ГлавнаяРазноеКоммон рейл устройство

УСТРОЙСТВО КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ COMMON RAIL. Коммон рейл устройство


Изучаем Common Rail: всё путем — журнал За рулем

На смену старым системам питания дизелей с рядным топливным насосом высокого давления пришла более совершенная конструкция — «коммон рейл» (Common Rail, CR), что в переводе означает «общий путь».

1

Первые серийные автомобили с этой системой, разработанной компанией «Бош», появились в 1996 году. Названием она обязана единой рампе, откуда горючее поступает к форсункам. Главное преимущество системы — достаточно высокое давление топлива во всех режимах работы двигателя, что способствует лучшему смесеобразованию в зоне горения и полному сгоранию. Сохранив умеренный аппетит предшественников, дизель CR лучше отвечает экологическим нормам, причем такой автомобиль зачастую динамичнее бензинового и почти так же малошумен.

Сердце системы — топливный насос высокого давления, компактное устройство с одним, двумя или тремя плунжерами и механическим приводом. Корпус ТНВД — из алюминиевого сплава, гильзы плунжеров стальные. Чтобы на холостом ходу и при малых нагрузках насос не гонял топливо зря, на некоторых трех-плунжерных автоматически отключается одна секция, а двухплунжерные регулируются дозирующими устройствами. К самому же ТНВД топливо подается из бака под давлением 6–7 бар подкачивающим насосом. Он либо шестерен

чатый и встроен в корпус ТНВД, либо электрический — в модуле топливозаборника или в магистрали.

Комплект для ремонта форсунок.

Комплект для ремонта форсунок.

Комплект для ремонта форсунок.

Уже в режиме прокрутки коленвала стартером ТНВД создает пусковое давление 350–400 бар. На минимальных оборотах холостого хода — до 500–600 бар, а при максимальной нагрузке — до 1300–1500 бар. Есть насосы с давлением и до 2000 бар. Его величину задает регулятор, расположенный на корпусе ТНВД либо на рампе и подчиненный электронному блоку управления двигателем. Выдавая команды, ЭБУ опирается на сигналы датчика давления в рампе.

По трубкам высокого давления топливо подается к форсункам, открывающимся под действием электрического сигнала. Есть два варианта конструкции — электромагнитная либо с пьезоэлементом. Первая поначалу не отличалась быстродействием, что и вынудило конструкторов искать альтернативу. В пьезофорсунке напряжение подается на пьезокристалл, который мгновенно расширяется. Золотник сжимает пружину, игла форсунки открывает путь топливу — и оно впрыскивается в камеру сгорания. Впрочем, конструкторы продолжают совершенствовать и электромагнитные устройства, — на современных двигателях успешно работают оба варианта.

Современная форсунка — компактное, но непростое устройство.

Современная форсунка — компактное, но непростое устройство.

Современная форсунка — компактное, но непростое устройство.

О том, с какой тщательностью специалисты доводили рабочий процесс дизеля, говорит его малошумность. Так, предварительный впрыск перед основной дозой ощутимо смягчил воспламенение смеси — одно это сделало дизели CR молчаливее предшественников. Есть в дизелях CR и «послевпрыск». Его роль служебная — очищать сажевый фильтр. Дополнительная порция топлива, не сгорая в цилиндрах, поступает в фильтр и разогревает его до температур, при которых сажа полностью выжигается.

ДИАГНОСТИРУЕМ

Есть минимум оборудования, без которого приступать к работе неразумно. Диагностика электронных систем начинается со считывания кодов неисправностей, проверки датчиков, исполнительных механизмов. Особых дизельных сканеров нет, есть универсальные, то есть для широкого круга автомобилей, либо дилерские — на определенную марку. Для изучения сигнала с проверяемого устройства нужен осциллограф. Но он дорог, выгоднее купить сканер с дополнительной функцией осциллографа.

Давление топлива проверяют манометрами. Низкое — механическим, со шкалой до 10 бар, а высокое — специальным прибором с переходниками и диапазоном не ниже 2000 бар. А для измерения количества топлива, сливаемого из форсунок, нужен свой набор.

Алгоритм поиска неисправности зависит от характера отказа. Если двигатель не заводится (электронные блокировки и забытые секретки не в счет), проверяем целостность привода ГРМ. Если стартер вращает коленвал с усилием, это неплохо для владельца, а если без сопротивления, порадуются ремонтники: работа предстоит дорогостоящая. Ведь дизельные двигатели «втыковые» — при разрушении привода ГРМ поршни гнут клапаны, а дальше как повезет.

Стенд для проверки форсунок и насосов высокого давления.

Стенд для проверки форсунок и насосов высокого давления.

Стенд для проверки форсунок и насосов высокого давления.

Если привод ГРМ в порядке, переходим к проверке топливоподачи. Э

www.zr.ru

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.

Common rail

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.

Система Коммон Рэйл Джип Чероки

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.

  • < Назад
  • Вперёд >

autosteam.ru

Впрыск Common Rail — Устройство, принцип работы системы

Количество применяемых в современном автомобилестроении систем впрыска достаточно велико. Однако важно понимать, что если в случае бензиновых двигателей их разнообразие действительно весьма серьезное, то в случае дизелей равнозначной альтернативы системе «Common Rail» практически не существует. Да, с ней может в какой-то степени посоперничать исполнение «насос-форсунка», однако однозначная победа все равно останется за «Common Rail». Сегодня мы поговорим о том, как устроена данная система впрыска, а также отметим основные принципы её работы.

Устройство системы впрыска Common Rail

Система топливного питания «Common Rail» имеет двойной контур, выполненный в виде двух смежных частей: контуров высокого и низкого давления.

  • Контур высокого давления. Он состоит из нескольких взаимодействующих элементов: мощного насоса (ТНВД), форсунок, пары клапанов (дозирующего и контрольного, занимающегося регулировкой уровня давления), рампы и аккумулятора.
  • Контур низкого давления. Основными элементами контура низкого давления выступают: электрический насос подачи горючего, компенсационный бачок, фильтр и насос шестеренного типа изготовления.

Насос контура низкого давления осуществляет поступление дизтоплива в систему, после чего оно, проходя фильтры и узел компенсационного бачка, попадает в насос высокого давления. Он осуществляет перекачку смеси в аккумулятор, из которого горючее переходит сквозь клапан форсунок внутрь камер сгорания.

Назначение основных элементов Common Rail

  • Насос высокого давления. Главное назначение ТНВД – подача горючего в главную топливную рампу под давлением, достигающим 1600 бар.
  • Форсунки. Функция форсунок состоит в закачке топлива в камеры сгорания цилиндров. Они имеют непосредственное соединение с рампой, а поставку смеси в цилиндры производят посредством впускных клапанов. В основном применение находят электрогидравлический тип форсунок и форсунки с пьезоэлементом.
  • Дозирующий клапан. Данный элемент предназначен для регулировки количества горючего, направленного в ТНВД.
  • Контрольный клапан. Как не трудно догадаться, контрольный клапан устанавливается для регулировки давления внутри топливной системы, изменяющегося во время различных режимов работы силового агрегата.
  • Рампа не только накапливает топливо, поступившее от насоса, но и осуществляет выравнивание любых его скачков, частенько возникающих во время подачи топлива на форсунки.
  • Управляющий блок. Данный узел имеет достаточно сложное устройство. В его состав входит несколько датчиков, определяющих уровень нагрузки на двигатель, температуру поступившего воздуха, давление горючего внутри обоих контуров и т.п. Главный блок, снимая показатели с этих датчиков, дает различные команды исполняющим органам, которыми можно назвать форсунки и оба установленных клапана.

    • Принцип работы впрыска Common Rail

    Система подачи топлива «Common Rail» подразумевает многократное топливное снабжение мотора в режиме одного такта функционирования. Она проходит в три этапа:

    • Предварительный. Данный этап предусматривает закачку ограниченного количества топлива, целью которого является наращивание температуры и давления в камерах сгорания. Это значительно ускоряет возгорание горючего, а также снижает шум и количество вредных выбросов двигателя. Число предварительных впрысков топлива имеет прямую зависимость от режима работы агрегата. Например, на холостом ходу применяется два дополнительных впрыска, при высоком уровне оборотов – один, если же движок работает на предельной мощности, предварительный впрыск не производится вовсе.
    • Основной. Этап основной работы подразумевает выполнение всех предусмотренных циклов работы ДВС от подачи основной партии топлива, до выпуска отработанных газов.
    • Дополнительный. Применение дополнительного этапа вызвано необходимостью постоянного подогревания газа, оставшегося от предыдущего рабочего цикла. Помимо этого, благодаря дополнительному впрыску из камер удаляются микрочастицы сажи.

    Подведем итоги

    В конце статьи отметим, что отсутствие мало-мальски серьезной конкуренции у впрыска «Common Rail» имеется вовсе не из-за прихоти автокомпаний. Такое положение вещей определяется теми рабочими характеристиками, которые способна обеспечивать данная схема питания. Преимуществами «Common Rail» можно назвать великолепную топливную экономию, экологичность, а также крайне низкий уровень шума, возникающего во время работы. Важно отметить и полностью автономное высокоточное регулирование режимов работы системы, исключающее любые сбои. Ничем подобным другие типы впрыска дизельных двигателей похвастаться не могут, а значит можно предположить, что дальнейшее совершенствование данного направления будет осуществляться именно на основе впрыска «Common Rail».

    servicing-auto.ru

    Топливные системы «Коммон Рейл» с электронным управлением

    Качество распыливания дизельного топлива во многом предопределяет процесс его горения, а значит и образования токсичных компонентов в отработавших газах. Более качественного распыливания можно достигнуть при высоком давлении порядка 1600…2500 кгс/см2. Однако стандартные системы топливоподачи не могут обеспечить подачу топлива к форсункам под таким давлением, поэтому в настоящее время более широкое распространение имеют топливные системы с электронным управлением – «Коммон Рейл»,  насос-форсунки и системы насос-форсунка-трубопровод.

    Главной отличительной особенностью аккумуляторных топливных систем с электронным управлением «Коммон Рейл» является разделение узла создающего давление (ТНВД – аккумулятор) и узла впрыска (форсунки). Аккумуляторные топливные системы применялись еще в 50-е годы на двигателях морских судов. Первым промышленным образцом аккумуляторной топливной системы с электронным управлением без мультипликаторов давления, названный коммон рейл (Common Rail) (общий путь, т.е. общая для форсунок магистраль, аккумулятор , явилась совместная разработка фирм Robert Bosch GmbH, Fiat, Elasis. В настоящее время работы по применению систем «коммон рейл»  ведутся  практически во всех фирмах-производителях ТПА (R.Bosch, Lucas, Siemens, L’Orange). На серийных автомобилях с применением электронного управления они появились  в 1997 году. По сравнению с обычным дизелем система «коммон рейл» позволяет снизить расход топлива до 40% при уменьшении токсичности отработавших газов и снижении шумности при работе на 10 %.

    На рисунке  показана схема системы «коммон рейл»:Схема системы питания дизельных двигателей «коммон рейл»

    Рис. Схема системы питания дизельных двигателей «коммон рейл»:1 – топливный бак; 2 – топливопроводы слива; 3 – ТНВД; 4 – регулятор давления; 5 – топливопровод высокого давления; 6 – топливоподкачивающий насос; 7 – фильтр; 8 – гидроаккумулятор; 9 – датчик давления; 10 – предохранительный клапан; 11 – электрогидравлическая форсунка; 12 – датчик педали акселератора; 13 – датчик частоты вращения и положения коленчатого вала; 14 – температурный датчик; 15 – блок управления

    На рисунке показано расположение элементов системы питания «коммон рейл» на двигателе в развернутом виде.Развернутая схема системы питания дизельного двигателя «коммон рейл»

    Рис. Развернутая схема системы питания дизельного двигателя «коммон рейл»:1 ­– ТНВД; 2 – впускной электрический клапан; 3 – электрический клапан перепуска топлива на слив; 4 – гидроаккумулятор; 5 – датчик давления; 6 – реле свечи накаливания; 7 – электронный блок управления; 8 – датчик температуры топлива; 9 – аварийный ограничитель подачи топлива; 10 – предохранительный клапан; 11 – форсунка впрыска; 12 – свеча накаливания; 13 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 14 – датчик частоты вращения и положения коленчатого вала; 15 – датчик температуры воздуха; 16 – датчик давления воздуха; 17 – расходомер воздуха; 18 – турбокомпрессор; 19 – электромеханический преобразователь регулятора рециркуляции отработавших газов;  20 – электромеханический преобразователь регулятора наддува; 21 – компрессор: 22 – разъем для электронного тестера; 23 – сигнализатор самодиагностики; 24 – датчик кондиционера; 25 – компрессор кондиционера; 26 – датчик скорости; 27 – датчик и указатель скорости; 28 – датчики трансмиссии и др.; 29 – датчик педали акселератора; 30 – панель приборов; 31 – АКБ; 32 –  топливный бак с электрическим топливоподкачивающим насосом; 33 – фильтр тонкой очистки.

    Принцип работы «Коммон Рейл»

    Принцип работы системы заключается в следующем. С помощью топливоподкачивающего насоса 6  топливо прокачивается через фильтр 7 с влагоотделителем и подается в радиально-плунжерный насос высокого давления 3, который с помощью эксцентрикового вала приводит в движение три плунжера. Этот насос  напрямую связан с распределительным валом и срабатывает при каждом обороте, а не так как в обычном двигателе один раз за два оборота. В нем размещают также регулятор производительности и подкачивающий насос. От ТНВД топливо под большим давлением  поступает в гидроаккумулятор 8, откуда под высоким давлением поступает на электро или пьезогидравлические форсунки 11. Излишки топлива от форсунок и ТНВД сливаются в топливный бак 1 через топливопроводы слива 2. Блок управления 15, получая информацию по входным параметрам (с датчиков), задает значения выходных параметров используя заложенную программу (воздействует на исполнительные механизмы), что в целом необходимо для получения требуемых характеристик двигателя.

    Количество топлива подаваемого в цилиндры двигателя через форсунки зависит от сигнала электронного блока управления 15, в зависимости от режима работы двигателя. В блок управления поступает информация от различных датчиков: температуры двигателя, температуры поступающего воздуха, датчика частоты вращения и положения коленчатого вала двигателя, датчика положения педали акселератора, датчика расходомера воздуха, датчика давления воздуха и др.

    Давление в системе регулируется по сигналу блока управления с помощью регулятора 4. На холостом ходу оно минимальное, что снижает шум работы форсунок и ТНВД, а при разгоне максимальное для обеспечения лучшей приемистости.

    Система «коммон рейл»  подвергает моторное масло большим нагрузкам. Из-за более интенсивного горения верхняя часть поршней нагревается гораздо сильнее, чем у традиционного дизельного двигателя. Верхняя часть поршня у традиционного двигателя непосредственного впрыска нагревается до 320-350°C, при системе «коммон рейл» свыше 400°С, то есть моторное масло выгорает значительно быстрее. В результате в таких двигателях возникает потребность в синтетических маслах, или, по крайней мере, в полусинтетических материалах.

    ustroistvo-avtomobilya.ru

    форсунки common rail

    Форсунки common rail, которые начали устанавливаться на дизельные иномарки ещё с 90-х годов прошлого века, заменили со временем более простые механические дизельные форсунки, срабатываемые от давления топлива. И сейчас под капотом почти любой дизельной иномарки (кроме более старых машин) установлены форсунки такого типа. В этой статье будет подробно описан принцип работы и устройство современных дизельных форсунок системы common rail, какие они бывают и другие нюансы.

    Для начала следует сказать, что инженеры многих автомобильных держав ещё в 70 годах начали разрабатывать форсунки подобного типа, причём довольно успешные работы проводились и в Советском Союзе. Но первые промышленные образцы, которые удалось поставить на поток примерно в 1997 году, удалось разработать фирме «Robert Bosch», причём совместно с фирмами GmbH, Elasis и Fiat.

    Если быть точным, то форсунки для дизелей с системой common rail бывают двух основных типов: электро-гидравлические и пьезо-электрические. Оба типа применяются на современных дизелях и оба типа форсунок будут подробно описаны ниже.

    Устройство и принцип работы форсунки common rail.

    Устройство электро-гидравлической форсунки показано на рисунке 1. Из топливной рампы (рейки) дизельное топливо поступает по трубопроводу высокого давления в форсунку через входной штуцер 4. Затем через канал 10 и жиклер 7 топливо поступает в так называемую камеру гидро-управления 8. Эта камера соединяется с линией обратки через жиклер 6, который открывается и закрывается с помощью селеноидного электро-клапана.

    Форсунки common rail

    Рис. 1 — электро- гидравлическая форсунка . А — форсунка закрыта, Б — форсунка открыта (впрыск). 1 — сливной канал обратки, 2 — клемма (электроразъём), 3 — электромагнитный клапан (селеноид), 4 — впускной канал (штуцер трубопровода высокого давления), 5 — шариковый клапан, 6 — жиклер, 7 — жиклер впускного канала, 8 — гидрокамера, 9 — плунжер, 10 —  топливный канал, 11 — запорная игла форсунки.

    Если жиклер 6 перекрыт, то силы давления топлива, которые воздействуют на управляющий плунжер 9, гораздо больше силы давления, приложенного к конусу в средней части запорной иглы 11 (давление давит на иглу снизу, и стремиться приподнять её, но это давление пока меньше давления, воздействующего сверху на плунжер 9 и иглу 11). От этого запорный конус иглы достаточно плотно прижат к своему седлу и надёжно перекрывает поступление топлива, находящегося под большим давлением, в камеру сгорания двигателя.

    Но когда подаётся электро-сигнал на управляющий селеноид электроклапана, жиклер 6 тут же открывается, при этом давление в камере гидро-управления мгновенно снижается и сила давления топлива, давящая на плунжер 9 сверху тоже снижается. И теперь сила давления, действующая на плунжер 9 сверху, становится меньше, чем сила давления топлива, воздействующего на запорную иглу снизу.

    При этом сила давления, действующего на запорную иглу снизу, ещё и преодолевает сопротивление пружины, указанной красной стрелкой на рисунке 1 а. А значит в этот момент конус иглы отделяется от своего седла и топливо впрыскивается в камеру сгорания двигателя.

    Описанное выше воздействие на запорную иглу форсунки, с помощью разности давления (так называемая мультипликаторная система, работающая с помощью управляющей дозы топлива), позволяет мгновенно воздействовать на иглу, очень быстро отрывая конус иглы от её седла, для возникновения впрыска топлива, что невозможно было бы сделать с помощью прямого воздействия электрического клапана на иглу (селеноид электроклапана срабатывает гораздо медленнее).

    При этом так называемая управляющая доза топлива, с помощью которой игла открывается мгновенно, не впрыскивается в камеру сгорания, а направляется обратно, через жиклер 6 гидро-управляющей камеры в трубопровод обратки (указан белой стрелкой) и далее в топливный бак.

    Теперь немного опишу работу форсунки common rail в процессе четырёх этапов её работы.

    • Исходное состояние, когда форсунка закрыта с приложенным высоким давлением от рампы — это первый этап работы.
    • Затем второй этап, когда форсунка открывается и происходит начало впрыска.
    • Третий этап, когда форсунка полностью открыта (запорная игла приподнята над отверстиями распылителя).
    • Ну и четвёртый этап, когда конус запорной иглы садится на своё место в седле и игла перекрывает отверстия распылителя, то есть форсунка закрывается (конец впрыска).Эти четыре рабочих этапа являются результатом действия сил давления, приложенных к внутренним деталям форсунки.

    А теперь все эти 4 этапа поподробнее, в процессе работы форсунки:

    При исходном состоянии форсунка закрыта (смотрите рисунок А), то есть её запорный конус плотно прижат к своему седлу ещё и с помощью пружины и перекрывает поток топлива в камеру сгорания (разумеется впрыск невозможен). При этом дизельное топливо из топливной рампы по трубопроводу высокого давления при давлении примерно не менее 300 кг/см² поступает через входной штуцер 4 и полость указанную чёрной стрелкой во внутрь форсунки.

    В определённый нужный момент впрыска топлива, от ЭБУ на селеноид 3 поступает импульс напряжения, при этом электро-магнитный клапан открывается (см. рисунок Б), шарик 5 тоже приподнимается над выходным отверстием и открывает выход топливу, ну и топливо начинает стравливаться в обратку (по белой стрелке на рисунке).

    От этого давление топлива в управляющей камере снижается, а давление топлива, давящее на иглу снизу увеличивается и преодолевая усилие пружины, давление приподнимает иглу, отрывая её конус от седла распылителя и открывая распыляющее отверстие распылителя для впрыска топлива в камеру сгорания дизельного двигателя, под давлением, практически равным давлению в топливной рейке (рампе).

    Как только ЭБУ отключит управляющее напряжение от клеммы 2 селеноида электро-клапана, он тут же закрывается и давление в камере управления тут же увеличивается, от давления создаваемого в рампе и поступающего по трубопроводу высокого давления в форсунку, и опять создаётся внутреннее давление, давящее на плунжер 9 сверху через жиклер 7.

    И соответственно плунжер давит на иглу сверху, и совместно с пружиной плотно прижимает запорный конус иглы к своему седлу, перекрывая отверстие распылителя. И далее всё повторяется, когда ЭБУ опять в нужный момент подаст управляющее напряжение (импульс) на клемму 2 селеноида электро-клапана форсунки. Если внутреннее давление внутри форсунки отсутствует, то игла запирает отверстие распылителя только от воздействия запорной пружины (указана красной стрелкой на рисунке).

    Ремонт и доступность запчастей для электро-гидравлических форсунок гораздо проще, чем ремонт пьезо-форсунок, которые будут описаны ниже. И технические возможности многих специализированных центров в крупных городах, позволяют восстановить практически все электро-гидравлические форсунки от известной фирмы «Bosch», чуть сложнее с запчастями для фирмы «Delphi» (новые корпуса форсунок, наконечники, запорные клапаны, катушки селеноидов порой очень трудно найти для этой фирмы, но в крупных городах или через интернет сейчас уже всё возможно).

    Ну, а оригинальные запчасти для форсунок японской фирмы «Denso»найти нереально (хотя постепенно интернет налаживает ситуацию), ну разве что подделки от какой то азиатской фирмы. Сколько проработают такие запчасти неизвестно. Стоимость ремонта естественно зависит от региона, где находится СТО, а так же от количества заменяемых деталей, ну и от производителя этих деталей и самой форсунки. И разумеется, чем больше изношенных деталей заменено, тем дороже ремонт форсунки, поэтому точную цифру не берусь озвучивать.

    Потолок ремонта бошевских форсунок составляет примерно сто пятьдесят $, а максимальная стоимость ремонта форсунок «Denso» или «Delphi обойдётся примерно на сотню $ дороже (на «Denso» в большинстве случаев будут установлены неоригинальные запчасти).

    Надеюсь устройство и принцип работы электро-гидравлической форсунки common rail понятно новичкам, и ниже будет описан второй тип форсунки, которая называется пьезо-электрической.

    Устройство пьезо-электрической форсунки показано на рисунке 2. Пьезо-форсунки сейчас являются более совершенными форсунками современных дизельных автомобилей с системой common rail. Причём пьезоэффект заключается в изменении длины пьезокристалла, под действием напряжения, поступающего из блока управления.

    Форсунки common rail

    Форсунка пьезо-гидравлическая 1 — игла форсунки, 2 — уплотнение, 3 — пружина иглы, 4 — блок дросселей, 5 — переключающий клапан, 6 — пружина клапана, 7 -поршень клапана, 8 — поршень толкателя, 9 — пьезоэлемент, 10 — сливной канал, 11 — сетчатый фильтр 12 — электрический разъем, 13 — нагнетательный канал.

    И пьезоэлемент таких форсунок срабатывает примерно в четыре раза быстрее, чем электромагнитный клапан вышеописанных электро-гидравлических форсунок. Это основное преимущество даёт возможность осуществлять многократный впрыск топлива за один цикл работы форсунки и это позволяет более точно дозировать порцию впрыскиваемого в камеру сгорания топлива.

    Но принцип работы у пьезо-форсунки также основан на гидравлической системе, то есть от действия стравливания и уменьшения давления топлива над запорной иглой, но об этом подробнее ниже. Когда на клемму 12 пьезо-форсунки не подаётся электрическое напряжение, запорная игла своим конусом перекрывает отверстия распылителя за счёт высокого давления топлива, воздействующего на поршень (а так же от воздействия запорной пружины 3, которая давит на иглу даже когда нет давления топлива в системе).

    Когда необходимо произвести впрыск топлива, в нужный момент от ЭБУ на клемму 12 пьезоэлемента 9 подаётся напряжение, от которого увеличивается длина пьезокристала и он начинает давить на поршень толкателя 8, а тот в свою очередь давит и открывает переключающий клапан 5, и через этот уже открытый клапан, дизельное топливо начинает поступать в топливо-провод обратки (сливного канала 10).

    При этом давление топлива, давящее сверху на запорную иглу 1 ощутимо снижается, и от этого давление топлива, давящее на иглу снизу, уже способно приподнять иглу и открыть отверстия распылителя для осуществления впрыска. Причём количество впрыскиваемого в камеру сгорания дизельного топлива зависит от длительности воздействия напряжения на пьезоэлемент форсунки (длительность определяется ЭБУ), а также зависит от созданного давления в топливной рейке (рампе) топливной системы современного дизеля.

    Плюсы пьезо-форсунок были описаны выше, а основной их минус это то, что полноценный их ремонт нереален (особенно форсунок от фирм «Denso», «Bosch» и фирмы «Delphi»). С электро-гидравлическими форсунками этих фирм и с запчастями для них гораздо проще, чем с пьезо-форсунками. Чуть проще с запчастями для некоторых пьезо-форсунок от фирмы Siemens (сейчас Continental).

    Можно конечно частично восстановить их работоспособность и устранить последствия нашего ужасного топлива, сняв наконечники и промыв их на ульразвуковом стенде. Ну и затем проверить работу форсунок на специальном диагностическом стенде, если отвезти их в какой нибудь специализированный центр.

    Мы рассмотрели оба типа форсунок common rail, их устройство и принцип работы, а также основные плюсы и минусы форсунок каждого типа. И теперь перейдём более подробно к их производителям, которые немного были описаны выше.

    Производители форсунок common rail и их ремонтопригодность.

    Bosch, Delphi, Continental (бывший Siemens) и Denso — четвёрка мировых производителей форсунок для современных дизелей с системой common rail.

    Всем известный Bosch является пионером производства форсунок ещё со времён первых дизельных двигателей и аппаратуры к ним и несомненно является лидером в этой области, в том числе и в производстве самых современных форсунок common rail.

    К тому же с ремонтом электро-гидравлических форсунок этой знаменитой фирмы способны справиться практически все СТО, да и с запчастями проблем нет. А вот пьезо-электрические форсунки этой фирмы в большинстве случаев неремонтопригодны (ну только лишь восстановить ультразвуком их наконечники, как было описано выше, способны проработать примерно 200 тысяч, а новые можно найти примерно за 300$).

    Разобрать и восстановить работоспособность электро-гидравлической бошевской форсунки для грамотного специалиста проблем не составляет (если хотите стать таким и зарабатывать приличные деньги, то кликайте на баннер под этой статьёй), а переборка и проверка форсунок на диагностическом стенде может потребоваться после двухсот тысяч км пробега, при более менее нормальном топливе. А на качественном европейском топливе бошевские форсунки способны проработать до 500 тысяч км. Стоимость ремонта, как было сказано выше, в пределах 150$.

    Японская корпорация Denso производит самые качественные форсунки common rail. К тому же нехватка запасных частей для форсунок этой японской фирмы постепенно уходит в прошлое и в крупных городах уже можно купить практически все нужные запчасти. Ремонт и проверка на диагностическом стенде в специализированном центре может обойтись примерно в 150$, но ведь это дешевле, чем покупать новую форсунку за 400 — 450$ (может быть и дороже у некоторых «дилеров» где нибудь в глубинке).

    Что касается восстановления пьезо-электрических форсунок фирмы Denso, то они как и бошевские неразборные и ремонту не подлежат. Но пьезо-электрические форсунки этой фирмы достаточно надёжные (способны проработать до 500 тысяч на европейском топливе и до 200 тысяч на нашем), и применяются они как правило на некоторых престижных автомобилях, таких как Лексус (ну и на некоторых джипах Таёта).

    Ну а если возникнет необходимость заменить пьезоэлектрические форсунки на вашей машине (например после определённого пробега) то придётся потратиться на 2000 зелёных денег, так как цена новой форсунки примерно 500$. Ну а если ваш дизельный двигатель имеет не 4 цилиндра, а больше (например если под капотом вашей машины живёт шести, или восьми цилиндровый V-твин, то придётся потратиться в два раза больше. Поэтому если надумаете покупать себе машину с многоцилиндровым двигателем, то приобретайте дизельную иномарку с электрогидравлическими форсунками, ремонт которых обойдётся гораздо дешевле (примерно 150$ за шт).

    Производитель форсунок фирма Delphi так же выпускает качественные изделия, но форсунки этой фирмы как правило более чувствительны к качеству дизельного топлива и поэтому их ресурс на нашем топливе меньше, чем у форсунок того же Боша (примерно 150 тыс.км.).

    Ну а что касается стоимости ремонта, то восстановление и проверка на стенде электро-гидравлической форсунки этой фирмы обойдётся чуть дороже, чем ремонт форсунок вышеописанных фирм, примерно 200$ (из-за необходимости прошивки кода, при замене нового распылителя).

    Но разумеется цена может быть и другой, в зависимости от региона и крутизны СТО. Однако сейчас возможно найти новую форсунку примерно за 250 — 270$, а значит для многих гаражных мастеров есть смысл купить и установить новую форсунку, чем заморачиваться с ремонтом бэушной форсункой этой фирмы.

    Что касается пьезоэлектрических форсунок этой фирмы, то распространены они мало (появились на некоторых Мерседесах, например  Mерседес E250 CDI), но при их дебюте в 2009 году из-за них часто появлялись перебои в работе дизеля и в последствии они были усовершенствованы. Насчёт ремонтопригодности пьезо-форсунок этой фирмы, впрочем как и других фирм, говорить не приходится в виду их не разборной конструкции. Немного продлить ресурс поможет очистка распылителей в ультразвуковом стенде.

    Производитель форсунок Continental (бывший Siemens), так же производит достаточно долговечные форсунки (пробег достигает 200 тысяч, а на европейском топливе разумеется ещё больше), как электрогидравлические, так и пьезоэлектрические.

    Даже электрогидравлические форсунки этой фирмы ещё совсем недавно считалось нереально восстановить, из-за недостатка запасных частей, но сейчас ситуация гораздо проще, к тому же этому способствует развитие интернет магазинов. И многие специализированные центры сейчас уже берутся за ремонт электрогидравлических форсунок этой фирмы (стоимость примерно 200$). А новая форсунка обойдётся примерно в 300 — 350$. Что касается пьезо-форсунок этой фирмы, то они как были, так и остаются неремонтопригодны.

    Ну и напоследок несколько советов новичкам, точнее несколько причин, которые подтвердят вам, что форсунки вашего автомобиля требуют грамотной мастерской с диагностическим стендом в специализированном сервисе.

    • Первая причина для переборки форсунок — это трудный запуск дизельного двигателя — почему не заводится машина можно уточнить вот в этой статье (разумеется трудный запуск может быть и по другим причинам, особенно при похолодании и подробнее об этом читаем вот здесь).
    • Повышенный расход топлива двигателем.
    • Чёрный дым (о диагностике мотора по цвету выхлопа читаем вот тут).
    • Потеря мощности двигателем (ещё о других причинах потери мощности читаем вот здесь).
    • Работа двигателя с перебоями.
    • Троит дизельный двигатель (при выходе из строя одной форсунки).
    • Перегрев дизельного двигателя.

    Разумеется перечисленные выше причины могут быть не только из-за неисправных форсунок, но и из-за неисправностей в ТНВД (о его диагностике и ремонте читаем вот здесь), или от неисправностей регулятора давления топлива, или из-за выхода из строя какого то датчика, который должен был подавать информацию на электронный блок управления.

    Нюансов сбоев в работе современного дизеля может быть несколько, и тут в пределах одной статьи всё описать невозможно. Потребуется диагностика двигателя, ну а кто хочет стать грамотным и высокооплачиваемым диагностом современных дизелей common rail, советую изучить полезный видеокурс, кликнув на баннер под этой статьёй.

    Если же выяснится, что проблема именно в какой то форсунке, то следует её демонтировать с двигателя, затем проверить её работу на стенде. Ну а дальше потребуется разборка элементов форсунки, деффектовка деталей, замена негодных деталей и промывка годных, затем потребуется сборка и регулировка форсунки и измерение её параметров работы. Ну и для некоторых форсунок (например фирмы Delphi) потребуется перепрошивка кода в зависимости от установленного экземпляра).

    Подробно о ремонте форсунок обычного типа я уже писал вот тут, но о ремонте форсунок common rail как нибудь по возможности напишу. Ну и напоследок ещё несколько советов новичкам: при установке отремонтированных форсунок на свой двигатель, обязательно замените их уплотняющие медные шайбы новыми (об этом я уже писал в статье про ремонт обычных форсунок, и как демонтировать форсунки тоже), а так же следует обязательно заменить все топливные фильтры, и обязательно промойте фильтр грубой очистки в топливном баке, и сам бак тоже. Ну и не помешает промыть все топливопроводы.

    Также не помешает промывка топливной системы от продуктов износа  деталей ТНВД (от мелкой металлической пыли, которая постепенно образуется в процессе работы деталей насоса, особенно от кулачкового привода плунжера).

    Вот вроде бы и всё, если что то вспомню, то обязательно допишу. Надеюсь эта статья была полезна начинающим дизелистам и теперь вы знаете, что не такие уж они и сложные форсунки common rail, успехов всем.

    suvorov-castom.ru

    Описание Common Rail - Commonrail.kz

    Общие сведения

    Система Common Rail – это система впрыска топлива под высоким давлением. Ее называют также аккумуляторной системой впрыска. Понятие «Common Rail» означает дословно «общая рейка» или «общая рампа», под которой подразумевается общий для всех форсунок топливный аккумулятор высокого давления. В этой системе разделены процессы подачи топлива под высоким давлением и процессы впрыска. Необходимая для впрыска подача топлива под высоким давлением производится специальным насосом высокого давления. Топливо накапливается в аккумуляторе высокого давления, из которого оно подводится через короткие трубопроводы к форсункам. К премуществам системы Common Rail относятся: практически свободный выбор давления впрыскивания для каждого режима работы двигателя,  возможность впрыска топлива под высоким давлением при низких частотах вращения вала двигателя и при частичных нагрузках, управляемое начало впрыска с подачей предварительной дозы, отделенной от основной порции топлива.

    Устройство

    Топливная система состоит из двух контуров: контура низкого давления, включающего электронасос в топливном баке, компенсационный бачок, топливный фильтр и шестеренный насос, и контура высокого давления, включающего насос высокого давления, аккумулятор (Rail), форсунки и предохранительный клапан.

     

     

    Включенные в контур низкого давления электронасос и шестеренный насос обеспечивают подачу топлива из бака через компенсационный бачок и фильтр к насосу высокого давления. Этот насос подает топливо в аккумулятор (Rail) под высоким давлением, необходимым для впрыска топлива. Из аккумулятора высокого давления топливо поступает к форсункам, через которые оно впрыскивается в камеры сгорания двигателя.

      

     

    Дизельная форсунка с электронным управлением

    Форсунки предназначены для впрыска топлива в камеры сгорания в нужном количестве и в нужный момент. Они управляются блоком управления топливной системой дизеля с непосредственным впрыском. В исходном состоянии форсунка закрыта. Ее электромагнитный клапан при этом обесточен. Якорь электромагнитного клапана прижимается пружиной к его седлу. Игла распылителя форсунки прижимается к ее седлу силой давления топлива, действующего на поршень мультипликатора сверху, и превышающей силу давления, действующую на значительно меньшую площадь иглы снизу.

     

     

    Впрыск топлива производится по команде блока управления системой впрыска дизеля. При этом на электромагнитный клапан подается напряжение. Как только создаваемое электромагнитом усилие превышает силу затяжки пружины клапана, якорь электромагнита поднимается, открывая выпускной дроссель.

     

     

    В результате топливо из камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль. Впускной дроссель препятствует быстрому уравниванию давлений в топливоподводящем канале и в камере управления. При этом сила давления, действующая на поршень мультипликатора, снижается до уровня, при котором она преодолевается силой давления на иглу распылителя. В результате игла поднимается и начинается впрыск топлива. Впрыск топлива заканчивается, как только блок управления системой впрыска дизеля прекращает подавать напряжение на электромагнитный клапан форсунки. При этом электромагнитный клапан обесточивается. Пружина электромагнитного клапана вновь прижимает его якорь к седлу, перекрывая сливной дроссель. Давление топлива в камере управления повышается до его уровня в аккумуляторе. При этом давление в камере управления равно давлению, действующему на иглу распылителя.

     

     

    Это означает восстановление равенства давлений топлива в камере управления и в контуре высокого давления. Ввиду большей площади поршня мультипликатора действующая на него сила вызывает посадку иглы распылителя на ее седло. Таким образом процесс впрыска заканчивается, после чего игла распылителя остается неподвижной.

     

    Дизельный топливный насос высокого давления - ТНВД

    Дизельный топливный насос высокого давления или сокращённо ТНВД необходим для создания высокого давления дизельного топлива до 1700 бар. На валу насоса высокого давления находится эксцентрик. Вращение эксцентрика преобразуется посредством установленной на нем шайбы в возвратно-поступательное движение плунжеров трех насосных элементов.

     

     

     

     

     

     

     При движении плунжера в направлении к валу увеличивается объем надплунжерного пространства и соответственно уменьшается давление в нем. При этом топливо, подаваемое шестеренным насосом под давлением, поступает через впускной клапан в надплунжерное пространство.

     

     

     

     

     С началом движения плунжера от эксцентрикового вала происходит повышение давления топлива в надплунжерном пространстве. В результате тарелка впускного клапана прижимается к его седлу, перекрывая выход топлива из надплунжерного пространства. Дальнейшее перемещение плунжера сопровождается нарастанием давления топлива. При повышении давления в надплунжерном пространстве до его величины в аккумуляторе открывается выпускной клапан, через который топливо поступает в контур высокого давления.

     

     

      

    www.commonrail.kz

    УСТРОЙСТВО КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ COMMON RAIL

    В качестве подкачивающего насоса используются электрические насосы, которые могут устанав­ ливаться как внутри бака, так и в трубопроводе между баком и фильтром. Конструкция таких насо­ сов сходна с электрическими бензонасосами, которые применяют в системах впрыска. При отклю­ чении питания электродвигателя насоса топливо перестает поступать к двигателю и он глохнет.

    Топливоподкачивающий насос объединяет в себе электродвигатель и роликовый насос. Топливо протекает через электродвигатель и охлаждает его. Насосы, расположенные внутри бака, лучше охлаждаются и, как правило, имеют меньшие размеры. На выходе из насоса имеется обратный клапан, необходимый для обеспечения стекания топлива из трубопрово­ да обратно в бак. В системе могут использоваться и другие топливоподкачивающие насосы, например шестеренные.

    Насос высокого давления этой системы располагается в подкапотном пространстве ав­ томобиля, обычно в том же месте, где и ТНВД. Насос создает высокое давление, необходи­ мое для впрыска топлива на всех режимах работы дизеля.

     

    Рис. 2.96. Схема устройства ТНВД: а — продольный разрез:1 — вал привода; 2 — эксцен­ триковый кулачок; 3 — плунжер со втулкой; 4 — камера над плунжером; 5 — впускной кла­ пан; 6 — электромагнитный клапан отключения плунжерной секции; 7 — выпускной клапан; 8 — уплотнение; 9 — штуцер магистрали, ведущей к аккумулятору высокого давления; 10 — кла­ пан регулирования давления; 11 — шариковый клапан; 12 — магистраль обратного слива топлива; 13 — магистраль подачи топлива к ТНВД; 14 — защитный клапан с дроссельным от­ верстием; 15 — перепускной канал низкого давления; б— поперечный разрез:1 — вал при­ вода; 2 — эксцентриковый кулачок; 3 — плунжер с втулкой; 4 — впускной клапан; 5 — вы­ пускной клапан; 6 — подача топлива

     

    Рис. 2.97. Аккумуляторный узел системыРис. 2.98. Клапан контроля давления Common Rail

    Рис. 2.99. Форсунки системы Common Rail дизеля BMW

    Насос высокого давления (рис. 2.96) приводится в действие от коленчатого вала двига­ теля посредством зубчатой, цепной или ременной передачи. Насос смазывается и охлажда­ ется самим топливом. На входе в насос установлен предохранительный клапан, не допуска­ ющий падения давления в системе.

    Три плунжера приводятся в действие эксцентриком, установленным на вале насоса. При движении плунжера вниз под действием пружины открывается клапан и топливо заполняет пространство над плунжером. При ходе плунжера вверх клапан закрывается и топливо сжи­ мается плунжером.

    Аккумуляторный узел (рис. 2.97) является общим для всех цилиндров двигателя. Примене­ ние аккумуляторного узла соответствующего объема снижает пульсации давления топлива. Для того чтобы максимально снизить пульсации давления, объем рампы должен быть как мож-

     

    Рис. 2.100. Турбодизель Renault объемом 1,9 л с системой Common Rail был выпущен в 2000 г. Топливная «рейка» (обозначена желтым) установлена параллельно распреде­ лительному валу

    но большим, хотя, с другой стороны, это может привести к задержке при заполнении этого уз­ ла топливом, а следовательно, к задержке пуска двигателя. В связи с этим конструкторам при­ ходится идти на определенный компромисс. Изготавливается узел из высокопрочной стали.

    Контрольный клапан давления (рис. 2.98) управляется компьютером, входящим в блок управ­ ления, и поддерживает постоянное давление в аккумуляторном узле. Применяются два варианта установки клапана: на насосе высокого давления или непосредственно на аккумуляторном узле. Седло клапана закрыто шариком, на который с одной стороны воздействует давление то­ плива, а с другой — суммарная сила от пружины сердечника клапана и электромагнита. Электромагнит управляется переменным током от блока управления. При увеличении давле­ ния топлива сверх заданной величины клапан открывается и топливо сбрасывается в слив­

    ную магистраль, уменьшая давление в аккумуляторном узле.

    На основе сигнала от датчика давления ЭБУ определяет давление в аккумуляторном узле. В форсунках двигателя имеются электромагниты, которые управляют работой этих фор­

    сунок, получая электрические сигналы от ЭБУ (рис. 2.99).

    Распылитель форсунки закрыт иглой, которая прижимается к седлу распылителя за счет со­ вместного действия усилия сжатия пружины и силы давления топлива. Электромагнитный кла­ пан служит только для управления давлением топлива, и при подаче электрического тока на его обмотку уменьшает силу давления, препятствующую поднятию иглы форсунки и началу процесса впрыска. При отключении электромагнита форсунка закрывается и впрыск топлива прекращается. Топливо, просачивающееся из форсунки, попадает в сливную магистраль.

    В последнее время все большее применение на грузовых автомобилях и автобусах нахо­ дит система подачи топлива HEUT (Hydraulically Actuated Unit Ignition) — электронная гидра­ влическая система впрыска. Основным узлом системы HEUT является насос-форсунка; кулачковый вал привода исполнительных механизмов насос-форсунок здесь заменен гидро­ приводом. Масло подается в насос-форсунку по специальной магистрали из системы смаз­ ки двигателя под давлением около 25 МПа. Попадая в насос-форсунку, масло воздействует на соответствующий масляный плунжер, перемещающий топливный плунжер. Этот плунжер из-за своего меньшего диаметра создает высокое давление впрыска (свыше 160 МПа), что дает возможность добиться лучшего распыления топлива и оптимизации его смешивания с воздухом. В отличие от других систем давление в системе HEUT абсолютно не зависит от ча­ стоты вращения двигателя и обеспечивает подачу топлива в камеру сгорания в нужный мо­ мент времени и в оптимальном количестве.

     

    §15

    Похожие статьи:

    poznayka.org