Двигатели Common Rail и особенности их эксплуатации

Двигатели Common Rail и особенности их эксплуатации. Коммон рейл двигатель

Система впрыска Common Rail. Описание. Принцип работы

В настоящее время для дизельных двигателей используют новую систему впрыска Common Rail. Система работает за счет подачи топлива от общего аккумулятора к форсункам. Система разработана специалистами известной фирмы Bosch. Одним из преимуществ данной системы является значительное снижение расходов на топливо и в свою очередь токсичных веществ. Появилась возможность регулировать давление топлива и начало впрыска, а также снизить шум.

В основе конструкции системы Common Rail является контур высокого давления, который устанавливается на дизельный двигатель. Особенностью такой системы является непосредственно впрыск дизельного топливо в камеру сгорания. Система Common Rail состоит из нескольких устройств:1. Насос давления для топлива;2. Клапан для дозировки топлива;3. Контрольный клапан;4. Топливная рампа;5. Форсунки;6. Проводы для топлива.

ТНВД (насос высокого давления топлива) создает высокое давление топлива, которое подается к топливному насосу. Клапан и насос высокого давления помещены в оду конструкцию. Для управления уровнем давления топлива используется специальный регулятор. Давление можно регулировать в зависимости от нагрузи на двигатель. Регулятор находится в рампе для топлива. Он предназначен для:• Регулирования давления и накопления топлива;• Снижение колебаний давления, которые происходят от подачи ТНВД;• Распределителем топлива по форсункам.

Форсунка (на фотографии) выполняет роль элемента системы для непосредственного впрыска топлива в топливную рампу. Проводы предназначены для связи форсунки с топливной рампой. Система состоит из электрогидравлического форсунка и пьезофорсунка.

Электрогидравлическая форсунка впрыскивает топливо с помощью электромагнитного клапана. Пьезофорсунка работает на пьезокристаллах которые значительно повышают качество роботы форсунки.

Система управления Common Rail включает в себя такие элементы управления

• Блок управления;• Системные механизмы двигателя;• Датчики управления (датчики температуры, давления, холла).• И др.

К основным механизмах роботы системы относятся:• Насос-форсунки;• Клапан для дозирования топлива;• Регулятор уровня давления топлива.

Принцип роботы системы Common Rail

Блок управления двигателем получает сигналы от датчиков и определяет количество, которое необходимое. Как только блок управления определил нужное количество, топливный насос увеличивает давления и тем самим накачивает топливо в рампу. Топливо находится в этот момент под определенным давлением, которое обеспечивает регулятор.

Единовременно подается сигнал от ECU к форсункам для начала впрыскивания и обеспечения продолжительности открытия клапана. Блок управления может корректировать параметры системы, для правильно работы впрыска. С целью получения лучшей производительности двигателя, впрыск производится многократно в течении определенного времени. Различают предварительный впрыск, основной и дополнительный.

Предварительный впрыск предназначен для повышения температуры и давления для лучшего сгорания топлива, а также для снижения шума и выбросов токсичных газов.

Существует 3 способа предварительного впрыскивания:1. На холостом ходу производится — два предварительных впрыска;2. При повышенной нагрузки – один предварительный впрыск;3. При полной нагрузке – предварительный впрыск не производится.Основной впрыск является основой роботы дизельного двигателя. Дополнительный впрыск предназначен для повышения температуры обработанных газов и сажи.

С годами система Common Rail развивалась и увеличивала уровень давления впрыска топлива:1. Первый уровень 140 МПА, с 1999 года;2. Другой уровень 160 МПА, с 2001 года;3. Третий уровень 180МПА, с 2005 года;4. Четвертый уровень 220 МПА, с 2009 года;Реализовать большую мощность и впрыснуть как можно больше топлива за небольшой промежуток времени можно с увеличением уровня давления.

Видео — описание системы Common Rail фирмы Bosh для коммерческих автомобилей

Ремонт топливной аппаратуры дизельных двигателей грузовых авто — достаточно непростое занятие. Если нужен ремонт грузовых автомобилей — обращайтесь только к профессионалам.

Аккумуляторная система непосредственного впрыска Common Rail

Система впрыска с предварительной аккумуляцией топлива под высоким давлением была изобретена для применения в дизельных двигателях. Постепенно, по мере начала применения в бензиновых двигателях непосредственного впрыска, многие ее детали, такие как ТНВД, «перекочевали» в конструкцию топливной аппаратуры бензиновых двигателей. Основная часть системы Common rail — топливный аккумулятор, в котором поддерживается высокое давление.

История создания системы Common Rail

Первый прототип современной системы аккумуляторного впрыска построил Роберт Хьюбер еще в шестидесятых годах прошлого века. Но электроника, один из основных элементов этой системы, на тот момент была развита слабо. Поэтому работы в этом направлении были заброшены.

Основные поставщики оборудования для систем Common Rail — Robert Bosch, Delphi, Denso и Siemens

Та же судьба постигла разработки инженеров с Коломенского тепловозостроительного завода имени В. В. Куйбышева, работавших над созданием аналогичной системы в шестидесятые годы.

Первую работоспособную систему аккумуляторного впрыска на серийный грузовик HINO (подразделение концерна Toyota) установила японская компания Denso в 1994 году. Год спустя ноу-хау купили итальянцы из FIAT и Magnetti Marelli. Благодаря их усилиям была разработана современная архитектура компонентов Common Rail. В дальнейшем технология, название которой переводится как «общая магистраль», была приобретена компанией Bosch для установки на автомобили немецкого производства.

Первым в мире серийным легковым автомобилем с аккумуляторным впрыском стал Alfa Romeo 156 с мотором 1,9 JTD. И лишь год спустя, в 1998, на рынок вышел Mercedes Benz E220 CDI, с топливной системой Common Rail производства компании Bosch.

Современные бренды системы Common Rail по производителям

В настоящее время большинство дизельных моторов, в районе 70%, оснащается аккумуляторным впрыском топлива, и эта цифра постоянно растет. Системы непосредственного впрыска есть у всех современных производителей, хотя называться они могут по-разному. К примеру: Chevrolet — VCDi, Fiat — JTD, Ford — TDCi, Duratorq, Hyundai & Kia – CRDi и так далее.

Системы непосредственного впрыска топлива, построенные по аналогичному принципу, применяются и на бензиновых двигателях.

Устройство и принцип работы системы Common Rail

В системе предусмотрено предварительное накопление или аккумуляция топлива в магистрали под высоким давлением (до 1800 бар в системе третьего поколения). Аккумулированное топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, через индивидуальные пьезоэлектрические форсунки или форсунки с электромагнитными клапанами.

Термин «общая магистраль» появился в результате того, что все форсунки в системе впрыска Common Rail питаются из единого топливного аккумулятора

Основные элементы системы – топливный насос высокого давления (ТНВД), топливная рампа (аккумулятор) с регулятором давления, форсунки и электронный блок управления двигателем.

Электронасос низкого давления, установленный в баке, подает топливо в ТНВД. Насос высокого давления нагнетает дизтопливо в рампу под высоким давлением. Блок управления, руководствуясь показаниями датчиков при помощи регулятора поддерживает в рампе постоянный напор. Если давление превышает заданное значение, происходит сброс топлива через специальный клапан обратно в бак.

Форсунки присоединены к топливной рампе, через переходные трубки или без, в зависимости от конструкции. Внешне форсунка Common Rail похожа на механическую, но устроена иначе. В нижней части стоит обычный распылитель, а в верхней расположен соленоид, который активируется по команде блока управления. Запитанный соленоид поднимает шток клапана, и порция топлива попадает через распылитель в цилиндр. Преимущество электронного управления в скорости срабатывания, которая во много раз превышает «отклик» механической форсунки.

Среднестатистическая стоимость ремонта топливной аппаратуры дизельного двигателя корейского производства — в районе 100 тысяч рублей. Ремонт европейских дизелей обходится еще дороже

Первые системы Common Rail подавали топливо в цилиндры в два этапа. При подходе поршня к верхней мертвой точке впрыскивается небольшая часть топлива, которая тут же воспламеняется. Благодаря этому вторая порция дизтоплива сгорает полнее и эффективнее, выделяя больше энергии. В современных системах Common Rail впрыск топлива происходит до десяти раз за один такт, что позволяет сжигать его с максимальной эффективностью, добиваясь значительной экономии. Этот принцип получил название «послойный впрыск».

Достоинства и недостатки системы Common Rail

Начало применения аккумуляторного впрыска без преувеличения было эволюционным прорывом в двигателестроении. Благодаря системе Common Rail дизельный мотор перестал ассоциироваться с коптящим «движком» трактора.

Многоступенчатый впрыск позволил практически избавиться от характерных для этого типа двигателей вибраций при работе. Современные «дизели» работают почти бесшумно. Таким образом, применение Common Rail позволило добиться повышения мощности, снижения расхода топлива и уменьшения вредных выбросов.

Для защиты системы Common Rail от примесей воды в топливе «родилась» новая система очистки — топливный сепаратор

Недостаток системы в том, что применение сложной электроники и прецизионных механизмов не лучшим образом отразилось на цене таких моторов. Топливная система, рассчитанная на высокое давление, требует высочайшей точности обработки деталей и сборки. Еще один минус: аккумуляторный впрыск крайне требователен к качеству топлива. Вода, грязь и высокое содержание серы в топливе «убивают» форсунки и ТНВД. При этом, стоимость ремонта с заменой насоса и форсунок исчисляется трехзначными цифрами. Поэтому многие производители автомобилей до сих пор не поставляют дизельные модели на российский рынок, предполагая, очевидно, высокий процент отказов по причине низкого качества топлива.

Эксплуатация и обслуживание системы Common Rail

Первое, что нужно помнить владельцу дизеля с аккумуляторным впрыском – это необходимость в частой замене масла по сравнению с бензиновыми двигателями. Цилиндро-поршневая группа двигателя с Common Rail испытывает высокие нагрузки и очень требовательна к смазке, поэтому менять масло желательно не реже чем раз в 10 тысяч, а в идеале, раз в 7-8 тысяч километров.

Заправлять машину с Common Rail следует только на проверенных заправках — «тепловозная» солярка выведет из строя систему питания в считанные минуты.

За время существования автомобилей с Common Rail производители успели собрать статистику. Самые распространенные поломки связаны с электрикой. На втором месте расположились неисправности топливных форсунок, на третьем – топливного насоса высокого давления. Их можно отремонтировать, но рекомендуется все же устанавливать новые запчасти. Как показала практика, восстановленные форсунки и ТНВД редко «отхаживают» и половину изначального ресурса при стоимости ремонта в районе 70% цены новых деталей. Исходя из этого от покупки подержанного дизельного автомобиля с Common Rail, вероятно, следует воздержаться.

Технология впрыска Common Rail

Технология впрыска под общим названием Common rail – используется в дизельных двигателях. С начала 2000-х и до наших дней, лучшего варианта дизеля – еще не придумали.

Сочетание Common rail означает «общая рампа». В эту рампу (рейку) под давлением подается диз. топливо. Причем, давление регулируется одной форсункой (а значения – могут быть выше 200 атмосфер). Отсюда – высокая стоимость самих форсунок, повышенные требования к топливу. Некоторые владельцы, возможно, предпочли бы не приобретать мотор Common rail. Но дело в том, что все новые двигатели – выпускают по данной технологии, и с этим ничего не поделать.

Рассмотрим основные неисправности. Допустим, двигатель легко заводится, но не развивает максимум мощности. Причиной является плохой датчик, либо вся электроника в целом. Кстати сказать, Common rail – не умеет «дымить». Здесь дымление скажет о том, что топливо – не догорает.

Требования к топливу – будут тоже высокие: главным образом, важна смазывающая способность. Низкое качество здесь ведет к «моментальному» износу форсунок (достаточно 500-1000 км). Вот почему в такие машины ставят системы очистки.

Впрочем, замена форсунок в некоторых марках авто – предусмотрена через 5 000 км. О чем прямо сказано в мануале. На самом деле, цифры «занижены» (но, не намного). Владельцу следует быть внимательным, меняя запчасти вовремя.

Турбированные дизели

В случае турбированных двигателей, требования к ГСМ – еще строже. К примеру, от качества моторного масла — напрямую зависит срок службы турбины. Здесь речь идет о соответствии всех свойств и параметров тем, которые требуются. А вся информация (для того, чтобы не ошибиться в выборе) – приводится в сервисной книжке.

Наличие таймера в какой-то степени эти требования «смягчает». Но, не намного. В то же время, у владельца есть выбор: если марку ГСМ варьировать – нельзя, то можно выбирать производителя материала. Обычно, идет 0W40, 5W40, то есть «вязкий» и не дешевый сорт (но могут быть и исключения).

Экономию на ГСМ можно считать сомнительной: она обернется необходимостью замены комплектующих. В целом же, эксплуатация дизеля – не дороже, чем бензинового мотора, сравнимого с первым по своей мощности.

Аккумуляторная топливная система

Аккумуляторная топливная система или система типа «коммон-рэйл» (англ. common rail — общая магистраль) — система подачи топлива, применяемая в дизельных двигателях. В системе типа common rail насос высокого давления нагнетает дизельное топливо под высоким давлением (до 30 МПа, в зависимости от режима работы двигателя) в общую топливную магистраль существенного объёма (аккумулятор) [1] .

Управляемые электроникой электрогидравлические форсунки с электромагнитным или пьезоэлектрическим приводом управляющих клапанов впрыскивают дизельное топливо под высоким давлением в цилиндры. В зависимости от конструкции форсунок и класса двигателя, может впрыскиваться до 9 порций топлива за 1 цикл.

Одной из ключевых особенностей систем common rail является независимость процессов впрыскивания от угла поворота коленчатого вала и от режима работы двигателя, что делает возможным достижение высокого давления впрыскивания на частичных режимах, что необходимо для удовлетворения современных и перспективных экологических требований.

Содержание

• 1 Конструкция и принцип действия
• 2 Сравнение с другими системами подачи топлива
• 3 Носители системы
• 4 История
• 5 Примечания

Конструкция и принцип действия [ править | править код ]

Топливо из топливного бака забирается топливоподкачивающим насосом (низкого давления), и через топливный фильтр поступает в топливный насос высокого давления (ТНВД). ТНВД подаёт топливо в напорную магистраль, которая играет роль аккумулятора давления. Блок управления регулирует производительность ТНВД для поддержания необходимого давления в магистрали по мере расхода топлива.

Топливная магистраль соединяется топливопроводами с форсунками. В каждую форсунку встроен управляющий клапан — электромагнитный или пьезоэлектрический. По команде от блока управления клапан открывается, впрыскивая необходимую порцию топлива в цилиндр.

Сравнение с другими системами подачи топлива [ править | править код ]

• В отличие от традиционной системы подачи топлива, используется одноканальный ТНВД, постоянно подающий топливо в магистраль;
• Необходимо корректировать цикл работы исходя из пропускной способности каждой форсунки, из-за чего требуется настройка электронного блока после каждой замены форсунок.

• Давление, при котором происходит впрыск топлива, можно поддерживать вне зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя и оно остаётся практически постоянно высоким в течение всего цикла подачи топлива, что особенно важно для стабилизации горения на холостом ходу и на малых оборотах при работе с частичной нагрузкой;
• При использовании аккумуляторной системы подачи топлива момент начала и конца подачи может в широких пределах регулироваться ЭБУ. Это позволяет более точно дозировать топливо, а также осуществлять подачу топлива несколькими порциями в течение рабочего цикла — для более полного сгорания топлива;
• Конструкция common rail проще, чем у системы ТНВД с форсунками, её ремонтопригодность выше.

• Более сложные форсунки, которые требуют относительно частой замены, по сравнению с традиционной системой подачи топлива;
• Система перестаёт работать при разгерметизации любого элемента высокого давления, например, при неисправности одной из форсунок, когда её клапан постоянно находится в открытом положении;
• Более высокие требования к качеству топлива, чем у традиционных систем.

Таким образом, для удовлетворения перспективных экологических нормативов, таких как Euro-VI, Tier-IV, Euro Stage IV для тяжёлых дизелей, системы common rail были признаны наиболее подходящими для дизелей всех классов.

Носители системы [ править | править код ]

На данный момент [ когда? ] до 70 % всех выпускаемых дизельных двигателей оснащается системами common rail, и эта доля растёт [2] . По прогнозам компании Robert Bosch GmbH доля системы CR на рынке к 2016 году достигнет 83 %, а в 2008 году их число составляло лишь 24 %. Таким образом, сегодня практически каждый производитель двигателей всех классов: от малых легковых и до крупных судовых, освоил применение аккумуляторных систем.

Среди производителей топливоподающей аппаратуры и систем common rail в частности, лидерами являются следующие компании: R. Bosch, Denso, Siemens VDO, Delphi, L’Orange, Scania.

История [ править | править код ]

В 1934—1935 годах был сконструирован, а в 1936 году показан на авиашоу в Париже дизельный двигатель Коатален (L. Coatalen). Отличием дизеля Коаталена от иных дизелей был впрыск топлива в цилиндры не гидравлическим открыванием клапана форсунки, а механическим открыванием и применением гидроаккумулятора, топливо в который нагнетается независимым от распределительной системы ТНВД. Фактически был показан работоспособный двигатель, на котором был применён прообраз системы common rail. Такой системой впрыска топлива Луи Коатален обогнал время на 60 лет [3] [4] .

Впервые система непосредственного впрыска топлива на дизельных двигателях была разработана и внедрена в 1939 году советскими инженерами при создании двигателя семейства В-2 на Харьковском паровозостроительном заводе.

Прототип системы common rail был создан в конце 1960-х годов Робертом Хубером в Швейцарии, далее технологию разрабатывал доктор Марко Гансер из Швейцарской высшей технической школы Цюриха.

Разработки электронно управляемых аккумуляторных систем питания дизельных двигателей и электро-гидравлических форсунок проводились ещё в 60-80 годах XX века в СССР в лаборатории автоматики и систем питания ДВС Коломенского филиала ВЗПИ под руководством профессора Ф. И. Пинского. Первые в мире работоспособные электронно-управляемые аккумуляторные топливные системы дизелей были реализованы на дизелях Коломенского Завода и НПО Звезда (г. Ленинград). Отсутствие производства в СССР малогабаритных электромагнитных исполнительных устройств для форсунок не позволило применить тогда эти системы на автомобильных дизелях. Электронно-управляемые аккумуляторные топливные системы дизелей в документах для служебного пользования фирмы R.Bosch до 1988 года имели обозначение «русские топливные системы», так как описание таких систем, разработанных в Коломне, существовало только на русском языке [5] [6] .

В середине 1990-х годов доктор Сёхэй Ито и Масахико Мияки из корпорации Denso разработали систему common rail для коммерческого транспорта и воплотили её в системе ECD-U2, которая стала использоваться на грузовиках Hino Rising Ranger; в 1995 году они продали технологию другим производителям. Поэтому Denso считается пионером в адаптации системы common rail к нуждам автомобилестроения.

Современные системы common rail работают по тому же принципу. Они управляются блоком электронного управления, который открывает каждый инжектор электрически, а не механически. Эта технология была детально разработана общими усилиями компаний Magneti Marelli, Centro Ricerche Fiat и Elasis. После того как концерн Fiat разработал дизайн и концепцию системы, она была продана немецкой компании Robert Bosch GmbH для разработки массового продукта. Это оказалось большим просчетом Fiat, поскольку новая технология стала очень выгодна, но в то время итальянский концерн не имел финансовых ресурсов для завершения работ. Тем не менее, итальянцы первые применили систему common rail в 1997 году на Alfa Romeo 156 1.9 JTD, и только потом она появилась на Mercedes-Benz C 220 CDI.

Особенности устройства и преимущества топливной системы Common Rail

Топливная система Common Rail применяется исключительно в дизельных двигателях и считается наиболее прогрессивной на текущий момент. В сравнении с другими схемами она обеспечивает более экономичный расход топлива, повышает экологическую безопасность автомобиля, отличается низким уровнем шума, но главное – создает более высокое давление подачи в камеру сгорания. О том, как устроена система впрыска Common Rail (Коммон Рейл) и каковы принципы ее работы, пойдет речь далее.

1. Что такое топливная система Common Rail
2. Особенности и принцип работы
3. Достоинства и недостатки системы Common rail

Что такое топливная система Common Rail

Дословно термин Common Rail переводится на русский как общая магистраль. Главной конструктивной особенностью этой системы является наличие топливной рампы, в которой происходит аккумуляция топлива до его дальнейшей подачи в форсунки дизельного двигателя. В силу этой особенности подобные системы также называют аккумуляторными. Впервые она была представлена компанией Bosch в 1996 году.

Устройство топливной системы Common Rail

Конструктивно система Коммон Рейл делится на контуры низкого и высокого давления и состоит из следующих элементов:

• Подкачивающий топливный насос. Он подает дизельное топливо из бака в напорную магистраль.
• Топливный фильтр, оснащенный клапаном для предварительного прогрева при низких температурах.
• Вспомогательный топливный насос. Выполняет перекачку топлива от нагнетательной магистрали.
• Сетчатый фильтр.
• Температурный датчик. Фиксирует уровень прогрева топлива в системе.
• ТНВД (топливный насос высокого давления) – чаще всего применяется насос распределительного типа.
• Дозирующий клапан. Он регулирует количество топлива, попадающего в рампу.
• Регулятор давления дизтоплива. Необходим для поддержания заданных показателей давления топлива в магистрали высокого давления.
• Топливная рампа или аккумулятор. Фактически представляет собой трубку, по длине которой расположены штуцеры крепления форсунок.
• Датчик давления. Расположен в магистрали высокого давления. Он фиксирует и передает соответствующие данные ЭБУ (электронный блок управления) двигателя.
• Редукционный, или перепускной клапан. Позволяет поддерживать показатель давления в обратной магистрали на уровне 1 МПа, что обеспечивает правильную работу форсунок.
• Топливные форсунки. Бывают двух типов: электрогидравлические или пьезоэлектрические. Первые управляются электромагнитным клапаном, а вторые оснащены пьезокристаллами, что позволяет существенно повысить скорость их работы.

Более 70% всех производимых сегодня дизельных двигателей оснащается топливными системами Common Rail.

Особенности и принцип работы

Принцип работы топливной системы этого типа основан на разделении процессов создания высокого давления и непосредственно впрыска дизеля. Из топливного бака горючее закачивается в систему насосом низкого давления. При этом оно проходит через фильтры, где очищается от примесей и различных загрязнений. По контуру низкого давления дизтопливо поступает в ТНВД, который имеет механический привод. Он, в свою очередь, выполняет закачку топлива в рампу, где оно аккумулируется до момента впрыска. Это позволяет постоянно поддерживать нужный уровень давления, независимо от текущего режима работы двигателя.

Получая данные от датчиков системы, ЭБУ двигателя определяет, какое количество топлива необходимо подать ТНВД на топливную рампу. После этого открывается клапан дозирования горючего, которое поступает в аккумулятор. Топливо при этом находится под заданным уровнем давления, поддерживаемым регулятором.

Схема форсунки системы коммон рейл в разрезе

Как только необходимый объем дизеля закачивается в рампу, ЭБУ посылает команду на открытие форсунок, соответствующих циклу работы двигателя. В течение одного цикла работы такой системы осуществляется многократный впрыск, состоящий из трех этапов:

• Предварительный – необходим для повышения температуры и сжатия в камере сгорания, что позволяет ускорить процесс самовоспламенения. На холостом ходу может выполняться два предварительных впрыска, при увеличении оборотов – один, а на полной мощности предварительного впрыска нет.
• Основной – непосредственно обеспечивающий работу мотора.
• Дополнительный – необходим для увеличения температуры нагрева отработавших газов, что обеспечивает сгорание сажи и уменьшение объема вредных выбросов в атмосферу.

В современных дизельных двигателях может выполняться от 7 до 9 фаз впрыска.

Достоинства и недостатки системы Common rail

Изначально уровень давления, создаваемый на топливной рампе, составлял 140 МПа. Начиная с четвертого поколения, система позволила достигать показателей до 220 МПа. Такой прогресс позволил добиться увеличения объема топлива, впрыскиваемого в цилиндры мотора за один цикл, а следовательно, повысить мощность дизельных автомобилей.

Аккумуляторные топливные системы используют целый комплекс датчиков, позволяющих учитывать:

• давление в магистральном трубопроводе;
• скорость вращения коленчатого вала;
• расход воздуха, положение педали газа;
• температуру топлива и воздуха;
• данные лямбда-зонда.

Сигналы, поступающие от этих датчиков, дают возможность ЭБУ максимально оптимизировать работу дизельного двигателя. В сравнении с системами ТНВД с насос-форсунками, ремонтопригодность Common Rail выше в силу более простого устройства.

Среди недостатков системы Коммон Рейл – необходимость использования топлива более высокого качества. Поскольку в таких двигателях используются конструктивно сложные форсунки, их ресурс ниже. Также очень важно обеспечение полной герметичности. Так, например, при поломке форсунки, ее клапан будет постоянно находиться в открытом положении, и топливная система перестанет работать.

Появление топливной системы Common Rail стало настоящим прорывом в производстве дизельных двигателей. Она обеспечила возможность применения для дизелей всех классов высоких экологических стандартов, активно внедряемых в развитых странах.

FAQ Судовой дизель Nanni: топливная система Common Rail

Судовой дизель и Common Rail

На данный момент более 70% всех существующих дизельных двигателей оборудованы топливной системой Common Rail (CR). Подобная популярность обусловлена уникальными особенностями системы, которые позволяют одновременно увеличивать мощность и снижать расход горючего. Помимо наглядной выгоды CR обеспечивает уменьшение производимых шумов и выхлопов при работе двигателя. Поскольку многие судовые дизели Nanni оснащены системой CR, мы поговорим о ней более подробно.

Разработки системы, которая осуществляла бы прямой впрыск горючего в цилиндр, велись еще в в 1930-х годах в СССР. В архивах отмечен даже пример внедрения подобного комплекса на ряд двигателей, но, по причине недостаточного уровня развития электроники, попытки тех лет не увенчались успехом. Прообраз Common Rail появился чуть позже, в конце 60-х годов XX века в Швейцарии. Следующим этапом эволюции системы стала ее адаптация для коммерческого использования корпорацией Denso. Окончательный вид Common Rail приобрела благодаря инженерам компании Fiat, но вот широкое распространение она получила благодаря фирме Bosch, выкупившей права на ее реализацию. Впоследствии представители Fiat не раз высказывали сожаления о подобном просчете, но на тот момент компания просто не имела достаточных ресурсов для полного завершения проекта.

Судовой дизель с Common Rail работает точно также как и индустриальные моторы. Подробная схема строения и осуществления подачи горючего будет рассмотрена ниже.

Все о Common Rail

Прежде всего, стоит отметить, что за корректную работу всей системы CR отвечает специальный электронный блок управления (ЭБУ). Именно он, основываясь на различных данных, поступающих с датчиков температуры воздуха, давления наддува, положений коленвала и распредвала и прочее, дает команду на начало впрыска и регулирует все сопутствующие процессы .

Все элементы системы поделены на 3 крупные группы:

• контур низкого давления, к нему относятся бак с топливной массой, подкачивающий насос и фильтр топлива ;
• контур высокого давления, который включает в себя ТНВД, совмещенный с контрольным клапаном, топливную рампу со всеми входящими контроллерами и форсунки с управляющими элементами;
• датчики.

Схематично принцип функционирования Common Rail выглядит так: подкачивающий насос забирает топливный материал из хранилища, проводит его через специальный фильтр предварительного подогрева и подает его к КВД. Далее ТНВД доставляет горючее в топливную рампу, где оно содержится под большим давлением. Форсунки присоединены к рампе посредством небольших трубопроводов, поэтому, когда ЭБУ подает сигнал о начале процесса впрыска, клапан каждой форсунки открывается и производит порционную подачу топлива. За один рабочий цикл Ф могут совершить до 9 впрысков. ЭБУ контролирует не только сам процесс ввода горючего материала, но и работоспособность всех элементов Common Rail.

Главными преимуществами CR являются простота конструкции, точная дозировка топлива, поддержка давления ввода горючего на одном уровне в течение всего цикла подачи .

К недостаткам системы можно отнести жесткие требования к качеству топлива и зависимость работы всего комплекса от исправности каждой составляющей.

Судовой дизель Nanni с CR

Судовой дизель с подобной системой обладает лучшими мощностыми и экологическими характеристиками. Среди судовых дизелей Nanni Common Rail реализована в части двигателей на базе Toyota и John Deere. Для примера рассмотрим по одной модели двигателя из каждой категории.

Судовой дизель Nanni T4.230 относится к представителям Toyota и подходит для установки на скоростные суда. Максимальная мощность судового дизеля составляет 230 л.с. Она достигается за счет использования Common Rail и турбокомпрессорного наддува с предварительным охлаждением воздуха. Судовой дизель Nanni T4.230 имеет одобрение SOLAS, что позволяет монтировать его на шлюпки свободного падения и патрульные катера. Сухой вес двигателя составляет 350 кг. Предельная наработка судового дизеля не должна превышать 500 часов.

Судовой дизель Nanni N5.180 из семейства John Deere оборудован системой CR второго поколения, 2-х контурной системой охлаждения, турбонаддувом с интеркулером и прочими необходимыми элементами. Чаще всего данный судовой дизель монтируют на крупные речные и морские суда, паромы и тд. Мощность модели соответствует 180 л.с., а объем двигателя – 4,5 л. Преимуществом двигателя также является широкие возможности модификации, благодаря которым можно добавлять к судовому дизелю необходимые опции.