Коммон рейл что это: Топливная система Common Rail: описание и принцип работы

Содержание

это просто и надежно? Разбираемся в тонкостях

21.04.2019

1275

Концерн PSA первым представил дизельный двигатель с аккумуляторной системой впрыска топлива, более известной как Common Rail (переводится как «общая рампа»). Суть новой системы впрыска, разработанной для концерна PSD компанией Bosch, состоит в том, что топливный насос высокого давления подает (ТНВД) топливо в общую рампу (аккумулятор), откуда оно распределяется по форсункам. ТНВД в такой системе отвечает только за подачу топлива под заданным давлением, а количество топлива, подаваемого в камеры сгорания, регулируется форсунками – продолжительностью открытия их клапана. В течение одного цикла работы двигателя топливо впрыскивается несколько раз.

Система Common Rail сделала дизеля тише, экономичнее, мощнее и даже надежнее. Итак, первый двигатель с Common Rail появился в 1998 году. Это 4-цилиндровый 8-клапанный турбодизель, не оснащавшийся интеркулером и сажевым фильтром.

Блок двигателя чугунный, но без съемных гильз. Головка блока сделана из алюминиевого сплава. Клапана с гидравлическими толкателями, которые исключают необходимость ручной регулировки тепловых зазоров. Привод ГРМ (в который помимо распредвала и помпы также входит ТНВД) – зубчатым ремнем.

Мощность двигателя составляет 90 л.с. Мотор носит обозначение DW10 TD (RHY) и относится к более известной в обиходе линейке HDI. Позже мотор оснастили интеркулером, что позволило увеличить мощность до 109 л.с. Такой двигатель носит обозначение DW10 ATED (RHZ). С 2001 года выпускную систему этих моторов стали оснащать сажевым фильтром. Блоки цилиндров двигателей DW10 ATED и DW10TD идентичны. Машины с двигателем DW10TD обычно ценятся больше, т.к. данный силовой агрегат не оснащается сажевым фильтром и двухмассовым маховиком, турбонагнетатель тут проще – без изменяемой геометрии направляющего аппарата турбинной части. При этом тяговые характеристики 90-сильного мотора вполне устраивают его владельцев.

Крутящий момент в максимальные 205 Нм доступен уже при 1750 об/мин – на его волне автомобиль ускоряются бодро и резво. Расход топлива радует владельцев – в среднем можно запросто уложиться в 8 л/100 км. На трассе – 5 л/100 км.

Надежность и ремонтопригодность

Оба силовых агрегата считаются надежными и некапризными. Если двигатели DW10TD (RHY) и DW10 ATED (RHZ) заправлять хорошим топливом и обслуживать у грамотных специалистов, они легко ходят 400.000 – 500.000 км. Детали к этим моторам не пользуются особым спросом. Так, например, за форсунки просят около $50, за ТНВД – порядка $150, а контрактный двигатель можно купить за $200. Если вдруг мотор DW10TD (RHY) довели до того, что потребовался ремонт поршневой группы, лучше сразу искать мотор («столбик») или блок цилиндров – разборка и замена обойдется гораздо дешевле, причем можно быть на 100% уверенным в том, что состояние даже «б/ушного» блока будет очень хорошим.

Типичные «болячки»

Характерные неполадки мотора DW10TD (RHY) хорошо известны и в целом малочисленны. Самым не долгоиграющим (если топливная система Bosch CP1) элементом является подкачивающий топливный насос, отвечающий за подачу топлива из бака к ТНВД. Этот насос подает топливо под давлением порядка 1 атм. Моторчик насоса служит порядка 150.000 км. Обычно выходят из строя щетки электромотора, возможен также выход из строя его реле (находится под капотом) или банальное засорение сетки грубой очистки. Признаки поломки можно определить на слух: моторчик насоса стоит под задним сиденьем и при включении зажигания издает характерный жужжащий звук, который слышен в салоне. Насос с разборки предлагают за $30-50, оригинальный новый примерно втрое дороже.

Также может выходить из строя регулятор, контролирующий давление в общей рампе. Признаки скорого его выхода из строя заключаются в неуверенном запуске мотора. Также известны случаи, когда после выключения зажигания мотор продолжает работать буквально пару секунд. Это внешние признаки поломки регулятора, на которые может обратить внимание владелец автомобиля. В условиях СТО также обнаруживается непостоянное или низкое давление в рампе Common Rail. Часто в неполадках, связанных с регулятором давления, виновато засорение его сеточки. Регулятор с сеткой грубой очистки появился на моторах DW10TD после 2001 года. Чистка сеточки – в идеале в ультразвуковой ванне – обычно решает описанные выше проблемы.

ТНВД мотора DW10TD довольно редко становится виновником проблем. Прежде всего стоит проверить насос подкачки и регулятор давления. Если они исправны, следует искать проблему именно в ТНВД – придется обращаться к специалистам.

Отдельного упоминания заслуживает топливная система Siemens SID 801, которой была укомплектована малая часть моторов DW10TD (RHY). Узнать, топливная система какого поставщика установлена на двигатель, можно посмотрев обозначения на блоке управления («мозгах»), проверив наличие насоса подкачки под сиденьем (если есть – топливная система от Bosch) или проверив VIN.

Bosch или Siemens?

Принципиальное устройство топливных систем Bosch CP1 и Siemens SID 801 одинаково. Однако подкачивающий насос Siemens SID 801 встроен прямо в ТНВД. «Подкачка» легко завоздушивается: чаще всего это случается, если владелец насухо выезжает бак. Или же после неквалифицированной замены топливного фильтра. При завоздушивании зависает клапан регулировки низкого давления. Мотор не запускается, прокачка топлива не помогает. Для устранения проблемы приходится обращаться на СТО, где снимут ТНВД и отремонтируют клапан. Кстати, полный ресурсный ремонт ТНВД Siemens обойдется в разы дороже, чем ремонт ТНВД Bosch CP1 и займет дольше времени – из-за малой распространенности детали к этой топливной системе доступны в основном под заказ. Да и на разборках их практически не найти.

Одним словом, ранние экземпляры моторов с Common Rail сконструированы просто и надежно.

Они радуют владельцев экономичностью и неприхотливостью. Если есть выбор, лучше предпочесть 90-сильный силовой агрегат с топливной системой Bosch CP1.

Вернуться к списку новостей

21.04.20191275

Что такое система Common Rail

Если вы полагаете, что эволюция автомобильных двигателей зашла в тупик и уже давно не подвергается серьёзным изменениям, то глубоко заблуждаетесь. Типичный пример – массовое внедрение в дизельные силовые агрегаты системы Common Rail. И хотя впервые технология была испробована относительно давно, только сейчас она вышла на промышленный уровень, позволяя уменьшить потребление дизтоплива на 15% и при этом обеспечить прирост мощности мотора на внушительные 40%.

Суть технологии заключается в подаче дизтоплива в форсунки инжекторной системы под высоким давлением (порядка 2500 бар, а модификации последнего поколения преодолели и этот барьер).

Немного истории

Первый работающий прототип топливной системы Common Rail был сконструирован швейцарцем Робертом Хубером в преддверии 70-х годов прошлого столетия. Разработка была улучшена сотрудником цюрихского ФИТ Марко Гансером, но после этого идея почти на полтора десятилетия была предана забвению. И только в середине девяностых двум инженерам японской корпорации Denso, Масахито Мияки и Шохею Ито, удалось внедрить Common Rail в грузовые авто Rising Ranger, после чего патент был продан другим автопроизводителям. Японцы считают себя пионерами в деле массового внедрения технологии, но с этим не согласны в итальянской автомобильной компании Fiat. Представители концерна утверждают, что именно они сумели сконструировать первый автомобиль, силовой агрегат которого был наделён технологией прямого впрыска, и сделали это раньше Denso, в 1987 году. Другое дело, что в те времена финансовое состояние Fiat было крайне нестабильным, и денег на дальнейшее усовершенствование технологии не нашлось. Поэтому фиатовцам пришлось продать патент на инновационную технологию впрыска немцам из Bosch в 1993 году. И именно им удалось довести проект до стадии массового внедрения.

Так что в Fiat этот вынужденный шаг сегодня считают большой ошибкой. Но именно в Италии в 1997 году была представлена первая серийная модель автомобиля с прямым впрыском дизтоплива. Это была Alfa Romeo 156 с силовым агрегатом 1.9 JTD (усовершенствованная технология второй генерации с многоточечным впрыском).

Автомобиль Alfa Romeo 156

Немцы же внедрили Common Rail чуть позже, но зато Mercedes-Benz C 220 продавался куда активнее Alfa Romeo.

Сегодня технология Common Rail вышла далеко за рамки автомобильных двигателей – такие силовые установки активно используют в судостроении, энергетике, на железнодорожном транспорте.

Принцип функционирования Common Rail

Дословный перевод термина – «общая магистраль», но технически более грамотно говорить об общей рампе, в расширенной трактовке Common Rail можно охарактеризовать как обеспечение подачи дизтоплива в форсунки под одинаковым давлением.

Конструкция системы является двухконтурной – сначала топливо подаётся с относительно невысоким давлением до ТНВД (не более 6 бар), после чего оно нагнетается до значений 1300-2500 бар и подаётся до форсунок.

Технически это реализуется по-разному. ТН, расположенный в баке (в некоторых конструкциях – в задней части ТНВД), подает солярку к насосу высокого давления, минуя фильтр и подогреватель горючего. Последний приводится в движение мотором (приводом может быть непосредственно распредвал или ременная передача), и нагнетает дизтопливо под высоким давлением дальше по контуру в рейку. Поскольку рампа оснащается трубками одинаковой длины, на конце которых устанавливаются форсунки, это позволяет распределять давление на одинаковом уровне. Регулятор давления сбрасывает излишки топлива через контур охладителя в бак. Присутствует и датчик давления, передающий показания в ЭБУ, на основании этих данных и осуществляется управление работой системы.

Клапан сброса давления может располагаться непосредственно на трампе или на корпусе ТНВД – подобная схема реализована в системах от Siemens.

Топливные системы Common Rail классифицируются по типу управления давлением на следующие разновидности:

посредством дозирующего клапана, монтируемого на контуре низкого давления. ЭБУ мотора в зависимости от показаний датчика изменяет сигнал скважности, тем самым подавая на форсунки необходимое количество горючего;
посредством регулятора давления, устанавливаемого в контуре ВД. Для сброса давления излишки топлива направляются в бак по обратной магистрали;
комбинированный способ, когда в системе впрыска устанавливается и клапан, и регулятор. Такая схема более сложная, но обеспечивает лучшую и более точную дозировку.

Отметим, что дозирующий клапан также может иметь разное исполнение. В одном случае подаваемый управляющий сигнал пропорционален давлению, а в другом – обратно пропорционален, и эти нюансы нужно знать при проведении диагностики топливной системы.

Узнать о наличии системы впрыска горючего Common Rail на дизеле можно по наличию аккумулятора давления. Сама рампа может иметь разное исполнение и форму – цилиндрическую или похожую на сферическую, литую или кованую. Клапана сброса топлива бывают механическими, но чаще встречаются с электронным управлением. В силовых агрегатах V-образного типа обычно используются 2 или более рейки на блок, практикуется установка на одной рампе регулятора давления, а на второй – датчика. Существуют конструкции с третьей рейкой, которая распределяет топливо на две другие. Конструкция рампы должна обеспечивать поддержку высокого давления неразрушающего действия в контуре и равномерное распределение горючего по форсункам.

В системе впрыска ВД Common Rail задействованы форсунки определённого устройства. Вначале это были форсунки, оснащаемые клапаном соленоидного типа с электрическим управлением иглой в распылителе. Затем, по мере роста рабочего давления, появились форсунки с пъезоэлементами, но в последнее время соленоидный принцип реанимируется, поскольку удалось существенно сократить время реакции на команды, поступающие с ЭБУ мотора, при этом такая конструкция проще, дешевле и легче поддаётся ремонту.

На каких моделях используется система

Если говорить о перспективах впрыска солярки под высоким давлением, то они достаточно радужные – практически у всех автопроизводителей имеются дизели, оснащённые одной из 4 разновидностей Common Rail (Bosh, Denso, Delphi, Siemens).

Правда, сегодня последний тип позиционируется под брендом Continental. Но автопроизводители стараются идентифицировать такие системы или их компоненты под собственными наименованиями (в целях маркетинга, разумеется):

у BMW это двигатели с символом D.
в Land Rover Freelander они обозначаются как TD
Scania использует термин XPI (это совместная разработка с компанией Cummins).
Daimler именует свои силовые агрегаты CDI.
Chrysler и Jeep такие же системы обозначают как CRD.
название JTD (MultiJet, TTiD, Quadra-Jet) используют Fiat, Lancia и Alfa Romeo (это Fiatовская разработка).
фордовцы обозначают такие моторы аббревиатурой TDCi.
у Honda встречается обозначение i-CTDi.
General Motors поставляет системы CDTi для Opel, DTi для Isuzu, VCDi для Chevrolet.
Обозначение CRDi встречается у Kia и Hyundai.
Mazda использует аббревиатуру CiTD.
Mitsubishi применяет обозначение DI-D.
у Nissan система Common Rail обозначается как dCi.
концерн PSA использует термины HDI/HDi.
французы из Renault используют обозначение dCi.
у Subaru Legacy такие дизели имеют приставку TD.
Toyota использует аббревиатуру D-4D.
Volkswagen (заодно и Skoda) обозначает дизеля с впрыском под давлением как TDI.
у Volvo можно встретить обозначения D3/D4/D

Впрочем, запомнить все эти аббревиатуры – удовольствие сомнительное, тем более, что каждый год в этом списке случаются изменения.

Надеемся, что вы поняли, как работает система Common Rail. И если в будущем планируете приобрести новое авто, то эта информация поможет вам сделать более осознанный выбор.

Общие сведения о системе впрыска Common Rail в дизельных двигателях

Система Common Rail — это экономичная и экономичная система впрыска топлива, которая может обеспечить ряд преимуществ для дизельных двигателей. Хотя сегодня на рынке доступно множество различных систем впрыска топлива, каждая из них работает по-разному и имеет свои преимущества и недостатки.

Понимание того, чем система Common Rail отличается от систем непосредственного впрыска топлива, важно для того, чтобы вы могли максимально эффективно использовать свой дизельный двигатель. Дизельные двигатели прошли долгий путь с момента их появления.

Дизельное топливо, которое когда-то считалось неэффективным и дорогостоящим, теперь стало популярным выбором для судовых и автомобильных двигателей. Преимущества систем впрыска дизельного топлива продолжают оставаться популярными.

Фактически, система Common Rail стала золотым стандартом для всех дизельных двигателей. Впрыск топлива является основным компонентом дизельных двигателей, в отличие от большинства бензиновых двигателей.

Как работает система Common Rail

Дизельная система впрыска Common Rail имеет топливную рампу высокого давления (1500 фунтов на кв. дюйм), которая питает электромагнитные клапаны. Это отличается от топливного насоса низкого давления, который питает насос-форсунки (или насос-форсунки).

В нынешнем поколении дизельных двигателей Common Rail теперь используются пьезоэлектрические форсунки, повышающие точность. В этих системах Common Rail третьего поколения форсунки используют давление топлива до 36 000 фунтов на квадратный дюйм.

Основным преимуществом впрыска под высоким давлением является преимущество в мощности и расходе топлива по сравнению с системами впрыска топлива под низким давлением. Это связано с тем, что впрыск топлива в виде в основном мелких капель дает гораздо более высокое отношение площади поверхности к объему.

Поверхность капель топлива подвергается испарению и создает гораздо лучшее сочетание кислорода с испаряющимся топливом. Это создает гораздо лучшее и более полное сгорание.

Отличительной чертой дизельной системы Common Rail является то, что все цилиндры дизельного двигателя подают топливо через одну общую топливную рампу. Когда давление накапливается, Common Rail работает независимо от оборотов двигателя.

Системы имеют механическое и электронное регулирование. Это значительно упрощает процесс горения за счет постоянного поддержания давления.

Топливо под давлением хранится в общей топливной рампе отдельно от остальной части дизельного двигателя. При разделении топлива под давлением с помощью этого метода топливо используется гораздо более эффективно.

Техническое обслуживание систем впрыска дизельного топлива

Использование системы Common Rail оптимизирует топливную экономичность автомобиля. Было доказано, что система повышает экономию топлива для грузовых автомобилей, автомобилей и морских судов любого типа.

Система Common Rail имеет дополнительное преимущество, заключающееся в снижении вредных выбросов, характерных для других систем впрыска топлива. Пользователи также сообщают об улучшении крутящего момента, мощности и общей производительности двигателя.

Поддержание работоспособности системы впрыска топлива дизельного двигателя важно для того, чтобы вы могли продолжать пользоваться преимуществами этой инновационной технологии. Поиск квалифицированных специалистов по обслуживанию топливных форсунок Common Rail в Форт-Лодердейле никогда не был таким простым с RPM Diesel. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше.

Facebook | Твиттер | Визг | YouTube

Common Rail System

2001 всего просмотров, 1 просмотров сегодня

Кейт Крамлич, национальный менеджер по обслуживанию и гарантии компании Takeuchi

Становится все более распространенной тенденция: операторы заливают в свои машины загрязненное топливо, что, в свою очередь, разрушает топливную систему.

Топливные системы Common Rail высокого давления (HPCR) в настоящее время входят в стандартную комплектацию почти всех современных дизельных двигателей, от тяжелой техники до внедорожных грузовиков, легких грузовиков, грузовых фургонов, больших генераторов и многого другого. Топливные системы HPCR имеют много преимуществ, но они также вызывают недоумение у операторов.

Чтобы гарантировать, что двигатель будет гудеть в течение нескольких часов, важно понимать саму топливную систему, ее преимущества и недостатки, чувствительность системы, воздействие загрязненного топлива и предупреждающие знаки, на которые следует обращать внимание.

Во-первых, операторам всегда полезно знать, с чем они работают. В 2004 году Агентство по охране окружающей среды внедрило стандарты выбросов Tier IV и обязало внедрять стандарты поэтапно в период с 2008 по 2015 год. В 2012 году Takeuchi начала внедрение двигателей Tier IV в избранное оборудование. Уровень IV теперь является стандартным для всех моделей.

Единственным исключением является то, что машины с меньшей мощностью по-прежнему могут использовать механические системы впрыска, чтобы соответствовать нормам выбросов, установленным для рабочего объема используемого двигателя.

Новая система состоит из топливной рампы высокого давления, общей для всех форсунок. Топливо подается в топливную рампу высокого давления питающим насосом высокого давления. В зависимости от оборотов и нагрузки двигателя давление в рампе может превышать 30 000–40 000 фунтов на квадратный дюйм. Форсунки имеют электронное управление, и каждая имеет свой собственный механизм запуска или соленоид.

Двигатели, оснащенные HPCR, обеспечивают более чистый выхлоп, имеют большую мощность и более эффективны, чем предыдущие модели. Благодаря своей конструкции системы HPCR также обеспечивают лучшее распыление топлива при впрыске, обеспечивая более чистое, более мощное и более полное сгорание.

Кто-то скажет, что основным недостатком системы HPCR является сложность электрических компонентов. Существует множество датчиков, жгутов проводов и электрических компонентов, которые необходимо добавить, чтобы двигатель работал должным образом. Еще один воспринимаемый негатив заключается в том, насколько чувствительны эти устройства.

До введения требований по выбросам загрязняющих веществ Tier IV внедорожные дизельные двигатели использовали систему механического впрыска. Эти системы были менее чувствительны к загрязненному топливу. Из-за этого многие операторы ошибочно полагают, что топливные системы HPCR также могут работать. На самом деле это не могло быть дальше от истины.

Дизельные двигатели усовершенствованы, поэтому есть новые рекомендации. Грязное или неподходящее топливо, вода в топливе и воздух в системе — все это может привести к повреждению новых дизельных моделей.

Эти системы очень восприимчивы к повреждениям, если не соблюдать надлежащий уход. Это связано с тем, что топливные системы Common Rail работают под таким высоким давлением и имеют точные компоненты с малыми допусками, что делает их чрезвычайно уязвимыми. Таким образом, в то время как определенное количество загрязнения или воды не причинит вреда механической форсунке старой конструкции, то же самое топливо нанесет ущерб топливной системе Common Rail.

Наиболее распространенной причиной повреждений является вода в топливе, которая часто поступает из необслуживаемых перекачивающих баков. У этих резервуаров есть несколько проблем:

В некоторых случаях они редко опорожняются.
Вода скапливается в баке из-за конденсата.
Из-за расположения этих резервуаров и окружающей среды, в которой находятся сервисные грузовики, они могут собирать тяжелые обломки.
Поэтому перед заполнением переливного бака важно очистить крышку топливного бака и окружающее пространство.
Если бак не обслуживать, содержание воды будет продолжать увеличиваться, что может привести к ржавчине внутри бака и трубопроводов.

Чтобы решить эту проблему, машины Takeuchi оснащены сепаратором топлива и воды, но это не полное решение само по себе. Его необходимо ежедневно проверять и сливать. Если это не так и уровень воды достигает верхней части сепаратора, вода будет проталкиваться через сепаратор обратно в топливную систему, достигая жизненно важных компонентов.

Вода в топливе может влиять на несколько различных аспектов машины:

Чаще всего она снижает смазывающую способность топлива. Это приводит к повреждению игольчатого клапана внутри форсунки, который становится залипающим и приводит к высокому обратному потоку или высокой подаче топлива.
Игольчатый клапан также может быть поврежден до такой степени, что он перестанет обеспечивать надлежащее уплотнение, что приведет к протечке наконечника инжектора.
Металл из-за повреждения игольчатого клапана или другого компонента может засорить форсунки, что приведет к искажению формы распыла. Это приведет к распылению топлива непосредственно на поверхность поршня или стенку цилиндра.
Топливо, впрыскиваемое непосредственно в стенку цилиндра, вызывает промывку цилиндра, когда топливо вымывает смазочное масло. Результатом является плохая смазка между поршнем и стенкой цилиндра, вызывающая износ. Это неизбежно приводит к низкой компрессии, разжижению масла и отказу двигателя.
В некоторых случаях в инжектор может подаваться свободная вода. Чрезмерное тепло в инжекторе приведет к тому, что эта вода превратится в пар и расширится, что приведет к выходу из строя наконечника инжектора.
Избыточное тепло в инжекторе приведет к тому, что вода превратится в пар и расширится, что приведет к выходу из строя наконечника инжектора.
Повреждение игольчатого клапана может помешать его надлежащей герметизации в закрытом состоянии. Это позволяет нераспыленному топливу просачиваться на поверхность поршня, что приводит к расплавлению поршня.
Другие загрязнения, такие как частицы пыли и низкокачественное дизельное топливо с низкими смазывающими свойствами, также могут повредить топливную систему.

По всем этим причинам очень важно поддерживать топливную систему в чистоте и часто менять топливные фильтры. Каждая машина Takeuchi имеет от одного до двух топливных фильтров и водоотделитель. Топливная система на машинах Takeuchi очень эффективно удаляет вредные загрязнения и воду из топливной системы. Однако топливные фильтры не могут фильтровать загрязнители топлива, если фильтры не обслуживаются регулярно.

Обеспечение использования чистого топлива — это самое простое и самое важное. Это включает в себя использование надежного источника с чистым и отфильтрованным топливом. При заполнении также необходимо установить сетку заливной горловины, чтобы предотвратить попадание крупного мусора в бак. Крупный мусор может ограничить поток топлива из бака или, в зависимости от материала, он может разрушиться и стать достаточно мелким, чтобы вызвать проблемы с топливной системой.

Чаще всего первым признаком отказа двигателя из-за загрязнения топлива является отказ нескольких форсунок. Хотя это одни и те же компоненты, они работают по отдельности и имеют только одну общую черту: источник топлива.

Если оператор начинает замечать плохую работу двигателя, чрезмерное задымление, ненужные запросы на регенерацию или что-то еще ненормальное, лучше всего остановить двигатель до того, как произойдет катастрофическое повреждение.

Последнее, чего хочет владелец или оператор машины, — это простои из-за неисправности. Кое-что легко починить, но не двигатель — неисправный двигатель будет стоить намного дороже, чем просто небольшой перерыв в работе. Использование чистого и отфильтрованного топлива наилучшего качества имеет первостепенное значение и сэкономит владельцу тысячи долларов на ремонте.