Как работает коммон рейл: как перестать бояться и начать экономить

Содержание

Как работает дизельный двигатель с системой комон рейл

Устройство автомобилей

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.

Источник

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.

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.

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%.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Источник

что это и как работает,виды

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.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

На основании сигналов, поступающих от датчиков, блок управления двигателем определяет необходимое количество топлива, которое топливный насос высокого давления подает через клапан дозирования топлива. Насос накачивает топливо в топливную рампу. Там оно находится под определенным давлением, обеспечиваемым регулятором давления топлива. В нужный момент блок управления двигателем дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.

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

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

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

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

1 поколение – 140 МПа, с 1999 года;
2 поколение – 160 МПа, с 2001 года;
3 поколение – 180 МПа, с 2005 года;
4 поколение – 220 МПа, с 2009 года.

Чем выше давление в системе впрыска, тем больше топлива можно впрыснуть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность.

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

Common Rail используется Магистральный ТНВД.

Особенности работы форсунок

Но форсунки в системе впрыска Common Rail функционируют не так, как на механической схеме. Если раннее их открытие осуществлялось за счет превышения определенного значения давления, то здесь этим процессом полностью управляет ЭБУ.

Электрогидравлическая форсунка

Принцип работы электрогидравлических форсунок следует рассмотреть несколько подробнее. Открытие для подачи топлива осуществляется все так же – за счет давления, но сам принцип работы несколько иной.

Суть такова: на запорной игле распылителя сделан ободок, который играет роль поршня. Топливо под давлением подается и под этот поршень, и над ним. За счет равности давления и усилия пружины игла прижата к седлу и распылитель закрыт.

Пространство над иглой объединено каналом с магистралью слива. Но в этом канале размещается электромагнитный или пьезоэлектрический клапан, который перекрывает его.

Срабатывание форсунки делается за счет подаваемого электрического сигнала с блока. Он, поступая на клапан, приводит к его открытию, при этом канал отпирается и топливо из пространства над иглой уходит в сливную магистраль. В результате появляется разница давления и дизтопливо, находящееся под иглой, преодолевая усилие пружинки, приподнимает ее, открывая отверстия распылителя – происходит впрыск. Как только сигнал с ЭБУ пропадет, давление сразу же выровняется, и форсунка закрывается.

Подача топлива

Уже упоминалось, что система впрыска Common Rail использует многократную подачу дизтоплива в цилиндр за один рабочий цикл мотора. Всего применяется три вида впрыска – предварительный, основной и дополнительный.

Предварительный впрыск «подготавливает» среду. Небольшое количество топлива, впрыснутое чуть раньше, приводит к возрастанию давления и температуры в камере сгорания. В дальнейшем это обеспечивает легкое и плавное воспламенение основной части горючей смеси. Благодаря этому впрыску шумность работы дизельной силовой установки снижается.

При основном впрыске в камеру сгорания подается рабочая порция дизтоплива, которая и обеспечивает работу силовой установки.

Дополнительный впрыск происходит уже на цикле рабочего хода, после того, как смесь сгорела. В задачу этого впрыска входит увеличение температуры отработанных газов, обеспечивая сгорание частиц сажи в сажевом фильтре. Тем самым повышается экологичность выхлопа.

График впрыска топлива

Интересно, что ЭБУ может регулировать многократный впрыск, подстраивая подачу под определенные условия работы силовой установки. К примеру, на холостом ходу предварительных впрысков топлива может быть два, чтобы обеспечить более лучшие условия для сгорания основной порции дизтоплива. При средней же нагрузке предварительно топливо подается только раз, а при максимальной подготовка уже не требуется.

Как видно, водитель на процесс работы системы Common Rail практически не влияет. Даже нажимая на педаль акселератора, он просто подает сигнал на ЭБУ, который затем обработается и учтется при формировании импульса на открытие форсунок. Вся работа системы питания полностью контролируется и регулируется электронной частью.

Преимущества и недостатки

Стоит отметить, что в 2008 году такая система устанавливалась только на 24% автомобилей, а к 2016 году их количество возросло до 83%. Такая большая популярность объясняется положительными характеристиками системы:

Расход горючего снижается на 15%, при этом мощность силового агрегата увеличивается на 40%.
Снижение уровня шума и вибраций несмотря на то, что крутящий момент увеличился.

Значительное снижение выхлопа, соответствие экологическому стандарту Евро-4.
Давление для подачи горючего не зависит от скорости вращения коленвала. Благодаря этому удалось добиться стабилизации горения на холостом ходу и малых оборотах.
Топливо подаётся несколькими порциями за цикл, что обеспечивает его полное сгорание.
По сравнению с классической системой, конструкция «коммон рэйл» проще, а её ремонтопригодность — выше.

Однако существуют и недостатки:

Если сравнивать с классическим агрегатом подачи горючего, форсунки имеют более сложную конструкцию и требуют более частой замены.
Высокое требование к качеству топлива, что особенно актуально в российских реалиях.
Если нарушена герметизация хотя бы одного элемента, вся система перестаёт работать.

Разновидности систем common rail.

Система common rail имеет различные модификации.

Общепринятая спецификация различает несколько конфигураций системы common rail. Выбор установленной на автомобиле конфигурации зависит, прежде всего, от транспортного средства (для легковых автомобилей либо грузовых автомобилей). Принципиальная схема работы остается неизменной

Различия касаются, в основном, системы предварительной подачи топлива в контуре низкого давления и организации архитектуры системы.

Кроме того системы common rail могут отличатся схемой реализации используемого типа форсунок.

Тип 1. С электромагнитным клапаном

Тип 2. С пьезоэлектрическим приводом

Оба типа могут устанавливаться на дизельные двигатели как легкового, так и грузового транспорта.

Проблемы, возникающие при эксплуатации двигателей с системой common rail

Высокая технологичность данной системы позволяет значительно повысить мощность двигателя, гибкость его работы и надежность. Однако применение такой системы накладывает определенные требования к качеству топлива и качеству обслуживания. Дело в том, что выход из строя какого-либо компонента системы, является причиной полной остановки работы двигателя. Особо следует следить за форсунками и их чистотой, так как выход форсунок из строя грозит серьезными тратами.

Профилактика работы системы common rail

Существенно увеличить надежность и ресурс системы common rail позволяет правильное и своевременное техническое обслуживание и соответствующая профилактика.

Прежде всего, необходимо позаботиться о качестве топлива. К сожалению, не всегда есть возможность убедиться в качественных характеристиках топлива. Избежать проблем в таком случае позволяют топливные присадки. На рынке предлагается огромное количество присадок различных производителей. Мы рекомендуем использовать топливные известных производителей, использующих высококачественное сырье и современные технологии. Присадки таких производителей отличаются высокой эффективностью и безопасностью применения.

Система common rail, в силу своих конструктивных особенностей особенно трепетно относиться к чистоте всей системы и форсунок. К сожалению, качество дизельного топлива во многих регионах приводит к повышенному износу системы.

Поэтому, уход за топливной системой common rail следует разделить на два этапа:

Этап 1. Очистка форсунок от нагара и загрязнений. Крайне важный этап, позволяющий избавиться от повышенного нагара на форсунках. Очистку форсунок следует проводить не реже 1 раза в сервисный интервал! Оптимальная частота очистки форсунок – каждые 3-5 тыс км. пробега. К счастью, сейчас для очистки форсунок и топливной системы не нужно ее разбирать. Команда технологов немецкой компании Liqui Moly создала специальный препарат для очистки форсунок от нагара и загрязнений — Промывка дизельных систем Diesel Spulung. Регулярное применение промывки позволяет содержать форсунки в чистоте, тем самым, значительно увеличивая их ресурс.

Этап 2. Использование защитной (комплексной) топливной присадки. Также необходимый этап при эксплуатации систем с common rail, так как топливная аппаратура значительно страдает от коррозии. Задача данного типа присадок, в первую очередь, защита от коррозии. Мы рекомендуем использовать присадку Liqui Moly Diesel Systempflege. Она прекрасно защищает топливную аппаратуру от коррозии, а за счет специальных компонентов нивелирует низкие смазывающие свойства низкосернистого топлива (Euro стандарта).

Защита топливного фильтра дизельных автомобилей

Топливный фильтр присутствует на любом дизельном автомобиле. Крайне важным является его правильная замена.

Особенности эксплуатации системы common rail в зимний период

Не секрет, что самым тяжелым испытанием для топливной аппаратуры дизельного двигателя является его эксплуатация в зимний период.

Морозы и холодный пуск не прибавляют здоровья топливной аппаратуре. Дизельное топливо зимой должно обладать такими же характеристиками, как и в летний период. Для улучшения низкотемпературных свойств топлива и бесперебойной работы системы common rail рекомендуется использовать только качественные антигели! Дизельный антигель Diesel Fliess-Fit является победителем многих тестов как многих температурных тестов, так и обладает великолепными смазывающими свойствами, чего нет у дешевых аналогов.

Он предназначен для поддержания топлива в жидком состоянии при низких температурах до -31 °C. Используется для самых современных дизельных систем — присадка разработана по высочайшим стандартам в отношении безопасности для систем автомобиля.

Секрет эффективности Common Rail

Существует два главных фактора, которые обеспечивают высокую эффективность системы, это:

Разделение цикловой подачи на такты.
Впрыск горючего под высоким давлением.

В классических системах топливо подавалось большими порциями при низком давлении, которое редко превышало 700-800 бар. В результате дизель полностью не сгорал, что снижало эффективность двигателя. При использовании циклов, удалось поделить горючее на мелкодисперсные частицы — они активнее обогащаются кислородом и лучше сгорают. Благодаря такому принципу работы дизельного двигателя удалось повысить мощность силового агрегата без вмешательства в его конструкцию.

Цикловая подача горючего означает, что оно подаётся не одной большой порцией, а несколькими маленькими (от двух до семи). Можно выделить:

предварительный впрыск — увеличивает температуру камеры сгорания и подготавливает её для основной подачи горючего;
основной впрыск;
дополнительный впрыск — применяется для прожига сажевого фильтра.

Помимо экономии топлива получилось добиться уменьшения шума работы движка и снижения вибраций.

Причины и признаки поломки Common Rail

Стоит знать основные симптомы, которые говорят о неисправности системы:

после долгой стоянки заметно ухудшение пуска мотора;
мощность силового агрегата упала, что особенно заметно при большой нагрузке или попытке достичь максимальной скорости;
увеличился шум работы двигателя;
нехарактерные вибрации движка;
нехарактерный цвет выхлопа (черный или белый).

Основная причина неисправностей — низкое качество топлива. Обычно выходят из строя форсунки, ТНВД или насосы топливной подкачки.

неисправность форсунок — мотор глохнет даже при наборе скорости;
выход из строя датчиков или инжекторов ТНВД;
загрязнение насоса высокого давления;
подъём форсунки;
разгерметизация насоса или его поломка.

Недостаточно знать, как работает данная топливная система — для определения неисправности потребуется провести тщательную диагностику. Исследуется не только механическая часть устройства, но и электронная. Не рекомендуется самостоятельно пытаться отремонтировать «Коммон Рэйл» — без должных навыков и диагностического оборудования можно только навредить, после чего потребуется уже не косметический ремонт, а полная замена.

Опора двигателя: что это и как работает,виды,фото

Дифференциал Torsen: устройство,виды и принцип работы

Что выбрать: гидроусилитель или электроусилитель руля?

Датчик дроссельной заслонки: предназначение,типы,виды,неисправности,фото

Датчик холостого хода: принцип действия,устройство,виды,фото,назначение

Принцип работы тнвд коммон рейл

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).

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.

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.

С помощью топливоподкачивающего насоса 6 топливо прокачивается через фильтр 7 с влагоотделителем и подается в радиально-плунжерный насос высокого давления 3, 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 8, откуда под высоким давлением поступает на электро- или пьезогидравлические форсунки 11, управляемые компьютером. Излишки топлива от форсунок и ТНВД сливаются в топливный бак 1 через топливопроводы слива (обратный слив) 2.

В нужный момент блок управления 15 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 15, 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 4. 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

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.

Достоинства и недостатки системы Common Rail

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

В 1936 году на одном из парижских авиашоу был продемонстрирован дизельный двигатель L.Coatalen. Уникальность мотора заключалась в том, что вспрыскивание топливной смеси в цилиндры производилось не гидроспособом, а методом открытия дросселя форсунки с применением гидравлического аккумулятора. Нагнетание горючего в него происходило автономным от системы ТНВД способом. Это и был первообраз Common Rail. Его создатели на несколько десятилетий опередили свое время.

Что такое Common Rail?

Это система подачи топливной смеси, используемая в дизелях. Инжекция горючего происходит под повышенным давлением при помощи мощного насоса. Рабочее давление доходит до 300 МПа. Эта характеристика зависит от режима работы мотора. Впрыск горючего в цилиндры происходит при помощи гидравлических форсунок, которыми управляет электроника. За цикл может произойти вспрыскивание 9 порций горючего. Частота вспрыскиваний зависит от типа силового агрегата и конструкции форсунок.

Отличительная особенность Комон Рэйл – независимость процедуры вспрыскивания топлива от угла прокручивания коленвала и от режима работы силового агрегата. Достигается значительное давление впрыска в частичном режиме. Сейчас это важно ввиду повышенных требований экологического плана.

Как работает система Коммон Рейл

Принцип работы Common Rail такой: электронасос подает топливную смесь к ТНВД. Подача совершается под давлением 2,6-7 бар, и давление продолжает нагнетаться. Оно может достичь и 600 бар, если прокручивать двигатель стартером. А запуск мотора приведет к нагнетанию давления до 1500-2000 бар.

В рейке давление все время поддерживается на нужном уровне. Управляет уровнем специальный датчик. Излишки топливной смеси поступают в магистраль возвратного слива. Регулирующее устройство размещают как в корпусе ТНВД, так и в топливной рейке. В рейке может находиться дроссель быстрого сброса топлива, способный предотвратить образование трещин на стенках при возникновении нештатной ситуации.

На некоторых системах стоят температурные датчики для более точной работы. Иногда встречается отдельная форсунка, которая нужна для увеличения дозировки топливной смеси и прожигания отложений в сажевом фильтре. Есть системы, где прожиг сажевых отложений в фильтре осуществляется путем изменения подаваемой в цилиндры дизеля топливной массы или корректировки момента впрыска при помощи ЭБУ.

Устройство

Система Common Rail состоит из следующих компонентов:

Насос для подкачивания топливной смеси. Производит подачу топливной смеси в трубопровод.
Топливный и сетчатый фильтрующие механизмы. В конструкции первого предусмотрен клапан промежуточного нагрева. При пониженной температуре воздуха он препятствует засорению фильтра кристаллизированными частицами. Сетчатый фильтр защищает ТНВД от проникновения инородных частиц.
Датчики температуры и давления. Первый служит для измерения настоящей температуры топливной смеси, а второй — для измерения давления в магистрали.
ТНВД. Обеспечивает давление, при котором работает система впрыска.
Дозировочный топливный и редукционный клапаны. Дозировочный клапан регулирует подачу горючего в топливную рампу, а топливный меняет магистральное давление.
Регулятор давления горючего и форсунки.

Чем отличается от ТНВД

Основное отличие в том, что подача горючего производится от одной топливной рампы ко всем форсункам сразу. Нужно регулировать цикл подачи в зависимости от пропускной способности отдельной форсунки. Это требует настройки ЭБУ после смены форсунок.

Одно из главных преимуществ Commonrail – возможность поддерживать давление независимо от скорости оборотов коленвала. Давление всегда поддерживается на высоком уровне – это дает важность корректировать сгорание при работе мотора с неполной нагрузкой.

При использовании аккумуляторной системы инжекции горючего начало и окончание процесса полностью контролируются ЭБУ. Можно производить точную дозировку топливной смеси либо во время цикла осуществлять подачу горючего порционно – что важно для его полного выгорания. Механизм очень надёжен — при этом он гораздо проще, чем ТНВД, ремонтировать его легче.

Однако конструкция форсунок здесь более замысловатая, и менять их приходится чаще. Если одна из форсунок выйдет из строя, вся система утратит работоспособность. Поэтому Коммон Рейл важно использовать только с качественным горючим.

Типы впрыска

Всего есть 3 типа впрыска:

Предварительный. Производится перед главным для повышения температурного режима в камере сгорания. Позволяет снизить шум при работе силового агрегата. Частота предварительного впрыска зависит от режима работы мотора. Например, на холостых оборотах он осуществляется 2 раза, на повышенных — 1 раз, а при полноценной нагрузке не производится вообще.
Основной. Обеспечивает работу силового агрегата.
Добавочный. Необходим для понижения токсичности выхлопа. Электронной системе приходит сигнал с датчика подачи кислорода, далее производится впрыск еще одной дозы горючего. Дожиг оставшихся вредных веществ происходит в сажевом фильтре.

Поколения Common Rail

Первое поколение увидело свет в 1999 году. Агрегаты выдавали давление 145 МПа. Через пару лет появилось еще одно поколение с давлением в 160 МПа. В 2005 году вышла третья серия устройств подачи топливной смеси. А сегодня есть уже и четвертое поколение с форсунками, работающими под давлением 220 МПа.

Заключение

У Common Rail очень большой потенциал. Горючее становится всё дороже, и экономичность двигателя выходит на первый план. Не так давно компания Bosch выпустила стомиллионный силовой агрегат со впрыском Commonrail для дизелей и легковых машин. Компания планирует дальше модернизировать систему и выпускать новые ее версии, которые будут отвечать возрастающим требованиям автолюбителей.

Рис.3 a-Регулирование на стороне высокого давления посредством клапана регулирования давления; b-Регулирование давления на стороне всасывания дозирующим устройством, закрепленном на фланце ТНВД; c-Регулирование давления на стороне всасывания дозирующим устройством и дополнительное управление клапаном регулирования давления;
1-ТНВД; 2-Впуск топлива; 3-Возврат топлива; 4-Клапан регулирования давления; 5-Аккумулятор топлива; 6-Датчик давления в аккумуляторе; 7-Штуцеры подсоединения форсунок; 8-Штуцер линии возврата топлива; 9-Предохранительный клапан; 10-Дозирущее устройство; 11-Клапан регулирования давления.

В топливной системе Common Rail функции создания давления и впрыска топлива разделены. Давление впрыска создается независимо от частоты вращения двигателя и количества впрыскиваемого топлива. Каждый из этих компонентов управляется системой электронного управления (EDC).

Создание давления

Функции создания давления и впрыска топлива разделяются посредством аккумулятора топлива. Топливо под давлением подаётся в полость аккумулятора и, таким образом, оказывается готовым к впрыску. Необходимое давление впрыска создается постоянно работающим ТНВД с приводом от двигателя. Давление топлива в аккумуляторе поддерживается независимо от частоты вращения двигателя и количества впрыскиваемого топлива. Благодаря почти равной подаче топлива размеры ТНВД и момент сопротивления привода могут быть значительно меньше, чем в обычных топливных системах. Это выражается в значительно меньшей нагрузке на привод ТНВД. ТНВД в системе Common Rail обычно имеет конструкцию радиально плунжерного типа. В двигателях коммерческих автомобилей иногда устанавливаются рядные многоплунжерные ТНВД.

Регулирование давления в аккумуляторе топлива

Применяемый метод регулирования давления определяется типом топливной системы.

Регулирование на стороне высокого давления ТНВД

В топливных системах легковых автомобилей требуемое давление в аккумуляторе топлива регулируется на стороне высокого давления клапаном регулирования давления (4 на рис. 3а). Топливо, которое не используется для впрыска, возвращается обратно в ступень низкого давления через этот клапан. Такой вид контура регулирования обеспечивает быструю реакцию давления в аккумуляторе для изменения рабочей точки (рабочего режима) (например, в случае изменения нагрузки).

Регулирование на стороне высокого давления применялось в первых поколениях системах Common Rail. Клапан регулирования давления устанавливается преимущественно на аккумуляторе топлива. В некоторых вариантах систем, клапан устанавливается непосредственно на корпусе ТНВД.

Регулирование на стороне всасывания

Другой способ управления давлением в аккумуляторе является регулирование подачи топлива на стороне всасывания ТНВД (рис. 3b).

Дозирующее устройство 10, закрепленное на фланце корпуса ТНВД, обеспечивает точно установленную величину подачи к аккумулятору топлива, для того чтобы поддерживать необходимое давление впрыска топлива в системе. В случае возникновения опасной ситуации предохранительный клапан 9 предотвращает дальнейшее повышение давления в аккумуляторе (выше максимально допустимого давления).

Регулирование подачи топлива на стороне всасывания предусматривает уменьшение величины подачи при повышении давления в аккумуляторе и снижение мощности на привод насоса. Это оказывает положительное влияние на расход топлива. Одновременно понижается температура топлива, которое отводит обратно в топливный бак, в отличии от способа регулирования на стороне высокого давления.

Регулирование давления на стороне всасывания дозирующим устройством и дополнительное управление клапаном регулирования давления (система с двумя управляющими устройствами)

В системе с двумя управляющими устройствами (рис. 3с) осуществляется комбинированное управление путём регулирования давления на стороне всасывания посредством дозирующего устройства и регулирования на стороне высокого давления через клапан регулирования давления (см. раздел «Топливная система Common Rail легковых автомобилей»).

Впрыск топлива

Форсунки впрыскивают топливо непосредственно в камеры сгорания двигателя. Подача топлива к форсункам происходит по коротким линиям высокого давления, подсоединенным к аккумулятору топлива. Электронный блок управления двигателя регулирует положение управляющего элемента (клапана, якоря), встроенного в форсунку, который управляет открытием и закрытием распылителя форсунки.

Количество впрыскиваемого топлива определяется временем открытия насос форсунки и давления в системе. При постоянном давлении количество впрыскиваемого топлива пропорционально времени открытия управляющего элемента и, следовательно, не зависит от частоты вращения двигателя или ТНВД (контролирующей по времени впрыск).

Потенциальная гидравлическая мощность

Разделение функций создания давления и впрыска топлива открывает в будущем возможность повышения степеней свободы в процессе сгорания по сравнению обычными топливными системами. Давление впрыска топлива более или мене свободно выбирается в пределах программы карты характеристик. В настоящее время максимальное давление впрыска, составляет 1600 бар с предполагаемым повышением в будущем до 1800 бар.

Топливная система Common Rail допускает дальнейшее снижение вредных выбросов с ОГ путём внедрения предварительных впрысков или многофазного впрыска топлива, а также значительное снижение шума сгорания. Многофазный впрыск топлива, до пяти в одном цикле, может быть генерирован управляющими сигналами, обеспечивающими очень быстрое многократное срабатывание управляющего элемента. Быстрое прекращение впрыска топлива обеспечивается также гидравлическим воздействием на иглу распылителя при её посадке на седло (закрытие распылителя форсунки).

Управление и регулирование

Принцип действия

Электронный блок управления двигателя определяет положение педали акселератора и текущий рабочий режим двигателя и автомобиля посредством датчиков (см. Раздел «Электронное управление дизелей»). Полученные блоком управления данные включают в себя:

Частоту вращения и угловое положение коленчатого вала;
Давление в аккумуляторе топлива;
Давление воздушного заряда;
Температуру воздуха на впуске, температуру охлаждающей жидкости и топлива;
Массовый расход воздуха;
Скорость автомобиля и т.д.

Электронный блок управления обрабатывает входные сигналы датчиков и в соответствии с процессом сгорания рассчитывает управляющие сигналы для клапана регулирования давления или дозирующего устройства, форсунок и других приводов (например, клапан рециркуляции ОГ – EGR, исполнительные устройства регулирования расхода ОГ в турбине турбокомпрессора и т.д.)

Время переключения форсунок, которое желательно получить наименьшим, достигается с использованием оптимизированных переключающих клапанов высокого давления и специальных управляющих систем.

Система «угол/время» сопоставляет угол опережения впрыска топлива, установленный на основе входных сигналов датчиков коленчатого и распределительных валов, с режимом работы двигателя (контроль времени). Электронная система управления дизеля (EDC) обеспечивает точное дозирование количества впрыскиваемого топлива. Кроме того, система EDC имеет потенциальные возможности применения дополнительных функций, которые могут улучшить реакцию и приспособляемость двигателя.

Основные функции

Основные функции предусматривают точное управление углом опережения впрыска и цикловой подачей топлива при заданных (контрольных) давлениях впрыска. Следовательно, эти функции обеспечивает низкий расход топлива и плавную работу дизеля.

Корректирующие функции для расчета впрыска топлива

Некоторое число корректирующих функций служит для компенсации расхождений между системой впрыска топлива и режимом работы двигателя (см. Раздел «Электронное управление дизелей»):

Компенсации величины подачи топлива форсункой;
Калибровка нулевой подачи;
Управление компенсацией подачи топлива;
Адаптация средней величины подачи.

Дополнительные функции

Дополнительные управляющие функции в разомкнутых и замкнутых системах управления выполняют задачи снижения эмиссии вредных веществ и расхода топлива или обеспечения дополнительной безопасности и приспособляемости двигателя. Вот некоторые примеры:

Управление рециркуляцией ОГ;
Регулирование давления наддува;
Управление системой поддержания скорости;
Электронный иммобилайзер и .т.д.

Внедрение EDC во все системы автомобиля открывает множество новых возможностей, например, обмен данными с системой управления трансмиссией или системой кондиционирования воздуха.

Диагностический интерфейс позволяет анализировать сохранённые данные систем при техническом обслуживании автомобиля.

Конфигурация электронного блока управления

Поскольку электронный блок управления двигателя обычно имеет максимально только восемь выходных каскадов для форсунок, двигатели с числом цилиндров больше восьми оснащаются двумя электронными блоками управления. Они связаны внутри сети как «masterslave» (главный/подчиненный) через внутренний высокоскоростной интерфейс шины CAN. В результате достигается высокая обрабатывающая способность микропроцессоров. Некоторые функции постоянно размещаются в специальных блоках управления (например, управление компенсацией подачи топлива). Другие функции могут динамически включаться в тот или другой блок управления в зависимости от ситуации (например, для определения сигналов датчиков).

Принцип работы и устройство системы впрыска Common Rail

Повлению Common Rail поспособствовало принятие белее жестких экологических требований. Далее речь пойдет о том, что это за система, как она устроена и как работает.

Что это такое?

В переводе с английского языка название системы означает «общая магистраль». Использование этой системы снижает расход бензина на 15% и увеличивает мощность силового агрегата приблизительно на 40%. Это происходит благодаря подаче бензина под воздействием высокого давления.

Также уменьшается шум во время работы моторы, а у дизельных моторов увеличивался крутящий момент. За счет этого положительного качества она стала достаточно популярной и сейчас используется почти в каждом дизеле.

Ее недостаток в повышенных требованиях к качеству используемого топлива. Если вдруг мелкие частицы попадут в систему, а она произведена с высокой точностью, то форсунки, которые имеют электронное управление, скорее всего выйдут из строя. Поэтому качественное горючее обязательно для Common Rail.

Как она работает?

Работает она таким образом: из рампы бензин подается в форсунки, в системе образуется давление, на которое не влияют частота вращения коленвала мотора и объем подающегося горючего. Затем при получении команды форсунки передают горючее через соленоиды, они активируются ЭБУ.

В этой системе применен аккумуляторный узел, обладающий трубопроводом, линией подачи горючего и форсунками. ЭБУ отдает команду соленоидам, расположенным в форсунках, а они подают горючее к камере сгорания. За счет этого обеспечивается высокая точность при сгорании и увеличивается давление.

Как она устроена?

В ее составе имеются два контура, один низкого давления, другой высокого, и множество датчиков. Аккумуляторный узел выглядит как отрезок трубы, у него имеются штуцеры, они располагаются поперечно, к ним подсоединяются форсунки. Имеет двухслойную конструкцию.

В ЭБУ поступает информация с датчиков, основываясь на них блок управления рассчитывает нужный объем впрыскиваемого горючего и отдает сигнал к старту подачи, определяет время, за которое открывается форсунка, подстраивает подачу и манипулирует функциональностью системы в целом.

Через насос бензин забирается из бака, проходит фильтрацию и перекачивается к контуру высокого давления.

Далее насос передает бензин к аккумуляторному узлу, там оно задерживается под давлением, удерживаемое клапаном. По сигналу ЭБУ клапан открывается и горючее передается к баку. Форсунки соединены с аккумуляторным узлом, а внутри у них находятся соленоиды.

При поступлении сигнала от блока управления, форсунка впрыскивает порции бензина в цилиндр. Этот процесс длится пока ЭБУ не отключит клапан.

ЭБУ непрерывно контролирует функциональность системы. Так как на бензин или дизель в аккумуляторном узле воздействует высокое давление, то его подача происходит небольшими и точными дозами. Процесс сгорания улучшается из-за возможности подачи предварительной дозы горючего перед тем, как впрыснуть основную.

Максимальная отдача от сгорания топлива достигается за счет большой точности управления и создания высокого давления при впрыске. Мотор работает оптимально на любом режиме. Таким образом расход горючего и токсичность выхлопа снижаются.

Появление Common Rail привело к развитию дизелей, так как она имеет большой потенциал. Экологические нормы и требования постоянно возрастают, а это содействует развитию автомобильному развитию.

Если в зимнее время мотор не запускается, то не рекомендуется заводить его используя эфир, присадки и тому подобное. Для начала следует установить причину неполадки, потому что применение присадки в автомобилях с Common Rail может сделать только хуже и грозит необратимыми последствиями.

Топливная система Сommon Rail: принцип работы впрыска, двигателя

Система Сommon Rail стала огромным шагом вперед в развитии дизельных двигателей. Рассмотрим принцип работы системы впрыска, а также преимущества и недостатки двигателей с Коммон рейл.

Принципиальное отличие

В отличие от системы распределительного типа, где форсунки открываются при определенном давлении и впрыскивают строго отведенную ТНВД порцию топлива, Сommon Rail предполагает подачу дизельного горючего ко всем форсункам от общего аккумулятора – топливной рамы (common rail с англ. – общая магистраль). Основная роль ТНВД – нагнетание горючего под высоким давлением в топливную рампу, тогда как за впрыск топлива отвечает ЭБУ двигателя. Момент начала впрыска, количество подаваемого топлива и количество впрысков за цикл регулируется моментом и временем открытия форсунок.

Устройство

Желтым цветом показан контур низкого давления, красным – контур высокого давления, коричневым – обратный слив топлива в бак.

Топливоподкачивающий насос.
Топливный фильтр.
Топливный насос высокого давления.
Клапан дозировки.
Датчик давлений топлива в рампе.
Аккумулятор высокого давления – топливная рейка.
Регулятор давления (контрольный клапан).
Инжекторы.

Расширенная схема системы питания позволяет понять, какие датчики, исполнительные механизмы и агрегаты задействованы в работе двигателя с системой впрыска Сommon Rail.

Сommon Rail в действии

Топливный насос низкого давления (его роль может выполнять подкачивающая секция, расположенная в корпусе ТНВД либо электрический насос в топливном баке) подает топливо под давлением 2,6-7 бар к ТНВД, в котором и происходит нагнетание давления топлива. При прокрутке двигателя стартером ТНВД способен создавать давление 500-600 бар. После запуска двигателя эта величина вырастает до 1300-2000 бар.

В рейке постоянно поддерживается оптимальное давление, величина которого контролируется с помощью датчика давления, лишнее топливо сбрасывается регулятором в магистраль обратного слива. Регулятор может располагаться в топливной рейке либо в корпусе ТНВД. Дополнительно в рейке может быть вмонтирован клапан экстренного сброса топлива, предотвращающий разрыв рейки в случае нештатной ситуации. Также для более точной работы в некоторых системах в топливную рампу вмонтирован датчик температуры топлива. В некоторых вариантах системы можно встретить отдельную форсунку, использующуюся для увеличения дозировки топлива и прожига сажевого фильтра, в других системах работа двигателя в режиме прожига достигается изменением ЭБУ момента впрыска и количества подаваемого в цилиндры дизеля.

Форсунки

Под давлением топливо подается к форсункам, которые могут быть 2 видов.

Электрогидравлические. Представляют собой обычные электромагнитные форсунки, поднятие иглы распылителя и подача топлива в которых осуществляется после подачи напряжения на электромагнитный клапан. Электромагнитные форсунки очень надежные и имеют высокий уровень ремонтопригодности.
Пьезоэлектрические. Пьезокристалл при подаче на него напряжение очень быстро расширяется, позволяя игле подыматься в 3-4 раза быстрее, нежели в случае с электромагнитной форсункой. Это повышает быстродействие форсунки, благодаря чему за такт можно осуществить большее количество впрыска дизеля в камеру сгорания, а также точнее отмерить подаваемую порцию горючего. Но сложность конструкции оборачивается меньшим ресурсом и трудностями в ремонте.

ТНВД

Топливная система Сommon Rail была разработана специалистами компании Bosch, которой и принадлежит основная доля рынка дизельных систем впрыска. На данный момент существует 5 генераций ТНВД Bosch системы Сommon Rail.

СР1 – трехплунжерный ТНВД с подкачивающей секцией, расположенной в баке. Насос лишен клапана дозирование топлива, его функцию выполняет регулятор давления, вмонтированный в рейку (отличительная черта систем с СР1). Чаще всего СР1 комплектуются электромагнитными форсунками.
СР1Н – усовершенствованный вариант СР1. Вместо подкачивающего насоса в баке, в корпус ТНВД вмонтирована механическая подкачивающая секция. Главная особенность – наличие клапана регулировки количества топлива, нагнетаемого в рейку. По сравнению с СР1, обеспечивает большое давление – 1600-1800 бар. Также большая эффективность достигается за счет возможности принудительного отключения одного из плунжеров, когда в большом количества горючего нет необходимости.
СР2 – ТНВД, предназначенные для тяжелого коммерческого транспорта.
СР3. Отличительная черта – количество нагнетаемого топлива регулируется не в контуре высокого давления, а еще на подходе к плунжерам путем контроля объема топлива, подаваемого к насосу. СР3 имеет механическую топливоподкачивающую секцию (варианты с электронасосами крайне редки). Двигатели с ТНВД СР3 оснащались только пьезоэлектрическими форсунками CRI 3.
СР4. ТНВД имеет две модификации: одноплунжерный CP 4.1 (создаваемое давление – 1800 бар) и 2-плунжерный CP 4.2 (максимальное давление – 2000 бар). ТНВД имеет встроенный регулятор давления и механическую секцию низкого давления (5 бар). Большинство двигателей с СР4 оснащаются пьезофорсунками, но существуют системы и с электрогидравлическими инжекторами.

Помимо Bosch, производством компонентов и усовершенствованием системы Сommon Rail занимаются Delfi (Lukas), Densо и др.

Управление

Посредством данных, полученных от датчика положения педали газа, ЭБУ понимает желаемый водителем уровень крутящего момента. Считывая данные с ДВКВ, ДВРВ, ДМРВ, ДТОЖ, датчика наддува, датчика температуры топлива в рампе, электронный блок управления двигателем оценивает фактическую режимную нагрузку на мотор и решает, в какой момент нужно подать сигнал на форсунки и сколько топлива впрыснуть в цилиндры за цикловую подачу.

В чем секрет эффективности

Разделение цикловой подачи на такты и впрыск топлива под большим давлением – два факторы, обеспечивающие дизельным двигателям с впрыском Сommon Rail мощность, экономичность и дружелюбность к окружающей среде.

ТНВД распределительного типа с электронным управлением, не говоря уже о полностью механических насосах, подавали дизель в цилиндры большими порциями и под сравнительно малым давлением (к примеру, ТНВД Bosch VE мог выдать всего 700 бар при 2400 об/мин). Увеличение давления при распылении позволяет разбить топливо на более мелкодисперсные частицы, увеличив тем самым площадь контакта частиц дизеля с окислителем – кислородом. Чем меньше распыляемые частицы топлива, тем они быстрее нагреваются и, как следствие, эффективней сгорают. В результате мы получаем большую мощность двигателя, как так топливо сгорает практически полностью, высвобождая большее количество энергии, и меньший расход топлива. В случае с единым аккумулятором нет прямой зависимости между оборотами двигателя и давлением топлива в рампе, поэтому даже на холостых оборотах давление достаточное для качественного распыления.

Деление цикловой подачи на такты означает, что за такт впуска форсунка успевает впрыснуть топливо не один, а несколько раз (от 2 до 7 в современных системах). Различают:

предварительный впрыск – предназначен для поднятия температуры в камере сгорания и лучшего возгорание основного впрыска, на который и приходится большая доля дизельного топлива;
основной впрыск;
дополнительный впрыск – может быть использован для прожига сажевого фильтра.

Разделение цикловой подачи позволяет уменьшить характерный шум работы дизельного двигателя, так как давление в камере сгорания нарастает постепенно, поэтому характерный взрыв ТПВС в камере происходит мягче. Количество впрысков определяется ЭБУ и зависит от многих параметров (режима работы двигателя, нагрузки, температуры ОЖ и т.д.).

Преимущества и недостатки

Основные достоинства дизельных ДВС с впрыском Сommon Rail:

экономичность;
приемистость двигателя (эластичность), мощность;
уменьшение вибраций, шума;
экологичность.

Как бы это странно не прозвучало, но система впрыска с топливной рейкой не имеет явных недостатков, так как назвать минусом требовательность к качеству топлива было бы неправильно. Согласитесь, что это скорее проблема АЗС и контролирующих органов, нежели системы впрыска дизельного двигателя. Отрицательными моментами могут стать лишь конструктивные особенности ТНВД, форсунки или датчиков той либо иной модели. К примеру, некоторые насосы имеют довольно мягкий алюминиевый корпус, поэтому со временем они начинают гнать стружку, появление которой чрева выходом из строя форсунок и ускоренным износом ТНВД. Также всем известно, что пьезоэлектрические форсунки имеют меньший ресурс и часто не поддаются ремонту.

При эксплуатации дизельного двигателя с системой Сommon Rail следует помнить о высоких требованиях к качеству топлива и строгом соблюдении периодичности замены фильтров.

Common Rail: как работает и в чем преимущество

В переводе с английского языка словосочетание Common Rail означает «общая магистраль». Для нее характерен впрыск дизтоплива под сильным давлением в цилиндр. На практике ее использование ведет к 15-процентному снижению расхода топлива, и на 40-процентному росту мощности ДВС.

Что дает Common Rail

Коммон рейл уменьшает шум работающего двигателя, одновременно увеличивая крутящий момент. Вследствие этих инноваций данная система стала очень популярна, сегодня 50 % автомобилей с дизельным мотором оснащены этой системой. Говоря о ее недостатках, можно отметить требования к повышенному качеству топлива. В случае попадания посторонних, даже мелких, частичек в топливную высокоточную систему, работающие с использованием электроники форсунки, могут сломаться. Соответственно для машин с двигателями, оснащенными коммон рейл, высококачественное топливо − обязательное требование.

Особенности эксплуатации

Впервые она начала применяться в 1996 году. Дальнейший рост ее популярности обусловлен соответствием ужесточающимся экологическим стандартам. В современных машинах с дизельными моторами применяются два вида систем впрыска − электромагнитные и пьезоэлектрические. Форсунками, впрыскивающими дизтопливо в камеру сгорания, управляет электроника. Она регулирует сочетание смесей, показатели давления и временные промежутки впрыска, основываясь на сигналах множества датчиков, следящих за показателями работы двигателя.

Для нормального функционирования коммон рейл требуется дизтопливо высокого качества. При наличии посторонних примесей в топливе форсунки могут достаточно быстро выйти из строя. Об их особенностях поговорим в следующей статье. Чтобы избежать неприятных последствий, важно своевременно сделать промывку топливной системы − каждые 30-40 тыс. км пробега, в зависимости от условий эксплуатации. Диагностику топливной аппаратуры лучше доверить профессионалам. Ремонтом дизельных двигателей в Барнауле много лет успешно занимается автоцентр SAM. Признаки, когда дизельный двигатель в зоне риска: сильная дымность выхлопных газов, необоснованный рост расхода топлива, нестабильный холостой ход, сложности при запуске.

Ремонт Коммон Райл

Кустарный ремонт Common Rail может повлечь множество проблем с электроникой, которые впоследствии приведут к большим тратам. При своевременном обращении в автосервис, будет достаточно заменить винты и шайбы, прочистить и отрегулировать форсунки. Специалисты SAM гарантированно выполнят работу высокого качества по приемлемым ценам. Помимо устранения неисправностей, в системе Common Rail для самых разных автомобилей, мы проводим работы по ремонту ТНВД и форсунок.

Мы находимся в Барнауле, по адресам проспект Космонавтов, 10/4 (комплекс «Техно-Маркет») и улице Северо-Западная, 7А. Остались вопросы? Звоните! +7 (3852) 20-10-78 Или пишите! [email protected] и [email protected]

В следующей статье мы расскажем об особенностях ремонта форсунок Common Rail.

Как работает тнвд common rail

Принципиальное отличие

Устройство

Топливоподкачивающий насос.
Топливный фильтр.
Топливный насос высокого давления.
Клапан дозировки.
Датчик давлений топлива в рампе.
Аккумулятор высокого давления – топливная рейка.
Регулятор давления (контрольный клапан).
Инжекторы.

Сommon Rail в действии

Форсунки

Под давлением топливо подается к форсункам, которые могут быть 2 видов.

Электрогидравлические. Представляют собой обычные электромагнитные форсунки, поднятие иглы распылителя и подача топлива в которых осуществляется после подачи напряжения на электромагнитный клапан. Электромагнитные форсунки очень надежные и имеют высокий уровень ремонтопригодности.
Пьезоэлектрические. Пьезокристалл при подаче на него напряжение очень быстро расширяется, позволяя игле подыматься в 3-4 раза быстрее, нежели в случае с электромагнитной форсункой. Это повышает быстродействие форсунки, благодаря чему за такт можно осуществить большее количество впрыска дизеля в камеру сгорания, а также точнее отмерить подаваемую порцию горючего. Но сложность конструкции оборачивается меньшим ресурсом и трудностями в ремонте.

СР1 – трехплунжерный ТНВД с подкачивающей секцией, расположенной в баке. Насос лишен клапана дозирование топлива, его функцию выполняет регулятор давления, вмонтированный в рейку (отличительная черта систем с СР1). Чаще всего СР1 комплектуются электромагнитными форсунками.
СР1Н – усовершенствованный вариант СР1. Вместо подкачивающего насоса в баке, в корпус ТНВД вмонтирована механическая подкачивающая секция. Главная особенность – наличие клапана регулировки количества топлива, нагнетаемого в рейку. По сравнению с СР1, обеспечивает большое давление – 1600-1800 бар. Также большая эффективность достигается за счет возможности принудительного отключения одного из плунжеров, когда в большом количества горючего нет необходимости.
СР2 – ТНВД, предназначенные для тяжелого коммерческого транспорта.
СР3. Отличительная черта – количество нагнетаемого топлива регулируется не в контуре высокого давления, а еще на подходе к плунжерам путем контроля объема топлива, подаваемого к насосу. СР3 имеет механическую топливоподкачивающую секцию (варианты с электронасосами крайне редки). Двигатели с ТНВД СР3 оснащались только пьезоэлектрическими форсунками CRI 3.
СР4. ТНВД имеет две модификации: одноплунжерный CP 4.1 (создаваемое давление – 1800 бар) и 2-плунжерный CP 4.2 (максимальное давление – 2000 бар). ТНВД имеет встроенный регулятор давления и механическую секцию низкого давления (5 бар). Большинство двигателей с СР4 оснащаются пьезофорсунками, но существуют системы и с электрогидравлическими инжекторами.

Помимо Bosch, производством компонентов и усовершенствованием системы Сommon Rail занимаются Delfi (Lukas), Densо и др.

Управление

В чем секрет эффективности

Разделение цикловой подачи на такты и впрыск топлива под большим давлением – два факторы, обеспечивающие дизельным двигателям с впрыском Сommon Rail мощность, экономичность и дружелюбность к окружающей среде.

предварительный впрыск – предназначен для поднятия температуры в камере сгорания и лучшего возгорание основного впрыска, на который и приходится большая доля дизельного топлива;
основной впрыск;
дополнительный впрыск – может быть использован для прожига сажевого фильтра.

Преимущества и недостатки

Основные достоинства дизельных ДВС с впрыском Сommon Rail:

экономичность;
приемистость двигателя (эластичность), мощность;
уменьшение вибраций, шума;
экологичность.

Схема и детали системы

Высокое давление 230-1800 бар.

Давление в обратной магистрали форсунок, 10 bar.

Давление в напорной магистрали, Давление в обратной магистрали.

1. Подкачивающий топливный насос.
Осуществляет постоянную подкачку топлива в напорную магистраль.

2. Топливный фильтр с клапаном предварительного подогрева.
Клапан предварительного подогрева препятствует при низких температурах окружающей среды засорению фильтра кристаллизующимися парафинами.

3. Дополнительный топливный насос.
Подаёт топливо из напорной магистрали к топливному насосу.

4. Сетчатый фильтр.
Предохраняет насос высокого давления от попадания инородных частиц.

5. Датчик температуры топлива.
Измеряет текущую температуру топлива.

6. Насос высокого давления (ТНВД).
Создаёт давление, необходимое для работы системы впрыска.

7. Клапан дозирования топлива.
Регулирует количество топлива, которое необходимо подать в аккумулятор высокого давления.

8. Регулятор давления топлива.
Регулирует давление топлива в магистрали высокого давления.

9. Аккумулятор давления (топливная рампа).
Накапливает под высоким давлением топливо,необходимое для впрыска во все цилиндры.

10. Датчик давления топлива.
Измеряет текущее давление топлива в магистрали высокого давления.

11. Редукционный клапан.
Поддерживает давление в обратной магистрали форсунок системы впрыска на уровне 10 бар. Такое давление необходимо для работы форсунок.

12. Форсунки.

Система впрыска Common Rail

Система впрыска Common Rail представляет систему впрыска топлива для дизельных двигателей с аккумулятором высокого давления. Термин «Common Rail» означает «общая балка или рампа» и служит для обозначения общей топливной рампы
(аккумулятора давления) для всех форсунок ряда цилиндров.

В данной системе процесс впрыска отделён от процесса создания высокого давления. Необходимое для системы впрыска высокое давление создаётся с помощью отдельного топливного насоса высокого давления (ТНВД).
Топливо, находящееся под высоким давлением, накапливается в аккумуляторе давления (топливной рампе)
и через короткие топливопроводы высокого давления подаётся к форсункам.
Управление системой впрыска Common Rail осуществляется системой управления двигателя Bosch EDC.

Система впрыска Common Rail располагает большими возможностями для регулирования давления и параметров впрыска в соответствии с режимом работы двигателя. Это создает хорошие предпосылки для удовлетворения постоянно растущих требований к системе впрыска в плане улучшения экономичности, снижения токсичности ОГ и шумности двигателя.

В данной системе впрыска Common Rail используются пьезоэлектрические форсунки.

Управление форсунками осуществляется исполнительным механизмом, основанном на использовании пьезоэлемента. Скорость переключения такого механизма во много раз выше, чем у форсунки с электромагнитным клапаном.

Кроме того, масса подвижной иглы у распылителя пьезоэлектрической форсунки примерно на 75 % меньше, чем у форсунки с электромагнитным приводом.

Это обеспечивает пьезоэлектрическим форсункам следующие преимущества:

* короткое время переключения
* возможность произвести несколько впрысков в течение рабочего такта
* точность дозировки впрыска

Работа пьезофорсунки Common Rail

И для интереса. Как изготавливается форсунка Common Rail Piezo на заводе.

Процесс впрыска

Высокая скорость переключения пьезоэлектрической форсунки позволяет гибко и с высокой точностью управлять фазами впрыска и дозировать подачу топлива. Благодаря этому управление процессом впрыска топлива может осуществляется в точном соответствии с потребностью двигателя в определённый момент времени. За время такта может быть произведено до пяти отдельных впрысков.

ТНВД

Насос высокого давления представляет собой одноплунжерный насос. Привод насоса осуществляется через зубчатый ремень коленвала с частотой, равной частоте оборотов двигателя. ТНВД предназначен для создания в топливной магистрали давления до 1800 бар, необходимого для работы системы впрыска. С помощью двух кулачков, развёрнутых на приводном вале на 180°, скачок давления формируется синхронно с впрыском во время рабочего такта конкретного цилиндра. Это обеспечивает равномерную нагрузку привода насоса и снижает колебания давления в области высокого давления.
Для снижения трения при передаче усилия от приводных кулачков к плунжеру насоса между ними установлен ролик.

Устройство насоса высокого давления

Схематическое представление насоса высокого давления.

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

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

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

Применение данной системы позволяет достигнуть снижения расхода топлива, токсичности отработавших газов, уровня шума дизеля. Главным преимуществом системы Common Rail является широкий диапазон регулирования давления топлива и момента начала впрыска, которые достигнуты за счет разделения процессов создания давления и впрыска.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

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

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. Современные топливные насосы высокого давления — плунжерного типа. Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.
Регулятор давления топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе. Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций: накопления топлива и содержание его под высоким давлением, смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД, распределения топлива по форсункам. Форсунка важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки. Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

Управление работой системой впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, Холла, положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и другие. Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

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

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

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

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

1. электромагнитные
2. электрогидравлические
3. пьезоэлектрическая

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

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

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

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

Пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка)

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

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

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

Как работает дизельный двигатель с системой Common Rail?

Чтобы понять, как работают дизельные двигатели с общей топливной магистралью, лучше всего сначала начать с того, как работают традиционные дизельные заводы: топливный насос подает дизельное топливо в топливные форсунки каждого цилиндра, и двигатель начинает вращаться. Это простой процесс, но не очень эффективный. Эти традиционные топливные насосы работают при низком давлении и запускаются просто от оборотов двигателя.

Дизельные двигатели

Common Rail более эффективны, потому что они поддерживают высокое давление в топливном насосе, а компьютеризированные компоненты регулируют давление в соответствии с потребностями двигателя.Поскольку давление топлива высокое, топливо лучше распыляется и, следовательно, распределяется более эффективно.

Трудно представить это? Сравните это с тем, как можно мыть машины:

Старая дизельная техника — все равно что пользоваться краном и шлангом. Кран — это топливный насос: по нему течет вода. Он также выполняет функцию инжектора: вы контролируете, сколько воды вам нужно в самом кране. Если вам нужно больше воды, вы открываете кран чаще, и наоборот. Смесители также относительно низкого давления; вы не сможете сразу смыть грязь из шланга, поэтому в конечном итоге вам придется широко открыть кран и использовать больше воды (вот почему старые дизели изрыгивают дым всякий раз, когда вы резко нажимаете на педаль акселератора).

Дизельное топливо с общей топливораспределительной рампой похоже на использование мойки высокого давления: имеется источник воды под высоким давлением, а регулируемая форсунка омывателя похожа на инжектор с компьютерным управлением — повернув его, вы можете получить широкую и мягкую струю. , или тонкая сфокусированная струя. При необходимости вы даже можете мгновенно отключить его. Этот более высокий уровень мощности и контроля означает, что вы используете меньше воды или, в случае дизельного двигателя, меньше топлива.

Так же, как за мойкой высокого давления требуется более тщательный уход, чем за обычным смесителем, рекомендуется использовать специально разработанное моторное масло для защиты современного дизельного двигателя.В дизельных двигателях масло со временем густеет из-за грязи и нагара. И дизельные двигатели с общей топливной магистралью, которые сегодня используют многие современные дизельные автомобили, не освобождаются от этого. Castrol Magnatec Diesel — это новый продукт, разработанный специально с учетом совместимости с системой Common Rail. Проверенная технология защиты дизельных двигателей Castrol поддерживает эффективность и маневренность дизельных двигателей с общей топливной магистралью. Он также сочетается с интеллектуальными молекулами для дополнительного уровня защиты, снижающего износ во время критического периода прогрева.А благодаря отличным характеристикам обработки сажи вы можете быть уверены, что загустение масла будет сведено к минимуму. Это означает, что ваш дизельный автомобиль (при правильном и регулярном обслуживании) потенциально может работать более эффективно и дольше.

Чтобы узнать больше о Castrol Magnatec, посетите страницу Castrol в Facebook.

Купите предметы из этой истории!

Дизельный двигатель Common Rail (Принципы работы 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 через серию насосных форсунок, которые перекачивали топливо под низким давлением в топливные форсунки. Обратной стороной этой дизельной системы является то, что она производит больше выбросов углерода. Поскольку общество стало более экологически чистым, это привело к созданию дизельного двигателя Common Rail.

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

Если сегодня вы видите на дороге автомобиль с дизельным двигателем, скорее всего, в нем установлен дизельный двигатель с системой Common Rail.Эти типы дизельных двигателей производят меньше выбросов углерода благодаря технологии Common Rail. Это особый тип системы впрыска топлива, который состоит из распределительной магистрали высокого давления и нескольких электромагнитных клапанов. Каждый клапан получает топливо из магистрали, 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 посмотрим на плюсы и минусы этого движка, чтобы понять, что это такое на самом деле.

Плюсы

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

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

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

Минусы

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

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

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

Что такое дизельный впрыск Common Rail Direct (CRD)?

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

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

Старые новости: механический непрямой впрыск

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

с прямым впрыском Common Rail — что такое технология CRDi?

Система прямого впрыска Common Rail (CRDi):

В большинстве современных топливных систем двигателей используется передовая технология, известная как CRDi или Common Rail Direct Injection. И бензиновые, и дизельные двигатели используют общую «топливную рампу», которая подает топливо к форсункам. Однако в дизельных двигателях производители называют эту технологию CRDi, а в бензиновых двигателях — бензиновым прямым впрыском (GDI) или стратифицированным впрыском топлива (FSI).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.

Кроме того, в системе прямого впрыска 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.

Ниже представлена принципиальная линейная диаграмма CRDi:

Common Rail Direct Injection

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

Кроме того, в системе Common Rail используется топливная магистраль или, проще говоря, «топливораспределительная трубка», общая для всех цилиндров. 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).

Компоненты системы прямого впрыска Common Rail —

1. Топливный насос высокого давления

2. Общая топливная магистраль

3. Форсунки

4. Блок управления двигателем

Топливная система Common Rail (любезно предоставлено Bosch)

Принцип работы:

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

Более того, в большинстве современных двигателей CRDi используется система насос-форсунок с турбонагнетателем, которая 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 работа технологии CRDi остаются в основном одинаковыми для всех. Однако его производительность в основном зависит от конструкции камеры сгорания, давления топлива и типа используемых форсунок.

Производители используют специальные аббревиатуры, чтобы их дизельные продукты CRDi выделялись среди конкурентов.

D D 9027

SL.	Акроним	Компания
1	CDI	Mercedes Benz
2	CRDi 3	CR4	Tata
4	CRDe	Махиндра
5 4		5 4
5 4	BMW
6	DiCOR	Tata
7	DDiS	Suzuki

Тойота
9 90 134	DCi	Renault, Nissan
10	DI-D	Mitsubishi
11	i-CTTDi	Honda
12	JTD	Fiat
13	VCDi	Chevrolet14	Chevrolet14	Ford
15	TDI ^TM	Volkswagen
CRDi Сокращения

• TDI ™ — с прямым впрыском с турбонаддувом — разработан, произведен и зарегистрирован группой Volkswagen и включает турбодизельный двигатель в сочетании с непосредственным впрыском цилиндров.

Посмотреть анимацию двигателя CRDi можно здесь:

Продолжайте читать: Электронный впрыск топлива >>

О CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог. Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет. CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

Common Rail Дизель — Ford Engineering

Опубликован: 8 декабря 2015 г.

ЧТО ТАКОЕ ОБЫЧНЫЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ДИЗЕЛЬ И ГДЕ УСТАНАВЛИВАЮТСЯ ОТЖИМЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОМПОНЕНТОВ FORD?

Топливные системы с электронным управлением были внедрены в основном для соответствия законодательству по выбросам, а системы Common Rail были внедрены в магистральное производство в конце 1990-х годов.

Дизельный двигатель Common Rail является электронным и имеет высокое давление.

Прямой впрыск топлива Common Rail — это система прямого впрыска топлива для бензиновых и дизельных двигателей. На дизельных двигателях он оснащен топливной рампой высокого давления (2000 бар — 29000 фунтов на квадратный дюйм), питающей отдельные электромагнитные клапаны, в отличие от топливного насоса низкого давления, питающего форсунки или форсунки насоса.

Дизельное топливо впрыскивается в двигатель в очень малых количествах через форсунки с электронным управлением. Они контролируются блоком управления двигателем (ЭБУ).

Насос высокого давления

Топливо высокого давления подается механическим насосом высокого давления, установленным на двигателе. Это топливо высокого давления хранится в резервуаре, называемом Common Rail, до тех пор, пока оно не понадобится форсункам.

Топливо под высоким давлением означает, что дизельное топливо распыляется на мелкие капли. Это означает лучшее сгорание, большую экономию, меньшие выбросы и более тихую работу. Все это особенности современных дизельных систем Common Rail.

Дизельное топливо в дизельной системе Common Rail всегда доступно для двигателя при любой скорости вращения двигателя. Он всегда доступен и доступен при высоком давлении. Это означает, что топливо под высоким давлением доступно даже тогда, когда двигатель только работает, то есть на низких оборотах. Более ранние традиционные дизельные системы, называемые роторными дизельными двигателями, в основном управляются механически.

Как компания Ford Component Manufacturing связана с этой дизельной системой с одним из своих металлических штампованных компонентов? Что ж, мы должны заглянуть в недра автомобильной сборки, чтобы увидеть медные шайбы, которые мы используем для автомобильной промышленности.Важная простая металлическая штампованная деталь в сложной сборке.

Система Common Rail

Ключевые компоненты системы Common Rail обозначены на схеме выше:

Электрический подкачивающий насос (присутствует не во всех системах) — подает топливо к насосу высокого давления
Фильтр — его необходимо заменять в соответствии с рекомендациями производителя, чтобы обеспечить чистоту системы и срок ее службы.
Перепускной клапан — позволяет избытку топлива перетекать обратно в топливный бак
Возвратный коллектор — контролирует возврат топлива обратно в топливный бак
Насос высокого давления — насос высокого давления является сердцем топливной системы.Именно здесь давление в дизельном топливе повышается — оно приводится в действие двигателем, зависит от системы и может генерировать более 2000 бар. Чтобы представить это давление в перспективе, давление в шинах обычного автомобиля может составлять от 2,5 до 3,5 бар.
Клапан регулирования высокого давления (присутствует не во всех системах) — электронным образом контролирует давление, создаваемое в насосе (контролируется ECM).
Датчик давления в рампе — контролирует давление в системе
Rail — это «общая магистраль», где топливо хранится и подается в форсунки для впрыска
Форсунки — форсунки в системе Common Rail управляются и управляются контроллером ЭСУД с учетом нескольких входных сигналов датчиков и сигналов.Производственные допуски и компоненты остаются такими же, как у насосов высокого давления, и имеют решающее значение для работы и срока службы инжектора.
Блок управления EDC — Модуль управления двигателем (ЕСМ), который получает обратную связь от различных датчиков в системе и соответственно регулирует давление и впрыск топлива
Датчик температуры топлива — контролирует температуру топлива в системе
Другие датчики — в зависимости от системы и характеристик автомобиля

Инжектор

Наконец, мы можем увидеть медную шайбу , прессованный металл для автомобильной промышленности компанией Ford Component Manufacturing.

Итак, почему эта прессованная шайба так важна?

Отсутствие прессованной медной шайбы или неправильно затянутый инжектор могут пропускать горячие продукты сгорания в полость инжектора. Это приведет к выходу из строя нижнего уплотнительного кольца топливной форсунки, что приведет к утечке топлива в камеру сгорания при выключенном двигателе и попаданию горячих продуктов сгорания в топливную систему при работающем двигателе.

Утечка топлива в камеру сгорания может привести к гидростатической блокировке двигателя и отказу двигателя.Это произойдет, когда двигатель выключен и топливо сливается через наконечник форсунок в камеру сгорания.

Утечка продуктов сгорания в топливную систему приведет к заклиниванию внутренних компонентов топливной форсунки и множественному отказу форсунок. Поскольку все форсунки имеют общую топливную рампу в головке блока цилиндров, утечка сгорания в топливную систему приведет к загрязнению всех форсунок.

Черная сажа на дне форсунки — явный индикатор того, что форсунка была неправильно затянута или отсутствовала запрессованная медная шайба.

Рис.1: Отсутствует медная шайба или неправильный момент затяжки форсунки

Ford Component Manufacturing нажимайте их, всегда проверяйте, подходят ли они вам!

Дизель

Common Rail вступает в силу

Если бы Рудольф Дизель был жив сегодня, он бы удивился, как эволюционировало его оригинальное изобретение. Поскольку дизельный двигатель был впервые запатентован в 1894 году, его характеристики и эффективность улучшились, но процесс подачи первичного топлива остался относительно неизменным.Топливным форсункам для оптимальной работы требуется топливо под высоким давлением, которое подается с помощью механического насоса, приводимого в действие двигателем.

В течение первых 100 лет электронное взаимодействие ограничивалось свечами накаливания, подачей топлива низкого давления и полезными датчиками предупреждения о наличии воды в топливе. Для многих дизельных инженеров это считалось благом, потому что ранние дизельные системы не требовали использования мультиметров, сканирующих приборов или лабораторных осциллографов.

Введение дизельных систем Common Rail (CRD) с полным электронным управлением изменило правила игры.Историческая аналогия — это эволюция конструкции трансмиссии, где для ранней диагностики трансмиссии требовались знания о применении и манометр. Я уверен, что вы можете вспомнить нескольких технических специалистов по трансмиссиям, которые боролись с дополнительным электронным взаимодействием. Главное — получить знания, необходимые для правильной диагностики этих систем.

Почему технология CRD? Производительность и экономия топлива являются основными драйверами. Потребители ищут автомобили с дизельным двигателем, которые обеспечивают более высокую мощность, больший крутящий момент, лучшую экономию топлива и более низкий уровень шума и вибрации.Все эти улучшения должны соответствовать строгим стандартам выбросов EPA и CARB. Дизельные системы с механическим управлением недостаточно точны, чтобы предложить эти улучшения.

Как быстро вам нужно узнать о системах CRD? В 2007 году автомобили с дизельным двигателем составляли примерно 5% от общего автопарка. Количество таких автомобилей неуклонно растет, и многие прогнозируют, что к 2020 году дизели будут составлять 20% автопарка. Для сравнения: многие предсказывают, что к 2020 году гибриды будут составлять лишь 10% автопарка.Первые легковые автомобили CRD были представлены в 1999 году, и большинство производителей автомобилей работают над версиями для Северной Америки. Техники, работающие с автомобилями Ford Powerstroke, Dodge Cummins или GMC Duramax, уже имели дело с этой технологией.

Перед тем, как мы начнем описывать системы CRD, одно важное замечание: топливная система высокого давления может превышать 28 000 фунтов на квадратный дюйм, поэтому все обслуживание и ремонт должны выполняться в соответствии с рекомендациями производителя.

Эта статья предоставит вам базовый обзор систем CRD и предложит несколько советов по ремонту.Компоненты, зависящие от производителей транспортных средств, будут различаться, но общая концепция останется неизменной. На Рис. 1 выше показана система Common Rail второго поколения Bosch для легковых автомобилей. Давайте посмотрим, как работает эта система.

Первым этапом работы системы CRD является подача топлива к насосу высокого давления. В этой системе механический шестеренчатый насос прикреплен к задней части насоса высокого давления и приводится в действие этим насосом. Шестеренчатый насос создает всасывание, которое всасывает топливо из топливного бака через фильтр.Всасывание составляет примерно от 2 до 10 дюймов / рт. Давление топлива на выходе из шестеренчатого насоса составляет примерно от 65 до 90 фунтов на квадратный дюйм.

Некоторые производители автомобилей используют электрический топливный насос, который обычно устанавливается внутри топливного бака. Топливный насос подает топливо в насос высокого давления через топливный фильтр. Среднее давление топливного насоса составляет от 55 до 65 фунтов на квадратный дюйм.

Второй этап — регулировка количества топлива в насос высокого давления. Магнитный пропорциональный клапан (M-PROP) используется для регулирования объема топлива, подаваемого в насос высокого давления.M-PROP управляется модулем управления двигателем (ECM) с использованием переменной ширины импульса. Контроллер ЭСУД увеличивает и уменьшает объем насоса высокого давления в зависимости от условий эксплуатации автомобиля и информации, поступающей от датчика давления в рампе (RPS). Например, если RPS указывает, что давление в топливной рампе низкое, ширина импульса уменьшается, позволяя большему количеству топлива поступать в насос высокого давления, в некотором смысле, работая по стратегии замкнутого контура.

Производители транспортных средств будут использовать разные названия, но цель одна — контролировать объем топлива.Некоторые другие названия этого датчика: соленоид количества топлива, исполнительный механизм управления подачей топлива и клапан управления объемом топлива.

В верхней части насоса высокого давления на рис. 1 на стр. 30 вы увидите желтую обратную линию. На этой схеме не показан каскадный перепускной клапан (COV), который регулирует, сколько топлива используется для смазки насоса и сколько возвращается в топливный бак. COV подпружинен и реагирует на повышение давления на стороне низкого давления системы. COV работает вместе с M-PROP для поддержания надлежащего баланса в системе низкого давления.

Далее насос высокого давления создает давление питания для топливных форсунок в общей топливной рампе. На рис. 1 красным цветом показано давление на стороне высокого давления. Еще раз, имейте в виду, что давление топлива может превышать 28000 фунтов на квадратный дюйм в некоторых приложениях. Контроллер ЭСУД использует RPS для поддержания давления в топливной рампе в соответствии с условиями эксплуатации.

Клапан ограничения давления представляет собой двухступенчатый механический клапан. Первая ступень сбрасывает чрезмерное избыточное давление, а вторая ступень помогает поддерживать давление на заданном уровне.Это похоже на регулятор давления топлива в обычной топливной системе.

Наконец, ECM открывает и закрывает топливные форсунки в соответствующее время с помощью датчиков положения коленчатого вала (CKP) и распределительного вала (CMP). Для запуска двигателя ECM требуется как CKP, так и CMP. Автомобиль продолжит движение без CMP, но двигатель остановится, если сигнал CKP будет потерян.

Для большинства применений используются два типа топливных форсунок — форсунки с электромагнитным клапаном и пьезоэлектрические форсунки.Боковая панель на странице 32 («Электромагнитный клапан и пьезоэлектрические форсунки») объясняет, как работают эти форсунки.

Процесс впрыска CRD разделен на три основных этапа: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск (рис. 2, стр. 30). Давайте посмотрим на каждый этап.

Пилотный впрыск предназначен для снижения шума сгорания и выбросов загрязняющих веществ. Возможно до двух пилотных инъекций. Во время пилотного впрыска давление в цилиндре немного повышается, что вызывает более короткую задержку основного сгорания.Преимущество заключается в снижении пикового давления сгорания, что, в свою очередь, снижает шум сгорания. Пилотный впрыск также используется для уменьшения количества твердых частиц.

Основной впрыск обеспечивает энергию для работы двигателя, позволяя ему развивать максимальный крутящий момент и производительность.

Дополнительный впрыск предназначен для уменьшения количества твердых частиц и регенерации сажевого фильтра (DPF). Дополнительный впрыск 2 происходит ближе к концу сгорания и предназначен для снижения уровня образующихся частиц сажи.Дополнительный впрыск 1 происходит при 40 ° ATDC или позже. Это подводит углеводороды к катализатору окисления для регенерации катализатора. Решение о дополнительном впрыске 1 основано на информации от датчика перепада давления.

Диагностика систем CRD очень похожа на диагностику бензиновых двигателей с впрыском топлива. Использование диагностического прибора и лабораторных исследований будет иметь решающее значение для эффективной и точной диагностики и ремонта. Рис. 3 на странице 34 — запись сканирующего прибора от пикапа GMC 2005 года выпуска. Двигатель работал неровно с пониженной мощностью, диагностические коды неисправностей отсутствовали.Запись диагностического прибора указала технику в правильном направлении, быстро определив, какие цилиндры не участвовали.

По данным диагностического прибора мы также можем подтвердить, что желаемое и фактическое давление в топливной рампе находятся в пределах спецификации, поэтому наша проблема не связана с давлением топлива. Это условие будет характерно для цилиндров 4 и 6.

Фиг. 4A и 4B на странице 36 показаны две диаграммы. Первая таблица «Карта форсунок без IQA» (регулировка количества форсунок) показывает, что происходит, когда регулировка не выполняется.Синие линии представляют собой топливные форсунки, которые отстают от красных форсунок. Это уменьшит подачу топлива в цилиндры и ограничит мощность и крутящий момент.

Вторая диаграмма, «Карта форсунок с IQA», показывает форсунки после IQA, которые соответствовали форсункам с ECM. Если вы собираетесь ремонтировать автомобили CRD, это будет обязательная функция диагностического прибора.

Рис. 5 — снимок с дизельного двигателя Dodge Ram 2500 6,7 л 2007 года, показывающий текущие коды топливных форсунок, хранящиеся в ECM.Имейте в виду, что сохраненные числа хороши настолько, насколько хорош человек, который их вводит. Если этот автомобиль был в других магазинах, но проблема с управляемостью все еще существует, вы можете убедиться, что коды форсунок введены правильно. Изменить код очень просто: введите новый код и нажмите «Пуск», чтобы сохранить код.

Системы

CRD оснащены дополнительными датчиками и исполнительными механизмами, не обсуждаемыми в этой статье. Большинство этих компонентов являются общими для систем впрыска топлива — датчик положения педали акселератора, датчик давления воздуха на впуске, датчики давления наддува и т. Д.Информация датчика может быть передана непосредственно в ECM или получена от другого модуля. Важно понимать, в каком конкретном автомобиле вы работаете, чтобы избежать погони за чем-то, что может быть вызвано другим модулем.

Возможность перепрограммирования диагностического прибора является обязательной при работе с автомобилями CRD. Каждый вопрос управляемости должен начинаться с проверки калибровки модуля. В некоторых случаях единственный ремонт — это обновление ECM новым программным обеспечением.

И последнее замечание: не забудьте изучить основы.Фотография слева — это автомобиль, которому не хватало мощности и у которого наблюдались проблемы с управляемостью. Единственным «ремонтом», который потребовался, были новый воздушный фильтр и чистка входного отверстия фильтра… и вызов специалистов по борьбе с вредителями.

Дизельные системы Common Rail только начинаются, поэтому сейчас самое время узнать, что их движет. Если вы это сделаете, вы будете готовы диагностировать и исправить их, когда они начнут появляться в ваших отсеках.

Скачать PDF

COMMON RAIL DIESEL — Объяснение технологий

Для всех энтузиастов 4WD!

Что вам следует знать о Дизельная технология Common Rail?

Дизельные двигатели больше не изрыгающие дым примитивные двигатели, которые мы помним по в прежние времена, превратившись из надежного, но изысканного варианта в выбор вариант, особенно в европе.С такими инновациями, как Common Rail Direct Fuel впрыск, современные дизельные двигатели часто превосходят бензиновые аналогичного размера аналоги по мощности / крутящему моменту, экономии топлива и выбросам.

ЧТО ТАКОЕ ОБЫЧНАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА?

2,5-литровый DI-D от Mitsubishi Triton (Дизель с прямым впрыском топлива) Hyper Common Rail Turbo Двигатель с промежуточным охладителем выполнен по рельсовой технологии. Аккумуляторная топливная система прямой впрыск топлива — это современная разработка системы прямого впрыска топлива. система впрыска для дизельных двигателей.Он имеет электронный блок управления (ECU) управляет топливом высокого давления рельсовая подача индивидуальных электромагнитных клапанов или пьезоэлектрических форсунки в новейших двигателях Common Rail. Таким образом, позволяет лучшая точность времени / количества впрыска и лучше Распыление топлива по сравнению с более старым дизельным распределительным насосом двигатели.

По любым вопросам, касающимся моделей Mitsubishi, обращайтесь к нам:

Мы также принимаем заказы от государственных ведомств, корпораций и частных лиц.

Все запросы приветствуются по всей Малайзии, включая

Сабах и Саравак.

Мобильный : 016-3321173 / 016-3321176

Факс : 603-2381-804

Электронное письмо: [email protected]

ПРОДАЖА ДРУГИХ МОДЕЛЕЙ:

Исузу Д-Макс, Тойота, Ниссан, Хюндай, Мазда, Сузуки,

Форд, КИА, БМВ, Мини, Фольксваген, Протон, Perodua и восстановленный.

Мы также поставляем коммерческие Транспортных средств:

Грузовые автомобили, автобусы / тягачи / холодильные камеры Холодильный, деревянный корпус и стальной корпус.

Система Common Rail

КАК РАБОТАЕТ ОБЫЧНАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА?

Common Rail дизельные двигатели с прямым впрыском, такие как DI-D от Mitsubishi Motors использует насос, который действует как топливный резервуар, в котором хранится топливо при чрезвычайно высоком давлении до 2000 бар.Топливо идет в ‘рейку’, которая разветвляется на инжектор, управляемый ЭБУ клапаны, каждый из которых имеет сопло и плунжер, приводимый в движение соленоид.

Эта установка означает, что впрыск процесс тонкой настройки и намного более точен, чем система насосов механического распределителя в старых дизелях. В высокое давление в системе Common Rail также позволяет более мелкое распыление дизельного топлива в цилиндры и лучшее топливо выброс ,.что увеличивает эффективность и сокращает выбросы благодаря более чистому горению.

Чтобы снизить шум двигателя, двигатель ЭБУ может впрыснуть небольшое количество дизельного топлива непосредственно перед основным событие впрыска, что снижает его взрывоопасность и вибрации, а также для оптимизации времени впрыска и количество при изменении качества топлива, холодный запуск и другие факторы.

ПРЕИМУЩЕСТВА DI-D HYPER COMMON RAIL

ТЕХНОЛОГИЯ

Хорошая мощность и высокий крутящий момент
Эффективный впрыск и сгорание топлива
Снижение вибрации и шума двигателя
Сниженные выбросы

Как работает дизельный двигатель с системой комон рейл

Устройство автомобилей

Система впрыска Common Rail

Общие сведения о системе питания Common Rail

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Многократный впрыск в системе Common Rail

Достоинства и недостатки системы Common Rail

Перспективы развития системы питания Common Rail

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

что это и как работает,виды

Особенности работы форсунок

Подача топлива

Преимущества и недостатки

Секрет эффективности Common Rail

Причины и признаки поломки Common Rail

Опора двигателя: что это и как работает,виды,фото

Дифференциал Torsen: устройство,виды и принцип работы

Что выбрать: гидроусилитель или электроусилитель руля?

Датчик дроссельной заслонки: предназначение,типы,виды,неисправности,фото

Датчик холостого хода: принцип действия,устройство,виды,фото,назначение

Принцип работы тнвд коммон рейл

Система впрыска Common Rail

Общие сведения о системе питания Common Rail

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Многократный впрыск в системе Common Rail

Достоинства и недостатки системы Common Rail

Перспективы развития системы питания Common Rail

Что такое Common Rail?

Как работает система Коммон Рейл

Устройство

Чем отличается от ТНВД

Типы впрыска

Поколения Common Rail

Заключение

Принцип работы и устройство системы впрыска Common Rail

Топливная система Сommon Rail: принцип работы впрыска, двигателя

Принципиальное отличие

Устройство

Сommon Rail в действии

Форсунки

ТНВД

Управление

В чем секрет эффективности

Преимущества и недостатки

Common Rail: как работает и в чем преимущество

Что дает Common Rail

Особенности эксплуатации

Ремонт Коммон Райл

Как работает тнвд common rail

Принципиальное отличие

Устройство

Сommon Rail в действии

Форсунки

Управление

В чем секрет эффективности

Преимущества и недостатки

Как работает дизельный двигатель с системой Common Rail?

Дизельный двигатель Common Rail (Принципы работы и плюсы / минусы)

Что такое дизельный впрыск Common Rail Direct (CRD)?

с прямым впрыском Common Rail — что такое технология CRDi?

Система прямого впрыска Common Rail (CRDi):

Ниже представлена ​​принципиальная линейная диаграмма CRDi:

Компоненты системы прямого впрыска Common Rail —

Принцип работы:

Посмотреть анимацию двигателя CRDi можно здесь:

Common Rail Дизель — Ford Engineering

Common Rail вступает в силу

COMMON RAIL DIESEL — Объяснение технологий

Добавить комментарий Отменить ответ

Ниже представлена принципиальная линейная диаграмма CRDi: