Двигатели Mazda RF-CDT, MZR-CD — описание конструкции (common rail)
Описание топливной системы (Common Rail), систем впуска и выпуска двигателей Mazda — RF-CDT, MZR-CD
Система выпуска и снижения токсичности ОГ
Система выпуска отработавших газов служит для очистки цилиндров от продуктов сгорания топливовоздушной смеси. В системе выпуска отработавших газов установлен ряд элементов и систем для снижения содержания токсичных компонентов в отработавших газах. В систему снижения токсичности данного двигателя входят:
- — Система рециркуляции ОГ и дроссельная заслонка — снижение содержания NOx.
— Окислительный нейтрализатор — снижение содержания NOx,, CH, CO.
— Сажевый фильтр «DPF» — снижение содержания твердых частиц сажи.
В двигателе предусмотрена система принудительной вентиляции картера. Система служит для удаления отработавших газов, прорвавшихся из камеры сгорания в картер двигателя.
Для этого к крышке головки блока цилиндров подведен шланг, соединяющийся со впускным коллектором. По шлангу картерные газы поступают во впускной коллектор, а затем в камеру сгорания.
Окислительный нейтрализатор и сажевый фильтр объединены в одном корпусе. В данной системе процесс снижения токсичности ОГ разделен на два этапа.
На первом этапе в окислительном нейтрализаторе снижается содержание углеводородов CH и оксида углерода CO. Перед окислительным нейтрализатором установлен датчик температуры отработавших газов, способствующий оптимизации работы окислительного нейтрализатора и в частности улучшению процесса снижения содержания СH в отработавших газах.
На втором этапе происходит улавливание твердых частиц сажевым фильтром. Сажевый фильтр представляет собой элемент, состоящий из множества ячеек (сот), в которых происходит улавливание сажи.
Улавливание сажи сажевым фильтром (DPF).
Из-за постоянного накопления в сажевом фильтре твердых частиц (сажи), для нормального его функционирования, необходимо производить очистку (прожиг) сажевого фильтра, иначе сажевый фильтр может выйти из строя. Признаком засорения сажевого фильтра могут быть снижение мощности двигателя, динамики при разгоне и повышение противодавления.
Процесс прожига сажевого фильтра представляет собой сжигание (окисление) сажи при температуре около 600°С до нетоксичного CO2. При запуске процесса прожига по сигналу блока управления двигателем форсунки начинают впрыскивать большее количество топлива (увеличивается основной впрыск и производится дополнительный впрыск) и начинает работать дроссельная заслонка, в результате чего температура ОГ повышается. Таким образом, при запуске процесса прожига сажевого фильтра, температура ОГ перед сажевым фильтром является ключевым параметром для успешного протекания процесса. Для измерения этой температуры, установлен датчик температуры ОГ перед сажевым фильтром.
За сажевым фильтром так же установлен датчик температуры ОГ, контролирующий температуру ОГ после сажевого фильтра, тем самым, предохраняя сажевый фильтр от перегрева.
Датчик давления в системе выпуска (дифференциального давления) через систему трубок и шлангов регистрирует падение давления после прохождения газами сажевого фильтра. В процессе работы двигателя сажа постепенно накапливается в сажевом фильтре и разница давлений до и после сажевого фильтра увеличивается. Сигнал данного датчика используется блоком управления двигателем для вычисления загрязнения сажевого фильтра. Основываясь на показаниях данного датчика, блок управления двигателем принимает решение о необходимости проведения очистки (прожига) сажевого фильтра и зажигает соответствующий индикатор.
Датчик давления в системе выпуска (абсолютного давления) контролирует давление перед сажевым фильтром и определяет состав (количество сажи) отработавших газов перед сажевым фильтром.
Дроссельная заслонка с электронным приводом1 — дроссельная заслонка, 2 — корпус дроссельной заслонки, 3 — возвратная пружина, 4 — датчик положения дроссельной заслонки, 5 — шестерня привода заслонки, 6 — цепь управления, 7 — проме- жуточная шестерня, 8 — ведущая шестерня, 9 — электродвигатель привода заслонки.  |
Для регулирования количества подаваемого в двигатель воздуха в систему установлена дроссельная заслонка с электронным приводом, что способствует регулированию состава топливовоздушной смеси и необходимого количества отработавших газов, подаваемых на впуск по системе рециркуляции, что способствует полноте сгорания топлива и снижению токсичности ОГ.
Наличие дроссельной заслонки способствует облегчению процесса прожига сажевого фильтра, путем уменьшения подачи воздуха во время проведения прожига, в результате чего температура отработавших газов увеличивается.
Также достигается плавность и снижение шума при остановке двигателя после поворота ключа зажигания в положение «OFF», путем закрытия дроссельной заслонки и прекращения подачи воздуха в двигатель.
Привод дроссельной заслонки осуществляется с помощью электродвигателя, через систему шестерен. Открытие дроссельной заслонки контролируется блоком управления двигателем с помощью датчика положения дроссельной заслонки.
В случае возникновения неисправности в системе управления дроссельной заслонкой, управление заслонкой прекращается, и дроссельная заслонка полностью открывается под действием возвратной пружины, что позволяет продолжать движение автомобиля.
Система рециркуляции отработавших газов служит для снижения токсичности отработавших газов путем дожигания оксидов азота NOx в камере сгорания.
| Охлаждение отработавших газов в охладителе системы рециркуляции отработавших газов. | Клапан системы рециркуляции ОГ.
1 — от охладителя EGR, 2 — к впускному коллектору. |
Система состоит из клапана системы рециркуляции ОГ с датчиком положения, двух электромагнитных клапанов, охладителя и системы трубок.
Система рециркуляции ОГ управляется блоком управления двигателем с помощью электромагнитных клапанов. В системе установлен электромагнитный клапан №1 (вакуумный клапан) и электромагнитный клапан №2 (вентиляционный клапан), с помощью обоих электромагнитных клапанов блок управления двигателем контролирует открытие клапана системы рециркуляции ОГ. По сигналу от блока управления, электромагнитные клапана открываются и закрываются, подавая в диафрагму клапана либо разрежение от вакуумного насоса (через электромагнитный вакуумный клапан) либо атмосферное давление (через вентиляционный клапан, связанный с атмосферой). Открытием клапана системы рециркуляции ОГ регулируется количество перепускаемых во впускной коллектор и далее в камеру сгорания отработавших газов. В камере сгорания происходит дожигание NO x.
Элементы системы изменения интенсивности потока воздуха на впуске VSC.
|
Система впуска воздуха
Система впуска воздуха служит для подачи воздуха в цилиндры двигателя. Система состоит из резонатора (для снижения шума от всасываемого воздуха), воздушного фильтра, турбокомпрессора, привода и заслонок системы изменения интенсивности потока воздуха на впуске (VSC), впускного коллектора, трубок и шлангов. Для облегчения запуска холодного двигателя во впускные порты установлены свечи накаливания. Турбокомпрессор с перепускным клапаном установлен в систему для улучшения наполнения цилиндров. Турбокомпрессор использует энергию отработавших газов для дополнительного сжатия воздуха на впуске и подачи его в цилиндры с большим давлением и плотностью, в результате чего достигается увеличение мощности, улучшение характеристик двигателя.
Система изменения интенсивности потока воздуха на впуске (VSC)Система состоит из электропневмоклапана, привода и четырех заслонок, установленных во впускном коллекторе и перекрывающих один из двух впускных портов каждого цилиндра двигателя.
Система служит для снижения токсичности отработавших газов на низкой частоте вращения коленчатого вала. На низкой частоте вращения, по сигналу блока управления двигателем, электропневмоклапан открывает вакуумный канал, в результате чего разрежение подается на привод системы VSC. Под действием разрежения привод, с помощью заслонок закрывает один из впускных портов каждого цилиндра, в результате чего воздух подается в открытый впускной порт с большей интенсивностью и в цилиндре возникает завихрение, способствующее лучшему испарению топлива, распределения топливовоздушной смеси по объему камеры сгорания, а так же способствует снижению дымности.
Топливная система
На двигатель RF-CDT установлена аккумуляторная система впрыска топлива Common Rail.
Основные функции системы заключаются в оптимальном и правильном управлении процессом впрыска дизельного топлива в нужный момент и в требуемом количестве, а также при необходимом давлении впрыска, что обеспечивается применением электронной системой управления.
Такая организация управления процессом впрыска обеспечивает плавную и экономичную работу дизеля. Данная система позволяет добиться снижения содержания твердых частиц сажи в отработавших газах и оксидов азота NOx.
Аккумуляторная топливная система Common Rail включает в себя: ступень низкого давления, ступень высокого давления и электронную систему управления двигателем. Основными элементами данной системы являются электрогидравлические форсунки, ТНВД фирмы DENSO (HP3) (с датчиком температуры топлива и клапаном регулирования давления топлива), аккумулятор топлива (с датчиком давления топлива и редукционным клапаном), датчики, клапана, усилитель форсунок и электронный блок управления двигателем.
Схема аккумуляторной топливной системы Common Rail. 1 — топливный бак, 2 — топливный фильтр, 3 — ТНВД, 4 — ре- дукционный клапан, 5 — датчик давления в аккумуляторе топлива, 6 — аккумулятор топлива, 7 — форсунка, 8 — усили- тель форсунок, 9 — блок управления двигателем. 
| Топливный насос высокого давления. 1 — эксцентриковый вал, 2 — кулачковое кольцо, 3 — корпус ТНВД, 4 — плунжер, 5 — регу- лирующий клапан, 6 — фильтр, 7 — датчик температуры топлива, 8 — роторы топливоподкачивающего насоса, 9 — клапан регулирования давления топлива. |
Ступень низкого давления состоит из топливного бака, топливного фильтра и трубопроводов линии низкого давления.
Ступень высокого давления в аккумуляторной топливной системе Common Rail включает в себя ТНВД, аккумулятор топлива, форсунки, линии высокого давления и линии возврата топлива. Топливный насос высокого давления приводится ремнем привода ГРМ от коленчатого вала и подает топливо под необходимым давлением в аккумулятор топлива. ТНВД включает в себя топливоподкачивающий насос (накачивающий топливо из топливного бака в плунжерную камеру), датчик температуры топлива, клапан регулирования давления топлива, кулачковый вал и два плунжера, накачивающие топливо под высоким давлением в аккумулятор топлива.
Количество топлива, подаваемого в плунжерную камеру высокого давления, регулируется регулирующим клапаном топливоподкачивающего насоса. Клапан регулирования давления топлива регулирует количество подаваемого к аккумулятору топлива, тем самым, поддерживая постоянное давление в аккумуляторе топлива. Клапан управляется блоком управления двигателем, по сигналу которого клапан открывается и лишнее топливо подается в линию возврата. Датчик температуры топлива включает в себя измерительный резистор и питается напряжением 5В. Сопротивление резистора меняется в зависимости от температуры топлива, что в свою очередь влияет на выходное напряжение (сигнал) посылаемое датчиком на блок управления. Блок управления получает сигнал от датчика и определяет температуру топлива по заложенному в его памяти алгоритму. Данные, полученные от датчика температуры топлива, используются для расчета цикловой подачи топлива.
Топливо от ТНВД под высоким давлением поступает в аккумулятор топлива, откуда оно подается к форсункам.
В аккумуляторе топлива поддерживается оптимальное давление. При превышении определенной величины давления, часть топлива сливается через редукционный клапан (установленный на аккумуляторе топлива) в линию возврата топлива. На аккумуляторе топлива так — же установлен датчик давления.
1 — порты для подсоединения топливных трубок высокого давления, 2 — датчик дав-
ления в аккумуляторе топлива, 3 — редук-
ционный клапан, 4 — аккумулятор топлива.
1 — электромагнитный клапан, 2 — шток,
3 — канал отвода топлива, 4 — поршень,
5 — игла, 6 — гидрокамера, 7 — канал подачи топлива, 8 — в линию возврата топлива.
1 — от аккумулятора топлива, 2 — электро-
магнитный клапан, 3 — шток, 4 — поршень, 5 — игла форсунки.
В систему установлены форсунки с электромагнитным управляющим клапаном типа «G2».
Управление форсунками осуществляется блоком управления двигателем. Каждая форсунка состоит из подпружиненного поршня, иглы, электромагнитного клапана и гидрокамеры. В гидрокамере топливо находится под давлением, равным давлению в аккумуляторе топлива. Когда форсунка закрыта, топливо давит на подпружиненный поршень, который, в свою очередь, воздействует на иглу форсунки, не давая ей открыться. Когда электронный блок управления двигателем выдает управляющий пусковой сигнал на соответствующий электромагнитный клапан форсунки, открывается шток. Шток открывает канал, соединяющий гидрокамеру с линией возврата топлива, в результате чего часть топлива сливается, и давление в гидрокамере форсунки ослабевает. В то же время давление топлива, подаваемого к игле форсунки, преодолевает усилие пружины поршня и игла открывается, в результате чего осуществляется впрыск форсункой топлива в цилиндр.
Блок управления двигателем контролирует количество впрыскиваемого топлива и момент впрыска. Данная топливная система может обеспечить до пяти последовательных впрысков (многостадийный впрыск).
Каждая форсунка подсоединена к линии возврата топлива.
В цепь между блоком управления двигателем и форсунками установлен усилитель форсунок. Основной задачей усилителя форсунок служит генерация высокого напряжения (более 50 В) из напряжения аккумуляторной батареи и передача напряжения на форсунку. Это необходимо для обеспечения высокой скорости впрыска и, тем самым, получения возможности организации многостадийного впрыска.
Количество впрыскиваемого форсункой топлива определяется по контрольному сигналу, постоянно посылаемому форсункой на блок управления двигателем.
На некоторых моделях, в зависимости от установленного блока управления двигателем, перед форсункой установлен резистор.
С помощью резистора блок управления двигателем осуществляет коррекцию и устраняет несоответствие между расчетным и реальным количеством впрыскиваемого форсункой топлива, возникающее из-за механических характеристик форсунки.
Управление впрыском топлива осуществляет блок управления двигателем, на основании сигналов ряда датчиков, системы управления двигателем, а так же в зависимости от режима работы двигателя.
Блок управления управляет количеством впрыскиваемого топлива, моментом впрыска и количеством впрысков за один такт в каждом цилиндре отдельно.
Количество впрыскиваемого топлива зависит от времени открытия иглы форсунки, которое контролируется блоком управления с помощью усилителя форсунок в зависимости от нажатия педали акселератора и частоты вращения коленчатого вала. В расчетное количество впрыскиваемого топлива вносится корректировка в зависимости от давления и температуры воздуха на впуске и атмосферного давления. Также блок управления постоянно корректирует количество впрыскиваемого в каждый цилиндр топлива в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала, для снижения колебаний частоты вращения. Корректирующие параметры при этом заносятся в память блока управления двигателем и используются им в дальнейшем. Корректирующие параметры в памяти блока управления обновляются автоматически в зависимости от пробега автомобиля. Также рекомендуется ежегодно производить корректировку цикловой подачи топлива для улучшения эксплуатационных характеристик.
Момент впрыска рассчитывается блоком управления на основании сигналов различных датчиков, режима работы двигателя, частоты вращения коленчатого вала и количества впрыскиваемого топлива по алгоритму, записанному в памяти блока управления. В расчетное время впрыска топлива вносится корректировка в зависимости от температуры воздуха на впуске, температуры охлаждающей жидкости и атмосферного давления.
Давление впрыска напрямую зависит от давления в аккумуляторе топлива и контролируется блоком управления двигателем на основе сигнала датчика давления в аккумуляторе топлива.
Управление количеством впрысков топлива. 1 — сигнал датчика
положения коленчатого вала, 2 — пять впрысков, 3 — четыре
впрыска, 4 — три впрыска, 5 — два впрыска,6 — один впрыск,
7 — пилотный впрыск, 8 — послевпрыск, 9 — основной впрыск.
Давление топлива регулируется блоком управления в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и цикловой подачи топлива с помощью клапана регулирования давления топлива, установленного в ТНВД.
Создание оптимального давления впрыска топлива, способствует снижению токсичности отработавших газов.
Количество впрысков, производимых форсункой в цилиндр, контролируется блоком управления двигателем в зависимости от условий движения автомобиля и служит для снижения вибраций и токсичности отработавших газов. Данная аккумуляторная топливная система позволяет реализовать до пяти впрысков в один цилиндр за цикл.
В памяти блока управления запрограммированы несколько оптимальных алгоритмов впрыска топлива при различных состояниях. Так, при низкой частоте вращения коленчатого вала и низкой нагрузке производится четыре впрыска за цикл, для снижения вероятности детонации. При высокой частоте вращения коленчатого вала и высокой нагрузке для улучшения мощностных показателей и снижения расхода топлива производится только один впрыск за цикл.
Дополнительные функции управления служат для улучшения характеристик по снижению эмиссии вредных веществ с ОГ и расхода топлива или используются для повышения безопасности, комфорта и удобства управления.
Бушин Сергей, Легион-Автодата
© 1999 – 2010 Легион-Автодата
Нюансы работы двигателя 2.0 TDI CR
Линейка дизельных двигателей TDI от Volkswagen AG предусматривает безальтернативную топливную систему Common Rail, заслуженно считающуюся сегодня наиболее эффективной для силовых агрегатов на тяжелом топливе.
Необходимо признать, что VAG длительное время вкладывался в совершенствование своих насос-форсунок, и только необходимость соблюдения требований Евро-5 заставила компанию отказаться от Pumpe Duse, не обеспечивающих необходимой экологичности. Выбор был сделан в пользу Common Rail, впервые появившейся в 2007-м году на дизеле 2.0 TDI для VW Passat в кузове B6.
В его основе лежит чугунный блок от предыдущей версии мотора, но ГБЦ претерпела кардинальную переработку, появились пьезофорсунки, а подачу топлива обеспечивает ТНВД Bosch CP4.
Коллектор впуска получил вихревые заслонки, установлен стандартный ремень ГРМ. С учетом всех изменений в компании Volkswagen получился стандартный 2.
0-литровый дизель, не имеющий существенных отличий от агрегатов конкурентов. В дальнейшем на основе данного мотора были созданы более современные дизели, до настоящего времени используемые на автомобилях всех брендов, входящих в состав VAG (Volkswagen, Audi, SEAT, Skoda).
Обращаясь к каталогу контрактных моторов «АвтоСтронг-М», вы сможете найти для себя двигатель для Фольксваген, двигатель для SEAT, двигатель для Skoda, двигатель для Ауди по привлекательной цене.
Общая надежность двигателя
В целом немецким инженерам удалось создать довольно надежный и долговечный двигатель, существенно превосходящий своих предшественников с насос-форсунками. Фактически сохранилась только одна проблема, но весьма неприятная. Если же регулярно менять масло (через 10 тысяч километров) и следить за качеством охлаждения, двигатель 2.0 TDI способен прослужить до 250 тысяч километров без серьезных неисправностей. В большинстве случаев предусмотрено наличие сажевого фильтра, а двухмассовые маховики, устанавливаемые на моторы в паре с «механикой», становятся причиной дополнительных хлопот.
На YouTube-канале проекта «АвтоСтронг-М» представлена разборка дизеля 2.0 TDI, демонтированного с VW Passat 2008-го года.
Турбина
Для рассматриваемого дизеля с Common Rail использовали турбину KKK BV43 с возможностью изменения геометрии от вакуумного актуатора. Установленный на нем датчик положения начинает «барахлить» через 170-200 тысяч километров из-за износа мембраны. Одновременно появляется ошибка «выход из диапазона регулирования». Проверка актуатора на наличие герметичности возможно самостоятельно, для этого на штуцер необходимо надеть трубку и обеспечить разряжение. При невозможности его создания в месте наличия трещины на мембране появится звук пропускаемого воздуха. В этом случае актуатор придется сменить.
После смены потребуется его регулировка, причем справиться без специальной диагностической программы не получится.
При разряжении шток актуатора выдвигается, при этом на датчике положения должно фиксироваться напряжение в 0,76V. После этого тяга прижимается гайками, для чего потребуется ключ. Без разряжения на датчике нормальным является напряжение в диапазоне 3,3-3,9V.
Информация о крайних положениях актуатора крайне важна при выявлении проблем с наддувом. Она позволяет выявить подвижность заслонки и целостность актуатора. Учитывать стоит и возможные проблемы с управляющим клапаном N75 и идущей от него вакуумной трубки, для которой характерно истирание при длительной эксплуатации.
Заказать турбину для двигателя Volkswagen 2.0 TDI, турбину для двигателя Skoda 2.0 TDI, двигателя Audi 2.0 TDI, SEAT 2.0 TDI предлагает магазин «АвтоСтронг-М». Доступные образцы вы всегда найдете в каталоге контрактных запчастей.
Система впуска и вихревые заслонки
С 2012-го года впускной коллектор начали изготавливать из пластика, в то время как ранее он был частично с использованием легких сплавов.
Используемые в коллекторе вихревые заслонки обладают обратной связью, а их датчик положения встроен в сервопривод. С их помощью происходит перекрытие движения прямого потока воздуха к цилиндрам. При закрытых заслонках подача воздуха осуществляется в цилиндры через единственный клапан впуска.
На момент пуска мотора заслонки находятся в отрытом положении, закрываясь уже при рабочем двигателе. Открытие заслонок происходит по мере нарастания нагрузки, и в полностью открытое положение переходит при достижении 3000 об/мин. Необходимо признать, вихревые заслонки для 2.0 TDI весьма проблемное место. Ошибка «положения заслонок» весьма распространена, причем проблемы вызваны, как большим нагаром, так и поломками механизма управления заслонками. Возможен и износ ограничителя тяг, в результате чего полностью параллельно потоку входящего воздуха заслонка не становится, а также положения сразу информирует о появлении ошибки. Решением проблемы может стать установка нового ограничителя, устанавливаемого с наружной стороны сервопривода.
Ошибку положения заслонок датчик будет фиксировать и в случае изношенности пластиковых тяг.
Несмотря на наличие возможностей проведения ремонта, большинство автовладельцев предпочитает удалить заслонки, клапан EGR и сделать перепрошивку, чтобы в дальнейшем не сталкиваться с возникновением подобных проблем.
Найти и заказать впускной коллектор для двигателя Volkswagen 2.0 TDI, впускной коллектор для двигателя Skoda 2.0 TDI, для двигателя Audi 2.0 TDI и SEAT 2.0 TDI вы всегда сможете в каталоге контрактных запчастей «АвтоСтронг-М».
Клапан EGR
Система EGR предусматривает наличие радиатора для охлаждения выхлопов, а на двигателях, отвечающих стандарту от Евро-5 и выше, для снижения количества образующихся в процессе работы оксидов азота в камеры сгорания направляется увеличенный объем инертных газов, позволяющих понизить температуру горения. Управление клапаном EGR и заслонкой осуществляется электроникой посредством сервоприводов. Последняя отвечает за плавность остановки силового агрегата и разряжения системы впуска.
Возможные проблемы с их работоспособностью связаны с постепенным оседанием на поверхности нагара, снижающего уровень подвижности. Плюсом двигателя 2.0 TDI является простота демонтажа и их очистки.
Возможны также подтекания масла при его избытке внутри впускного коллектора, причем в клапане EGR конструктивно даже предусмотрены отверстия, через которые возможен выход масла наружу. В данном случае необходимо не просто устранить течь, а выявить причины появления в системе избыточного масла. Чаще всего причиной этого является износ компрессора, засоры вентиляции картера, загрязненный воздушный фильтр. Наибольшую опасность течи масла представляют для сервоприводов, при его попадании внутрь возникают риски выхода из строя не только электроники, но и шестерен. В некоторых случаях ток масла оказывается таким, что им заполняются разъемы электрического соединения.
При особо сложных случаях происходит заклинивание клапана EGR, результатом чего становится постоянно глохнущий на холостых режимах двигатель.
В процессе выключения мотора его остановка происходит с заметными вибрациями.
При поломке сервоприводов рекомендуется их замена, но отдельные мастера умудряются провести ремонт, например, печатая шестерни на 3D-принтерах или проводя их восстановление.
В каталоге контрактных запчастей нашего магазина вы найдете клапан EGR для двигателя Volkswagen 2.0 TDI, впускной коллектор для двигателя Skoda 2.0 TDI, для двигателя Audi 2.0 TDI, SEAT 2.0 TDI.
Топливная система
Топливная система Common Rail, используемая для дизеля TDI стандартная, но с рядом незначительных изменений, например, в бак помещен дополнительный насос для подкачки дизельного топлива. Перед ТНВД находится еще один насос, обеспечивающий подведение солярки с давлением 5 бар, а за ним датчик давления и фильтр. Используемый ТНВД CP4 фирмы Bosch относится к числу одноплунжерных моделей с клапаном дозирования.
Давление в обратке топливной магистрали составляет 10 бар до места установки редукционного клапана.
Поддержание такого давления требуется для штатной работы скоростных пьезофорсунок. Их особенностью является возможность в течение одного цикла горения обеспечить до пяти впрысков топлива под давлением до 1800 бар. Для пуска двигателя необходимо обеспечить давление в рампе на уровне не меньше 230 бар.
В целом топливная система демонстрирует неплохую надежность, а основной объем возникающих ошибок связан с выходом давления в системе за допустимые границы, как в верхнюю сторону, так и вниз.
При низком уровне давления топлива и невозможности провести пуск двигателя требуется последовательная проверка всех элементов системы, установленных до ТНВД. Подкачивающий насос в топливном баке в нормальных условиях обладает производительностью 1 литр за 30 секунд. Давление, создаваемое насосом на входе в ТНВД, составляет 5 бар. Проверить стоит и дозирующий клапан. В случае наличия внутри него фрагментов металлической стружки, насос требуется отдавать на ремонт или покупать новый.
Проверка работоспособности дозирующего клапана возможна подачей напряжения 12V, в этом случае он должен со щелчком переходить в закрытое положение. Неисправность клапана становится причиной того, что система периодически выдает ошибки, связанные с нарушением давления топлива.
Бесконтрольный слив топлива возможен через регулятор, установленный на самой рампе. Его пропускная способность позволяет спускать до 100 граммов солярки за 30 секунд. От его клапана также требуется наличие щелчка под напряжением. Не должно быть и загрязнения его сетчатого фильтра.
Редукционный клапан, установленный на обратке, в рабочем состоянии поддерживает давление 10 бар, чтобы исключить при запуске двигателя возможность попадания топлива в обратку. Неспособность клапана поддерживать необходимый уровень давления в системе ведет к резкому падению эффективности работы форсунок, снижается тяга силового агрегата, переводимого в аварийный режим с выдачей ошибки о превышении давления в рампе.
Выход из строя клапана на рампе ведет к росту давления, а проблемы с приемом и обработкой ШИМ-сигнала ведут к резким скачкам оборотов при работе мотора на холостых режимах. Недостаточным давление может оказаться и в самом ТНВД, в этом случае в работе насоса появляется дополнительная вибрация и характерный цокот. При возникновении любого из указанных выше проявлений, необходимо проведение диагностики топливной системы.
Стоит отметить, что очень сильно повлиять на работоспособность Common Rail способно неквалифицированное сервисное обслуживание. Например, перепутанные при подключении трубки подачи топлива и обратного слива, попадание воздуха в ТНВД, попадание грязи внутрь рампы и топливного насоса, все это приведет к тому, что двигатель заводиться не будет, а стоимость ремонта увеличится многократно. Именно поэтому для тех, кто недостаточно хорошо разбирается в работе топливной системы, лучше самостоятельно ничего не предпринимать, а обратиться к профессионалам.
Известной проблемой ТНВД Bosch CP4 является разворот ролика толкателя на 90 градусов к оси кулачка, в результате чего начинает появляться металлическая стружка в результате трения. Чаще всего сталкиваются с такой проблемой владельцы автомобилей, недавно проводивших смену топливного фильтра. Разворот ролика становится причиной неправильной прокачки системы после завершения ремонта или поступления воздуха при полном израсходовании топлива.
Каталог контрактных запчастей «АвтоСтронг-М» позволяет подобрать ТНВД для двигателя Volkswagen 2.0 TDI, ТНВД для двигателя Skoda 2.0 TDI, для двигателя Audi 2.0 TDI и SEAT 2.0 TDI на выгодных ценовых условиях.
Пьезофорсунки
Проверка пьезофорсунок на соответствие гидроплотности проводится стандартно. На холостых ходах в обратку должно в течение минуты попадать не больше 7 грамм солярки. Для дизелей 2.0 TDI при изношенности форсунок характерным явлением является перелив топлива, что негативно сказывается на работе силового агрегата, увеличивает риски прогара прокладок или самого поршня.
Неравномерность в работе становится причиной поломки пьезоэлемента с выходом форсунки из строя. Отремонтировать ее уже не представляется возможным, поэтому потребуется покупка новых. Стоит отметить, что стоимость оригинальных запчастей для VAG очень высокая, например, одна пьезофорсунка Bosch 116 обходится в 230 долларов. Ее можно использовать для всех 2,0-литровых дизелей с Common Rail и мощностью в пределах 1360-170 «лошадей».
Сами форсунки покоятся на огнеупорных шайбах. При их прогаре конструктивно предусмотрены отверстия, позволяющие газам выходить наружу, не задевая посадочные гнезда форсунок. На форсунки надеваются также уплотнительные кольца, выполненные из резины, они нуждаются в смене одновременно со сменой огнеупорных шайб.
Найти форсунки для двигателя Volkswagen 2.0 TDI, форсунки для двигателя Skoda 2.0 TDI, двигателя Audi 2.0 TDI или SEAT 2.0 TDI в компании «АвтоСтронг-М» не составит никакой сложности, достаточно обратиться к каталогу контрактных запчастей.
Клапанная крышка
Крышка предусматривает наличие маслоотделителя вентилирования картера и вакуумного ресивера. В случаях, когда на трубке отвода картерных газов во впуск появляются признаки запотевания, потребуется замена мембранного клапана. На рынке есть неоригинальные образцы, а процесс смены не требует больших усилий.
Ремень ГРМ
Смена ремня ГРМ, отвечающего за работу ТНВД и помпы, требуется не позже 120 тысяч километров пробега, чтобы избежать лишних неприятностей.
Распредвалы
Конструкция зубчатой передачи выполнена таким образом, чтобы снизить уровень шума во время работы. В частности на распредвале выпуска перекинут ремень ГРМ, а шестерня обладает особой составной конструкцией. Распредвал впускной системы имеет привод от зубчатой передачи.
В каталоге контрактных запчастей нашей компании вы сможете приобрести под заказ ГБЦ для двигателя Volkswagen 2.0 TDI, ГБЦ для двигателя Skoda 2.
0 TDI, двигателя Audi 2.0 TDI или SEAT 2.0 TDI.
Масляный насос
Масляный насос двигателя встроен в блок с балансирными валами. Такая конструкция использовалась VAG и для предыдущих дизелей, созданных на основе насос-форсунок. Привод балансиров от косозубых шестерен, а работа масляного насоса обеспечивается через шестигранный поводок, ведущий от второго балансирного вала.
Подобная архитектура получила признание у инженеров Volkswagen AG, и продолжает использоваться до настоящего времени с единственным изменением – шестигранный поводок выполняется из более высококачественных сталей, а его общая длина стала больше на 100мм (177мм). На новый поводок перешли еще в конце 2009-го года, а до этого он имел не очень качественное изготовление, ограничивавшее его эксплуатацию пробегами в 150-200 тысяч километров. по мере износа появлялась металлическая стружка, попадающая в результате в маслосборник.
История с ускоренным износом шестигранника была известна всем, поэтому проводить его смену рачительные автовладельцы после пробега в 150 тысяч километров или приобретения авто на вторичном рынке.
В каталоге контрактных моторов «АвтоСтронг-М» вы сможете приобрести двигатели на автомобили Volkswagen, Audi, Skoda, SEAT.
Здесь по ссылкам представлен перечень автомобилей Volkswagen, автомобилей SEAT, автомобилей Skoda, автомобилей Audi, с которых можно выбрать искомые запчасти.
Common Rail Общие проблемы: устранение типичных неисправностей дизелей
Несмотря на то, что Common Rail является улучшением по сравнению с предыдущими типами топливных систем, они не лишены некоторых проблем. Однако многие из этих проблем связаны с вещами, не связанными с конструкцией системы Common Rail, о чем должны знать владельцы Common Rail, если они хотят свести к минимуму дорогостоящий ремонт. Будь то проблемы с общей топливной рампой Cummins , проблемы с приводом управления подачей топлива, 6.7 низкое давление в топливной рампе и т.п., следующее должно помочь вам с поиском и устранением неисправностей дизельного двигателя Common Rail .
Испытательная ячейка
Прежде чем углубляться в эти детали, мы должны сначала уточнить, чем Common Rail отличается от других типов впрыска топлива. Затем мы сосредоточимся на нескольких распространенных проблемах, возникающих при использовании Common Rail.
Обратите внимание, что места недостаточно для охвата всех возможных кодов неисправностей сканера OBD или обширного списка диагностических процедур SAE, поскольку для этого потребовалось бы объемное руководство. Вместо этого мы покажем на прилагаемых фотографиях некоторые основные шаги и инструменты, используемые для оценки форсунок Common Rail в опытном магазине Scheid Diesel. Эта известная компания не только обслуживает большое количество тяжелых грузовиков, но и производит гоночные автомобили и тягачи для саней, завоевавшие чемпионские титулы.
Таким образом, их технические специалисты знают свое дело и являются отличным ресурсом для ремонта и повышения производительности.
Подпишитесь на нашу еженедельную рассылку новостей
OLD VS. НОВИНКАНачнем с основ. Система впрыска топлива под высоким давлением Common Rail (HPCR), используемая в тяжелых пикапах GM и Dodge с начала 2000-х годов, сильно отличается от ранее использовавшейся насосной линии-форсунки ( PLN) (такие, как, например, на Cummins с P-Pumped, но не такие, как на Power Strokes с HPOP). Многие старые системы впрыска дизельного топлива создают примерно половину давления топлива в современных двигателях, а старые форсунки направляют топливо через гораздо большие каналы. Кроме того, современные дизельные форсунки с общей топливной рампой могут срабатывать два или три раза за цикл двигателя, что удваивает износ форсунки по сравнению с дизелями прошлого, что требует более тщательного обслуживания.
В системе PLN встроенный ТНВД выполняет следующие функции: подача сжатого и дозированного количества топлива к форсункам один раз при каждом рабочем такте; контроль момента впрыска топлива; Регулятор управления частотой вращения двигателя и количеством подаваемого топлива в зависимости от условий работы двигателя.
В отличие от системы HPCR, модуль управления двигателем или силовой передачей (ECM или PCM) управляет давлением в рампе , дозированием топлива, моментом впрыска и регулированием частоты вращения двигателя . Однако для подачи топлива к форсункам необходимо выполнить несколько шагов. В дизельных двигателях Duramax или Cummins насос низкого давления сначала всасывает топливо из бака и нагнетает его до давления около 10 фунтов на квадратный дюйм.
Затем впускной дозирующий клапан, управляемый PCM (обычно называемый исполнительным механизмом управления подачей топлива или регулятором давления в топливной рампе), регулирует величину давления подачи на насосные элементы высокого давления. Этот шаг регулирует как объем, так и производительность насоса высокого давления (HP).
Из насоса HP топливо поступает в рампу, где оно скапливается перед подачей к форсункам. Затем форсунка получает топливо под высоким давлением из рампы и впрыскивает распыленное топливо в камеру сгорания в соответствии с запросом PCM.
Учитывая сложность соответствующих этапов, несколько областей могут быть подвержены сбоям, но часто из-за одной простой проблемы: загрязнения. Как отмечает Тодд Эммерт, руководитель механического цеха Scheid Diesel, проблема обычно сводится к трем ключевым словам: «Топливо, топливо и еще раз топливо». Он здесь не шутит. Помимо мусора и твердых частиц, «в нем слишком много эмульгированной воды».
Другими словами, тот золотой оттенок, который вы можете видеть на компонентах топлива, не блестит. На самом деле это пленка или осадок (то, что производители бензина иногда называют «шеллаком» или «лаком» на карбюраторе), созданный коррозией из-за слишком большого количества влаги.
Что это делает с форсункой, так это разрушает седло клапана форсунки в узле регулирующего клапана, ухудшая точную подачу топлива. Это критически важный компонент, поскольку системы Common Rail имеют гораздо более высокое давление впрыска, а допуски измеряются с точностью до пяти знаков после запятой. Эта крошечная толщина делает человеческий волос похожим на ствол дерева.
В узле клапана топливо проходит через крошечное отверстие под очень высоким давлением. Отверстие закрывается контрольным шариком диаметром всего 1 мм. Загрязнения от воды и мусора оказывают абразивное воздействие на отверстие, шлифуя поверхность, что быстро и неизбежно приводит к плохой герметизации между клапаном и обратным шаром. Это, в свою очередь, приводит к плохой работе форсунок, включая проблемы с запуском, снижение расхода топлива и производительности, а также неровную работу.
Присутствие воды также снижает смазывающую способность, что приводит к контакту металла с металлом, отмечает Эммерт.
Откуда влага? Он говорит, что биодизельное топливо является типичным компонентом большинства дизельных двигателей № 2 (независимо от того, помечено оно так или нет), и оно имеет тенденцию притягивать капли воды. Но влага может также появиться из-за конденсации наружного воздуха, протекающих резервуаров для хранения на заправочной станции или даже дождевой воды, скапливающейся на верхней части дополнительного резервуара в кузове пикапа 9.0011
Иногда насос высокого давления ошибочно принимают за причину горячего пуска, малой мощности (или ее отсутствия). Чтобы избежать ненужного ремонта, первое, что делает техник магазина Scheid Дэрин Клэпп, — это проверяет наличие диагностических кодов неисправностей (DTC). Уровень баланса впрыска укажет на низкую компрессию в цилиндре, отображая значения частоты вращения коленчатого вала при ходе поршня вниз.
3. Для диагностики плохо работающего двигателя сканер (здесь показан GM Tech3) отображает коды ошибок OBD, а также может отображать скорость балансировки форсунок.
4. Тюнер Edge, установленный на этом Chevy, также предоставляет данные о скорости баланса впрыска Duramax.5. Здесь показаны все детали системы Common Rail, работающие под высоким давлением. Эти форсунки находятся в различных состояниях сборки. В крайнем левом (вверху) соленоиде вместе с прокладкой воздушного зазора, якорем, клапаном с шаровым седлом, уплотнениями и соплом.6. Вот крупный план шарового седла комплекта клапанов. Присмотритесь, и вы увидите маленький шарик на столе, прямо под ним. Эта 1-миллиметровая гранула является важным компонентом в функционировании инжектора. Если гнездо для шарика даже слегка повреждено (обычно влагой или мусором), инжектор не будет работать должным образом.7. Желтый оттенок седла шара — это Fool’s Gold. Этот оттенок представляет собой нежелательную пленку, состоящую из остатков топлива и загрязнений, и для правильной работы форсунки ее необходимо удалить с помощью растворителей и ультразвуковой очистки. 09.08.10. Обратите внимание на чистый серебристый штифт для седла шара.
Манометр измеряет зазор, чтобы он не превышал 6000 фунтов на квадратный дюйм. В противном случае форсунка будет подавать слишком много топлива. Этот манометр измеряется в мегапаскалях (МПа) и числах в барах, которые можно преобразовать в более привычные числа в фунтах на квадратный дюйм. Например, 24 МПа, показанные на манометре, равны 240 бар, что равно 3480 фунтов на квадратный дюйм. Типичное рабочее давление в системе Common Rail составляет от 1600 до 1800 бар или от 23 000 до 26 000 фунтов на квадратный дюйм. ОБНАРУЖЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ Если система подачи топлива в порядке, он может быстро проверить насос высокого давления. Он начинает с того, что снимает нагнетательную линию высокого давления с насоса, прикрепляет шланг к линии и прокручивает двигатель до тех пор, пока не начнет вытекать топливо. Затем он собирает и измеряет расход топлива, трижды прокручивая двигатель в течение десяти секунд. Если скорость проворачивания около 150 об/мин, собранное количество должно быть 70 мл, а при 200 об/мин – около 9 мл.
0 мл. Если объем нагнетания низкий, проблема может заключаться в неисправном насосе высокого давления.
Сканер может указывать на короткое замыкание в соленоиде форсунки, указывая на слишком большое сопротивление статора. Это может быть вызвано тепловым пробоем в верхней части форсунки или «просто невезением», как выразился Клапп. Сломанный соленоид не исправить — его нужно заменить.
Он также проверит систему подачи топлива, замерив возврат топлива из форсунок. Используемый метод довольно прост и дает четкое указание на проблему с форсункой. Обратная линия отсоединена и подается в градуированный цилиндр. Если расход слишком большой (не более 20 куб. см в минуту), вероятной причиной является изношенное уплотнение высокого давления.
Однако в некоторых случаях, например, на 5,9-литровом Cummins, проблема может быть вызвана ослаблением стопорных гаек на HPC (соединителе высокого давления; номер детали 4929864), также известном как переходная трубка. Другая возможная проблема, в частности, с 5,9-литровым двигателем Cummins, связана с тем, что уплотнение на переходной трубке на корпусе форсунки можно использовать повторно, если область уплотнения наконечника не повреждена.
Повторное использование хорошей трубки HPC не снижает стоимость ремонта, но также может сэкономить время на поиск и устранение неисправностей.
Высокая обратка или Проблемы с соединительной трубкой/форсункой можно определить для конкретного цилиндра, отсоединив по одной линии форсунки за раз. Повторная проверка скорости обратного потока, давления в рампе или попытка запустить двигатель могут выявить негерметичную соединительную трубку или форсунку.
11. Этот датчик устанавливается на промежуточном узле форсунки для измерения воздушного зазора между соленоидом и якорем, который можно регулировать с помощью регулировочной шайбы.12. Эти четыре прецизионных манометра используются для оценки воздушного зазора, а также высоты подъема якоря и сопла форсунки.13. Некоторые компоненты настолько точны, что их нельзя измерить вручную, так как тепло от человеческой кожи нарушит калибровку. Вместо этого держатель микрометра измеряет прокладку воздушного зазора (элемент в форме кольца, расположенный вверху в центре).
Если воздушный зазор слишком велик, регулировочную шайбу можно немного уменьшить с помощью ручной притирки с зернистостью 2000.14. На испытательной ячейке Scheid соленоиды хорошо видны в верхней части этих форсунок для 5,9L Cummins головка.15. Линии на задней стороне держателей форсунок для испытательной ячейки подключаются к дополнительным датчикам, которые проверяют обратный поток топлива. УНЦИЯ ПРОФИЛАКТИКИ Итак, в целом, что может сделать энтузиаст дизельного топлива, чтобы предотвратить проблемы с дизельным двигателем Common Rail ? Эммерт советует заправиться на хорошо посещаемой стоянке для грузовиков известной марки. Топливо, скорее всего, будет свежее и лучшего качества.
Часто проверяйте топливные фильтры и водоотделители (от 10 000 до 15 000 миль или при каждой второй замене масла). Убедитесь, что фильтр для воды фильтруется до нужного микронного уровня. Кроме того, не ждите, пока загорится индикатор «вода в топливе».
Эммерт говорит, что нашел пару чайных ложек воды в сепараторе задолго до того, как увидел предупреждение на приборной панели. А сепаратор следует проверять на остановке, желательно после того, как двигатель был заглушен на ночь.
Рассмотрите возможность использования водоотталкивающих присадок к топливу. Шайд предпочитает формулы производительности и смазывающей способности Stanadyne, отчасти потому, что эта компания производит насосы и знает, как они работают и могут изнашиваться. Он говорит, что Шейд также в настоящее время проводит долгосрочные испытания очистителя Stanadyne для Common Rail на предмет преимуществ при обслуживании DPF , и компания считает, что эта добавка также может помочь.
В общем, поддерживать бесперебойную работу системы Common Rail можно так же просто, как избегать этой старой аббревиатуры, обозначающей компьютеры: «GIGO — мусор на входе, мусор на выходе». Другими словами, чистый (и сухой) дизель — это счастливый дизель. DW
16/17.
Технический специалист Scheid Дэрин Клэпп тщательно контролирует испытательную камеру на предмет функционирования насоса CP3, общей топливной магистрали и топливных форсунок.18. Цифровой микроскоп обеспечивает очень крупный план седла клапана форсунки, чтобы проверить его на предмет возможного повреждения водой или мусором. 19/20. Этот сверхчеткий снимок крупным планом, сделанный с помощью цифрового микроскопа, показывает, что вода и мусор могут сделать с седлом клапана форсунки. Справа новые, слева повреждены. Существует нулевая терпимость к такого рода повреждениям. Если это выглядит плохо, это так. Даже небольшое количество задиров на поверхности похоже на дыру размером с палец в дамбе, которая только и ждет, чтобы перерасти в еще большие проблемы.ИСТОЧНИК:
Шейд Дизель . 800.669.1593 . ScheidDiesel.com
Дизельная технология Common-Rail: системы многократного впрыска
3 июля 2022, 00:00
Галерея3
Вы когда-нибудь задумывались, почему дизельные системы впрыска с общей топливной рампой могут подавать топливо в камеру сгорания двигателя не за один впрыск, а за несколько впрысков для любого одного события сгорания? Не знали, может быть?
Ну, здесь есть очень умная технология, которая превращает короткое, резкое событие возгорания в более тонкое, но более продолжительное и мускулистое.
Под событием сгорания я подразумеваю химическую комбинацию воздуха и топлива в камерах сгорания двигателя, которая представляет собой пространство, остающееся над поршнем в любом заданном цилиндре, когда поршень находится в верхней точке своего хода или около нее.
ПОДРОБНЕЕ
Говоря о дизельной политике: выбросы выхлопных газов
Эта химическая комбинация фактически представляет собой взрыв, поскольку потенциальная энергия топлива бурно высвобождается в виде тепла, когда топливо «сгорает». В дизеле топливо воспламеняется от тепла, выделяемого при сжатии всасываемого воздуха, а не от электрической искры, как в случае с бензиновым двигателем, как вы знаете.
Технология многократного впрыска Common-Rail на самом деле является одной из двух ключевых причин, по которым современные дизельные двигатели обладают такой энергичной, изысканной и экономичной производительностью, что лучшие из них — просто ракеты, и это не только V8! Другая причина — огромные недавние достижения в области турботехнологий, в том числе использование нескольких турбонагнетателей.
3
Многократные впрыски топлива удлиняют период сгорания, так что максимальное давление в цилиндре поддерживается в течение более длительного периода времени, что увеличивает эффективную силу хода поршня вниз. И если вы можете увеличить усилие, которое создает больший крутящий момент на коленчатом валу и, следовательно, большую мощность, при прочих равных условиях.
Дизели старой школы выбрасывали все топливо за один раз, а затем в сочетании с очень высокой степенью сжатия — мерой того, насколько всасываемый воздух механически сжимается в камеру сгорания — производили кратковременный, но сильный взрыв. Таким образом, вы можете получить разумную мощность, но будет много шума или так называемого дизельного грохота, а двигатель будет резким и грубым. Это может быть приемлемо для грузовика, но не для легкового автомобиля, включая полноприводные автомобили.
При многократных впрысках процесс сгорания начинается с небольшого количества топлива, но затем продолжается с последующими впрысками до тех пор, пока это диктуется входом дроссельной заслонки и нагрузкой двигателя.
Широко открытая дроссельная заслонка при полной нагрузке на двигатель производит наибольшее количество впрысков, в то время как маленькое открытие дроссельной заслонки и малая нагрузка на двигатель означают всего один впрыск топлива.
Время, на которое вы можете продлить событие горения, конечно, ограничено. Когда поршень начинает свой рабочий ход, объем камеры сгорания быстро увеличивается, поэтому впрыск большего количества топлива для продолжения процесса сгорания приводит к уменьшению отдачи с точки зрения эффективного давления в цилиндре.
3
Преимущество использования многократного впрыска заключается в том, что современные дизели могут обходиться гораздо более низкой степенью сжатия, по сравнению с примерно 22:1 у дизеля 25-летней давности до 15:1 у современного дизеля. Эта «более мягкая» степень сжатия помогает сделать двигатель намного тише и совершеннее.
Эффективное давление в цилиндре обычно указывается как среднее эффективное давление тормозной системы (BMEP), которое рассчитывается на основе крутящего момента, развиваемого двигателем при измерении на тормозном динамометре.