Устройство и принцип работы системы Common Rail

Устройство и принцип работы системы Common Rail

Схема и детали системы

Высокое давление 230-1800 бар.

Давление в обратной магистрали форсунок, 10 bar.

Давление в напорной магистрали, Давление в обратной магистрали.

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

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

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

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

5. Датчик температуры топлива.
Измеряет текущую температуру топлива.

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

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

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

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

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

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

12. Форсунки.

Система впрыска Common Rail

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

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

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

В данной системе впрыска Common Rail используются пьезоэлектрические форсунки.

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

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

Это обеспечивает пьезоэлектрическим форсункам следующие преимущества:

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

Работа пьезофорсунки Common Rail

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

Процесс впрыска

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

ТНВД

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

Устройство насоса высокого давления

Схематическое представление насоса высокого давления.

Не заводится дизельный двигатель или заводится, но работает неустойчиво. Диагностика в домашних условиях.

В этой статье мы расскажем, как самостоятельно выявить причину, почему не заводится дизель и распишем основы диагностики дизельного двигателя.

Информация, представленная на этой странице относится к дизельным двигателям с системой common rail.

Чтобы дизельный двигатель common rail запустился необходимо выполнение следующих условий:

1 — корректно работает иммобилайзер;
2 — в норме синхронизация;
3 — в норме компрессия;
4 — есть необходимое давление в топливной рампе;
5 — исправны топливные форсунки;
6 — работают свечи накала;
7 — исправен блок управления двигателем.

Лучше всего сделать компьютерную диагностику двигателя, из полученных ошибок и фактических параметров мы поймем, с каким из перечисленных выше параметров надо разбираться и какая проблема мешает запустить двигатель.

Замечу, что часто бывает, когда без компьютерной диагностики и опытного специалиста выявить причину неисправности самостоятельно не получится!

1) Иммобилайзер

Иммобилайзер — это штатное заводское противоугонное устройство. Оно может мешать запуску автомобиля. Устройство разрешает пуск двигателя после того как увидит ключ в замке зажигания вашего авто. Как правило, на щитке приборов загорается желтая машинка с ключиком и потом гаснет, то есть пуск разрешен. Если в момент вращения стартером значок горит или моргает, то пуск двигателя запрещен!

Как вариант, можно проверить предохранители и попробовать воспользоваться вторым комплектом ключей.

Если после вашей проверки автомобиль не запустился, необходимо привязать ключи к блоку управления иммобилайза. Это может сделать официальный дилер или сервисы, специализирующиеся на ремонте вашей марки автомобиля.

2) Синхронизация

Синхронизация определяется соотношением между коленвалом и распредвалом, которое контролируют два датчика. Датчик коленвала и датчик распредвала, соответственно. Датчик коленвала считывает обороты двигателя, а датчик распредвала отвечает за впрыск топлива. Ели один из датчиков неисправен, то запуск двигателя будет невозможен. На многих автомобилях от датчика коленвала работает тахометр. Соответственно, можно посмотреть поднимается ли тахометр во время попытки запуска автомобиля. С датчиком распредвала все намного сложнее. В домашних условиях корректность его работы проверить невозможно. Его можно проверить только на разрыв или замыкание. На станции технического обслуживания такие датчики проверяют осциллографом. Максимум, что можно сделать самостоятельно, это проверить застегнут ли контакт. Датчик распредвала чаще всего стоит на клапанной крышке над распредвалом, реже на топливном насосе.

3) Компрессия

Компрессия — это максимальное давление воздуха в камере сгорания в конце такта сжатия. Соответственно, если этого давления нет или оно слабое, то нужного взрыва не произойдет. На автомобиле это выглядит так: на холодную двигатель плохо заводится или не заводится совсем, заводится вдогонку (после нескольких оборотов стартером начинает запускаться и в итоге заводится) и дымит белым. В домашних условиях компрессию можно проверить дизельным компрессометром, который продается в любом автомагазине. Компрессия в двигателе с системой коммон рэйл должна быть: min 10 МПа – max 20 МПа. К тому же, компрессия в двигателе должна быть примерно равная в каждом цилиндре. Рассмотрим пример: если вы меряете компрессию в 3х цилиндрах у вас компрессия 15 МПа, а в одном 7 МПа, то на холодную двигатель будет троить (работать неустойчиво) и дымить белым). А если во всех компрессия будет меньше 10 МПа, то летом он будет заводиться вдогонку, а зимой вы не сможете завести машину в принципе. При этом, в блоке управления двигателем не будет записи об ошибках! На щитке приборов не будет гореть значок о неисправности двигателя (CHECK).

Если в двигателе нет компрессии, то причины могут быть следующие:

А. Изношены, сломаны или залегли компрессионные кольца:

— естественный износ в ходе длительной эксплуатации автомобиля;

Б. Прогорела прокладка головки блока цилиндров:

— естественный износ в ходе длительной эксплуатации автомобиля;

— перегрев ГБЦ (головка блока цилиндров);

— некорректная установка ГБЦ на сервисе.

В. Неисправность головки блока цилиндров:

— пропускают впускные или выпускные клапана (износ);

Г. Некорректно выставлено зажигание двигателя.

Практически все эти причины можно выявить в домашних условиях, имея определенные знания устройства двигателя и небольшие навыки по слесарным работам.

4) Давление в топливной рампе

Для запуска двигателя давление в топливной рампе должно составлять минимум 200 Бар. Пока этого давления не будет, двигатель не запустится. Чтобы двигателю набрать стартовое давление в 200 Бар, должны быть исправны следующие компоненты:

— топливный насос высокого давления (ТНВД);

— топливоподкачивающий насос (механический или электрический);

— регулятор давления топлива;

— дозирующий блок (если есть);

— топливные форсунки (инжектора);

— отсутствие воздуха в топливоподводящей магистрали.

Самая частая и простая ошибка – это отсутствие дизельного топлива в баке.

В домашних условиях вы вряд ли проверите давление в топливной рампе. Исправность остальных компонентов, где нет высокого давления вы сможете проверить самостоятельно.

5) Исправные топливные форсунки

Исправность топливной форсунки определяется по соотношению количества дизельного топлива, подаваемого в цилиндр и количества топлива, сливаемого в обратную топливную магистраль.

Самостоятельная диагностика форсунок или насоса в условиях гаража, объективно, возможна. Тем не менее, даже при наличии необходимого инструментария диагностика форсунок дома не под силу каждому автомобилисту. Дизельная форсунка — сложная деталь и специфика ее ремонта индивидуальна для каждого бренда. Оптимальный вариант — своевременная диагностика топливной аппаратуры в дизельном автосервисе.

В домашних условиях, если машина не завелась, то можно проверить исправность форсунок по обраткам, не снимая с автомобиля. Необходимо крутить двигатель стартером и замерять количество топлива, поступающего в обратную магистраль. Если количество топлива, сливаемое в обратку превышает допустимое заводское значение, то форсунки надо нести в ремонт. Соответственно, запуск автомобиля будет возможен после ремонта форсунок.

Если автомобиль все же завелся, но работает неустойчиво, можно попробовать снимать поочереди клемы с форсунок на рабочем двигателе (некоторые двигатели сразу глохнут при такой процедуре). Если, сняв клему с форсунки в работе двигателя ничего не изменилось, то, именно, этот цилиндр работает некорректно.

Определив цилиндр, вам надо:

— замерить компрессию в этом цилиндре;

— отнести форсунку на проверку в сервис (либо поменять местами с соседней форсункой, чтобы исключить неисправность форсунки);

— проверить электрические провода, подходящие к форсунке.

6) Рабочие свечи накала

Если свечи начала неисправны, в холодное время (менее +10 градусов) автомобиль будет заводиться плохо. В случае успешного запуска, двигатель будет дымить и неустойчиво работать, пока цилиндры не прогреются.

7) Исправный блок управления двигателя

Блок управления двигателем – сердце автомобиля, он управляет правильной работой двигателя, дозировкой воздуха, подачей топлива и является связующим звеном между всеми электрическими компонентами. Пока блок управления не даст вовремя сигнал на какой-либо отдельный компонент, он не будет функционировать. Блок управления двигателем можно проверить только в специализированном сервисе. В домашних условиях вы можете понять, что проблема как то связана с блоком управления, если наблюдаете периодическое необъяснимое поведение автомобиля, например, загорается и тухнет щиток приборов, автомобиль сам по себе газует или глохнет, стартер крутит только в определенное время (с 9 до 10 утра) и многое другое.

Надеемся, что эта статья, в которой мы поделились знаниями о причинах, если дизельный двигатель не заводится, а также своим опытом в ремонте и диагностике дизельного автомобиля, не прибегая к услугам дорогостоящих сервисов поможет вам сэкономить время и деньги, а также исправить свой автомобиль.

На возникшие вопросы, мы с радостью ответим по контактным телефонам и окажем необходимую консультацию.

Топливная система авто Common Rail

Что это такое

Если открыть автомобильный англо-русский словарь, то термин «коммон рейл» можно перевести как «общая магистраль». Она характеризуется впрыском топлива в цилиндр под высоким атмосферным давлением, благодаря чему снижается расход топлива на 15 процентов, а мощность двигателя вырастает на 40 процентов.

Это не все достоинства. Отмечается уменьшение шума при работе двигателя, притом, что крутящий момент дизеля увеличен. Благодаря своему преимуществу, система впрыска Common Rail приобрела широкую популярность, и каждый второй современный автомобиль с дизельным двигателем оснащен этой системой.

Принцип работы

Принцип работы основан на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы. Давление в топливной системе создается и поддерживается независимо ни от частоты вращения коленвала двигателя, ни от количества впрыскиваемого топлива. Сами форсунки впрыскивают топливо по команде контроллера блока EDC, посредством встроенных в них магнитных соленоидов, активация которых, происходит с блока управления.

Устройство. Из чего состоит

Контур высокого давления состоит из насоса (заменяющего традиционный ТНВД) с контрольным клапаном, аккумуляторного узла (рампы) с датчиком, контролирующим в ней давление, форсунок и соединительных трубопроводов. Рампа представляет собой длинную трубу с поперечно расположенными штуцерами для подсоединения форсунок и выполнен двухслойным.

Электронный блок управления авто получает электрические сигналы от следующих датчиков: положения коленвала, положения распредвала, перемещения педали «газа», давления наддува, температуры воздуха, температуры охлаждающей жидкости, массового расхода воздуха и давления топлива. ЭБУ на основе полученных сигналов вычисляет необходимое количество подаваемого топлива, дает команду на начало впрыска, определяет продолжительность открытия форсунки, корректирует параметры впрыска и управляет работой всей системы.

В контуре высокого давления насос подает топливо в аккумуляторный узел, где оно находится при максимальном давлении 135 Мпа с помощью контрольного клапана. Если контрольный клапан насоса высокого давления открывается по команде ЭБУ, топливо от насоса по сливному трубопроводу поступает в топливный бак. Каждая форсунка соединяется с рампой отдельным трубопроводом, а внутри форсунки имеется управляющий соленоид (электромагнитный клапан).

При получении электрического сигнала от ЭБУ, форсунка начинает впрыскивать топливо в соответствующий цилиндр. Впрыск топлива продолжается, пока электромагнитный клапан форсунки не отключится по команде блока управления, который определяет момент начала впрыска и количество топлива, получая данные от датчиков и анализируя полученные значения по специальной программе, заложенной в памяти компьютера.

Кроме того, блок производит постоянный контроль работоспособности системы. Поскольку в рампе топливо находится при постоянном и высоком давлении, это дает возможность впрыска небольших и точно отмеренных порций топлива. Появилась возможность впрыска предварительной порции топлива перед основной, что дает возможность значительно улучшить процесс сгорания.

Коммон рейл в автомобиле — особенности и принцип работы

Статья про систему Коммон Рейл: ее особенности, принцип работы, достоинства и недостатки. В конце статьи — видео о системе впрыска Common Rail. Статья про систему Коммон Рейл: ее особенности, принцип работы, достоинства и недостатки. В конце статьи — видео о системе впрыска Common Rail.

Еще в начале прошлого века после появления дизельных двигателей появился вопрос снижения количества вредных выбросов и уменьшения расхода горючего. В течение многих лет велись работы по совершенствованию дизелей. И совсем недавно некоторые автомобильные концерны начали устанавливать на свои продукты систему впрыска топлива Коммон Рейл. Что это и как это работает? Давайте разбираться.

Окунемся в историю

Прототип данной системы впрыска был изобретен в далеких 60-х инженером из Швейцарии Робертом Хубертом. Однако его изобретение в то время не снискало славу и было вынуждено бездействовать еще долгих тридцать лет.

В конце прошлого столетия, когда вопрос экологичности дизелей стал весьма актуальным, на коммон рейл снова обратили внимание. Первоначально ее устанавливали на двигатели грузовых автомобилей и только спустя несколько лет, когда ее эффективность была продемонстрирована во всей красе, Common Rail начали устанавливать и на легковые машины.

Составляющие Common Rail

Коммон рейл состоит всего лишь из трех главных элементов:

участок низкого давления;

участок высокого давления;

В свою очередь, участок высокого давления включает в себя:

насос высокого давления, служащий заменой обычному ТНВД;

трубку-аккумулятор, которая служит для поступления горючего с определенным давлением;

патрубки высокого давления;

Участок низкого давления представлен:

Технология работы системы впрыска

Основную задачу в работе Коммон Рейл выполняет электронный блок, являющийся дирижером во множественных системах современного автомобиля. Всевозможные датчики посылают данные на ЭБУ, а уже блок занимается равномерным распределением горючего, продолжительностью открытия форсунок и контролем других параметров впрыска.

Затем горючее отправляется в трубку-аккумулятор или рейку, откуда идет уже непосредственно к самим форсункам и впрыскивается в цилиндры. На форсунках установлены управляющие клапаны, моменты открытия которых и создают необходимые параметры впрыска. Излишки несгоревшего горючего отправляются либо сразу обратно к топливному баку, либо очищаясь через топливный фильтр.

За моментами открытия клапанов форсунок наблюдает электронный блок посредством датчиков. Собственно, в ЭБУ забита специальная программа, которая предназначена для регулирования моментов впрыска и порции поступающего горючего. Помимо этого, ЭБУ отвечает за работоспособность всей системы Common Rail. И благодаря ЭБУ появилась функция поступления предварительного количества горючего перед основным, что позволяет существенно повысить качество процесса сгорания.

Основной недостаток

За оптимальную работу автомобиля, оснащенного Common Rail, отвечает качество поступающего горючего. Оно обязано отвечать стандарту EN 590 и ни в коем случае не должно иметь примесей. При использовании некачественного дизеля форсунки засоряются и могут выйти из строя, после чего потребуется их замена.

Да, топливный фильтр занимается очисткой горючего, однако даже он не спасет от примесей, мелких частиц пыли и грязи. Желательно через каждые 8-10 тысяч километров производить замену фильтра. Конечно, можно попробовать установить высококачественный дорогой фильтр и надеяться, что он сможет справиться с «тракторным» дизелем, однако будет огромный риск в износе форсунок, и стоимость ремонта которых вряд ли сравнится с экономией на топливе.

Многие также не рекомендуют пользоваться биотопливом по вышеизложенным причинам. К тому же биотопливо имеет нехорошее свойство накапливать влагу, что приводит к увеличению уровня влажности во всей системе Коммон Рейл. А это увеличивает риск преждевременного износа элементов системы. Допускается применение биотоплива в размере не более 5 % от остального горючего. Однако полученная смесь также должна соответствовать EN 590.

Достоинства Коммон Рейл

Есть ли какие-то преимущества у системы, чтобы автовладельцы могли забыть о прихотливости к качественному дизелю? Безусловно, и главным достоинством можно назвать снижение расхода горючего.

Отмечено также, что двигатель меньше шумит из-за увеличения крутящего момента, а это способствует более комфортабельному передвижению.

И да, не стоит забывать про экологию. Благодаря более полному сгоранию топлива количество вредных выбросов в атмосферу снижается. А это значит, что мы получаем экологичный дизельный двигатель увеличенной мощности, который потребляет при этом меньше горючего. Не этого ли хотели инженеры много лет назад?

Как видим, Common Rail имеет несколько явных преимуществ и всего один существенный недостаток. Если заливать только качественное горючее и вовремя менять топливные и воздушные фильтры, система докажет свою работоспособность и эффективность. Также рекомендуется держать в чистоте электронные компоненты устройства, поскольку от их качества работы зависит работа всей системы в целом. Мыть двигатель можно, однако после этого следует просушить электронные компоненты и сами форсунки, чтобы избежать появления ржавчины и несвоевременного их выхода из строя.

Видео о системе впрыска Common Rail: