Система впрыска common rail

Устройство

Система Common Rail состоит из следующих компонентов:

1. Насос для подкачивания топливной смеси. Производит подачу топливной смеси в трубопровод.
2. 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.
3. Датчики температуры и давления. Первый служит для измерения настоящей температуры топливной смеси, а второй — для измерения давления в магистрали.
4. ТНВД. Обеспечивает давление, при котором работает система впрыска.
5. Дозировочный топливный и редукционный клапаны. Дозировочный клапан регулирует подачу горючего в топливную рампу, а топливный меняет магистральное давление.
6. Регулятор давления горючего и форсунки.

Принцип действия Common Rail

Конструкция включает в себя следующие компоненты:

• ТНВД;
• топливный фильтр;
• топливоподкачивающий насос;
• клапан дозировки;
• регулятор давления (контрольный клапан);
• датчик давлений топлива в рампе;
• аккумулятор высокого давления (топливная рейка);
• инжекторы.

Принцип действия агрегата в следующем. Насос низкого давления подаёт горючие под невысоким давлением (2,6-7 бар) к насосу высокого давления (ТНВД), где осуществляется нагнетание давления — при прокрутке мотора оно достигает 500-600 бар. После того, как запущен силовой агрегат, давление увеличивается до 1300-2000 бар.

Датчик давления поддерживает оптимальные значения для впрыска, а регулятор возвращает излишки дизеля в магистраль обратного слива. Сам регулятор находится или в корпусе ТНВД, или в топливной рейке. Также в рейке может быть установлен клапан экстренного сброса горючего — он защитит агрегат от разрыва при возникновении ЧП. Датчик температуры, который имеется на многих топливных рамах, позволяет более точно контролировать работу устройства.

Существует вариант системы с отдельной форсункой — она применяется для повышения дозировки горючего и прожига сажевого фильтра. В других системах работа мотора в режиме прожига контролируется изменением ЭБУ количества нагнетаемого дизеля и изменением момента впрыска.

Типы форсунок

Принцип топливной системы common rail подразумевает использование одного из двух видов форсунок.

Электрогидравлические. Электромагнитные форсунки классического типа. После того, как напряжение пошло на электромагнитный клапан, происходит поднятие иглы распылителя и подача горючего. Главные плюсы конструкции — высокая степень надёжности и ремонтопригодности.

Пьезоэлектрические. Когда напряжение подаётся на пьезокристалл, он моментально расширяется. По сравнению с предыдущим вариантом, игла поднимается в три-четыре раза быстрее. Увеличение быстродействия форсунки даёт большее количество впрысков за цикл, а также позволяет точнее определить объём подаваемого горючего. К минусам относят сложность конструкции, из-за чего такая форсунка имеет меньший срок службы и её сложно отремонтировать.

ТНВД

Основная доля рынка по производству топливных насосов высокого давления принадлежит компании Bosch, которая и является основным разработчиком системы Common Rail. Существует пять генераций ТНВД Bosch, которые применяют систему «Коммон Рэйл».

СР1. Трехплунжерный насос с подкачивающей секцией, которая находится на баке. Отсутствует клапан дозировки горючего, эту роль выполняет регулятор давления (установлен на рейке). В большинстве случаев используются электромагнитные форсунки.

СР1Н. Модернизированный вариант СР1. Подкачивающий насос заменён механической подкачивающей секцией, которая установлена в корпусе насоса. Отличительная черта — в наличии клапана регулятора объёма горючего, которое нагнетается в рейку. СР1Н способен нагнетать давление до 1600-1800 бар. Также эффективность увеличивается за счёт принудительного отключения одного из плунжеров в случае, когда не требуется большой объём топлива.

СР2. Устанавливается только на тяжёлый коммерческий автотранспорт.

СР3. Отличительная характеристика в том, что объём подаваемого горючего регулируется не в контуре ВД, а на подходе к плунжерам. Используется механическая подкачивающая секция. Электронасосы хоть и применяются, но крайне редко. Устанавливаются только пьезоэлектрические форсунки CRI 3.

СР4. Существует две модификации такого ТНВД. 4.1 с одним плунжером (давление 1800 бар) и 4.2 с двумя плунжерами (давление 2000 бар). Оба варианта оснащаются регуляторами давления и механическим отсеком низкого давления на пять бар. В основном используются пьезофорсунки, хотя есть модели с электрогидравликой.

Управление

Используя информацию от датчика положения педали газа, электронный блок управления настраивает уровень крутящего момента

Также принимаются во внимание все остальные датчики, включая датчики температуры топлива в рампе и наддува. Вся эта информация помогает ЭБУ рассчитать фактическую нагрузку на двигатель и определить, когда именно нужно дать сигнал форсунке, а также какой объём топлива за цикл должно быть подано в цилиндры

Ремонт

Дизельные форсунки ремонтируют тогда, когда промывка оказалась безрезультатной. Весь ремонт, в сущности, сводится к замене закоксованного распылителя. Если проблема не исчезла, заменяется и обратный фильтр детали. Для работы нам потребуются следующие инструменты:

• ремкомплект для Common Rail (состоит он из нового распылителя и обратного фильтра);
• набор рожковых ключей;
• спецсъёмник для этих деталей.

Последовательность ремонта

1. Съёмник устанавливается на извлекаемую форсунку.

   Для извлечения форсунок Common Rail лучше всего пользоваться фирменным съёмником

2. В съёмник вставляется шток, на шток накручивается гайка с левой резьбой (эти штоки и гайки поставляются в комплекте с фирменными съёмниками).

   На форсунку Common Rail устанавливается шток и гайка с левой резьбой

3. Рожковым ключом на 36 гайка ослабляется. Вместе с ней ослабляется и сам ремонтируемый элемент.
4. Теперь деталь вручную выкручивается из гнезда.

   Предварительно ослабленная форсунка Common Rail извлекается вручную

5. На неё со стороны фильтра надевается рожковый ключ на 17, на крышку распылителя надевается ключ на 13. После чего ключ на 17 удерживается, а крышка распылителя ослабляется другим ключом.
6. Теперь ослабленная ключами крышка распылителя откручивается вручную.

   Предварительно ослабленная ключами крышка распылителя форсунки Common Rail откручивается вручную

7. Из крышки аккуратно извлекается старый распылитель и заменяется новым.

   С форсунки Common Rail снимается старый загрязнившийся распылитель

8. Из второй части извлекается обратный клапан.

   Обратный клапан форсунки Common Rail можно снять после извлечения распылителя

9. Из обратного клапана извлекается возвратная пружина.

   Возвратная пружина форсунки Common Rail извлекается из обратного клапана

10. Обратный клапан заменяется новым.

    Снятый обратный клапан форсунки Common Rail заменяется новым, из ремкомплекта

11. После этого производится обратная сборка.

Это интересно: Prius Persona

Ремонт форсунок Common Rail

Электромагнитные форсунки

Технические возможности позволяют восстановить все электромагнитные форсунки (Bosch, Delphi, Denso). Ограничения может наложить доступность запасных частей: клапаны, наконечники, катушки, корпуса и т.д.). В случае с Бош никаких проблем нет. Немного хуже с компонентами для Делфи. А для Денсо оригинальных компонентов просто не существует. Есть только небольшая доля неофициальных заменителей. Стоимость восстановительного ремонта зависит от количества заменяемых элементов и производителя форсунок. Для Bosch ориентировочно сумма составит от 50 до 150 долларов за штуку, а для Delphi и Denso – до 200-250 долларов.

Пьезоэлектрические форсунки

Полноценное восстановление пьезоэлектрических форсунок Bosch, Delphi и Denso не возможно. Все, что допустимо – это снять наконечник форсунки, промыть его в ультразвуковом аппарате и проверить работу форсунки на стенде.

Чуть лучше ситуация с некоторыми форсунками Continental (Siemens). Для отдельных форсунок существуют запасные части. Стоимость восстановления – около 150 долларов.

Ремонт форсунок

Разборкой и ремонтом форсунок должны заниматься только специалисты профильных сервисов. Уже сама разборка форсунки требует особого инструмента. Кроме того, до и после разбора необходимо проверить работу форсунки на специальном стенде.

Ход работ:

— проверка форсунки на стенде;

— демонтаж и промывка элементов;

— дефектовка и замена необходимых деталей;

— регулировка и сборка форсунки;

— измерение параметров после сборки;

— присвоение индивидуального кода, учитывающего характеристики конкретного экземпляра (для некоторых форсунок).

Только после процесса регенерации и устранения сопутствующих неисправностей (например, осадок в баке или стружка от насоса в системе), форсунки могут быть установлены назад на свое место. Попутно обязательно должен быть заменен топливный фильтр и медные шайбы под форсунками.

На что обращать внимание?

Преимущества и недостатки форсунок должны быть известны еще на этапе выбора автомобиля. Учитывая риск выхода из строя форсунок, следует, как огня избегать двух моделей с одним и тем же двигателем: Ford Mondeo III 2.0 TDCi и Jaguar X-Type 2.0 d.  Врожденные дефекты имели и форсунки Mercedes E250 CDI W212 начала производства. Остальные автомобили с форсунками Delphi нареканий не вызывают. Некоторые моторы позволяют использовать форсунки разных производителей. Например, двигатель 1.6 HDi/TDCi имел четыре различных типа систем впрыска, а самым дешевым в обслуживании был Бош. Аналогичная ситуация с 2.0 HDi. Форсунки Siemens (Continental) могут быть восстановлены, а пьезофорсунки Bosch — нет.

Ремонтопригодность форсунок Common Rail разных систем

Легковые автомобили оснащаются несколькими разновидностями форсунок Common Rail. Четыре компании-изготовителя (Bosch, Continental, Delphi, Denso) занимаются производством двух типов систем – электромагнитных и пьезоэлектрических. Компании Bosch, Delphi и Denso давно известны в качестве производителей электронных систем для автомобилей.

Концерн Bosch занимается созданием систем впрыска с начала прошлого столетия. Технология впрыска, разработанная компанией Lucas, была выкуплена у нее фирмой Delphi. Своим опытом в данном вопросе японский Denso обязан Bosch и Magnetti Mareli, с которыми он совместно работал. Конкуренцию немецкой компании Bosch составил Continental, купивший Siemens и VDO. На выпускаемые Continental форсунки на протяжении последнего года наносится логотип компании, ранее они обозначались логотипом Siemens.

Лидирующие позиции на рынке занимает концерн Bosch, производящий как электромагнитные, так и пьезоэлектрические форсунки. Компании Delphi и Denso также занимаются выпуском обоих видов форсунок, но масштаб производства у них значительно меньше. С конвейеров Continental (Siemens) сходят исключительно пьезоэлектрические элементы.

Каждая компания расхваливает свою продукцию, заявляя о том, что именно она является лучшей, однако многие системы Common Rail обладают рядом недостатков. Наиболее простыми с конструктивной точки зрения являются форсунки Common Rail, выпускаемые компанией Bosch. Их ремонт также не представляет никаких сложностей.

Форсунки, выпускаемые Delphi, обладают более сложной системой управления. Однако они сильнее зависят от качества топлива и не могут похвастаться долговечностью. Наиболее надежные электромагнитные элементы производит компания Denso, однако запчасти для ремонта форсунок Common Rail этой фирмы не всегда просто достать. Наибольшей сбалансированностью обладают пьезоэлектрические форсунки, выпускаемые Bosch и Continental, а также частично Denso. Эти изделия схожи как в части конструктивных решений, так и по надежности. Пьезопродукция Delphi столь высокой надежностью не отличается.

Выпускаемые компанией Bosch форсунки с классическим впрыском наиболее просты в ремонте. Любой специализированный сервисный центр в состоянии выполнить ремонт дизельных форсунок Common Rail, главное, чтобы попался опытный мастер.

Ремонт электромагнитных форсунок Delphi возможен, однако в этом случае потребуется заменить наконечник и перекодировать форсунки по окончании восстановительных работ. Стоить такой ремонт будет дороже, однако если кодировку не выполнить, возможны перебои в работе двигателя. Наиболее долговечными являются электромагнитные изделия, производимые компанией Denso, однако отсутствие запчастей делает их ремонт практически невозможным.

Ремонт пьезофорсунок Common Rail, выпускаемых компаниями Delphi и Bosch, невозможен. Continental (Siemens) начал выпускать изменяющие размер наконечники впрыска, благодаря чему эти форсунки теперь подлежат ремонту. Впрочем, это относится не ко всем авто, а лишь к ряду моделей, укомплектованных двигателями PSA 2.0 HDI 16V (например, дизельные Ford Mondeo IV, Focus, Galaxy, S-Max и Volvo S40, S60).

Каждый кулик хвалит свое болото

В рекламных буклетах каждый производитель хвалит свой продукт, как лучшее решение. Как Вы уже догадались, на практике у многих из них часто выявляется целый ряд недостатков. Простейшую конструкцию имеют электромагнитные форсунки Bosch. Ремонт немецких форсунок не сложен. Delphi хотел пойти дальше и разработал для своих электромагнитных форсунок гораздо более сложную систему управления. В результате его продукт оказался наиболее чувствительным к качеству топлива и, к сожалению, не слишком долговечным. Среди электромагнитных форсунок наиболее надежными считаются Denso, но есть сложности с доступностью запасных частей для ремонта. Наиболее сбалансированными считаются пьезоэлектрические форсунки конструкции Бош и Сименс (Континенталь), а также отчасти Denso. Форсунки похожи друг на друга, как в техническом плане, так в плане надежности. Из этой группы выбивается только Delphi, пьезофорсунки которого на протяжении всего времени слыли менее выносливыми.

Параметры и преимущества работы системы

В зависимости от версии системы коммон рейл топливный насос создаёт давление в рампе топливного аккумулятора: на стадии пуска от 200 до 600 кгс/см², а в рабочем режиме от 1350 до 2500 кгс/см². Что в 2-2.5 раза больше в сравнении с обычной системой, где традиционный ТНВД максимально развивает давление от 400 до 1100 кгс/см².

Такое отличительное высокое давление позволяет получать более мелкодисперсное распыление дизельного топлива форсункой, что кратно увеличивает площадь испарения взвешенных в сжатом воздухе цилиндра двигателя капель горючего, и обеспечивает более полное сгорание с максимальным выделением энергии в рабочем цикле цилиндра.

Результатом работы системы является снижение удельного расхода топлива на 15-20 % с одновременным повышением уровня экологичности двигателя и выдаваемой мощности. Особую эффективность топливная коммон рейл показала на двигателях, с применением, в комплексе, турбонддува и промежуточного охлаждения воздуха (интеркулера).

Дополнительно полностью электронное управление впрыском и регулирование количества подаваемого топлива в цилиндры компьютерным блоком управления даёт более ровную, менее шумную работу двигателю, исключая механическую зависимость параметров и качества подачи топлива от технического секций традиционного состояния ТНВД.

Одним из немногих недостатков работы топливного оборудования коммон рейл является высокая требовательность к качеству используемого дизельного топлива, где горючее с примесями вызывают сбои в работе силовых установок.

Параметры ТНВД производства Bosch для топливных систем коммон рейл

Причины и признаки поломки Common Rail

• 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.

Оптимальным решением будет обратиться в специализированную автомастерскую «Дизель-Мастер» в Санкт-Петербурге. В нашем распоряжении есть всё необходимое для качественного ремонта Common Rail — штат опытных мастеров, современное оборудование и запас оригинальных запчастей. Обращайтесь! Предложим оптимальное и недорогое решение вашей проблемы. (бесплатно по России), 8 (921) 932-25-54

Регулирование давления в системе Common Rail

Регулирование давления может осущест­вляться различными способами.

Регулирование давления на стороне высокого давления

Требуемое давление в топливной рампе регу­лируется на стороне высокого давления при помощи клапана регулирования давления (см. рис. а, «Системы впрыска топлива Common Rail для легковых автомобилей» ). Через клапан регулирования давления топливо, которое не требуется для впрыска, возвращается в контур низкого давления. Такая система регулирования обе­спечивает быструю реакцию на изменения условий работы двигателя (например, изме­нения нагрузки).

Регулирование давления подачи топлива на стороне всасывания

Другим способом регулирования давление в топливной рампе является регулирование по­дачи топлива на стороне всасывания (см. рис. b, «Системы впрыска топлива Common Rail для легковых автомобилей» и «Система впрыска топлива Common Rail для коммерческих автомобилей» ). Дозатор, установленный на фланце насоса высокого давления, обеспечивает по­дачу топлива в топливную рампу в строгом соответствии с требуемым давлением впры­ска. В случае неисправности дозатора клапан сброса давления предотвращает превышение максимально допустимого давления.

Регулирование подачи топлива на стороне всасывания позволяет уменьшить количе­ство топлива, находящегося под давлением, и мощность насоса. Это положительно влияет на расход топлива. В то же время температура возвращаемого в топливный бак топлива ниже по сравнению с регулированием на стороне высокого давления.

Комбинированная система регулирования давления

Комбинированная система регулирования давления (см. рис. с, «Система впрыска топлива Common Rail для коммерческих автомобилей» ) сочетает регулирование на стороне всасывания при помощи дозатора с регулированием на стороне высокого давления при помощи клапана регулирования давления, что позволяет использовать преимущества каждого из этих способов. Еще одним преимуществом по сравнению с регулированием только на стороне низкого давления является то, что на холодном двигателе в этом случае контролируется также сторона высокого давления. Насос высокого давления подает больше топлива, чем требуется для впрыска, и давление регулируется клапаном регулиро­вания давления. В результате сжатия топливо нагревается, что исключает необходимость в дополнительном подогревателе топлива.

Преимущества системы впрыска топлива Common Rail

Основным преимуществом системы впрыска топлива с общей топливной рампой (Common Rail) является ее способность в широком диа­пазоне изменять давление впрыска топлива, а также момент впрыска и  его продолжительность. Это достигается за счет разделения систем создания давления (в насосе высокого давления) и впрыска топлива (форсунки). Здесь в качестве аккумулятора дав­ления действует топливная рампа (см. рис. «Часть системы управления двигателем, относящаяся к системе Common Rail» ).

Система впрыска топлива Common Rail является чрезвычайно гибкой системой, по­зволяющей адаптировать процесс впрыска топлива к двигателю. Это достигается за счет:

• Адаптации давления впрыска к условиям работы двигателя (200-2 200 бар);
• Регулирования момента начала впрыска;
• Возможности использования многоступен­чатого впрыска топлива (в том числе вто­ричного впрыска топлива со значительным запаздыванием).

Таким образом, система впрыска топлива Common Rail для дизельных двигателей по­зволяет повысить эффективную мощность двигателя, снизить уровень шума и содержание вредных веществ в отработавших газах.

Система Common Rail в настоящее время яв­ляется наиболее распространенной системой впрыска топлива для современных легковых и коммерческих автомобилей с дизельными двигателями.

Отличие от других систем

Прежде всего, рассмотрим основные преимущества механизма:

• Когда работает аккумуляторный механизм подачи горючего, можно регулировать время его действия при помощи электроники. Таким образом, дозировка топлива выполняется с большей точностью или порционно на протяжении работы мотора для стопроцентного сгорания.
• Конструкция Common Rail намного удобнее по сравнению с механизмом с насос-форсунками и проще ремонтируется.

Рассмотрим недостатки механизма впрыска:

• Самостоятельный ремонт или регулировка практически невозможны без наличия специального оборудования;
• в конструкции применяется огромное количество датчиков и других элементов управления;
• если происходит разгерметизация, весь механизм прекращает функционировать, подобное возможно по причине всего-навсего одной форсунки с нерабочим клапаном;
• устройство требовательно к качеству сжигаемого горючего;
• замена форсунок выполняется чаще, если сравнивать устройство с обычной системой.

На сегодняшний день система Common Rail является основой развития отрасли дизельного автомобилестроения. Инновационный механизм дает возможность существенным образом повысить скорость передвижения транспортного средства и уменьшить расход бензина. Повышение популярности системы обусловлено минимизацией вредоносных выбросов, загрязняющих атмосферу. Однако технология изготовления подобного механизма подразумевает определенные сложности, поэтому диагностика и ремонт должны выполнять профессионалы.

Сегодня системы Common Rail устанавливаются почти на 70% всех производимых дизельных моторов. Количество таких моделей транспортных средств возрастает с каждым днем. Корпорация Robert Bosch GmbH, опираясь на исследование статистики, утверждает, что к 2017 году количество транспортных средств, укомплектованных в соответствии с современной технологией прямого впрыска топлива, составит 90%. Поэтому почти все заводы-изготовители моторов сегодня используют аккумуляторные системы.

Среди всех компаний, занимающихся изготовлением механизмов подачи топлива, лидерами являются:

• R.Bosch;
• Denso;
• Delphi;
• L’Orange,Scania.

Посмотрев представленный видеоролик, можно получить подробную информацию об этой системе:

• Стук клапанов на холодном двигателе
• Стучат клапана на горячую
• Двигатель Ford EcoBoost (Экобуст)
• Что даёт облегчённый маховик

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.

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.

Конструкция системы Common Rail

Система впрыска топлива Common Rail вклю­чает следующие основные функциональные группы (см. рис. «Часть системы управления двигателем, относящаяся к системе Common Rail» ):

• Систему низкого давления, включающую компоненты системы подачи топлива,
• Систему высокого давления, вклю­чающую насос высокого давления, топливную рампу, форсунки, топливопроводы высокого давления и электронную систему управления дизельным двигателем (EDC).

Основными компонентами системы Common Rail являются форсунки, соединенные с то­пливной рампой. Форсунка снабжена быстро­действующим клапаном (электромагнитным клапаном или клапаном с пьезоэлектрическим приводом), который открывает и закрывает сопло. Это позволяет управлять процессом впрыска топлива в каждый цилиндр.

Ремонт форсунок Common Rail

Электромагнитные форсунки

Технические возможности позволяют восстановить все электромагнитные форсунки (Bosch, Delphi, Denso). Ограничения может наложить доступность запасных частей: клапаны, наконечники, катушки, корпуса и т.д.). В случае с Бош никаких проблем нет. Немного хуже с компонентами для Делфи. А для Денсо оригинальных компонентов просто не существует. Есть только небольшая доля неофициальных заменителей. Стоимость восстановительного ремонта зависит от количества заменяемых элементов и производителя форсунок. Для Bosch ориентировочно сумма составит от 50 до 150 долларов за штуку, а для Delphi и Denso – до 200-250 долларов.

Пьезоэлектрические форсунки

Полноценное восстановление пьезоэлектрических форсунок Bosch, Delphi и Denso не возможно. Все, что допустимо – это снять наконечник форсунки, промыть его в ультразвуковом аппарате и проверить работу форсунки на стенде.

Чуть лучше ситуация с некоторыми форсунками Continental (Siemens). Для отдельных форсунок существуют запасные части. Стоимость восстановления – около 150 долларов.

Порядок работы

Особе внимание следует уделить устройству аккумуляторного узла. Это довольно длинная труба, имеющая поперечные штуцеры, к которым присоединяются форсунки

Не менее интересен электронный блок управления. Принцип его работы заключается в получении электрического импульса от ряда датчиков:

1. Положения коленвала.
2. Положения распредвала.
3. Датчика перемещения педали Газ.
4. Датчиков температуры воздуха и охлаждающей жидкости.
5. Измерителя массового расхода воздуха.
6. Показателя давления горючего в аккумуляторном узле.

При помощи этих датчиков вычисляется объем горючего, которое необходимо подавать на впрыск. Распознает и считывает эту информацию электронный блок управления. Он подает сигнал к началу впрыска, а также контролирует длительность работы форсунок и вносит коррективы в работу всей топливной системы.

Фильтруется топливо в контуре низкого давления, благодаря подкачивающему насосу оно засасывается из бака и проходит очистку. Только после этого топливо поступает к контуру ВД, где благодаря насосу ВД, подается в аккумуляторный узел при огромном давлении более 130 миллиампер. Активно участвует в этом процессе контрольный клапан.

Клапан открывается при получении сигнала от блока управления и отправляет горючее в топливный бак, через сливной трубопровод. Аккумуляторный узел соединен со всеми форсунками и трубопроводом и с помощью магнита (соленоида) начинает впрыск топлива в нужный цилиндр. Так работает эта сложная, но очень востребованная система.

Он участвует во всех процессах, происходящих в Common Rail, полностью контролирует время, количество и продолжительность впрысков горючего. Соединяет воедино все составляющие топливной системы, подобно мозгу, управляющему центральной нервной системой живых организмов.

Форсунки

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

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

Различные концепции

В легковых автомобилях используется несколько видов систем Common Rail. Упрощенно их можно разбить на два типа (электромагнитные и пьезоэлектрические) и четыре производителя (Bosch, Continental, Delphi, Denso). Bosch, Delphi и Denso – известные производители автомобильной электроники. Bosch создавал системы впрыска еще в самом начале прошлого века. Delphi технологию впрыска дизельного топлива купил у компании Lucas. Японский Denso набрался опыта, работая совместно с Bosch и Magnetti Mareli. Continental приобрел Siemens и VDO, став главным конкурентом немецкого Bosch. Форсунки этой компании обозначаются эмблемой Continental уже около года, ранее они носили логотип Siemens.

Самым универсальным является лидер рынка — Bosch, который производит оба типа форсунок: электромагнитные и пьезоэлектрические. В гораздо меньших масштабах оба вида форсунок производят Delphi и Denso. Continental (Siemens) ограничивается исключительно пьезоэлектрической техникой.