Common rail — что это такое? принцип работы

Роль насоса, форсунок и их устройство

Именно последние вместе с насосом ТНВД являются одними из основных отличительных особенностей системы. Форсунки применяются пьезоэлектрического принципа действия. Такой механизм переключается намного быстрее, чем у форсунок, оборудованных электромагнитным клапаном. У пьезоэлектрической форсунки игла весит на ¾ меньше, чем у ее электромагнитного аналога. Благодаря этому достигаются следующие преимущества:

• быстрота переключения;
• совершение нескольких впрысков на протяжении одного и того же такта;
• точная дозировка.

С высокой скоростью переключения становится возможным точнее корректировать фазы впрыска и дозировать подачу горючего. Именно поэтому впрыск идеально подстраивается под потребности дизель-мотора в том или ином режиме его работы.

Еще одна интересная деталь — ТНВД. Это устройство одноплунжерного типа. Его привод связан  зубчатым ремнем с коленвала, а частота подстроена под частоту оборотов мотора. Он создает высокое давление в агрегате, которое может достигать 1800 бар — именно такое необходимо для эффективного впрыска. Пара кулачков, которые развернуты на 180 градусов способствует созданию скачка давления вместе с впрыском в течение рабочего такта отдельно взятого цилиндра. Благодаря этому формируется равномерная нагрузка привода насоса, а также снижаются колебания давления.

Как устроена система Common Rail

Common Rail — аккумуляторная система с общей рампой. Вот главные особенности электронной системы управления подачей топлива:

• высокое давление вне зависимости от оборотов;
• равномерность впрыска из-за питания из единой рампы;
• электроуправляемые форсунки;
• многоступенчатый впрыск.

Высокое давление топлива

Главное преимущество системы в том, что Common Rail создает достаточно высокое давление топлива во всех режимах работы двигателя, что способствует лучшему смесеобразованию и наиболее полному сгоранию. Это позволяет реализовать многоступенчатый впрыск, что способствует снижению шума и вибрации, повышает экологичность дизеля и снижает расход топлива. Частица распыла получается меньшего исходного объема и с большей эффективностью: она лучше смешивается с кислородом и более эффективно горит. На старых дизелях, когда меняется нагрузка, мы видим черный дым несгоревшего топлива. Это из-за низкого давления капельки распыла получаются большего размера и смесеобразование хуже — они не успевают смешиваться с кислородом.

Что дают владельцу техники эти особенности работы Common Rail

Это дает сразу три последовательных преимущества: больший КПД, меньший удельный расход топлива и меньший вред экологии.

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.

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.

Промывка своими руками

Вначале рассмотрим наиболее приемлемый для автолюбителя вариант: промывка форсунок без их снятия с автомобиля. Для проведения этой процедуры потребуются следующие вещи:

• промывочная жидкость Wynns;
• пустая пластиковая бутылка ёмкостью 1.5 л;
• шланг резиновый длиной 1.5 м;
• 2 соска для автомобильных колёс;
• компрессор автомобильный;
• фильтр для инжектора, 1 штука;
• хомуты стальные для шланга, 4 штуки.

Последовательность промывки

Перед началом промывки придётся собрать простейшее моющее устройство, которое будет работать как капельница для больного.

1. Резиновый шланг разрезается на две части. Конец первой половики шланга надевается на штуцер рампы. Ко второму концу этой половинки подключается фильтр от инжектора.Инжекторный фильтр для тонкой очистки топлива, подключается к бутылке
2. В пробке и донышке бутылки высверливается пара отверстий, в которые устанавливаются колёсные соски. Из соска, установленного в донышке, выкручивается ниппель, а затем к нему подсоединяется конец второй половинки шланга. А другим концом этот шланг подсоединяется к выходу инжекторного фильтра.Соски для колёс автомобиля, которые будут установлены в отверстия бутылки
3. В результате получается конструкция, представленная на фото ниже.Самодельная промывочная система для форсунок Common Rail, сделанная из бутылки
4. Теперь нужно обязательно открыть топливный бак машины (это делается для того, чтобы полностью сбросить давление в топливной системе).
5. В бутылку заливается жидкость для промывки, затем к соску в горлышке подключается шланг автомобильного компрессора и фиксируется хомутом.Промывочная жидкость для форсунок от фирмы Wynns — оптимальный выбор при самостоятельной промывке
6. Компрессор включается. Давление не должно превышать 3 атмосферы.
7. Автомобиль заводится и работает на холостых оборотах до тех пор, пока вся промывочная жидкость не будет израсходована.
8. Когда двигатель заглохнет, ему необходимо дать остыть в течение 30 минут. После этого в бутылку заливается оставшаяся промывочная жидкость, а весь процесс повторяется до новой остановки мотора.

Чего боится Common Rail (и почему этого не боится CR на Komatsu)

Для тех, кто работал с CR или даже только слышал об этой системе, ответ очевиден: Common Rail чувствительна к некачественной солярке. Вредны посторонние частицы, любая грязь в топливе. И особенно вода: она не только выводит из строя чувствительные форсунки, но и вызывает активную коррозию и ускоренный износ почти всех топливоподающих элементов за счет того, что топливо в системе является еще и смазывающим компонентом. Как и в классической системе с рядным ТНВД. Но есть один нюанс.

Komatsu выпускает технику, которая рассчитана на работу в самых тяжелых условиях, в том числе с плохим топливом. Инженеры компании установили дополнительные топливные фильтры-сепараторы, которые не дают воде попасть в топливную систему и повредить ее. Здесь не нужна даже помощь механиков, достаточно операторам научиться вовремя сливать воду из отстойников и менять фильтр. А если они этого не сделают, срабатывает еще один уровень защиты: с переполненным отстойником двигатель не заведется.

Один час инструктажа — и экономия сотен тысяч рублей на ремонте.

Кроме того, в ближайшие годы ожидается, что в России будет введен новый экостандарт топлива и двигателей, в результате Common Rail станет использоваться повсеместно, а качество топлива улучшится. С последним даже сейчас все меньше проблем: если раньше на Севере было почти невозможно найти качественный дизель, то в последние пару лет отдельные нефтяные компании уже зарекомендовали себя как производители безопасного для форсунок дизтоплива.

Но она дорогая! Форсунки стоят, как самолет!

1. У Komatsu тройная защита топливной системы от воды и прочих примесей.
2. При грамотной эксплуатации ресурс механических и электронных форсунок примерно одинаков — 10 000 мото-часов.
3. Во времена, когда механические форсунки стоили сильно дешевле, а Common Rail не был повсеместным, доллар был по 30 рублей. Сейчас механика стала заметно дороже, приблизившись по стоимости к электронным компонентам. Есть смысл оценивать именно текущее предложение: стоимость механической системы и стоимость Common Rail. Да, есть разница, но она не такая глобальная, как вначале, когда CR только внедрялась.
4. Komatsu сохраняет разрыв в 50–200 % от стоимости своих запчастей в сравнении с запчастями конкурентных брендов.

На каких моделях Komatsu уже стоит Common Rail

CR оснащена вся техника Komatsu 8-го поколения, то есть все новые модели, выходившие после 2010 года. Бульдозеры D65, казавшиеся многим памятником традиционным решениям, начиная с 16-й серии, оснащаются CR, то есть с сентября 2011 года. И даже тяжелые экскаваторы PC400, которые очень многие северные строители ценят за надежность и неприхотливость, комплектуются CR, начиная с 7-го поколения, то есть с 2006 года. В итоге система Common Rail уже 12 лет успешно используется Komatsu в самых суровых условиях.

По прогнозам инженеров «КОМЕК МАШИНЕРИ», уже с 2019 года на электронный впрыск будут переведены тяжелые бульдозеры Komatsu D155. А в ближайшие 3 года все машины Komatsu среднего класса и значительная часть тяжелых будут оснащены CR.

Принципы

Схема системы Common Rail

Электромагнитные или пьезоэлектрические клапаны обеспечивают точный электронный контроль времени и количества впрыска топлива, а более высокое давление, создаваемое технологией Common Rail, обеспечивает лучшее распыление топлива . Чтобы снизить уровень шума двигателя, электронный блок управления двигателем может впрыснуть небольшое количество дизельного топлива непосредственно перед основным впрыском («пилотный» впрыск), таким образом уменьшая его взрывоопасность и вибрацию, а также оптимизируя время впрыска и количество для различий в качестве топлива. , холодный запуск и т. д. Некоторые передовые топливные системы Common Rail выполняют до пяти впрысков за такт.

Двигатели с общей топливной магистралью требуют очень короткого времени для прогрева или его отсутствия в зависимости от температуры окружающей среды и производят меньше шума и выбросов, чем старые системы.

В дизельных двигателях исторически использовались различные формы впрыска топлива. Два общих типа включают систему с единичным впрыском и системы распределителя / линейного насоса . Хотя эти старые системы обеспечивают точное управление количеством топлива и временем впрыска, они ограничены несколькими факторами:

• Они приводятся в действие кулачком, а давление впрыска пропорционально оборотам двигателя. Обычно это означает, что наивысшее давление впрыска может быть достигнуто только при самых высоких оборотах двигателя, а максимально достижимое давление впрыска уменьшается по мере уменьшения частоты вращения двигателя. Это соотношение верно для всех насосов, даже тех, которые используются в системах Common Rail. В блочных или распределительных системах давление нагнетания привязано к мгновенному давлению единичного события нагнетания без аккумулятора, поэтому взаимосвязь более заметна и проблематична.
• Они ограничены по количеству и времени событий впрыска, которыми можно управлять во время одного события сгорания. Хотя в этих старых системах возможны множественные инъекции, это намного сложнее и дороже.
• Для типичной распределительной / линейной системы начало впрыска происходит при заданном давлении (часто называемом давлением выталкивания) и заканчивается при заданном давлении. Эта характеристика возникает из-за «тупых» форсунок в головке блока цилиндров, которые открываются и закрываются при давлениях, определяемых предварительной нагрузкой пружины, приложенной к плунжеру в форсунке. Когда давление в инжекторе достигает заданного уровня, поршень поднимается и начинается впрыск.

В системах Common Rail насос высокого давления хранит в резервуаре топливо под высоким давлением — до и выше 2000 бар (200 МПа; 29000 фунтов на кв. Дюйм). Термин «общий распределитель» относится к тому факту, что все топливные форсунки питаются от общей топливной рампы , которая является не чем иным, как аккумулятором давления, в котором топливо хранится под высоким давлением. Этот аккумулятор подает топливо под высоким давлением в несколько топливных форсунок. Это упрощает назначение насоса высокого давления, поскольку ему необходимо только поддерживать заданное давление (с механическим или электронным управлением). Топливные форсунки обычно управляются ЭБУ. Когда топливные форсунки активируются электрически, гидравлический клапан (состоящий из сопла и плунжера) открывается механически или гидравлически, и топливо распыляется в цилиндры под желаемым давлением. Поскольку энергия давления топлива сохраняется удаленно, а форсунки приводятся в действие электрически, давление впрыска в начале и в конце впрыска очень близко к давлению в гидроаккумуляторе (распределителе), что обеспечивает квадратную скорость впрыска. Если гидроаккумулятор, насос и трубопровод имеют надлежащие размеры, давление и скорость нагнетания будут одинаковыми для каждого из нескольких событий нагнетания.

Дизели Common Rail третьего поколения теперь оснащены пьезоэлектрическими форсунками для повышения точности с давлением топлива до 2500 бар (250 МПа; 36000 фунтов на кв. Дюйм).

Что надо знать о форсунках Common Rail?

Электромагнитные форсунки Bosch

Они разбираются и сравнительно просты в ремонте. Стоимость восстановления одной форсунки около 100-150 долларов за штуку. Выдерживают они 200 000 км. В 1.9 CDTi компании Opel и 1.9 JTD Fiat форсунки способны дожить до 500 000 км. Цена новой форсунки – около 250-300 долларов за штуку.

Пример применения:

Alfa Romeo 159 2.0 JTDM, Fiat Punto 1.3 JTD, Kia CEE’D 1.6 CRDi, Mercedes C 220 CDI W202, Opel Vectra C 1.9 CDTI, Renault Laguna II 1.9 DCI, Volvo V70 D5, BMW 320d E46.

Электромагнитные форсунки Delphi

По сравнению с Бош форсунки Делфи значительно более чувствительны к качеству топлива. Они немного дороже в ремонте – около 150-200 долларов за штуку – из-за необходимости кодирования с новым наконечником. Средний срок службы 150 000 км. Стоимость новой форсунки – около 250 долларов.

Пример применения:

Dacia Logan 1.5 DCI, Ford Focus 1.8 TDCi, Renault Megane II 1.5 DCI Nissan Almera 1.5 DCI, Hyundai Santa Fe 2.2 CRDi, Kia Carnival 2.9 CRDi, Ford Mondeo 2.0 TDCi III.

Электромагнитные форсунки Denso

Электромагнитные форсунки Denso считаются наиболее качественными. До недавнего времени ощущалась нехватка запасных частей, но в настоящее время большинство из них можно восстановить. Стоимость ремонта около 150-250 долларов за единицу. Цена новой форсунки – около 450 долларов.

Пример применения:

Mazda 6 2.0 CD, Nissan Pathfinder 2.5 DCI, Opel Corsa 1.7 CDTI, Mitsubishi Pajero 3.2 DI-D II, Toyota Avensis 2.0 D-4D.

Пьезоэлектрические форсунки Continental (Siemens)

Раньше предлагались под именем Сименс, а теперь Континенталь. Они долговечны, но еще до недавнего времени считались неремонтопригодными. Сегодня появляются запасные части, и некоторые мастерские берутся за ремонт. Ресурс форсунок более 200 000 км. Стоимость новой форсунки около 350 долларов.

Пример применения:

Citroen C5 2.0 HDi II, Mercedes C220 CDI W204, Volvo V50 D4, Peugeot 207 1.4 HDi.

Пьезоэлектрические форсунки Bosch

Встречаются во многих современных автомобилях и конструктивно очень похожи на форсунки Continental. Имеют они и схожий ресурс – более 200 000 км. К сожалению, они неремонтопригодные. Новые стоят около 300 долларов.

Пример применения:

Audi A6 3.0 TDI, BMW 320d E90, Nissan Qashqai 2.0 DCI, Skoda Octavia III 2.0 TDI.

Пьезоэлектрические форсунки Denso

Они достаточно надежные, но не разборные и поэтому ремонту не подлежат. Применяются в небольшом количестве автомобилей. Чаще всего их можно встретить в Lexus и новых моделях Toyota. Стоимость новой форсунки около 500 долларов.

Пример применения:

Lexus IS 2.2D, Toyota RAV-4 IV 2.2 D-4D.

Пьезоэлектрические форсунки – Delphi

На рынке представлены ограничено. Дебютировали с Mercedes E250 CDI BlueEFFICIENCY в 2009 году, и сразу же начали вызывать проблемы. Позже конструкция форсунок была изменена.

Пример применения:

Mercedes E 250 CDI Bluefficiency.

Как функционирует вся схема

Теперь рассмотрим принцип работы коммон рейл на практике. Блок управления двигателем получает сигналы, поступающие от датчиков и на основании этой информации определяет требуемый объем горючего, которое подается через дозирующий клапан. Включается насос и начинает подавать солярку в топливную рампу. Регулятор обеспечивает поддержание в ней необходимого давления.

Потом наступает момент работы форсунок. Тот же блок управления дает сигнал об их открытии на определенный период времени. Происходит впрыск необходимого количества горючего, который и обеспечивает движение транспортного средства. Чтобы сделать работу силового агрегата более эффективной, в ходе одного и того же цикла работы может происходить многократное повторение таких впрысков, которые могут быть предварительными, основными и дополнительными.

Предварительный нам необходим для того, чтобы поднять температуру внутри камер сгорания. Это приводит к более полному сгоранию основного объема топлива, снижает токсичность отработанных газов и шумность работы. Основной впрыск является главным при работе мотора, и в это время подается максимальный объем дизельного топлива. Чтобы улучшить прогорание частиц, попадающих в сажевый фильтр и поднять температуру выхлопных газов, предусмотрен этап дополнительной подачи. Основным предназначением коммон рэйл является обеспечение высокого давления. Насколько выше оно будет, настолько больше горючего можно впрыснуть в форсунки за один и тот же отрезок времени и увеличить мощностные характеристики.

Вот так приблизительно работает этот интересный механизм. Все рабочие критерии могут корректироваться в зависимости от режима функционирования двигателя. Ремонт таких агрегатов несколько сложнее обычных дизельных движков, поскольку здесь больше количество сложных деталей и узлов. Впереди нас ожидает немало интересных с технической точки зрения материалов, а пока узнайте не убьет ли моторное масло предназначенное для дизеля бензиновый двигатель. Не забывайте регулярно посещать блог, друзья! На этом пока!

Просмотры:2976

0Нравится

Примечания

1. Л. В. Грехов, Н. А. Иващенко, В. А. Марков. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: Учебник для вузов. — М.: Легион-Автодата, 2004. — 344 с. — 2500 экз. — ISBN 588850187-5.
2. Large Engine Injection Systems for Future. Christoph Kendlbacher, Peter Mueller, Martin Bernhaupt, Gerhard Rehbichler. Bergen : CIMAC, 2010. Full paper #50.
3. Т. М. Мелькумов. Авиационные дизели. — М.: Воениздат, 1940. — С. 198—205. — 252 с.
4.  (англ.). Peter & Rita Forbes’ Engine Webpages. Дата обращения: 12 декабря 2019.
5. А. Д. Блинов, П. А. Голубев, Ю. Е. Драган и др. Современные подходы к созданию дизелей для легковых автомобилей и малотоннажных грузовиков / под ред. В. С. Папанова И А. М. Минеева. — М.: Инженер, 2000. — С. 124. — 332 с. — ISBN 5-8208-0027-3.
6. Ф. И. Пинский, Р. И. Давтян, Б. Я. Черняк. Микропроцессорные системы управления автомобильными двигателями внутреннего сгорания. — учебное пособие. — М.: Легион-Автодата, 2002. — 136 с. — ISBN 5-88850-129-8. — ISBN 978-5888501290.

Зачем необходимо прописывать форсунку

Современные двигатели одного объёма могут иметь различную мощность. В целях экономии форсунки с похожими конструкционными особенностями могут подходить для разнообразных моторов. А для того, чтобы форсунка работала корректно, прописывается уникальный код. Подобное действие позволяет запрограммировать универсальную форсунку под определённый алгоритм впрыска топлива. Иногда нужно прописывать код для разных по конструкции форсунок, чтобы согласовать их работу.

Фактически код форсунки определяет её допустимые границы работы при разных режимах. То есть, электронный блок управления проверяет, соответствуют ли параметры форсунки заданным режимам работы. Если нет, то на эту форсунку может быть прекращена подача топлива.

Прописывание кода – это достаточно деликатный процесс. Каждая форсунка имеет свой уникальный код, который позволяет ей работать при определённых условиях эксплуатации. Именно этот код позволяет контролировать впрыск топлива. Таким образом, две форсунки с различной конструкцией можно настроить с помощью программного обеспечения так, чтобы их диапазон работы совпадал.

Что произойдёт, если поставить форсунку без прописки кода?

1. — Потеря мощности двигателя до 30%.

1. — Отказ форсунки.

1. — Нестабильная работа мотора.

1. — Повышение уровня шума.

1. — Увеличение дымности выхлопа.

История

Топливная система Common Rail на двигателе грузовика Volvo

Викерс первым применил систему впрыска Common Rail в двигателях подводных лодок. Двигатели Vickers с топливной системой Common Rail были впервые применены в 1916 году на подводных лодках G-класса . В нем использовались четыре плунжерных насоса, обеспечивающих давление до 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар; 21 МПа) каждые 90 ° вращения, чтобы поддерживать давление топлива в рампе на достаточно постоянном уровне. Подачу топлива в отдельные цилиндры можно было перекрыть с помощью клапанов в инжекторных линиях. Doxford Engines использовала систему Common Rail в своих судовых двигателях с оппозитными поршнями с 1921 по 1980 год, где многоцилиндровый поршневой топливный насос создавал давление около 600 бар (60 МПа; 8700 фунтов на квадратный дюйм), а топливо хранилось в баллонах-аккумуляторах. Регулирование давления достигалось регулируемым ходом нагнетания насоса и «переливным клапаном». Механические распределительные клапаны с распределительным валом использовались для питания подпружиненных форсунок Brice / CAV / Lucas, которые впрыскивали через боковую часть цилиндра в камеру, образованную между поршнями. Ранние двигатели имели пару кулачков газораспределительного механизма, один для движения вперед, а другой для заднего. Более поздние двигатели имели по два инжектора на цилиндр, а последняя серия двигателей с турбонаддувом постоянного давления оснащалась четырьмя инжекторами на цилиндр. Эта система использовалась для впрыска как дизельного топлива, так и мазута (600 сСт, нагретого до температуры около 130 ° C).

Двигатели с системой Common Rail уже некоторое время используются в судостроении и локомотивах . Купер-Бессемер GN-8 ( около 1942) представляет собой пример с гидравлическим управлением Common Rail дизельного двигателя, известный также как модифицированная общей топливная магистраль.

Прототип системы Common Rail для автомобильных двигателей был разработан в конце 1960-х годов Робертом Хубером из Швейцарии, а дальнейшее развитие технологии получил доктор Марко Гансер из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, позже компания Ganser-Hydromag AG (эст. 1995) в Оберэгери.

Первое успешное использование в серийных автомобилях началось в Японии к середине 1990-х годов. Доктор Шохей Ито и Масахико Мияки из Denso Corporation , японского производителя автомобильных запчастей, разработали топливную систему Common Rail для большегрузных автомобилей и применили ее на практике в своей системе Common Rail ECD-U2, установленной на грузовике и продана для общего пользования в 1995 году. Denso заявляет о первой коммерческой системе Common Rail высокого давления в 1995 году.

Современные системы Common Rail, хотя и работают по тому же принципу, управляются блоком управления двигателем , который открывает каждую форсунку электрически, а не механически. Он был широко проработан в 1990-х годах в сотрудничестве между Magneti Marelli , Centro Ricerche Fiat и Elasis. После исследований и разработок, проведенных группой Fiat , конструкция была приобретена немецкой компанией Robert Bosch GmbH для завершения разработки и доработки для массового производства. Оглядываясь назад, можно сказать, что продажа Fiat показалась стратегической ошибкой, поскольку новая технология оказалась очень прибыльной. У компании не было иного выбора, кроме как продать Bosch лицензию, так как в то время у нее было плохое финансовое положение и не хватало ресурсов для завершения разработки самостоятельно. В 1997 году они распространили его на легковые автомобили. Первым легковым автомобилем, использующим систему Common Rail, была модель 1997 года Alfa Romeo 156 с 2,4- литровым двигателем JTD , а позже в том же году Mercedes-Benz представила ее в своей модели W202 .

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.

Зима и ДТ

Почему-то владельцы транспортной техники с дизельными силовыми агрегатами считают, что с наступлением холодной поры года достаточно заправляться зимним топливом с добавлением соответствующих присадок. Но, здесь следует учесть некоторые далеко не положительные моменты. Все дело в том, что разнообразные присадки значительно снижают смазывающие свойства дизельного топлива. Это негативно отражается на работе ТНВД и силового агрегата, ускоряя их износ. Не обязательно быть математиком, чтобы посчитать, сколько будет стоить ремонт. Производители транспортных средств говорят, что для бесперебойной эксплуатации автомобилей в зимний период достаточно заправляться соответствующим, высококачественным топливом и своевременно менять фильтры. Но, реализуемая в нашей стране солярка очень редко соответствует заявленным требованиям.
В независимой лаборатории была установлена предельная температура фильтруемости отечественного дизтоплива, и эта цифра составляет -35 градусов, являясь допустимым пределом. Несмотря на это, многие автовладельцы продолжают «бодяжить» ДТ бензином, керосином и различными присадками, усугубляя работу топливной системы.
Результат этого:

• потеря смазывающих свойств ДТ;
• увеличение температурного режима;
• некорректный процесс сгорания топлива;
• деформация уплотнительных прокладок под форсунками, в результате чего выхлопные газы проникают в подкапотное пространство;
• нарушение работы двигателя.

Диагностировать CR собственными силами

Когда возможность попасть в специализированный ремонтный центр отсутствует, некоторые оценочные действия на предмет выявления неисправности системы «коммон рейл» можно произвести и в гаражных условиях самостоятельно. В случае появления проблем с запуском мотора или его нестабильной работой после включения специалисты рекомендуют первым делом проверить свечи накала.

Испытание на пригодность свечей накала довольно легко провести. Для этого необходимо пропустить через деталь напряжение 12 В, а на выходе подсоединить электрическую лапочку накаливания с тем же U и мощностью до 60 Вт. В случае яркого свечения лампы, свеча считается годной. Если источник света не загорается или тускло мерцает, свеча признается неисправной и требует замены.

Когда при попытке запуска мотора отсутствует воспламенение рабочей смеси, необходимо проверить аккумуляторную систему на наличие топлива и необходимого давления, которое считается нормальным для стабильного включения двигателя, если достигает значения 150 атмосфер и выше. Испытание Common Rail в этом случае происходит по следующему плану:

1. Обследование топливной рейки и всех трубок системы. Если будет найдена утечка горючего, требуется незамедлительно ее устранить;
2. Проверка подачи топлива к форсункам. Слегка отпускается штуцер, и проверяется наличие горючего по появлению течи. Если в системе питания топливо отсутствует, то возникает необходимость проверки ТНВД и насоса подкачки, ведущего подачу горючего из топливного бака.

Специалисты  СТО Дизель Карс все же не рекомендуют заниматься неисправностями Common Rail самостоятельно, а обратиться за помощью к специалистам автосервиса.

Особенности работы системы

Для функционирования всех элементов «Common Rail» в едином комплексе предназначена система автоматики, включающая электронный блок и различные датчики, контролирующие уровень заданных параметров и подающие управляющий сигнал, или в нужный момент времени, или при достижении контролируемых параметров заданного уровня. От его надежности зависит не только уровень расхода топлива и экологичность отработанных газов, но и работоспособность самого дизельного двигателя.

Для обеспечения длительной, бесперебойной работы «Common Rail» топливо должно подвергаться предварительной очистке в контуре низкого давления. В его состав входит насос, подающий соляру из топливного бака, и фильтроэлемент. Только после фильтрации топливо может подаваться к плунжерному насосу, формирующему избыточное давление.

Качество соляры определяет надёжность работы и долговечность эксплуатации форсунок. В современных дизельных системах подачи топлива могут использоваться электрогидравлические или пьезоэлектрические приспособления. Исполнительным органом электрогидравлической форсунки является электромагнитный клапан. Приводным элементом пьезоэлектрической форсунки служит пьезокристалл, срабатывающий при подаче на него напряжения.

К достоинствам первой категории форсунок, которые являются фирменной «фишкой» систем «Common Rail» от «Bosch», следует отнести простоту конструкции и низкую стоимость. При возникновении неисправности, этот элемент обычно не подлежит разборке и ремонту, а просто заменяется на новый. Благодаря этому устройства «Bosch Common Rail», считаются более ремонтопригодными и менее критичными к качеству топлива.

Вторая категория (пьезомеханические форсунки) впрыскных устройств имеет большее быстродействие и повышенную надежность. Однако пьезофорсунки компаний Delphi и Bosch считаются не ремонтируемыми, а в изделиях Siemens Continental применяются наконечники, размер фильеры которых можно восстановить.

Стоимость форсунок также зависит от категории. Например, электрогидравлическая ремонтируемая форсунка от Bosch стоит в пределах 200 —250 долларов США, в то время как пьезоэлектрическое изделие этого же производителя обойдется автовладельцу в сумму эквивалентную 300,0 североамериканским долларов. При этом ресурс обеих категорий примерно равен 200 тыс. км. пробега и зависит от модификации дизельного двигателя.