисправных форсунок, но и из-за неисправностей в ТНВД (о его диагностике и ремонте читаем вот здесь), или от неисправностей регулятора давления топлива, или из-за выхода из строя какого то датчика, который должен был подавать информацию на электронный блок управления.

Нюансов сбоев в работе современного дизеля может быть несколько, и тут в пределах одной статьи всё описать невозможно. Потребуется диагностика двигателя, ну а кто хочет стать грамотным и высокооплачиваемым диагностом современных дизелей common rail, советую изучить полезный видеокурс, кликнув на баннер под этой статьёй.

Если же выяснится, что проблема именно в какой то форсунке, то следует её демонтировать с двигателя, затем проверить её работу на стенде. Ну а дальше потребуется разборка элементов форсунки, деффектовка деталей, замена негодных деталей и промывка годных, затем потребуется сборка и регулировка форсунки и измерение её параметров работы. Ну и для некоторых форсунок (например фирмы Delphi) потребуется перепрошивка кода в зависимости от установленного экземпляра).

Подробно о ремонте форсунок обычного типа я уже писал вот тут, но о ремонте форсунок common rail как нибудь по возможности напишу. Ну и напоследок ещё несколько советов новичкам: при установке отремонтированных форсунок на свой двигатель, обязательно замените их уплотняющие медные шайбы новыми (об этом я уже писал в статье про ремонт обычных форсунок, и как демонтировать форсунки тоже), а так же следует обязательно заменить все топливные фильтры, и обязательно промойте фильтр грубой очистки в топливном баке, и сам бак тоже. Ну и не помешает промыть все топливопроводы.

Также не помешает промывка топливной системы от продуктов износа  деталей ТНВД (от мелкой металлической пыли, которая постепенно образуется в процессе работы деталей насоса, особенно от кулачкового привода плунжера).

Вот вроде бы и всё, если что то вспомню, то обязательно допишу. Надеюсь эта статья была полезна начинающим дизелистам и теперь вы знаете, что не такие уж они и сложные форсунки common rail, успехов всем.

Принцип работы дизельной системы - Denso

Система впрыска топлива находится в самом сердце дизельного двигателя. Система нагнетает и впрыскивает топливо в  камеру сгорания с воздухом под большим давлением.

Система впрыска дизельного топлива включает в себя:

  • ТНВД — нагнетает давление топлива
  • Топливопровод высокого давления — подает топливо в топливную форсунку
  • Топливная форсунка — впрыскивает топливо в цилиндр
  • Топливоподкачивающий насос — подает топливо из бака
  • Топливный фильтр — фильтрует топливо

В некоторых баках на дне фильтра находится седиметр, отделяющий воду от топлива.

Функции системы

Четыре основные функции системы впрыска дизельного топлива:

Подача топлива

Такие элементы насоса, как цилиндр и плунжер, встроены в корпус впрыскивающего насоса. Когда плунжер под воздействием кулачка поднимается, топливо под высоким давлением подается в инжектор.

Регулировка количества топлива

В дизельных двигателях забор воздуха происходит практически постоянно, вне зависимости от скорости вращения или нагрузки. Если количество впрыска меняется вместе со скоростью двигателя, а регулировка впрыска остается неизменной, то мощность и расход топлива изменятся. Эффективная мощность двигателя почти пропорциональна количеству впрыска, и это регулируется при помощи педали газа.

Установка момента впрыска

Задержка впрыска — это время между моментом впрыска топлива, зажигания и сгорания и моментом достижения максимального давления сгорания. Вне зависимости от скорости двигателя этот период времени остается постоянной величиной. Для изменения момента впрыска используется таймер, что помогает достичь оптимального сгорания.

Распыление топлива

Когда впрыскивающий насос нагнетает давление топлива, которое потом распыляется через распылитель форсунки, то топливо полностью смешивается с воздухом, что улучшает зажигание. Результат — полное сгорание.  

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ COMMON RAIL. Статьи компании «ООО "ТД Техлайф"»

После получения технологии прямого впрыска дизельного двигателя с системой COMMON RAIL компании ROBERT BOSCH Gmbh удалось с успехом разработать эффективную схему контроля впрыска, которая получила наибольшее распространение и в мире, благодаря своей простоте и надежности. Системы COMMON RAIL от BOSCH классифицируются по типам насоса высокого давления и могут иметь несколько разновидностей в зависимости от задач двигателя. Системы управления топливоподачей BOSCH могут быть трех типов: с регулированием давления в рампе на стороне высокого давления, регулирование потока топлива на стороне высокого давления при выходе топлива из ТНВД и так называемый "двойной контроль", когда регулировка происходит с помощью датчика контроля потока в ТНВД и посредством регулятора давления на топливной рампе с помощью дозирующего клапана на линии низкого давления на входе в ТНВД.

Система Bosch CP1

Насосы Bosch первого поколения типа CP1 приводятся в работу с помощью вала, соединенного с распредвалом двигателя. Они могут иметь модификации CP1K - компактный дизайн и CP1S - стандартный дизайн, но с регулятором давления на корпусе насоса. Система характеризуется наличием погружного электрического топливного насоса, который подает топливо к ТНВД под давлением 2,6 бар и с производительностью 160 л/час (может меняться в зависимости от модели автомобиля). Электрический топливный насос постоянно активирован при работающем двигателе. Лишнее топливо отводится через предохранительный клапан на блоке топливного фильтра в топливный бак. Блок топливного насоса и указателя уровня топлива оснащен еще одним предохранительным клапаном. При заблокированном топливопроводе предохранительный клапан открывается и подаваемое топливо снова возвращается напрямую в топливный бак. Это позволяет избежать повреждений топливной системы.

ТНВД системы СР1 имеет три плунжера, расположенных радиально к друг другу под углом в 120 градусов. В центре корпуса топливного насоса установлен приводной вал. Привод плунжерных пар осуществляется посредством эксцентрикового кулачка напрямую от выпускного распределительного вала через соединительный элемент. Передаточное число привода топливного насоса соответствует передаточному числу коленчатого вала относительно распределительного вала 2 : 1. ТНВД СР1 не имеет клапана дозирования топлива. Давление в топливной рампе регулируется исключительно посредством регулятора давления топлива (DRV). ТНВД должен создавать минимальное давление в рампе на уровне 170-200 бар на холостом ходе и 1350 бар на максимальных оборотах. После входного штуцера на линии низкого давления в ТНВД имеется специальный клапан, который переводит часть топлива для смазки внутренних поверхностей насоса. Пружина клапана настроена так, что если давление в магистрали ниже 0,8 бар, то топливо направляется на смазку и охлаждение насоса и затем сливается в линиию обратки. Если давление выше 0,8 бар, то пружина сжимается и большая часть топлива подаётся к плунжерам для сжатия. По мере вращения приводного вала, эксцентрик нажимает на трехгранную втулку, а она надавливает на поршень плунжера. Когда эксцентрик не давит на поршень плунжера, поршень под действием возвратной пружины двигатется к центру насоса, создавая разряжение в камере, которое открывает впускной клапан и топливо попадает в камеру. После нажима эксцентрика на поршень, тот двигается вверх, сжимая топливо и высокое давление в камере перекрывает впускной клапан (как только давление станет около 1 бара), одновременно выдвигая шарик контрольного клапан на впуске и выпуская топливо из камеры уже под высоким давлением. После этого движение поршня вниз снова создает разряжение и шарик перекрывает выпускное отверстие и впускной клапан открывается снова. Такт повторяется. Некоторые варианты насоса могут иметь клапан деактивации одного из плунжеров. Причина его использования - снижение нагрузки на ТНВД на малых оборотах, а также быстрое понижение давления в системе при переходе блока управления в аварийный режим. Клапан деактивации состоит из электромагнита и штока, который перекрывает подачу топлива для сжатия. После подачи сигнала с ЭБУ на клапан, соленоид прижимает шток с золотником клапана к впускному отверстию.

Регулятор давления топлива является частью топливной рампы или расположен на корпусе ТНВД. Клапан на насосе располагается после выпускного штуцера подачи топлива в рампу и отводит часть топлива в линию обратки. Клапан состоит из соленоида и подпружиненного штока, который упирается в шарик для перекрытия сливного канала. Открытие форсунок и работа плунжеров приводят к сильным гидравлическим колебаниям топлива. Шарик в клапане призван гасить эти колебания. Если давление в клапане больше 100 бар, то пружина сжимается и топливо утекает в магистраль обратки. Под управлением сигнала частоты с ЭБУ соленоид двигает шток вперед и он перекрывает слив в обратку, повышая давление в линии. Если ЭБУ не управляет клапаном, то давление находится на уровне 100 бар. Если клапан на рампе, то он находится на линии слива топлива в магистраль обратки и регулирует топливо по сигналу частотной модуляции с блока управления двигателем. Также на рампе устанавливается датчик измерения давления. Он с высокой точностью и за соответственно короткое время измеряет мгновенное давление топлива в рампе и передает в ЭБУ сигнал напряжения, соответствующий имеющемуся давлению. Датчик функционирует вместе с регулятором давления топлива в замкнутом контуре регулирования. Также в рампе может располагаться датчик температуры топлива. Его сопротивление при температуре 25 градсов - 2400 Ом, при температуре 80 градусов - 270 Ом.

Обычно в двигателях с системой Bosch СР1 используются форсунки электромагнитного типа. Принцип работы в следующем: 
Топливо из рампы под выскоим давлением через трубку направляется к форсунке и далее по топливной галерее в форкамеру распылителя, а также через впускной дроссель в управляющую камеру клапана. Управляющая камера клапана соединена с линией возврата топлива в бак через выпускной дроссель, который может открываться электромагнитным клапаном. В закрытом состоянии (электромагнитный клапан обесточен) выпускной дроссель закрыт шариком клапана, поэтому топливо не может выйти из управляющей камеры клапана. В этом положении в форкамере распылителя и в управляющей камере клапана устанавливается одинаковое давление (баланс давления). На иглу распылителя действует дополнительно усилие собственной пружины, поэтому игла распылителя остается закрытой (гидравлическое давление и усилие пружины иглы распылителя). Топливо не попадает в камеру сгорания. При активации электромагнитного клапана открывается выпускной дроссель. За счет этого возрастает давление в управляющей камере клапана, а также гидравлическое усилие, действующее на управляющий золотник клапана. Как только гидравлическая сила в управляющей камере клапана станет меньше гидравлической силы в форкамере распылителя и пружины иглы распылителя, игла распылителя открывается. Топливо через отверстия распылителя впрыскивается в камеру сгорания. Спустя заданное программой время подача электропитания к электромагнитному клапану прерывается. После этого выпускной дроссель снова закрывается. С закрытием выпускного дросселя в управляющей камере клапана через впускной дроссель восстанавливается давление из топливной рампы. Это повышенное давление с большим усилием воздействует на управляющий золотник клапана. Эта сила и сила упругости пружины иглы распылителя теперь превосходят силу в форкамере распылителя и игла распылителя закрывается. Скорость закрывания иглы распылителя определяется расходом впускного дросселя. Впрыск прекращается, как только игла распылителя достигает своего нижнего упора. Косвенное приведение в действие иглы распылителя посредством системы гидравлического сервопривода применяется, когда усилие, необходимое для быстрого открывания иглы распылителя с помощью электромагнитного клапана, не может быть создано напрямую. Для этого дополнительно к объему впрыскиваемого топлива в возврат топлива через дроссели управляющей камеры подается требуемый "управляющий объем". Дополнительное к управляющему объему имеются объемы утечек на перемещение иглы распылителя и управляющего золотника клапана. Электромагнитные форсунки калибруются во время производства и имееют несколько вариантов кодировки. Ранние версии разделены на классы (например, Х, Y, Z у Hyundai) и в случае замены классы форсунок необходимо комбинировать по определенному принципу. В более поздних системах используется код : 8-значный (ЕВРО IV) или 9-значный (ЕВРО V), который представляет собой поправочный коэффициент для коррекции топлива и выгравирован на поверхности головки топливной форсунки. В случае замены форсунок в память ЭБУ необходимо вводить новый код. Также необходимо вводить коды форсунок при замене ЭБУ на новый в память нового блока.

Система Bosch CP1Н

Система Bosch CP1H относится к второму поколению и стала применяться с 2001 года. В отличие от насосов CP1 в СР1Н на стороне подачи топлива в рампу расположен соленоидный клапан контроля количества топлива, подаваемого из насоса в рампу. Эта конструкция впервые была применена на типе СР3, но добавлена к СР1 для увеличения производительности насоса. Это позволяет увеличить эффективность насоса, понизив температуру топлива, нагрузку и повысив создаваемое давление. Привод топливного насоса осуществляется напрямую от выпускного распределительного вала через соединительный элемент. Передаточное число привода соответствует передаточному числу коленчатого вала относительно распределительного вала 2 : 1. Топливный насос может вырабатывать максимальное давление топлива от 1600 до 1800 бар. Еще одна особенность системы СР1Н - использование деактиватора одного из плунжеров в случае, если нет необходимости развивать максимальное давление в рампе.

В случае, если в системе не используется погружной электрический насос, ТНВД может быть оборудован подкачивающим насосом шестеренного типа. Основные конструктивные детали – две находящихся в зацеплении шестерни, вращающиеся друг навстречу другу и подающие топливо, защемленное во впадинах между зубьями, из полости всасывания в полость нагнетания. Контактная линия шестерен между полостью всасывания и полостью нагнетания уплотнена, что исключает возможность обратного перетекания топлива. Подача насоса примерно пропорциональна частоте вращения двигателя. В этой связи требуется регулирование подачи / переходного давления. Величина переходного давления, нагнетаемого зубчатыми колесами, зависит от дросселирующих отверстий и их проходного сечения в перепускном дроссельном клапане. Перепускной дроссельный клапан интегрирован в контур низкого давления топливного насоса. Создание высокого давления (до 1800 бар) вызывает высокую температурную нагрузку на отдельные детали топливного насоса. Поэтому для обеспечения выносливости механические детали топливного насоса должны обильно смазываться. Перепускной дроссельный клапан спроектирован так, чтобы при любом режиме эксплуатации обеспечить оптимальное смазывание и, соответственно, охлаждение. При низкой частоте вращения топливного насоса (низкое давление подкачивающего насоса) управляющий золотник лишь немного смещается со своего седла. Потребность в смазке/охлаждении, соответственно, мала. Открывается малая подача топлива через дроссель на конце управляющего золотника для смазки/охлаждения насоса. Некоторые ТНВД могут быть снабжены автоматической вентиляцией (Форд). Через дроссель отводится воздух, который может находиться в топливном насосе. С ростом частоты вращения топливного насоса (ростом давления подкачивающего насоса) управляющий золотник сильнее поджимает нажимную пружину. При растущей частоте вращения топливного насоса требуется усиленное охлаждение топливного насоса. При заданном давлении открывается байпасное охлаждение топливного насоса и расход топливного насоса увеличивается. При высокой частоте вращения топливного насоса (высоком давлении подкачивающего насоса) управляющий золотник сильнее поджимает нажимную пружину. Теперь байпасное охлаждение топливного насоса полностью открыто (максимальное охлаждение). Избыток топлива через байпас обратного потока возвращается в полость всасывания подкачивающего насоса. Таким образом внутреннее давление топливного насоса СР1Н (как и СР1) ограничивается значением 6 бар.

Привод топливного насоса осуществляется от приводного вала, а конструкция, в целом, аналогична CP1. На приводном валу жестко смонтирован эксцентрик, который перемещает три плунжера насоса возвратно-поступательно в соответствии с профилем кулачка эксцентрика. На впускной клапан подается давление топлива от подкачивающего насоса. Если переходное давление превышает внутреннее давление камеры высокого давления (плунжер превышает положение TDC (верхняя мертвая точка)), то впускной клапан открывается. Заполнение камеры высокого давления функционирует комбинировано: С одной стороны, топливо под воздействием переходного давления нагнетается в камеру высокого давления. Давление при этом зависит от проходного сечения клапана дозирования топлива. С другой стороны, топливо при движении плунжера вниз засасывается в камеру высокого давления. Если пройдена BDC (нижняя мертвая точка) плунжера, то впускной клапан закрывается вследствие возросшего давления в камере высокого давления. Топливо больше не может проходить в камеру высокого давления. Как только давление в камере высокого давления превысит давление в топливной рампе, открывается выпускной клапан, и топливо через подсоединение высокого давления нагнетается в топливную рампу (ход подачи). Плунжер насоса подает топливо до тех пор, пока не будет достигнута TDC. Затем давление падает, и выпускной клапан закрывается. Оставшееся топливо более не находится под давлением; плунжер насоса движется вниз. Если давление в камере высокого давления ниже переходного давления, впускной клапан снова открывается, и процесс начинается сначала.

Линия подачи топлива под высоким давлением в рампу имеет ответвление, которое проходит через Клапан регулировки давления для слива лишнего топлива в бак. Клапан установлен или сбоку или позади ТНВД в зависимости от конструкции.

Система Bosch CP3

Система BOSCH CP3 появилась в 2003 году и стала третьим поколением систем BOSCH для прямого впрыска дилеьного топлива. Базовый дизайн насоса CP3 идентичен СР1 и СР1Н. Но в этом типе применена новая технология контроля давления не в линии высокого давления, в на стороне подачи топлива в ТНВД. Для этого применен новый элемент - клапан контроля количества подаваемого в насос топлива (IMV). Корпус имеет новую форму моноблока со сниженным уровнем трения. Другая отличительная особенность - не прямое воздействие эксцентрика на плунжер, а передача усилия через толкатель, что позволяет увеличить нагрузку и добиться максимального давления в 1800 бар. Эти насосы используются как на легковых, так и на коммерческих автомобилях. Версии СР3.1 ~ СР3.4 отличаются размером и уровнем давления в зависимости от выполняемой автомобилем задачи. Версия СР3.4 используется только на грузовиках и автобусах.

Одна из отличительных особеннгостей системы - использование механического передающего насоса, расположенного в задней части ТНВД на линии низкого давления. Насос может быть шестеренчатого типа, как у CP1H, а может быть роторный роликового типа. Такой тип насоса включает в себя эксцентрично расположенную камеру с установленным в ней ротором и роликами, которые могут перемещаться в прорезях ротора. Вращение ротора вместе с создаваемым давлением топлива заставляют ролики перемещаться на периферию прорези, прижимаясь к рабочим поверхностям. В результате ролики действуют как вращающиеся уплотнители, посредством чего между роликами соседних прорезей и внутренней, рабочей поверхностью корпуса насоса, образуется камера. Создание давления определяется тем, что при закрытии входной серпообразной полости объем камеры постоянно уменьшается, и когда выходное отверстие открывается, топливо течет через электромотор и выходит из штуцера в крышке на нагнетательной стороне насоса.

Система Bosch CP4

Система Bosch CPN2

Насосы типа CPN2 используются только в коммерческих автомобилях. Их отличие - два вертикально расположенных в линию качающих плунжера. В некоторых редких случаях применялись насосы с четырьмя качающими элементами.

Сравнительная Таблица Насосов Высокого давления Bosch

Тип ТНВД

Максимальное давление в рампе (Бар)

Тип смазки

CP1

1350

Диз. Топливо

CP1+

1350

Диз. Топливо

CP1H

1600 / 1800

Диз. Топливо

CP1H+OWH

1100

Диз. Топливо

CP3.2

1600

Диз. Топливо

CP3.2+

1100

Диз. Топливо

CP3.3

1600

Диз. Топливо

CP3.4

1600 / 1800

Масло

CP3.4+

1600

Диз.Топливо

CP2

1400

Масло

CP2.2

1600

Масло

CP2.2+

1600

Масло

CP2. 4

1600

Масло

CP4.1

1800 / 2000

Диз. Топливо

CP4.2

1100 / 2000

Диз. Топливо

Список автомобилей, на которых используется система COMMON RAIL типа BOSCH:

IVECO 190 E40=EUROTECH CURSOR 10
IVECO 380/400/410 T42
IVECO 180E24,E27,190224, 190E27,190E31,190E35,260E24,260E27 
IVECO CURSOR 8 
IVECO STRALIS
SCANIA DSC
MERCEDES ACTROS
SCANIA R420/R500/R580
SCANIA R380/480 
MERCEDES ACTROS 
MERCEDES ACTROS/TRAVEGO
VOLVO Fh22 / BOSCH 
VOLVO FH 12 / EURO I-II (BOSCH - MARK2 PUMP)
VOLVO Fh22 EURO II / BOSCH EQUIP. 
MERCEDES ATEGO,CITARO 
MERCEDES ACTROS 
MERCEDES CITARO/AXOR/TRAVEGO
IVECO 180=190 E38 EUROSTAR=400/440 E38 EUROSTAR 
RENAULT MAGNUM 400/440/480 E-TECH=DAF=KHD
AUDI A4/A6=SKODA SUPERB=VW PASSAT 1. 9TDI 
AUDI A3=SEAT LEON/TOLEDO=VW BORA/PASSAT/GOLF 1.9 TDI 
AUDI A2/A4/A6 1.4/1.9 TDI=SEAT AROSA 1.4 TDI=VW LUPO
AUDIA3/A4=VW PASSAT/POLO/BORA=SKODA FABIA/SUPERB 1.9TDI
VW 1.9 TD ENGINE AXR 
VW VAN 
BMW 330D/XD/530D/730D/X5 3.0D 
LAND ROVER FREELANDER I 2.0 TD4
CHRYSLER VOYAGER 2.5/2.8 CRD 
RENAULT KERAX/PREMIUM 370 Dci with pump CP2
OPEL MOVANO+RENAULT MASTER 2.5 Dci 16v.
TOYOTA SR 
VW LT 28/35/46 2.8 Tdi+CHEVY BLAZER 2.8 DE+NISSAN FRONTIER 2.8 
ISUZU 
FIAT=OPEL ASTRA/VECTRA/ZAFIRA 1.9 Cdti 
HYUNDAI ACCENT II/MATRIX/i30 1.5 CRDi, TUSCAN/SANTA FE'/TRAJET 2.0 CRDi, h2/STAREX/PORTER/IX35/IX55
RENAULT KERAX/PREMIUM 370/420 Dci with pump CP2 
KIA 2.0 CRDi-VGT 
FIAT DOBLO'/IDEA/PANDA/G.PUNTO+LANCIA MUSA/Y 1.3 MULTIJET 
ALFA MITO+FIAT 500/PANDA/QUBO+OPEL CORSA 1.3 
MERCEDES C/E/S/ 200/220/270/280/320 CDI
MERCEDES VITO 108/110/112/E/ML/S/V/CLK 200/220/320/370 CDI
MERCEDES G 270 CDI/E/ML/S 400 CDI/SPRINTER 
KIA SORENTO 2. 5 CRDI ALLA156P1265+ 
MERCEDES C30 CDI AMG/C30 CDI AMG 
HYUNDAI LIBERO/STAREX+KIA SORENTO 2.5 CRDI 
MERCEDES SPRITER 208/308/408 CDI 2.2cc
BMW 320D/330D/530D/730D/740D 
DODGE RAM 2500/3500 
IVECO DAILY/DUCATO 2.8/ RENAULT MASTER 2.8 
IVECO DAILY 29L 10/L12/35C10/C12/35S10/S12//RENAULT MASTER
VOLVO 
RENAULT/MACK TRUCKS 
RENAULT ESPACE IV+LAGUNA II+MASTER+MEGANE+SCENIC 1.9 DCI
REMAULT MEGANE/ LAGUNA 1.9 DCI
FIAT ULYSSE/DUCATO 2.0 JTD ENGINE PSA 
CITROEN XANTIA+PEUGEOT 406 2.0 HDI
FIAT ULYSSE 2.0 JTD (MOTORE PEUGEOT) 
IVECO 100 E 17/65+CUMMINS 
VW CONTELLATION+VOLKSBUS+13.180/15.190 ELECTRONIC 
ALFA ROMEO 147/156/166(1.9/2.4 JTD) 
CITROEN 2.0 HDI/PEUGEOT 2.0 HDI 
FIAT PUNTO JTD 
OPEL MOVANO/VIVANO+RENAULT MASTER+TRAFIC 2.5 DCI 
ALFA ROMEO 166+FIAT BRAVO/BRAVA+MULTIPLA+LANCIA 1.9/2.4 JTD
BMW 530D+730D ENGINE E39 
TOYOTA HILUX VIGO 3.0 TD 
OPEL MOVANO 2.2 DTI 
PEUGEOT 206.307 1.4 HDI=CITROEN XSARA 1. 4 HD
MERCEDES CDI VARIE CC./SPRINTER VARIE 
MERCEDES 316CDI SPRINTER/VITO 108/110/112 CDI/V200/220 CDI 
MERCEDES E 200 CDI / E 220 CDI / E 270 CDI
MERCEDES CLASSE A 160/170 CDI 
MERCEDES C/E/VITO/SPINTER 220/270 CDI 
MERCEDES CLASSE A 160/170 CDI

Как работает система впрыска Common Rail?

Индивидуальные решения для гибкого использования топлива


С повышением уровня технических характеристик систем впрыска возрастают и требования к чистоте и качеству топлива. Таким образом, топливо должно соответствовать заранее определенным значениям вязкости и смазывающей способности, поскольку компоненты насосов и форсунок высокого давления
смазываются топливом. Он также не должен иметь каких-либо загрязнений, которые могут привести к абразивному повреждению при применяемом высоком давлении.Поэтому для обеспечения правильной работы двигателя можно использовать только дизельное топливо, одобренное для данного применения и соответствующее действующим стандартам. По запросу клиента mtu проводит анализы для получения одобрения других видов топлива в конкретных областях применения в тесном сотрудничестве с компанией Rolls-Royce Power Systems, брендом L’Orange или альтернативными поставщиками. В некоторых случаях, например, отсутствие смазывающих свойств топлива
может быть компенсировано специальными покрытиями на системе впрыска.Кроме того, mtu помогает клиентам при проектировании бака и топливной системы на объекте. Это представляет большой интерес, например, для горнодобывающих машин, которые подвергаются высокому уровню запыленности.

Резюме


MTU постоянно совершенствует свои двигатели, чтобы гарантировать, что они будут соответствовать жестким будущим стандартам выбросов, при этом потребляя при этом как можно меньше топлива. С этой целью mtu оптимизирует сгорание топлива в цилиндре с помощью своей системы впрыска Common Rail с электронным управлением в сочетании с другими технологиями, такими как рециркуляция выхлопных газов. За счет достижения чистого и эффективного сгорания расходы на системы нейтрализации выхлопных газов можно минимизировать, а в некоторых случаях полностью исключить. Компания mtu успешно использовала системы Common Rail еще в 1996 году и постоянно совершенствовала эту технологию в сотрудничестве с брендом Rolls-Royce Power Systems L’Orange и другими поставщиками. Благодаря своему обширному опыту в области систем впрыска Common Rail, mtu может оптимально использовать потенциал технологии, чтобы сделать двигатели чрезвычайно экономичными и чистыми.

Компоненты, принцип работы и функции - Punch Newspapers

Kunle Shonaike

В 1997 году компания Bosch выпустила первую систему Common Rail. Эта система названа в честь общего резервуара высокого давления (Common Rail), который снабжает топливом все цилиндры. В обычных системах впрыска дизельного топлива давление топлива должно создаваться индивидуально для каждого впрыска. Однако в системе Common Rail создание давления и впрыск разделены, что означает, что топливо постоянно доступно под давлением, требуемым для впрыска.

Системы Common Rail имеют модульную конструкцию. Каждая система состоит из насоса высокого давления, форсунок, рейки и электронного блока управления.

Common Rail - один из наиболее важных компонентов в системе непосредственного впрыска дизельного топлива и бензина. Основное различие между прямым и стандартным впрыском заключается в подаче топлива и в том, как он смешивается с поступающим воздухом. В системе прямого впрыска топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, минуя период ожидания во впускном коллекторе.Под управлением электронного блока топливо впрыскивается непосредственно там, где камера сгорания наиболее горячая, что обеспечивает более равномерное и тщательное горение.

Основные преимущества системы непосредственного впрыска топлива с общей топливораспределительной рампой можно резюмировать в снижении выбросов выхлопных газов и шума, улучшении топливной эффективности и улучшенных общих характеристиках двигателя. Система состоит из насоса высокого давления, форсунок, рейки и электронного блока управления.

Common Rail представляет собой длинный металлический цилиндр.Он получает топливо от насоса и распределяет его по форсункам под чрезвычайно высоким давлением. Повышение давления топлива - результат новейшей конструкции двигателей. И дизельные, и бензиновые двигатели, как правило, становятся меньше и легче для повышения топливной экономичности и производительности, что увеличивает давление топлива и устанавливает совершенно новые стандарты в производстве высококачественной системы Common Rail.

Во-первых, решающее значение имеет геометрическая точность детали.Точная конструкция способствует повышению производительности Common Rail. Даже минимальные колебания размера или формы могут привести к поломке. Определение правильных параметров на этапе проектирования важно, но что действительно важно, так это их строгое соблюдение в процессе производства.

Выбор материала - это тоже момент, который нельзя недооценивать. Хорошие механические свойства обеспечивают прочность и предотвращают коррозию. Используемые материалы - обычно сталь и нержавеющая сталь. Common Rail для дизельного двигателя изготовлен из стали, а Common Rail для бензинового двигателя изготовлен из нержавеющей стали, потому что топливо слишком агрессивно, а нержавеющая сталь обладает большей устойчивостью к коррозии, чем сталь.

Прямой впрыск Common Rail

В топливных системах большинства современных двигателей используется передовая технология, известная как CRDi или непосредственный впрыск Common Rail. И бензиновые, и дизельные двигатели используют общую «топливную рампу», которая подает топливо к форсункам. Однако в дизельных двигателях производители называют эту технологию CRDi, в то время как бензиновые двигатели называют ее прямым впрыском бензина или послойным впрыском топлива. Обе эти технологии имеют схожую конструкцию, поскольку они состоят из «топливной рампы», которая подает топливо к форсункам.Однако они значительно отличаются друг от друга по таким параметрам, как давление и тип используемого топлива.

При непосредственном впрыске Common Rail сгорание происходит непосредственно в основной камере сгорания, расположенной в полости над днищем поршня. Сегодня производители используют технологию CRDi для преодоления некоторых недостатков обычных дизельных двигателей, которые при внедрении были медленными, шумными и низкими по производительности, особенно в легковых автомобилях.

Технология CRDi работает в тандеме с ЭБУ двигателя, который получает данные от различных датчиков.Затем он рассчитывает точное количество топлива и время впрыска. Топливная система включает компоненты, которые более интеллектуальны по своей природе и управляют ими электрически / электронно. Кроме того, обычные форсунки заменяются более совершенными электромагнитными форсунками с электрическим приводом. Они открываются сигналом ECU, в зависимости от таких переменных, как частота вращения двигателя, нагрузка, температура двигателя и т. Д.

В системе Common Rail используется топливная магистраль, общая для всех цилиндров, или, простыми словами, «топливо». распределительная труба.'Он поддерживает оптимальное остаточное давление топлива, а также действует как общий топливный резервуар для всех форсунок. В системе CRDi топливная рампа постоянно накапливает и подает топливо к форсункам с электромагнитным клапаном под необходимым давлением. Это совершенно противоположно тому, что насос впрыска топлива подает дизельное топливо через независимые топливопроводы к форсункам в случае конструкции более раннего поколения (DI).

Режим работы

В обычных системах впрыска дизельного топлива давление топлива должно создаваться индивидуально для каждого впрыска.Однако в системе Common Rail создание давления и впрыск разделены, что означает, что топливо постоянно доступно под давлением, требуемым для впрыска. Создание давления происходит в насосе высокого давления.

Насос сжимает топливо и подает его по трубопроводу высокого давления к входу в рампу, которая действует как общий резервуар высокого давления для всех форсунок - отсюда и название «common rail».

Отсюда Топливо распределяется по отдельным форсункам, которые впрыскивают его в камеру сгорания цилиндра.

Насосы высокого давления

Насос высокого давления сжимает топливо и подает его в необходимом количестве. Он постоянно подает топливо в резервуар высокого давления (рампу), тем самым поддерживая давление в системе. Требуемое давление доступно даже при низких оборотах двигателя, поскольку создание давления не связано с частотой вращения двигателя. Большинство систем Common Rail оснащены радиально-поршневыми насосами. В компактных автомобилях также используются системы с индивидуальными насосами, которые работают при низком давлении в системе.

Форсунки

Форсунка в системе Common Rail состоит из форсунки, привода для пьезо-форсунок или электромагнитного клапана для форсунок с электромагнитным клапаном, а также гидравлических и электрических соединений для приведения в действие иглы форсунки.

Устанавливается в каждый цилиндр двигателя и соединяется с рейкой короткой трубкой высокого давления. Инжектор управляется электронной системой управления дизельным двигателем. Это гарантирует, что игла сопла открывается или закрывается приводом, будь то электромагнитный клапан или пьезо.Форсунки с пьезоприводом несколько уже и работают с особенно низким уровнем шума. Оба варианта демонстрируют одинаково короткое время переключения и обеспечивают предварительный впрыск, основной впрыск и вторичный впрыск, чтобы обеспечить чистое и эффективное сгорание топлива в любой рабочей точке.

Компоненты CRDi

  • Топливный насос - нагнетает топливо до высокого давления
  • Трубка высокого давления - подает топливо в форсунку
  • Форсунка - впрыскивает топливо в цилиндр
  • Подающий насос - всасывает топливо из топливного бака
  • Топливный фильтр - фильтрует топливо
  • Блок управления двигателем

В некоторых типах топливных баков также есть отстойник топлива на дне фильтра для отделения воды от топлива.

Функции системы

Система впрыска дизельного топлива выполняет четыре основные функции:

Подача топлива

Элементы насоса, такие как цилиндр и плунжер, встроены в корпус насоса высокого давления. Топливо сжимается до высокого давления, когда кулачок поднимает плунжер, а затем направляется в инжектор.

Регулировка количества топлива

В дизельных двигателях поступление воздуха практически постоянно, независимо от частоты вращения и нагрузки.Если количество впрыска изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя и время впрыска остается постоянным, мощность и расход топлива изменяются. Поскольку мощность двигателя почти пропорциональна количеству впрыска, она регулируется педалью акселератора.

Регулировка момента впрыска

Задержка зажигания - это период времени между моментом впрыска, воспламенения и сгорания топлива и достижением максимального давления сгорания. Поскольку этот период времени почти постоянен, независимо от частоты вращения двигателя, таймер используется для регулировки и изменения момента впрыска, что позволяет достичь оптимального сгорания.

Распыление топлива

Когда топливо нагнетается нагнетательным насосом и затем распыляется из форсунки, оно полностью смешивается с воздухом, улучшая тем самым воспламенение. Результат - полное сгорание.

Принцип работы CRDi

Насос высокого давления подает топливо под давлением. Насос сжимает топливо под давлением около 1000 бар или около 15000 фунтов на квадратный дюйм. Затем он подает топливо под давлением по трубопроводу высокого давления ко входу топливной рампы.Оттуда топливная рампа распределяет топливо по отдельным форсункам, которые затем впрыскивают его в камеру сгорания.

В большинстве современных двигателей CRDi используется насос-форсунка с турбонагнетателем, который увеличивает выходную мощность и соответствует строгим нормам выбросов. Кроме того, он улучшает мощность двигателя, реакцию дроссельной заслонки, топливную экономичность и снижает выбросы. За исключением некоторых изменений дизайна, основной принцип и принцип работы технологии CRDi остаются в основном одинаковыми для всех. Однако его производительность в основном зависит от конструкции камеры сгорания, давления топлива и типа используемых форсунок.

Преимущества и недостатки

Преимущества

(1) Более низкие выбросы: Одна из причин, по которой дизельные двигатели с системой Common Rail были изобретены производителями автомобилей, заключалась в том, 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 и на один шаг ближе к борьбе с глобальным потеплением.

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

(3) Меньше шума: Системы непосредственного впрыска топлива известны своей шумностью во время вождения. Система 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 чувствовалось много вибраций. Теперь эти вибрации были уменьшены с помощью системы прямого впрыска Common Rail.

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

Недостатки

(1) Дорогой автомобиль: Автомобили с дизельным двигателем Common Rail будут дороже, чем с традиционным дизельным двигателем. Если вы работаете в компании, которая поставляет вам автомобиль, то это не проблема. Но если это личный автомобиль, возможно, вам не захочется тратить лишние деньги.

(2) Дорогие детали: Поскольку автомобили с системой Common Rail более дорогие, можно ожидать, что запасные части также будут дорогими.

(3) Больше обслуживания: Дизельные двигатели Common Rail требуют большего обслуживания, чем традиционный дизельный двигатель. Даже если вы выполняете техническое обслуживание самостоятельно, это все равно потребует больше времени, усилий и, возможно, затрат.

Выбрано из Интернета

Масло, специально упомянутое для обслуживания моего автомобиля Passat, - это масло Castrol. Но масла мало и если его увидеть, то оно довольно дорогое. Могу ли я использовать любое другое масло? Спасибо, сэр. Анонимный

Я считаю, что это просто соглашение в маркетинговых целях.Если вы знаете точную спецификацию, вы можете купить любую другую марку, у которой есть спецификации.

Я хочу поблагодарить вас за самоотверженное служение в обучении всех нас. Купил подержанный автобус Тойота Хаммер 2004 года выпуска. Я знал, что под подозрением стоит двигатель, но никогда не знал, что он выйдет из строя так рано. Единственный вариант, который предлагают механики, - купить новый двигатель стоимостью N1,5 млн. Это единственный выход? Abrah

Иногда это единственная альтернатива, которая у вас есть. Но в зависимости от повреждения старого двигателя, вы все равно сможете восстановить его.Но только ваш механик может определить урон.

Общие коды

P0697: Датчик опорного напряжения цепи «C» открыт

Значение

Модуль управления имеет внутренние опорные шины 5-вольтовых называемый опорный 5 вольт. Каждая опорная шина обеспечивает 5-вольтовую опорную цепь для более чем одного датчика. Таким образом, условие неисправности на одной цепи опорного напряжения 5 вольт будет влиять на другие опорные цепи 5 вольт, подключенных к опорной шине.Модуль управления контролирует напряжение на 5-вольтовых опорных шинах.

Возможные причины

  • Модуль Дефектный управления двигателем
  • ЕСМ Жгут открыт или закорочен
  • ЕСМ цепи плохое электрическое подключение
  • закорочен датчик на 5 вольт цепи
  • P0698: Датчик опорного напряжения цепи низкого «C»

Значение

Модуль управления имеет внутренние 5-вольтовые опорные шины, называемые опорными 5-вольтами.Каждая опорная шина обеспечивает 5-вольтовую опорную цепь для более чем одного датчика. Таким образом, условие неисправности на одной цепи опорного напряжения 5 вольт будет влиять на другие опорные цепи 5 вольт, подключенных к опорной шине. Модуль управления контролирует напряжение на 5-вольтовых опорных шинах.

Возможные причины

  • Модуль Дефектный управления двигателем
  • ЕСМ Жгут открыт или закорочен
  • ЕСМ цепи плохое электрическое подключение
  • Короткое замыкание датчика на 5 вольт цепи

P0699: датчика опорного напряжения цепи «C» высокий

Значение

модуль управления имеет внутренние опорные шины 5-вольтовые называются ссылкой 5 вольт. Каждая опорная шина обеспечивает 5-вольтовую опорную цепь для более чем одного датчика. Таким образом, условие неисправности на одной цепи опорного напряжения 5 вольт будет влиять на другие опорные цепи 5 вольт, подключенных к опорной шине. Модуль управления контролирует напряжение на 5-вольтовых опорных шинах.

Возможные причины

  • Неисправен модуль управления двигателем
  • Обрыв или короткое замыкание жгута проводов ЕСМ
  • Плохое электрическое соединение цепи ЕСМ
  • Короткое замыкание датчика в цепи 5 В

P0700: Неисправность системы управления коробкой передач

Значение

Модуль управления коробкой передач отслеживает неисправности датчиков и исполнительных механизмов, связанных с управлением коробкой передач.Когда TCM обнаруживает неисправность в блоке управления, в модуль управления двигателем отправляется сигнал, чтобы в ближайшее время загорелся индикатор двигателя или индикатор сервисного двигателя. ECM сохраняет код P0700, и это означает, что TCM обнаружил неисправность в органах управления коробкой передач.

Технические примечания

Поскольку P0700 представляет собой простой и информативный код, проверьте TCM на наличие дополнительных кодов для решения проблемы.

Возможные симптомы

  • Горит индикатор двигателя (или предупреждающий световой сигнал о скором обслуживании двигателя)
  • Проблемы с управляемостью
  • Проблемы с переключением передач

Возможные причины

  • Короткое замыкание или разрыв цепи в модуле управления коробкой передач
  • Неисправность Модуль управления трансмиссией

P0701: Диапазон / рабочие характеристики системы управления трансмиссией

Значение

Модуль управления трансмиссией обнаружил другие настройки диагностических кодов неисправности коробки передач, этот код неисправности включает тормозной режим.

Возможные причины

  • Неисправен модуль управления трансмиссией
  • Жгут проводов модуля управления трансмиссией обрыв или закорочен
  • Плохое электрическое соединение цепи модуля управления трансмиссией

P0702: Модуль управления трансмиссией

Значение

код запускается модулем управления двигателем, когда в модуле управления коробкой передач хранится код

Возможные причины

  • Неисправен модуль управления коробкой передач
  • Жгут проводов модуля управления трансмиссией обрыв или закорочен
  • Электрическая цепь модуля управления трансмиссией неисправна соединение

P0703: Работа выключателя тормоза

Значение

Модуль управления двигателем обнаружил ускорение и замедление без замены выключателя тормоза

Технические примечания

Проверьте, работает ли стоп-сигнал с педалью тормоза. Если стоп-сигналы не работают, замените или отрегулируйте выключатель тормоза.

Возможные симптомы

  • Горит индикатор двигателя (или предупреждающий сигнал о скором обслуживании двигателя)
  • Не работают стоп-сигналы

Возможные причины

  • Неисправный выключатель тормоза
  • Неправильно отрегулирован выключатель тормоза
  • Разрыв жгута проводов выключателя или короткое замыкание
  • Плохое электрическое соединение цепи переключателя тормоза

P0704: Неисправность входной цепи переключателя сцепления

Значение

Когда педаль сцепления нажата, сигнал напряжения от переключателя сцепления к модулю управления двигателем низкий .Если ЕСМ не видит этого изменения с высокого на низкий, когда скорость автомобиля превышает 0 миль в час, он устанавливает код P0704.

Когда обнаруживается код?

ЕСМ не обнаружил никакого движения в переключателе положения педали сцепления

Технические примечания

Проверьте регулировку переключателя сцепления, переключатель должен открываться и закрываться при нажатии педали сцепления. Если переключатель отрегулирован правильно, замените переключатель сцепления, чтобы решить проблему.

Возможные причины

  • Неисправность переключателя сцепления
  • Неправильно отрегулированный переключатель сцепления
  • Жгут проводов переключателя сцепления обрыв или закорочен
  • Цепь переключателя сцепления плохое электрическое соединение
  • Неисправен модуль управления двигателем

P0705: Датчик диапазона передачи неисправность цепи

Значение

Переключатель парковочного / нейтрального положения включает переключатель диапазонов коробки передач.Переключатель диапазонов коробки передач определяет положение рычага селектора, когда рычаг переключения передач находится в положении N или P, и отправляет сигнал в модуль управления коробкой передач.

Когда обнаруживается код?

Переключатель диапазонов коробки передач определяет положение рычага селектора и отправляет сигнал в TCM.

Возможные причины

  • Неисправность переключателя парковочного / нейтрального положения
  • Неправильная регулировка переключателя парковочного / нейтрального положения
  • Обрыв или короткое замыкание жгута проводов переключателя парковочного / нейтрального положения
  • Плохое электрическое соединение цепи переключателя парковочного / нейтрального положения

Авторские права PUNCH.

Все права защищены. Этот материал и другой цифровой контент на этом веб-сайте нельзя воспроизводить, публиковать, транслировать, переписывать или распространять полностью или частично без предварительного письменного разрешения PUNCH.

Контакт: [электронная почта защищена]

СКАЧАТЬ ПРИЛОЖЕНИЕ PUNCH NEWS СЕЙЧАС НА

Дизельный двигатель Common Rail (как это работает и плюсы / минусы)

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 с помощью ряда 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 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 с системой 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 дизельных двигателей с общей топливной магистралью как способ сделать это. Именно поэтому вы больше не видите слишком много черного дыма, выходящего из выхлопной трубы грузовика.

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 в системе Common Rail увеличена на 25%. Вы по достоинству оцените эти превосходные характеристики двигателя, управляя автомобилем по дороге. Между тем, общее впечатление от вождения тоже улучшится. Вы не услышите столько шумов, исходящих от двигателя, как в случае с дизельным двигателем с впрыском топлива. К тому же вибрации тоже не будут такими сильными.

Но больше всего вас, вероятно, будет интересовать расход топлива. Что ж, вы будете рады 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 неисправные 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 намного 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.

Система прямого впрыска Common Rail или CRDI: работает, преимущества

Есть два различных типа систем впрыска в дизельных двигателях или с воспламенением от сжатия (двигатели C I). Одна из них - это система впрыска воздуха, а другая - система безвоздушного или твердого впрыска.В этом посте мы узнаем о системе прямого впрыска Common Rail CRDI System, которая входит в состав системы твердого впрыска.

В этом посте мы сосредоточимся только на системе прямого впрыска Common Rail .

Схема системы CRDI

Компоненты системы прямого впрыска Common Rail - Система CRDI:

  • Топливный бак
  • Аккумулятор [Заголовок]
  • Клапан сброса высокого давления
  • Пружинно-игольчатый клапан
  • Кулачок, толкатель, коромысло и рычаг
  • клин
  • Сальник

Прочтите о многоточечной системе впрыска топлива (MPFI) - Работа, преимущества

Работа системы CRDI или прямого впрыска Common Rail:

  1. Как видно на схеме системы CRDI, насос высокого давления используется для подачи топлива в гидроаккумулятор или коллектор из топливного бака. В случае превышения допустимого давления в гидроаккумуляторе, предохранительный клапан высокого давления, подключенный к гидроаккумулятору, помогает снизить давление.
  2. Теперь это топливо из гидроаккумулятора подается в цилиндры двигателя по топливопроводам с помощью твердотельных форсунок.
  3. Другой подпружиненный предохранительный клапан высокого давления, используемый для поддержания постоянного давления в системе для бесперебойной работы. Он также возвращает в топливный бак лишнее топливо из гидроаккумулятора.
  4. На схеме вы видите игольчатый клапан.Он используется для управления открыванием и закрыванием форсунки во время распыления топлива в цилиндры. Движение сопла вверх и вниз измеряется кулачком.
  5. Кулачок соединен с пружиной с помощью коромысла и рычага. Во время задержки кулачка пружина с помощью игольчатого клапана предотвращает впрыск топлива в цилиндр.
  6. Сальник обеспечивает уровень топлива над седлом клапана для лучшего впрыска топлива в цилиндры.
  7. Основную роль в этой системе играет клин. Он контролирует количество топлива, впрыскиваемого в цилиндр, в соответствии с мощностью, необходимой для двигателя. Клин управляется регулятором или может управляться вручную в соответствии с требованиями.

Преимущества системы CRDI:

  • Система CRDI может управлять расходом топлива в соответствии с нагрузкой и скоростью двигателя.
  • Для этой системы требуется только один топливный насос для нескольких цилиндров.
  • Система
  • CRDI полезна для окружающей среды, так как снижает уровень шума, дыма и твердых частиц.
  • Обеспечивает высокую выходную мощность при низких оборотах.
  • Главное преимущество системы CRDI - экономия топлива.

Недостатки CRDI системы:

  • Эта система сложнее системы MPFI и требует хорошей инженерной работы.
  • Система CRDI не подходит для обычных двигателей.
  • Стоимость обслуживания этой системы выше, чем у других.
  • Автомобили с системой CRDI дороже по сравнению с автомобилями без системы CRDI.

Прочтите о Картере Карбюратор: конструкция, работа и схема

Транспортные средства используют систему CRDI:

В настоящее время все автомобили премиум-класса или полу-премиум-класса используют систему CRDI в своих автомобилях, поскольку она дает больше преимуществ по сравнению с другими автомобилями на рынке. Следующие автомобили используют систему CRDI:

  • Mercedes-Benz все модели
  • Tata моторы
  • Hyundai
  • Тойота

Если у вас есть вопросы по этой статье, задайте их в разделе комментариев.

ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА: КОМПОНЕНТЫ, ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ, СИМПТОМЫ И КОНТРОЛЬ ВЫБРОСОВ

Функция топливной системы заключается в хранении и подаче топлива в камеру цилиндра, где оно может смешиваться с воздухом, испаряться и сжигаться для производства энергии. Топливо, которым может быть бензин или дизельное топливо, хранится в топливном баке. Топливный насос всасывает топливо из бака по топливопроводам и подает его через топливный фильтр либо в карбюратор, либо в топливную форсунку, а затем доставляет в камеру цилиндра для сгорания.

КОМПОНЕНТЫ

1. Топливный бак

Топливный бак - это основное хранилище топлива, которым движется автомобиль. Вообще говоря, бензобак обычно находится в задней части автомобиля или под ней.

2. Топливные форсунки:

Распыляет мелкий туман топлива в камеру сгорания каждого цилиндра или корпуса дроссельной заслонки, в зависимости от конструкции.
Топливные форсунки приводятся в действие топливным насосом, и их задача состоит в том, чтобы распылять топливно-воздушную смесь в камеру сгорания, готовую к воспламенению для выработки энергии на ведомые колеса.Топливные форсунки в основном представляют собой форсунку с присоединенным клапаном, форсунка создает распыление топлива и капель воздуха (распыление). В принципе, это можно рассматривать как распылитель духов или дезодорант, распыляющий тонкий туман.

3. Шланг для заливки топлива

Шланг для заправки топливом - это главный соединитель, соединяющий крышку бензобака с топливным баком. Это точка, в которой бензин (или другое топливо) заливается в автомобиль.

4. Газовая крышка

Газовая крышка закрывает заправочный шланг и используется для обеспечения того, чтобы

A) Газ не выливается из автомобиля и
B) топливная система остается под правильным давлением (в транспортных средствах, которые используют системы под давлением).

5. Топливный насос

Топливный насос используется для перекачивания топлива из топливного бака через топливопроводы в топливные форсунки, которые распыляют топливо в камеру сгорания, чтобы вызвать сгорание. Есть два типа: механические топливные насосы (используются в карбюраторах) и электронные топливные насосы (используются в электронном впрыске топлива).

• Механические топливные насосы: они обычно приводятся в действие дополнительными ремнями или цепями от двигателя.
• Электронные топливные насосы: управляемые электронной системой впрыска топлива, они обычно более надежны и имеют меньше проблем с надежностью, чем их механические аналоги.

6. Топливный фильтр

Топливный фильтр - это залог исправной работы системы подачи топлива. Это более верно для впрыска топлива, чем для автомобилей с карбюратором. Топливные форсунки более подвержены повреждению из-за грязи из-за их жестких допусков, но также в автомобилях с впрыском топлива используются электрические топливные насосы. Когда фильтр забивается, электрический топливный насос работает с такой силой, чтобы протолкнуть фильтр, что он сгорает. В большинстве автомобилей используются два фильтра. Один внутри бензобака и один на линии топливных форсунок или карбюратора.Если не возникнут какие-либо серьезные и необычные условия, вызывающие попадание большого количества грязи в бензобак, необходимо только заменить фильтр в трубопроводе.

7. Топливные магистрали

Топливные магистрали соединяют все различные компоненты топливной системы.
Стальные трубопроводы и гибкие шланги переносят топливо от бака к двигателю. При обслуживании или замене стальных трубопроводов нельзя использовать медь или алюминий. Стальные линии необходимо заменить на стальные. При замене гибких резиновых шлангов необходимо использовать соответствующий шланг.Обычная резина, например, используемая в вакуумных или водяных шлангах, размягчается и портится. Будьте осторожны, прокладывая все шланги подальше от выхлопной системы.

8. Указатель уровня топлива

Указатель уровня топлива существует как элемент дисплея на приборной панели автомобиля. Он предназначен для отображения водителю фактического количества топлива в топливном баке. На старых автомобилях датчики уровня топлива (или связанная с ними часть, передающий блок) обычно неточны. Когда вы впервые начинаете водить свой классический автомобиль, найдите время, чтобы узнать, насколько точна эта система.Это избавит вас от долгой прогулки до заправки, если у вас закончится бензин!

9. Узел отправки указателя уровня топлива

Что касается топливной системы, это может быть вашей самой большой головной болью. Отправляющие блоки, в лучшем случае, имеют ошибочный дизайн. Как правило, наиболее точный отправитель дает от 1/4 до 3/4 баллона с бензином. Помимо этого, датчик становится все более неточным по мере того, как вы достигаете пределов резервуара (полный или пустой).

В зависимости от возраста автомобиля, типа карбюратора / впрыска топлива и действующих на тот момент стандартов выбросов также может иметься:

10.Трубопроводы возврата топлива

Это, как правило, те же типы трубопроводов, что и основной топливопровод. Эти конкретные строки используются для нескольких целей. В первую очередь они используются для возврата излишков топлива в бензобак для рециркуляции. Кроме того, они улавливают пары бензина, которые, попадая обратно в бензобак, охлаждаются и снова конденсируются в жидкость. В частности, дизельные двигатели с впрыском топлива часто используют топливо в качестве охлаждающего механизма для топливного инжектора. Они могут рециркулировать значительное количество топлива.

11. Контроль выбросов паров

Часто используются в сочетании с линиями возврата топлива. Цель этой части всей системы - гарантировать, что пары бензина не попадут в окружающий воздух. Если это произойдет, то может произойти ряд неприятных вещей: 1) Огромный выброс паров бензина, 2) Неприятный запах бензина проникает внутрь автомобиля, и 3) Он может нанести вред окружающей среде.

12. Регулятор давления топлива

Регуляторы давления топлива

в основном используются в автомобилях с системой впрыска топлива.Впрыск топлива, в отличие от карбюрации, представляет собой систему высокого давления. Регулятор давления топлива обеспечивает поддержание в системе надлежащего давления.

13. Демпфер пульсации:

Поскольку топливные форсунки быстро открываются и закрываются в соответствии с циклом OTTO двигателя, в топливной системе возникают колебания давления. Работа демпфера пульсаций заключается в том, чтобы помочь бороться с уровнями давления, уменьшая непостоянство подачи топлива.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Кое-что из этого может показаться немного глупым, поскольку многие компоненты довольно очевидны для всех нас.По сути, как только вы заправляете бак бензином, система «готова». Когда вы заводите автомобиль, топливный насос начинает процесс подачи топлива из топливного бака через топливопроводы и топливный фильтр в систему, которая контролирует подачу топлива / воздуха в двигатель (карбюратор или топливный инжектор). Во время движения автомобиля таким образом подается непрерывная подача топлива.

Топливная система современных автомобилей представляет собой сложное и замысловатое сочетание компонентов и электроники.Обычно топливные системы работают следующим образом:

• Топливо подается из топливного бака к топливным форсункам через топливный насос и топливопроводы. Насос обычно располагается рядом с топливным баком или внутри самого бака.
• Топливо, выходящее из топливного бака и топливного насоса, проходит через топливный фильтр, который очищает и устраняет любые загрязнения. Обычно это линейная конструкция с высокой пропускной способностью для максимального увеличения расхода.
• Топливо проходит по топливопроводам и попадает к топливным форсункам.Давление в топливной форсунке регулируется с помощью регулятора давления.
• Любое неиспользованное топливо, превышающее допустимое давление, возвращается по топливопроводам обратно в топливный бак.

Карбюраторные двигатели

Топливная система для этого типа двигателя обычно представляет собой систему низкого давления. Если автомобиль оборудован механическим топливным насосом, количество оборотов двигателя (оборотов в минуту) определяет скорость подачи топлива. Чем быстрее автомобиль движется (или набирает обороты), тем сильнее работает топливный насос и общий объем подаваемого топлива.Если транспортное средство оборудовано электрическим топливным насосом, общий процесс такой же, но для обеспечения подачи необходимого количества топлива необходимо установить ограничитель некоторой формы. Это может быть регулятор давления, система перелива с обратными линиями или механизм для конкретного автомобиля.

Двигатели с впрыском топлива

После запуска двигателя, при условии, что крышка бензобака была установлена ​​и герметизирована правильно, в системе создается давление. Ваш современный автомобиль, вероятно, впрыскивается.Вы когда-нибудь замечали выделение воздуха, когда идете доливать бензин? Это автомобиль, сбрасывающий давление в системе. Электрический топливный насос непрерывно перекачивает бензин, обеспечивая необходимый уровень давления в системе. В дополнение к нормальной подаче топлива он также проходит через регулятор давления, который обеспечивает правильное давление топлива в точке форсунки, так что количество топлива, впрыскиваемого в двигатель, является соответствующим. В зависимости от года выпуска и рассматриваемого транспортного средства уровень технологии, управляющей системой, может быть простым управлением типом проводки или компьютером.

СИМПТОМЫ

Основными симптомами любого типа топливной системы транспортного средства с признаками износа или износа являются:
• Затрудненный запуск двигателя
• Медленное или неуверенное ускорение
• Глохнет во время движения
• Периодическая потеря мощности
• Проверьте свет двигателя или обслуживание Горит индикатор «Двигатель скоро»
• Двигатель не работает на холостом ходу
• Чрезмерный дым от двигателя
• Заметный запах топлива
• Сниженная экономия топлива

КОНТРОЛЬ ВЫБРОСОВ

Средства контроля выбросов являются дополнением к базовой топливной системе и различаются по сложности в зависимости от года выпуска, транспортного средства и правовых мер, действующих на момент производства.По сути, они обеспечивают подачу необходимого количества топлива, возврат излишка топлива в бензобак и недопущение выхода опасных паров из системы. Из-за изменчивости в этом конкретном сегменте системы для вас важно ознакомиться с технической информацией, которая конкретно относится к вашему автомобилю.

Система впрыска Common Rail

CRDI - Система впрыска Common Rail

Common Rail непосредственный впрыск топлива - современный вариант системы непосредственного впрыска топлива для бензиновых и дизельных двигателей.На дизельных двигателях, он оснащен топливной рампой высокого давления (более 1000 бар или 100 МПа или 15000 фунтов на кв. дюйм) питание индивидуальных электромагнитных клапанов, в отличие от топливного насоса низкого давления форсунки узла подачи (или насадки насоса). Дизели Common Rail третьего поколения теперь оснащены пьезоэлектрическими форсунками для повышения точности с топливом давление до 3000 бар (300 МПа; 44000 фунтов на кв. дюйм). В бензиновых двигателях это используется в бензиновых двигателях с прямым впрыском.

Принцип работы;

Электромагнитные или пьезоэлектрические клапаны делают возможным точную электронику контроль времени и количества впрыска топлива, а также более высокого давления, которое Технология Common Rail обеспечивает лучшее распыление топлива. К низкий уровень шума двигателя, электронный блок управления двигателем может впрыснуть небольшой количество дизельного топлива непосредственно перед основным впрыском («пилотный» впрыск), тем самым снижая его взрывоопасность и вибрацию, а также оптимизируя впрыск время и количество для изменения качества топлива, холодного запуска и так далее. Некоторые передовые топливные системы Common Rail выполняют до пяти впрысков на Инсульт. Двигатели Common Rail требуют очень короткого (<10 секунд) время разогрева [ в зависимости от температуры окружающей среды и производят более низкую шум двигателя и выбросы по сравнению с более старыми системами использовались различные формы впрыска топлива.Два распространенных типа включают блок система впрыска и системы распределителя / рядного насоса (см. дизельный двигатель andunit инжектор для получения дополнительной информации). Хотя эти старые системы предоставляли точный контроль количества топлива и времени впрыска, они были ограничены несколько факторов:

· Они были с кулачковым приводом, а давление впрыска было пропорциональна оборотам двигателя. Обычно это означало, что самый высокий впрыск давление могло быть достигнуто только при самых высоких оборотах двигателя и максимальном достижимое давление впрыска уменьшалось по мере уменьшения оборотов двигателя.Этот отношение верно для всех насосов, даже тех, которые используются в системах Common Rail. В блочных или распределительных системах давление впрыска зависит от мгновенное давление одного события откачки без аккумулятора, и, следовательно, отношения более заметные и проблемные.

· Они были ограничены по количеству и срокам события впрыска, которыми можно было управлять во время одного события горения.Хотя в этих старых системах возможны множественные инъекции, намного труднее и дороже.

Для типичной распределительной / линейной системы начало закачка происходила при заданном давлении (часто обозначается как: поп давление) и заканчивался заданным давлением. Эта характеристика привела от «фиктивных» форсунок в открывающейся и закрывающейся ГБЦ при давлениях, определяемых предварительным натягом пружины, приложенным к плунжеру в инжектор. Как только давление в форсунке достигнет заданного уровня, поршень поднимется, и начнется впрыск.

В системах Common Rail в насосе высокого давления накапливается резервуар топлива при высоком давлении - до и выше 2000 бар (200 МПа; 29000 фунтов на кв. дюйм). Термин «common rail» относится к тому факту, что все топливные форсунки питаются от общего топлива рейка, которая представляет собой не что иное, как аккумулятор давления, в котором хранится топливо при высоком давлении.

Этот аккумулятор питает несколько топливных форсунок с топливо высокого давления. Это упрощает назначение насоса высокого давления в что ему нужно только поддерживать заданное давление на цель (либо с механическим или электронным управлением). Топливные форсунки обычно Управляется ЭБУ. Когда топливные форсунки электрически активированы, гидравлический клапан (состоящий из сопла и плунжера) механически или гидравлически открывается, и топливо распыляется в цилиндры под желаемым давлением.

Так как энергия давления топлива хранится удаленно и форсунки с электрическим приводом, давление впрыска при запуске и конец впрыска очень близок к давлению в гидроаккумуляторе (рампе), поэтому производя квадратную скорость закачки. Если гидроаккумулятор, насос и водопровод правильно подобран, давление и скорость закачки будут одинаковыми для каждого из события множественной инъекции.


Digital Commons @ Georgia Southern - Исследовательская конференция студентов Джорджии: Интеграция системы впрыска Common Rail для одноцилиндрового дизельного двигателя

Название заявки

Интеграция системы впрыска Common Rail для одноцилиндрового дизельного двигателя

Имя наставника основного факультета

Доктор.Валентин Солою

Аннотация
Производительность и эффективность дизельного двигателя

продолжают улучшаться, но, поскольку в отношении выхлопных газов двигателей ужесточаются правила, возникает необходимость в более совершенном управлении циклом сгорания. Нормы выбросов ограничивают количество NOx, сажи и CO, образующихся в процессе сгорания в двигателе. Чтобы справиться с требованиями по снижению выбросов, дизельные двигатели теперь проектируются с использованием системы впрыска Common Rail, которая обеспечивает наилучшее распыление воздушно-топливной смеси, что приводит к повышению эффективности двигателя.Система Common Rail также лучше контролирует опережение зажигания и может использовать несколько событий впрыска для контроля температуры цилиндров, что приведет к снижению вредных выбросов, а также снижению уровня шума двигателя.

Чтобы обеспечить лучший выброс и контроль эффективности, лаборатория возобновляемых источников энергии сосредоточится на преобразовании двигателя с механическим впрыском топлива на систему Common Rail. Управление системой будет осуществляться с помощью автономного блока сбора данных и ввода-вывода, что позволит практически неограниченно управлять параметрами системы, что даст будущим исследователям возможность разрабатывать систему в соответствии с их конкретной областью исследований. Блок сбора данных и драйвера используют архитектуру Lab-View и позволяют одновременно управлять как топливной системой с прямым впрыском, так и системой впрыска топлива через порт. Он также использует принципы обратной связи контура управления для регулирования давления в топливной рампе, что помогает получать точные и повторяемые данные.

Системы Common Rail позволяют наилучшим образом управлять циклом впрыска двигателя внутреннего сгорания за счет использования топлива под высоким давлением, инжекторов с чрезвычайно малым временем отклика и точного управления потоком топлива во всем диапазоне работы двигателя.Все эти атрибуты возможны, потому что в Common Rail используется высокотехнологичный инжектор, работающий по принципу пьезоэлектричества, когда механическое напряжение производит электрический заряд. Принцип также работает в обратном направлении. В инжекторе содержится пьезочувствительный материал, и короткие всплески электрического тока заставляют материал сжиматься и расширяться, открывая инжектор. Поскольку система управляется электроникой, она может открывать и закрывать форсунку до восьми раз в течение цикла впрыска и изменять время открытия и закрытия для каждого события.Это выходит далеко за рамки того, что может сделать система с механическим впрыском, и именно по этой причине дизельные системы Common Rail намного превосходят двигатели внутреннего сгорания с механическим впрыском с точки зрения эффективности.

Ключевые слова

КПД, Двигатель внутреннего сгорания, Прямой впрыск, Common Rail, Выбросы, Сажа, NOX

Расположение

Зал / Атриум

Дата начала

15-11-2014 14:55

Дата окончания

15-11-2014 16:10

Тип публикации и вариант выпуска

Презентация (открытый доступ)

Рекомендуемое цитирование

Сантанджело, Майкл П., «Интеграция системы впрыска Common Rail для одноцилиндрового дизельного двигателя» (2014). Конференция бакалавриата Джорджии . 132.
https://digitalcommons.georgias Southern.edu/gurc/2014/2014/132

В настоящее время этот документ здесь недоступен.

СКАЧАТЬ

С 7 ноября 2014 г.

МОНЕТЫ

15 ноября, 14:55 15 ноября, 16:10

Интеграция системы впрыска Common Rail для одноцилиндрового дизельного двигателя

Зал / Атриум

Производительность и эффективность дизельного двигателя

продолжают улучшаться, но, поскольку в отношении выхлопных газов двигателей ужесточаются правила, возникает необходимость в более совершенном управлении циклом сгорания.Нормы выбросов ограничивают количество NOx, сажи и CO, образующихся в процессе сгорания в двигателе. Чтобы справиться с требованиями по снижению выбросов, дизельные двигатели теперь проектируются с использованием системы впрыска Common Rail, которая обеспечивает наилучшее распыление воздушно-топливной смеси, что приводит к повышению эффективности двигателя. Система Common Rail также лучше контролирует опережение зажигания и может использовать несколько событий впрыска для контроля температуры цилиндров, что приведет к снижению вредных выбросов, а также снижению уровня шума двигателя.

Чтобы обеспечить лучший выброс и контроль эффективности, лаборатория возобновляемых источников энергии сосредоточится на преобразовании двигателя с механическим впрыском топлива на систему Common Rail. Управление системой будет осуществляться с помощью автономного блока сбора данных и ввода-вывода, что позволит практически неограниченно управлять параметрами системы, что даст будущим исследователям возможность разрабатывать систему в соответствии с их конкретной областью исследований. Блок сбора данных и драйвера используют архитектуру Lab-View и позволяют одновременно управлять как топливной системой с прямым впрыском, так и системой впрыска топлива через порт.Он также использует принципы обратной связи контура управления для регулирования давления в топливной рампе, что помогает получать точные и повторяемые данные.

Системы Common Rail позволяют наилучшим образом управлять циклом впрыска двигателя внутреннего сгорания за счет использования топлива под высоким давлением, инжекторов с чрезвычайно малым временем отклика и точного управления потоком топлива во всем диапазоне работы двигателя. Все эти атрибуты возможны, потому что в Common Rail используется высокотехнологичный инжектор, работающий по принципу пьезоэлектричества, когда механическое напряжение производит электрический заряд.Принцип также работает в обратном направлении. В инжекторе содержится пьезочувствительный материал, и короткие всплески электрического тока заставляют материал сжиматься и расширяться, открывая инжектор. Поскольку система управляется электроникой, она может открывать и закрывать форсунку до восьми раз в течение цикла впрыска и изменять время открытия и закрытия для каждого события. Это выходит далеко за рамки того, что может сделать система с механическим впрыском, и именно по этой причине дизельные системы Common Rail намного превосходят двигатели внутреннего сгорания с механическим впрыском с точки зрения эффективности.