31Мар

Устройство коммон рейл: Изучаем Common Rail: всё путем — журнал За рулем

ТНВД Common-Rail

Цены на наши услуги:

  CP1 CP2 CP3 легковые CP3 грузовые
Проверка ТНВД на стенде 2000 3500 2000 3500
Дефектация ТНВД 1500 2500 1500 2500
Частичный ремонт До 4000 До 5000 До 3000 До 5000
Регулировка ТНВД 2500
Ремонт ТНВД 6000 8000 4000 8000

ТНВД Common-Rail

Контур высокого давления аккумуляторной системы Common Rail делится на три части: создания давления, его аккумулирования и дозировки топлива. Топливный насос высокого давления снабжен клапаном регулирования давлеия и клапаном отключения плунжерной секции. С помощью ТНВД высокое давление аккумулируется в специальной камере — аккумуляторе давления, оснащенном датчиком давления, клапаном ограничения давления (перепускным клапаном) и ограничителем пропускной способности. Форсунки служат для своевременной подачи топлива в нужном количестве. Магистрали высокого давления связывают все эти части друг с другом.

  • Датчик массового расхода воздуха
  • Блок управления работой дизеля
  • ТНВД
  • Аккумулятор высокого давления (Rail)
  • Форсунка
  • Датчик частоты вра-щения коленчатого вала
  • Датчик температуры охлаждающей жидкости
  • Топливный фильтр
  • Датчик положения

Назначение

Основной функцией любого ТНВД является обеспечение подачи топлива к форсункам под необходимым давлением, на любых режимах работы двигатели и к течение всего срока эксплуатации транспортного средства. Система Common Rail отличается тем, что в ней ТНВД лишен распределительных функций и необходим лишь для создания резерва топлива и быстрого повышения давления в топливном аккумуляторе. ТНВД создает постоянное давление величиной до 1600 бар для аккумулятора высокого давления (Rail). Предварительно сжатое топливо по сравнению с обычными системами впрыска не сжимается в процессе впрыскивания.

Устройство

В аккумуляторных системах легковых автомобилей используется радиальный плунжерный ТНВД, который создает высокое давление топлива независимо от величины цикловой подачи.

  • ТНВД
  • Клапан огкпючения плунжерной секции
  • Клапан регулирования давления
  • Магистраль высокого давления
  • Аккумулятор высокого давления
  • Датчик давления топлива в аккумуляторе
  • Клапан ограниче ния давления (перепускной клапан)
  • Ограничитель пропускной способности
  • Форсунка
  • Блок управления работой дизеля

Другие услуги

  • ТНВД Common-Rail
  • Распределительные ТНВД

Common Rail ТНВД | Diesel-Pro

 Устройство и принцип действия

Система Common Rail – это система впрыска топлива под высоким давлением. Ее называют также аккумуляторной системой впрыска. Понятие «Common Rail» означает дословно «общая рейка» или «общая рампа», под которой подразумевается общий для всех форсунок топливный аккумулятор высокого давления. В этой системе разделены процессы подачи топлива под высоким давлением и процессы впрыска. Необходимая для впрыска подача топлива под высоким давлением производится специальным насосом высокого давления. Топливо накапливается в аккумуляторе высокого давления, из которого оно подводится через короткие трубопроводы к форсункам. К премуществам системы Common Rail относятся: практически свободный выбор давления впрыскивания для каждого режима работы двигателя,  возможность впрыска топлива под высоким давлением при низких частотах вращения вала двигателя и при частичных нагрузках, управляемое начало впрыска с подачей предварительной дозы, отделенной от основной порции топлива.

Устройство

Топливная система состоит из двух контуров: контура низкого давления, включающего электронасос в топливном баке, компенсационный бачок, топливный фильтр и шестеренный насос, и контура высокого давления, включающего насос высокого давления, аккумулятор (Rail), форсунки и предохранительный клапан.

Включенные в контур низкого давления электронасос и шестеренный насос обеспечивают подачу топлива из бака через компенсационный бачок и фильтр к насосу высокого давления. Этот насос подает топливо в аккумулятор (Rail) под высоким давлением, необходимым для впрыска топлива. Из аккумулятора высокого давления топливо поступает к форсункам, через которые оно впрыскивается в камеры сгорания двигателя.

 Дизельная форсунка с электронным управлением

Форсунки предназначены для впрыска топлива в камеры сгорания в нужном количестве и в нужный момент. Они управляются блоком управления топливной системой дизеля с непосредственным впрыском. В исходном состоянии форсунка закрыта. Ее электромагнитный клапан при этом обесточен. Якорь электромагнитного клапана прижимается пружиной к его седлу. Игла распылителя форсунки прижимается к ее седлу силой давления топлива, действующего на поршень мультипликатора сверху, и превышающей силу давления, действующую на значительно меньшую площадь иглы снизу.

 

Впрыск топлива производится по команде блока управления системой впрыска дизеля. При этом на электромагнитный клапан подается напряжение. Как только создаваемое электромагнитом усилие превышает силу затяжки пружины клапана, якорь электромагнита поднимается, открывая выпускной дроссель.

В результате топливо из камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль. Впускной дроссель препятствует быстрому уравниванию давлений в топливоподводящем канале и в камере управления. При этом сила давления, действующая на поршень мультипликатора, снижается до уровня, при котором она преодолевается силой давления на иглу распылителя. В результате игла поднимается и начинается впрыск топлива. Впрыск топлива заканчивается, как только блок управления системой впрыска дизеля прекращает подавать напряжение на электромагнитный клапан форсунки. При этом электромагнитный клапан обесточивается. Пружина электромагнитного клапана вновь прижимает его якорь к седлу, перекрывая сливной дроссель. Давление топлива в камере управления повышается до его уровня в аккумуляторе. При этом давление в камере управления равно давлению, действующему на иглу распылителя.

Это означает восстановление равенства давлений топлива в камере управления и в контуре высокого давления. Ввиду большей площади поршня мультипликатора действующая на него сила вызывает посадку иглы распылителя на ее седло. Таким образом процесс впрыска заканчивается, после чего игла распылителя остается неподвижной.

Дизельный топливный насос высокого давления — ТНВД

Дизельный топливный насос высокого давления или сокращённо ТНВД необходим для создания высокого давления дизельного топлива до 1700 бар. На валу насоса высокого давления находится эксцентрик. Вращение эксцентрика преобразуется посредством установленной на нем шайбы в возвратно-поступательное движение плунжеров трех насосных элементов.

При движении плунжера в направлении к валу увеличивается объем надплунжерного пространства и соответственно уменьшается давление в нем. При этом топливо, подаваемое шестеренным насосом под давлением, поступает через впускной клапан в надплунжерное пространство.

С началом движения плунжера от эксцентрикового вала происходит повышение давления топлива в надплунжерном пространстве. В результате тарелка впускного клапана прижимается к его седлу, перекрывая выход топлива из надплунжерного пространства. Дальнейшее перемещение плунжера сопровождается нарастанием давления топлива. При повышении давления в надплунжерном пространстве до его величины в аккумуляторе открывается выпускной клапан, через который топливо поступает в контур высокого давления.

История впрыска Common Rail: меньше заговоров, больше эффективности

Форсунка слева от Duramax использовалась под клапанной крышкой и внутри системы смазки двигателя до модельного года 2004. В середине того же года головка блока цилиндров и клапанная крышка были заменены, чтобы топливные форсунки были размещены вне смазочного масла, что исключило любую возможность разбавления масла топливом. Очевидно, что технологии продолжают развиваться.

Кажется, что когда покупатели находятся в магазине, всегда возникает вопрос, что на самом деле означает Common Rail. Затем, когда я объясняю им технологию, я получаю ответ: «Почему они должны были все изменить и начать использовать компьютеры?»

Если вы оказались в похожей лодке и вам нужно объяснить своим клиентам процесс, который они уже используют, я думаю, что могу помочь. Проще говоря, система Common-Rail состоит из четырех основных компонентов: топливного насоса высокого давления, топливной рампы высокого давления, отдельных форсунок и электронного блока управления (ЭБУ). Топливный насос высокого давления имеет шестеренчатый привод от двигателя. Когда двигатель вращается, топливо поступает в насос и находится под давлением (на холостом ходу давление топлива составляет около 5000 фунтов на квадратный дюйм; при полностью открытой дроссельной заслонке давление топлива может достигать 28000 фунтов на квадратный дюйм). Затем топливо подается в топливные рампы высокого давления. Топливные рампы — это в основном устройства хранения с жесткими, толстыми стальными трубками, доставляющими топливо к форсункам. Форсунки имеют соленоиды, приводимые в действие электронным блоком управления, которые обеспечивают подачу топлива в цилиндры.

Имейте в виду, что другие датчики и исполнительные механизмы управляются тем же электронным блоком управления, который поддерживает и регулирует давление топлива по мере изменения требований двигателя. Любые изменения в топливной системе от разных требований двигателя калибруются ЭБУ за миллисекунды, поэтому при увеличении потребности в мощности результаты ощущаются почти мгновенно. Тем более, что все дизели сейчас с турбонаддувом, наддув оказывает невероятное влияние на мощность и экономичность.

А вот вопрос «Зачем все компьютеры?» по-прежнему остается. Владельцы, кажется, считают, что автопроизводители являются частью какого-то заговора, вероятно, из-за стоимости ремонта. Итак, тема Common Rail заставила меня копнуть немного глубже. Не обязательно о том, почему это произошло, но КОГДА возникла эта концепция.

Появление двигателя Chevrolet Duramax, похоже, произошло тогда, когда публика начала больше слышать о системе впрыска Common Rail. Вы должны помнить одну вещь: причина того, что в газовые и дизельные двигатели было внесено так много технологических изменений, заключается в законах о выбросах. Автопроизводители были вынуждены найти решение, позволяющее уменьшить выбросы углеводородов и оксидов азота в выхлопную трубу. Таким образом, хотя мы можем не одобрять устройства для контроля выбросов, которые размещаются на двигателе, в целом они улучшили ситуацию.

Благодаря впрыску Common Rail возможность впрыска дизельного топлива в камеру сгорания при таком давлении и в нужное время привела к более эффективному сгоранию. А под управлением ЭБУ был возможен предварительный впрыск, что делало дизель тише. При предварительном впрыске, когда поршень движется вверх по отверстию и сжимает воздух, небольшое количество топлива впрыскивается в цилиндр, чтобы начать процесс горения. Таким образом, когда поршень достигает верхней части отверстия и происходит впрыск, при воспламенении топлива не возникает такого резкого щелчка или дребезжания.

Если вы помните, дизельный впрыск был очень грубым, жестким и неэффективным. Большинство дизельных систем впрыска в то время включали топливный насос, который доставлял топливо к ТНВД. Когда ТНВД приводился в действие двигателем, топливо втягивалось в нагнетательную камеру ТНВД, где оно сжималось и направлялось по трубопроводу из твердой стали к инжектору. Форсунка использовала топливо под давлением, чтобы поднять иглу форсунки с седла и выдавить топливо через форсунку в цилиндр. Этот грубый метод подачи топлива часто приводил к тому, что двигатели работали скудно и неэффективно, не говоря уже о том, что они были громкими. Однако они были надежными и безотказно служили долгие годы.

Во время исследования этого предмета я обнаружил удивительную вещь: это понятие существует уже более 50 лет! Идея, по-видимому, была разработана джентльменом по имени Роберт Хубер из Швейцарии в 1960-х годах. Я не смог найти ничего о Хубере, кроме упоминания, поэтому я не знаю, что это был за прототип. В 1970-х годах доктор Марко Гансер, также из Швейцарии, развил идею Хубера о системе Common Rail. Гансер в то время был инженером проекта в Stanadyne Diesel.

Корпорация Stanadyne уже много лет производит насосы для впрыска дизельного топлива для многих производителей дизельных двигателей. В 1985 году д-р Гансер основал собственную компанию Ganser-Hydromag с целью разработки своей системы Common-Rail. В то время никто не верил, что у него получится реализовать эту идею. Несмотря на противодействие, Гансер продолжал развивать систему Common Rail и работал с такими автопроизводителями, как Volkswagen, Daimler, Mercedes, General Motors, Isuzu и Yamaha.

В 1990-х годах разрабатывалось больше систем Common-Rail с использованием электронного блока управления. Основным автопроизводителем, разрабатывавшим эту концепцию в то время, был Fiat, работавший совместно с Magneti-Marelli. Затем Fiat столкнулся с финансовыми трудностями и решил продать идею Bosch, которая развила идею и установила свою первую систему Common-Rail в серийный автомобиль Alfa-Romeo 156 в 1919 году. 97.

Однако на самом деле история уходит гораздо дальше и начинается намного раньше, чем концепция Хубера в 60-х годах. Проведя еще несколько исследований, я обнаружил, что 90 лет назад существовала система Common-Rail с механическим приводом. Этот тип Common Rail был разработан для использования в двигателях подводных лодок группой инженеров верфи Vickers на северо-западе Англии.

Паровые двигатели в то время были очень неэффективными и ненадежными, и команда инженеров Vickers приводила в действие дизельные двигатели на своих подводных лодках, используя механическую систему Common Rail. Этот тип общей топливной рампы с одним или несколькими насосами, нагнетающими топливо под высоким давлением в линию подачи к форсункам, служит основным принципом, который мы используем сегодня. Компания Cummins признала преимущества этой системы и применила аналогичный тип впрыска на своих двигателях L10.

Несмотря на принятие желаемого за действительное со стороны некоторых потребителей, система Common-Rail использует электронику не только для того, чтобы питать какую-то теорию заговора, но и для того, чтобы сделать вещи лучше и эффективнее. Концепция эволюции в этом бизнесе существует уже много лет и была усовершенствована с учетом сегодняшних требований. Подумайте о первой попытке Рудольфа Дизеля и о том, как она развивалась сегодня. Процесс — вот что движет великими мыслителями современности. Речь идет не о попытке изобрести велосипед, а только о том, чтобы сделать его лучше.

Роберт Макдональд является владельцем компании Atlantic Engines в
Гранит-Фолс, Северная Каролина, и специализируется на высокопроизводительных дизельных и бензиновых двигателях
и головках блока цилиндров для уличных, морских, грязных и драг-гонок
. Вы можете связаться с Робертом по адресу [email protected].

Стенд для испытаний системы Common Rail CR3000A_Испытательный стенд_Машина для восстановления двигателей_Продукты_THL Станки и расходные материалы для производителей двигателей.

CR3000A СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ COMMON RAIL в основном предназначен для проверки насосов и форсунок Common Rail. Также это компьютеризированная измерительная система непрерывного анализа подачи топлива  для обычных и новых систем впрыска дизельного топлива. Электронная система измерения подачи топлива является обязательной для тестирования современных дизельных систем впрыска. Это гарантирует высокий уровень воспроизводимости измеряемой величины.

CR3000A COMMON RAIL TEST BENCH — это профессиональный испытательный стенд, который используется для тестирования системы Common Rail, может завершить функциональное тестирование системы Common Rail высокого давления.

  • Применение системы: система подходит для обнаружения насосов и форсунок Common Rail BOSCH, DENSO, DELPHI и SIEMENS. Например, CP1, CP2.CP3, инжекторный насос серии HP3 и тип электромагнитных форсунок.
  • Технические параметры1, скорость основного двигателя: 0-4000 об/мин, можно регулировать. 2, мощность двигателя: 7,5 кВт, 11 кВт, 15 кВт, 18,5 кВт дополнительно.