Система питания дизельного двигателя common rail: Система питания Common Rail дизельного двигателя.

Содержание

Система питания Common Rail дизельного двигателя.

Система впрыска Common Rail

Общие сведения о системе питания Common Rail

Система впрыска Common Rail (Common Rail в переводе с английского — «общий путь», «общая рампа») является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Впрочем, аналог такой системы применяется и в бензиновых двигателях с принудительным впрыском топлива, т. е. инжекторных двигателях.
Разработчиками системы Common Rail являются специалисты известной германской фирмы Bosch. На серийных автомобилях с применением электронного управления такие системы появились в 1997 году.
В настоящее время работы по применению систем Common Rail ведутся практически во всех фирмах-производителях ТПА (R.Bosch, Lucas, Siemens, L’Orange).

Топливная рампа (аккумулятор топлива) представляет собой толстостенный цилиндрический сосуд, способный выдерживать высокое давление, развиваемое ТНВД. В рампе поддерживается постоянное давление топлива с помощью ТНВД и регулятора давления, и каждая форсунка соединена топливопроводом с рампой.
В нужный момент блок управления формирует управляющий сигнал на электромагнитный (или пьезоэлектрический) клапан форсунки, форсунка открывается и топливо впрыскивается в цилиндр.
Таким образом, главной отличительной особенностью системы Common Rail является разделение процессов создания давления и впрыска топлива, что позволяет получить ряд преимуществ в работе.

Common Rail позволяет снизить расход топлива до 40% при уменьшении токсичности отработавших газов и снижении шумности при работе на 10 %.

Главным преимуществом системы Common Rail является возможность управления подачей топлива посредством компьютера (электронного блока управления), что позволяет осуществлять широкий диапазон регулирования давления, количества и момента начала впрыска топлива.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы классического дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.
Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. На современных дизелях, оборудованных системой питания Common Rail применяют топливные насосы высокого давления радиально-плунжерного или плунжерного типа.
Более подробно о ТНВД радиально-плунжерного типа здесь.

Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.

Регулятор давления топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе.

Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций: накопления топлива и содержание его под высоким давлением, смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД, распределения топлива по форсункам.

Форсунка — важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки.
Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

Управление работой системы впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Основными исполнительными механизмами системы впрыска

Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

***

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Принцип работы системы питания Common Rail достаточно прост, и попытки ее применения известны достаточно давно – более полувека назад. Тем не менее, максимального эффекта от использования такой системы питания удается получить лишь с помощью компьютерного управления работой двигателя, поэтому широкое распространение подобные системы получили лишь недавно.
Рассмотрим подробнее работу Common Rail на приведенной ниже схеме (рис. 2).

Топливный насос высокого давления напрямую связан с распределительным валом и подает порцию топлива в рампу при каждом обороте, а не так как в обычном двигателе один раз за два оборота.
От ТНВД топливо под большим давлением поступает в гидроаккумулятор (топливную рампу), откуда поступает на электро- или пьезогидравлические форсунки, управляемые компьютером.
Излишки топлива от форсунок и ТНВД сливаются в топливный бак через топливопроводы слива (магистраль обратного слива).

Схему можно увеличить в отдельном окне браузера, щелкнув по ней мышкой.

В нужный момент блок управления (ЭБУ) дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.

Начало впрыска и количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя через форсунки, зависит от начала и продолжительности сигнала электронного блока управления, формируемого на основании информации от датчиков. Этот сигнал зависит от нескольких параметров, в первую очередь — от режима работы двигателя.
Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, положения коленчатого вала (датчик Холла), положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и некоторые другие.

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

Многократный впрыск в системе Common Rail

Кроме того, появляется возможность применения предварительного впрыска (или даже нескольких впрысков), регулируемого в зависимости от потребностей двигателя, что приводит к существенному сокращению шума двигателя наряду с улучшением процесса сгорания и сокращением выброса вредных веществ с отработавшими газами.

С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

Предварительный впрыск небольшого количества топлива производится перед основным впрыском для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускорение самовоспламенения основного заряда, снижение шума и токсичности отработавших газов. В зависимости от режима работы двигателя производится:

два предварительных впрыска — на холостом ходу;
один предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
предварительный впрыск не производится — при полной нагрузке;
основной впрыск обеспечивает работу двигателя в режиме частичных и номинальных нагрузок.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

***

Достоинства и недостатки системы Common Rail

Как уже отмечалось выше, использование в дизелях системы питания Common Rail вместо классической системы питания дает ощутимый прирост мощности, экологичности и экономичности двигателю. Уменьшение расхода топлива, выброса вредных веществ, шума, наряду с повышением динамических показателей достигается возможностью компьютерного управления всеми процессами впрыска, что невозможно осуществить в традиционных системах питания, даже самых сложных и совершенных.

К существенным недостаткам системы Common Rail следует отнести сложность обслуживания, требующего от технического персонала высокой квалификации и необходимость применения специального оборудования для тестирования работы системы. Поэтому, если автомобиль эксплуатируется в условиях ограниченного технического сервиса невысокого уровня, надежнее использовать классическую систему питания.

, при работе с системой питания Common Rail — свыше 400 °С.
В результате моторное масло выгорает и окисляется значительно интенсивнее. По этой причине в смазочной системе дизелей с впрыском типа Common Rail необходимо использовать синтетические или полусинтетические моторные масла.

***

Перспективы развития системы питания Common Rail

Совершенствование системы питания Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска. Очевидно, что чем выше давление в системе в момент впрыска, тем больше топлива успевает попасть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность двигателя. Кроме того, впрыск под большим давлением обеспечивает высокое качество распыливания топлива форсункой, что благотворно сказывается на процессах смесеобразования и горения.
В современных двигателях повышение давления впрыска ограничивается прочностью аккумулятора топлива (рампы) и топливопроводов высокого давления, которые подвержены пульсирующим и вибрационным нагрузкам при работе двигателя и способны разрушиться.
Тем не менее, за полтора десятка лет инженерными решениями удалось увеличить давление на впрыске более, чем в полтора раза – у современных дизелей с системой питания Common Rail оно достигает 220 МПа и даже более.

Высокое давление впрыска надежнее обеспечить, используя систему питания типа насос-форсунка, о которой пойдет рассказ в следующей статье.

***

Устройство и принцип работы ТНВД системы Common Rail

Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Система впрыска Common Rail

Система впрыска Common Rail – это современная система впрыска дизельных двигателей. Работа системы Common Rail заключается в подаче топлива к форсункам от топливной рампы. Система впрыска была разработана специалистами фирмы Bosch.

Система Common Rail обеспечивает снижение расхода топлива, уменьшает шум работы дизельного двигателя и снижает выброс отработавших газов в атмосферу. Основное преимущество системы Common Rail — широкий диапазон регулирования давления топлива и момента начала впрыска, чего удалось достичь благодаря разделению процессов создания давления и впрыска.

Устройство системы впрыска Common Rail

Система впрыска Common Rail представляет собой контур высокого давления системы питания дизельного двигателя. Дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Система Common Rail состоит из: топливного насоса высокого давления (ТНВД), дозирующего клапана, регулятора давления топлива, топливной рампы и форсунок. Все элементы объединены топливопроводами.

1 — топливный бак; 2 — топливный фильтр; 3 – топливный насос высокого давления; 4 – топливопроводы; 5 — датчик давления топлива; 6 — топливная рампа; 7 — регулятор давления топлива; 8 – форсунки; 9 — электронный блок управления; 10 — сигналы от датчиков; 11 — усилительный блок.

ТНВД предназначен для образования высокого давления топлива в топливной рампе. На современных автомобиля применяют ТНВД плунжерного типа. Регулятор давления изменяет подачу топлива к ТНВД в зависимости от режима работы двигателя.

Дозирующий клапан топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе.

Топливная рампа служит для накопления и поддержания высокого давления топлива, балансировки колебаний давления, распределения топлива по форсункам.

Форсунка — элемент системы впрыска, который отвечает за впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки соединены с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе Common Rail применяются пьезофорсунки и электрогидравлические форсунки.

Управление системой впрыска Common Rail осуществляет электронная система управления в дизеле, которая состоит из датчиков электронного управления.

Основные исполнительные механизмы системы впрыска Common Rail: форсунки, дозирующий клапан и регулятор давления топлива.

Как работает система впрыска Common Rail

На блок управления двигателя подается сигнал от датчиков, благодаря которым регулируется необходимое количество топлива, которое подается топливным насосом высокого давления через клапан дозирования топлива. ТНВД накачивает топливо в топливную рампу.

В определенный момент блок управления двигателем подает команду открытия клапана форсунки. Таким образом, блок управления управляет системой впрыска в зависимости от режимов работы двигателя.

Чтобы добиться высокой эффективности работы двигателя в системе Common Rail применяют многократный впрыск топлива на протяжении одного цикла работы двигателя. Виды впрысков: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

два предварительных впрыска — на холостом ходу;
один предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
предварительный впрыск не производится — при полной нагрузке.

Основной впрыск реализует работу двигателя.

Дополнительный впрыск производится для регенирации сажевого фильтра за счет повышения температуры отработавших газов.

Система следует следующему принципу, чем выше давление, тем больше топлива можно впрыснуть в цилиндр за один и тот же промежуток времени, что приведет к увеличению мощности.

Система питания дизеля COMMON RAIL

1. СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЯ COMMON RAIL

2. Какие основные конструктивные решение в изменении сложившейся системы привели к конструкции Common Rail

3. Особенностью Common Rail стало использование аккумуляторного узла (резервуара), который содержит распределительный трубопровод

(общая рампа), линии подачи топлива,
форсунки и ЭБУ .

4. В чем отличие Common Rail от других систем питания дизелей?

5. В отличие от других систем питания дизелей, управляющих работой кулачковых механизмов, система Common Rail является

аккумуляторной системой, в которой
топливо находится под высоким давлением в аккумуляторном узле (Rail).

6. Система Common Rail состоит из трех основных частей: контура низкого давления, контура высокого давления и системы датчиков.

7. Что входит в контур низкого давления системы питания дизельного двигателя Common Rail ?

8. В контур низкого давления входят: топливный бак, подкачивающий насос, топливный фильтр и соединительные трубопроводы.

9. Что входит в контур высокого давления системы питания дизельного двигателя Common Rail ?

10. Контур высокого давления состоит из насоса высокого давления (заменяющего традиционный ТНВД) с контрольным клапаном,

аккумуляторного узла высокого
давления (рампы) с датчиком, контролирующим в ней давление, форсунок и
соединительных трубопроводов высокого давления.

11. Назначение, устройство топливной рампы – аккумуляторного узла?

12. Аккумуляторный узел представляет собой длинную трубу с поперечно расположенными штуцерами для подсоединения форсунок и выполнен

двухслойным (внутренний слой изготовлен из химически инертного материала).

13. Назначение ЭБУ?

14. Электронный блок управления системы Common Rail получает электрические сигналы от следующих датчиков: положения коленчатого

вала, положения
распределительного вала, перемещения педали «газа», давления наддува,
температуры воздуха, температуры охлаждающей жидкости, массового расхода
воздуха и давления топлива в аккумуляторном узле.

15. Назначение датчиков Common Rail ?

16. Датчики определяют значения соответствующих физических величин, а 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.

17. Принцип работы контура низкого давления?

18. В контуре низкого давления подкачивающий насос засасывает топливо из бака, пропускает его через фильтр, в котором задерживаются

загрязнения, и доставляет его к контуру высокого
давления.

19. При каком давлении топливо подается ТНВД в контур высокого давления?

20. В контуре высокого давления насос высокого давления подает топливо в аккумуляторный узел, где оно находится при максимальном

давлении 135 МПа с помощью контрольного
клапана.

21. Расположение датчиков и принцип работы Common Rail ?

22. Если контрольный клапан насоса высокого давления открывается по команде ЭБУ, топливо от насоса по сливному трубопроводу

поступает в топливный бак.

23. Каждая форсунка соединяется с аккумуляторным узлом отдельным трубопроводом высокого давления, а внутри форсунки имеется

управляющий
соленоид (электромагнитный клапан). При получении командного электрического
сигнала от ЭБУ форсунка начинает впрыскивать топливо
в соответствующий цилиндр.

24. Впрыск топлива продолжается до тех пор, пока электромагнитный клапан форсунки не отключится по команде блока управления,

который
определяет момент начала впрыска и количество топлива, получая данные от
датчиков и сравнивая полученные значения со специальной программой,
заложенной в памяти компьютера

25.

В качестве подкачивающего насоса используются электрические насосы, которые могут устанавливаться как внутри бака, так и в трубопроводе между баком и фильтром.
Конструкция таких насосов сходна с электрическими бензонасосами, которые применяют в
системах впрыска.

26. 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 трубопровода обратно в
бак.

27. Где располагается ТНВД?

28. Насос высокого давления этой системы располагается в подкапотном пространстве автомобиля, обычно в том же месте, где и ТНВД.

Насос создает
высокое давление, необходимое для впрыска топлива на всех режимах работы
дизеля.

29. Насос высокого давления приводится в действие от коленчатого вала двигателя посредством зубчатой, цепной или ременной передачи.

Насос смазывается и охлаждается
самим топливом. На входе в насос установлен предохранительный клапан, не
допускающий падения давления в системе.

30. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТНВД?

31. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТНВД?

Схема устройства ТНВД: а — продольный разрез:
1 — вал привода;
2 — эксцентриковый
кулачок;
3 — плунжер со втулкой;
4 — камера над плунжером;
5 — впускной клапан;
6 — электромагнитный клапан отключения плунжерной
секции;
7 — выпускной клапан;
8 — уплотнение;
9 — штуцер магистрали, ведущей к аккумулятору
высокого давления;
10 — клапан
регулирования давления;
11 — шариковый клапан;
12 — магистраль обратного слива
топлива;
13 — магистраль подачи топлива к ТНВД;
14 — защитный клапан с дроссельным отверстием;
15 — перепускной канал низкого давления;

32. УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ТНВД?

б — поперечный разрез:
1 — вал привода;
2 — эксцентриковый
кулачок;
3 — плунжер с втулкой;
4 — впускной клапан;
5 — выпускной
клапан;
6 — подача топлива

33.

ЗАДАНИЕ ! Дома в тетради : 1) опишите устройство, 2) принцип работы роторного ТНВД

34. 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 сжимается
плунжером

35. Как работает аккумуляторный узел – топливная рампа и из чего состоит?

36. Аккумуляторный узел – топливная рампа состоит из…. и устроена… ?

Аккумуляторный узел является общим
для всех цилиндров двигателя.
Применение
аккумуляторного узла
соответствующего объема снижает
пульсации давления топлива.
Для того чтобы максимально снизить
пульсации давления, объем рампы
должен быть как можно большим,
хотя, с другой стороны, это может
привести к задержке при заполнении
этого узла топливом, а
следовательно, к задержке пуска
двигателя. В связи с этим
конструкторам приходится идти на
определенный компромисс.

Изготавливается узел из
высокопрочной стали.

37. Контрольный клапан давления в топливной рампе, управляется компьютером, входящим в блок управления, и поддерживает постоянное

давление в
аккумуляторном узле. Применяются два варианта установки клапана: на насосе
высокого давления или непосредственно на аккумуляторном узле.

38. На основе сигнала от датчика давления ЭБУ определяет давление в аккумуляторном узле

39. Устройство и принцип работы форсунок в системе Common Rail ?

40. В форсунках двигателя имеются электромагниты, которые управляют работой этих форсунок, получая электрические сигналы от ЭБУ

41. Распылитель форсунки закрыт иглой, которая прижимается к седлу распылителя за счет совместного действия усилия сжатия пружины и

силы давления топлива.
Электромагнитный клапан 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.

42. При отключении электромагнита форсунка закрывается и впрыск топлива прекращается. Топливо, просачивающееся из форсунки,

попадает в сливную магистраль.

43. Опишите из чего состоит и как работает форсунка?

44. Опишите устройство и принцип работы системы питания дизельного двигателя — Common Rail

45. За что отвечает датчик – «Положения коленвала и где он установлен»?

46. Зачем нужен и где находится датчик положения коленвала системы питания дизельного двигателя — Common Rail?

47. Дает сигнал ЭБУ где находятся поршни, служит для пуска ДВС

48. Зачем нужен и где находится датчик распредвала системы питания дизельного двигателя — Common Rail ?

49. Дает сигнал ЭБУ где находятся клапан, служит для впрыска топлива

50. Зачем нужен и где находится датчик педали «газа» системы питания дизельного двигателя — Common Rail ?

51. Дает сигнал ЭБУ где сколько топлива нужно подать в цилиндр, служит для впрыска топлива

52.

Зачем нужен и где находится датчик «дроссельной заслонки» системы питания дизельного двигателя — Common Rail ?

53. Дает сигнал ЭБУ где сколько топлива нужно подать в цилиндр, служит для впрыска топлива

54. Зачем нужен и где находится датчик «массового расхода воздуха» системы питания дизельного двигателя — Common Rail ?

Зачем нужен и где находится датчик «массового расхода
воздуха» системы питания дизельного двигателя Common Rail ?

55. Дает сигнал ЭБУ где сколько воздуха поступило в цилиндр, служит для впрыска топлива

56. Зачем нужен и где находится датчик «детонации» системы питания дизельного двигателя — Common Rail ?

57. Дает сигнал ЭБУ начала детонации в цилиндре, служит для избежания «разноса» ДВС

58. Зачем нужен и где находится датчик «температуры двигателя» системы питания дизельного двигателя — Common Rail ?

59. Дает сигнал ЭБУ начала детонации в цилиндре, служит для избежания «заклинивания» ДВС

60. Зачем нужен и где находится датчик «кислорода» системы питания дизельного двигателя — Common Rail ?

61.

Дает сигнал ЭБУ сигнал «пропуска зажигания», служит для сокращения вредных выбросов и расхода топлива ДВС

63. ЭБУ по заданной программе передает управляющий сигнал к соленоиду форсунки, которая подает топливо в камеру сгорания двигателя

64. На основании сигналов каких датчиков ЭБУ определяет количество топливо которое необходимо впрыснуть в цилиндр?

65. Какая из приведенных топливных систем является

66. ЗАДАНИЕ ! Запомните и напишите в тетради схему устройства и принципа работы системы Common Rail на всех режимах работы

двигателя

67. Опишите устройство и принцип работы системы питания дизельного двигателя — Common Rail

68. Какая это система питания дизельного двигателя и почему?

69. Какая это система питания дизельного двигателя, почему и чего в ней нет?

70. Какая это система питания дизельного двигателя и почему?

72. В последнее время все большее применение на грузовых автомобилях и автобусах находит система подачи топлива HEUT (Hydraulically

Actuated Unit Ignition)
— электронная гидравлическая система впрыска.

73. Что является основным узлом HEUT (Hydraulically Actuated Unit Ignition) — электронная гидравлическая система впрыска.

74. Основным узлом системы HEUT является насос-форсунка; кулачковый вал привода исполнительных механизмов насос-форсунок здесь

Основным узлом системы HEUT является насос-форсунка;
кулачковый вал привода исполнительных механизмов насосфорсунок здесь заменен гидроприводом.
Масло подается в насосфорсунку по специальной
магистрали из системы
смазки 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.

75. Какие + у системы HEUT?

76. В отличие от других систем давление в системе HEUT абсолютно не зависит от частоты вращения двигателя и обеспечивает подачу

топлива в
камеру сгорания в нужный момент времени и в оптимальном количестве.

77. THE END

Система Common rail: принцип работы и самостоятельная диагностика

Учёные, занимающиеся разработкой современных двигателей, стремятся максимально оптимизировать работу агрегата внутреннего сгорания. Улучшения, которые реализуются в дизельных двигателях, направлены прежде всего на снижение потребления топлива, увеличения мощности и уменьшения концентрации вредных веществ в отработанных газах.

Все перечисленные требования можно с успехом реализовать на практике, если для впрыска дизельного топлива использовать систему «Коммон рейл»

Принцип работы системы «Коммон рейл»

Название системы впрыска топлива «Common Rail» переводится с английского, как «общая магистраль». Данный термин очень точно характеризует принцип подачи топлива к форсункам двигателя. Давление в топливной системе Коммон рейл может достигать 2 000 атмосфер. Чтобы обеспечить доставку топлива к форсункам, в систему питания «Коммон рейл делфи» устанавливается аккумулятор, в котором дизельное топливо находится под постоянным высоким давлением.

Форсунки common rail представляют собой устройство с электромагнитным способом открытия игольчатого клапана. Электронная система позволяет с высокой точностью установить момент впрыска топлива, что делает работу двигателя максимально производительной.

Достоинства системы прямого впрыска топлива

Если на автомобиле установлена топливная система common rail, то эксплуатация такого транспортного средства будет обходиться значительно дешевле, в сравнении с машинами оснащёнными простыми дизельными установками, благодаря значительно меньшему расходу топлива на 100 км пробега. Для людей, заботящихся о чистоте окружающей среды, приобретение автомобиля, оснащённого дизельным двигателем Common rail delphi, является разумной альтернативой между машиной с бензиновым двигателем и электромобилем.

Высокие требования к деталям автомобиля, работающим на дизельном автомобиле с прямым впрыском, позволяет эксплуатировать двигатель долгое время без каких-либо дополнительных финансовых расходов.

К сожалению, система питания «Сommon rail» имеет не только достоинства, но и значительные недостатки, которые следует учитывать при эксплуатации дизеля.

Недостатки коммон рейл

Среди основных недостатков, которые могут возникнуть, при эксплуатации дизельного двигателя, оснащённого этой системой, можно назвать высокую требовательность к качеству топлива. Очень тонкие распылительные каналы форсунки, могут быть блокированы находящимися в топливе мельчайшими твёрдыми частицами. Также по причине усложнённой конструкции форсунок их замена потребуется значительно ранее, чем деталей, установленных на обычные дизельные двигатели. Топливная аппаратура, приобретение которой потребуется уже во время первого капитально ремонта, не будет стоить дёшево, и даже если осуществлять самостоятельный ремонт форсунок common rail, потребуется потратить немалые финансовые средства на приобретение запчастей, инструментов и оборудования для проведения ремонтных и диагностических работ. Сommon rail своими руками, в гаражных условиях, очень сложно настроить и отремонтировать, а мастерской, в которой имелись бы квалифицированные специалисты, может не оказаться в непосредственной близости от стоянки транспортного средства. Самостоятельная регулировка такой системы возможна только при наличии знаний об устройстве дизельного двигателя.

Диагностика системы «Коммон рейл»

Высокое качество запчастей, которые изготавливаются для системы Common rail delphi, позволяет осуществить полное восстановление работоспособности двигателя. После большого пробега либо при эксплуатации двигателя на топливе неудовлетворительного качества возможны различные негативные проявления в работе агрегата. Неисправность системы Common rail delphi может проявляться следующими «симптомами»:

Нестабильной работой двигателя на «холостых» оборотах;
Двигатель не развивает полной мощности;
При движении автомобиля наблюдаются рывки и толчки, а при попытке ускорения — провалы.

Данные проявления, могут сопровождаться чрезмерной шумностью двигателя, а также значительным увеличением расхода топлива.

Если двигатель автомобиля с установленной системой common rail denso стал работать нестабильно, то дальнейшая эксплуатация приведёт только к усугублению проблемы, поэтому следует незамедлительно обратиться в специализированный сервис для осуществления диагностики дизеля.

Современная диагностика common rail осуществляется с применением компьютеризированного комплекса, который позволяет точно определить проблемную форсунку. Производить диагностику многочисленных датчиков системы «Коммон рейл денсо» должен только квалифицированный специалист, который в состоянии однозначно интерпретировать показания электронных диагностических приборов.

При выявлении серьёзных неисправностей, система впрыска common rail должна быть отремонтирована опытным мастером.

Самостоятельная диагностика

При отсутствии дорогостоящей аппаратуры в гаражных условиях можно осуществить некоторые диагностические мероприятия самостоятельно. Если двигатель не заводится или, запустившись, работает крайне нестабильно, то первое, что можно испытать на исправность — калильные свечи.

Свечи накала очень просто проверить, если пропустить через них напряжение двенадцать вольт, а на выходе подключить лампу накаливания такого же напряжения мощностью 20 — 60 В. Если лампа будет ярко светиться, то свеча исправна, при тусклом свечении или его отсутствии потребуется заменить неисправную деталь.

Если при попытке завести дизельный двигатель не происходит воспламенение рабочей смеси, то следует проверить топливную систему на наличие в ней топлива. Давление, при котором система питания common rail delphi может обеспечить стабильный запуск агрегата, должно быть не менее 150 атмосфер. Проверка топливной системы осуществляется в такой последовательности:

Необходимо тщательно осмотреть топливную рейку и все топливные трубки. При выявлении утечки топлива из системы необходимо незамедлительно восстановить герметичность участка топливопровода;
Следует отпустить на несколько оборотов штуцер ведущий к одной из форсунок, провернуть двигатель стартером на несколько оборотов и по вытекающему из этого места топливу убедиться в работоспособности насоса высокого давления. Если в системе питания будет отсутствовать топливо, или его давление будет отличаться в меньшую сторону от минимально необходимого, то потребуется проверить ТНВД, а также насос подкачки, который осуществляет перекачку топлива из бака автомобиля.

Проверка насоса низкого давления осуществляется с помощью обратного манометра. Измерительный прибор должен показать не менее минус 1,5 атмосфер. Только в этом случае будет открываться заборный клапан, и в систему начнёт поступать топливо в необходимом объёме. Дизельные топливные насосы высокого давления, лучше проверять демонтировав эту деталь с двигателя. Гаражные мастера занимающиеся самостоятельным ремонтом конструируют самодельные стенды на которых насос надёжно фиксируется и запускается с помощью электрической тяги. К насосу подводится топливный шланг с дизельным топливом, а на выходе устанавливается манометр, который позволит измерить давление в топливной системе. Измерительный прибор должен быть рассчитан на большое давление, иначе правильно диагностировать поломку насоса не получится. Работающий насос может нагнетать топливо до 2000 атмосфер, поэтому следует все соединительные муфты надёжно закрепить, прежде чем включать систему. Такая схема позволит определить исправность насоса высокого давления. Если деталь окажется неисправной, то следует произвести её замену либо отремонтировать насос на станции технического обслуживания.

Не следует опасаться использовать новейшие технологии в повседневной жизни. В ближайшем будущем каждый дизельный двигатель будет оборудован системой Common rail delphi, поэтому приобретая автомобиль с таким видом дизеля можно не опасаться за то, что силовой агрегат быстро устареет, и на него невозможно будет найти оригинальные запчасти. Если постоянно следить за качеством топлива, заливаемого в топливный бак, то количество пройденных километров до первого капитального ремонта двигателя, оснащённого системой Common rail delphi, будет исчисляться сотнями тысяч, при этом каждый пройденный километр позволит сэкономить деньги на приобретении топлива.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Система Common Rail дизельного двигателя ЗМЗ-51432 CRS Евро-4 на Уаз

Главным преимуществом аккумуляторной системы впрыска топлива Common Rail является широкий диапазон изменений давления топлива и момента начала впрыскивания. Все это реализуется путем разделения процессов создания давления и обеспечения впрыскивания.

Эта система позволяет обеспечить более широкие, в отличие от вариантов с механическим управлением ТНВД, требования по впрыску топлива, а именно : повышенное давление впрыскивания до 1450 бар, гибкое управление моментом начала впрыскивания, обеспечение предварительного и дополнительного впрыскивания, регулирование давления впрыскивания в пределах 230-1450 бар в зависимости от условий эксплуатации автомобиля.

Применение системы Common Rail в дизельном двигателе ЗМЗ-51432 CRS Евро-4 позволило повысить его удельную мощность, снизить расход топлива, а также уменьшить уровень шума и эмиссии отработавших газов.

Система Common Rail дизельного двигателя ЗМЗ-51432 CRS Евро-4.

Система Common Rail примененная на дизельном двигателе ЗМЗ-51432 состоит из : контура низкого давления, а также агрегатов подачи топлива; контура высокого давления, включая ТНВД, топливный аккумулятор высокого давления, электромагнитные форсунки и топливопроводы высокого давления; системы электронного регулирования работы дизеля, датчиков и исполнительных механизмов.

Важнейшим элементом аккумуляторной системы впрыска, является топливная форсунка с быстродействующим электромагнитным клапаном. Он открывает и закрывает распылитель, регулируя процессы впрыска топлива в каждом цилиндре. Все форсунки подсоединены к топливному аккумулятору высокого давления.

Принцип действия аккумуляторной системы впрыска топлива Common Rail.

Действие аккумуляторной системы впрыска топлива Common Rail основано на том, что процессы создания высокого давления и обеспечения впрыскивания разделены. Система электронного регулирования работы дизеля раздельно управляет работой всех узлов.

Создание высокого давления.

Работающий топливный насос высокого давления (ТНВД) с тремя плунжерами обеспечивает постоянную величину давления в топливном аккумуляторе, оптимальную для заданного режима работы двигателя и его нагрузки независимо от частоты вращения коленчатого вала и расхода топлива.

Трех плунжерный ТНВД в данной системе за счет программного управления всегда работает в режиме, с минимально возможными пиковыми нагрузками в отличие от традиционных систем впрыска. Привод не требует синхронизации с частотой вращения коленчатого вала, что позволяет совместить его с приводом других агрегатов.

Регулирование давления топливоподачи происходит с помощью клапана регулирования давления установленного на ТНВД. В аккумулятор подается топливо под давлением и в объеме, оптимальными для работы двигателя на заданном режиме, без переизбытка, что обеспечивает высокие экологические и экономические показатели.

Впрыск топлива в системе Common Rail.

Топливо из аккумулятора по топливопроводам высокого давления поступает к электромагнитным форсункам, которые впрыскивают его в камеры сгорания. Каждая форсунка состоит из распылителя и быстродействующего электромагнитного клапана, который управляет распылителем через механический привод. Электромагнитные клапаны приводятся в действие сигналами от блока управления работой двигателя.

Количество впрыскиваемого топлива при постоянном давлении в топливном аккумуляторе пропорционально времени включения электромагнитного клапана и не зависит при этом от частоты вращения коленчатого вала двигателя или частоты вращения вала ТНВД.

Управление и регулирование в системе Common Rail.

Электронный блок управления работой двигателя учитывает с помощью датчиков положение педали газа и конкретные параметры эксплуатации автомобиля. К ним относятся среди прочих :

— угол поворота распределительного вала;
— частота вращения коленчатого вала;
— давление в топливном аккумуляторе;
— температуры воздуха на впуске, топлива и охлаждающей жидкости;
— расход воздуха;
— скорость движения автомобиля.

Блок управления обрабатывает входящие сигналы и за короткое время генерирует сигналы управления для ТНВД, электромагнитный форсунок и других исполнительных механизмов, таких, как клапан рециркуляции отработавших газов и дроссельная заслонка с электроприводом.

Требуемое быстродействие включения форсунок достигается благодаря оптимизации работы электромагнитных клапанов и особой системы регулирования. Система «угол – время» сравнивает временной момент впрыскивания с показаниями датчиков положения коленчатого и распределительного валов во время работы двигателя. Система электронного регулирования работы дизеля подразумевает строгую дозировку впрыскиваемого топлива.

Контур высокого давления системы Common Rail делится на три части: создания давления, его аккумулирования, дозировки топлива. Топливный насос высокого давления снабжен клапаном регулирования давления . С помощью ТНВД высокое давление аккумулируется в аккумуляторе давления, оснащенном датчиком давления. Электромагнитные форсунки служат для своевременной подачи топлива в нужном количестве. Топливопроводы высокого давления связывают все эти части друг с другом.

Common rail принцип работы

Система впрыска топлива Common Rail дизельных ДВС

Система впрыска Common Rail является самой современной системой впрыска топлива дизельных двигателей.

Работа системы Common Rail основана на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы, наподобие бензиновых ДВС (Common Rail в переводе означает общая рампа). Система впрыска разработана специалистами фирмы Bosch.

Применение данной системы позволяет достигнуть снижения расхода топлива, токсичности отработавших газов, уровня шума дизеля.

Главным преимуществом системы Common Rail является широкий диапазон регулирования давления топлива и момента начала впрыска, которые достигнуты за счет разделения процессов создания давления и впрыска.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы дизельного двигателя.

В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.

Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки.

Все элементы объединяют топливопроводы.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

На основании сигналов, поступающих от датчиков, блок управления двигателем определяет необходимое количество топлива, которое топливный насос высокого давления подает через клапан дозирования топлива. Насос накачивает топливо в топливную рампу.

Там оно находится под определенным давлением, обеспечиваемым регулятором давления топлива.

В нужный момент блок управления двигателем дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки.

В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя.

При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и улучшения сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Электрогидравлическая форсунка

Используется на дизельных двигателях, в том числе на оборудованных системой впрыскивания Common Rail.

В конструкцию электрогидравлической форсунки входит электромагнитный клапан, камера управления, впускной и сливной дроссели.

Принцип работы этой форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыскивании, так и при его прекращении.

В начальном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, иголка форсунки прижата к седлу по средствам силы давления топливной жидкости на поршень в камере управления.

Впрыскивание топливной жидкости не происходит.

При этом давление топлива на иголку, ввиду разности площадей контакта, меньше давления на поршень.

По точной команде электронного блока управления запускается работа электромагнитного клапана, открывая сливной дроссель.

Топливная жидкость из камеры управления идёт через дроссель к сливной магистрали.

Впускной дроссель при этом препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и в магистрали впуска. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не претерпевает изменений.

Игла поднимается, происходит впрыск топливной жидкости.

Пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка)

Это самое совершенное устройство, обеспечивающее впрыск топливной жидкости. Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.

К преимуществам пьезофорсунки относят: быстроту срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), как следствие этого, возможность многократного впрыскивания топливной жидкости в течение одного цикла работы, точную дозировку впрыскиваемой топливной жидкости.

Всё вышеперечисленное стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой.

Он основан на изменении длины пьезокристалла, которое происходит под действием напряжения.

Конструкция самой пьезоэлектрической форсунки включает следующие элементы : пьезоэлемент, толкатель, клапан переключения и иголку.

Все они помещены в корпус.

В работе форсунки данного вида, так же как и в электрогидравлическом аналоге, используют гидравлический принцип.

В начальном положении иголка сидит на седле в результате высокого давления топливной жидкости.

Во время подачи электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина.

Передается усилие на поршень толкателя, открывается переключающий клапан и топливная жидкость поступает в сливную магистраль.

Давление выше иглы снижается.

Иголка за счет давления в нижней части поднимается, таким образом производится впрыск топливной жидкости.

Как работает система Коммон Рейл

Принцип работы Common Rail такой: электронасос подает топливную смесь к ТНВД. Подача совершается под давлением 2,6-7 бар, и давление продолжает нагнетаться. Оно может достичь и 600 бар, если прокручивать двигатель стартером. А запуск мотора приведет к нагнетанию давления до 1500-2000 бар.

В рейке давление все время поддерживается на нужном уровне. Управляет уровнем специальный датчик. Излишки топливной смеси поступают в магистраль возвратного слива. Регулирующее устройство размещают как в корпусе ТНВД, так и в топливной рейке. В рейке может находиться дроссель быстрого сброса топлива, способный предотвратить образование трещин на стенках при возникновении нештатной ситуации.

На некоторых системах стоят температурные датчики для более точной работы. Иногда встречается отдельная форсунка, которая нужна для увеличения дозировки топливной смеси и прожигания отложений в сажевом фильтре. Есть системы, где прожиг сажевых отложений в фильтре осуществляется путем изменения подаваемой в цилиндры дизеля топливной массы или корректировки момента впрыска при помощи ЭБУ.

Устройство

Система Common Rail состоит из следующих компонентов:

Насос для подкачивания топливной смеси. Производит подачу топливной смеси в трубопровод.
Топливный и сетчатый фильтрующие механизмы. В конструкции первого предусмотрен клапан промежуточного нагрева. При пониженной температуре воздуха он препятствует засорению фильтра кристаллизированными частицами. Сетчатый фильтр защищает ТНВД от проникновения инородных частиц.
Датчики температуры и давления. Первый служит для измерения настоящей температуры топливной смеси, а второй — для измерения давления в магистрали.
ТНВД. Обеспечивает давление, при котором работает система впрыска.
Дозировочный топливный и редукционный клапаны. Дозировочный клапан регулирует подачу горючего в топливную рампу, а топливный меняет магистральное давление.
Регулятор давления горючего и форсунки.

Чем отличается от ТНВД

Основное отличие в том, что подача горючего производится от одной топливной рампы ко всем форсункам сразу. Нужно регулировать цикл подачи в зависимости от пропускной способности отдельной форсунки. Это требует настройки ЭБУ после смены форсунок.

Одно из главных преимуществ Commonrail — возможность поддерживать давление независимо от скорости оборотов коленвала. Давление всегда поддерживается на высоком уровне — это дает важность корректировать сгорание при работе мотора с неполной нагрузкой.

При использовании аккумуляторной системы инжекции горючего начало и окончание процесса полностью контролируются ЭБУ. Можно производить точную дозировку топливной смеси либо во время цикла осуществлять подачу горючего порционно — что важно для его полного выгорания. Механизм очень надёжен — при этом он гораздо проще, чем ТНВД, ремонтировать его легче.

Однако конструкция форсунок здесь более замысловатая, и менять их приходится чаще. Если одна из форсунок выйдет из строя, вся система утратит работоспособность. Поэтому Коммон Рейл важно использовать только с качественным горючим.

Типы впрыска

Всего есть 3 типа впрыска:

Предварительный. Производится перед главным для повышения температурного режима в камере сгорания. Позволяет снизить шум при работе силового агрегата. Частота предварительного впрыска зависит от режима работы мотора. Например, на холостых оборотах он осуществляется 2 раза, на повышенных — 1 раз, а при полноценной нагрузке не производится вообще.
Основной. Обеспечивает работу силового агрегата.
Добавочный. Необходим для понижения токсичности выхлопа. Электронной системе приходит сигнал с датчика подачи кислорода, далее производится впрыск еще одной дозы горючего. Дожиг оставшихся вредных веществ происходит в сажевом фильтре.

Поколения Common Rail

Первое поколение увидело свет в 1999 году. Агрегаты выдавали давление 145 МПа. Через пару лет появилось еще одно поколение с давлением в 160 МПа. В 2005 году вышла третья серия устройств подачи топливной смеси. А сегодня есть уже и четвертое поколение с форсунками, работающими под давлением 220 МПа.

Давление важно, поскольку определяет количество топлива, подаваемого в цилиндры. Чем больше давление, тем выше КПД.

Заключение

У Common Rail очень большой потенциал. Горючее становится всё дороже, и экономичность двигателя выходит на первый план. Не так давно компания Bosch выпустила стомиллионный силовой агрегат со впрыском Commonrail для дизелей и легковых машин. Компания планирует дальше модернизировать систему и выпускать новые ее версии, которые будут отвечать возрастающим требованиям автолюбителей.

Toyota Rav4: техника, подкрепленная высокотехнологичными инженерными решениямиmashinapro.ruКак определить и устранить факторы увеличенного потребления топливной смесиmashinapro.ruВпрыск топлива: прямой vs распределенный.mashinapro.ruСкачут обороты двигателя на холостом ходу: что делать?mashinapro.ruЧто такое ДМРВ в машине?mashinapro.ru

Топливная система Common Rail — что это такое?

Система впрыска Common Rail появилась благодаря ужесточению экологических норм по выбросу вредных веществ, которые предъявлялись к дизельным двигателям. В данной статье узнаем, что такое топливная система впрыска Common Rail, устройство и принцип работы. Что такое Common Rail? Если открыть автомобильный англо-русский словарь, то термин Common Rail 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 почти на 40 процентов.

Это не все достоинства. Было отмечено уменьшения шума при работе двигателя, притом, что крутящий момент дизеля был увеличен. Благодаря своему преимуществу, система впрыска Common Rail приобрела широкую популярность, и на данное время, каждый второй автомобиль с дизельным двигателем оснащен этой системой впрыска.

К недостаткам комон рейл относят более высокие требования к качеству дизельного топлива. При попадании мелких посторонних частиц в топливную систему, которая выполнена с большой точностью, управляемые электроникой форсунки могут выйти из строя. Поэтому в дизелях Common Rail использование качественного топлива является обязательным условием. Принцип работы Common Rail 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 коленчатого вала 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.

Особенностью системы Common Rail стало использование аккумуляторного узла, который содержит распределительный трубопровод, линии подачи топлива и форсунки. ЭБУ по заданной программе передает управляющий сигнал к соленоиду форсунки, которая подает топливо в камеру сгорания двигателя. Использование здесь принципа разделения узла, создающего давление, и узла впрыскивания обеспечивает повышение точности управления процессом сгорания, а также увеличение давления впрыскивания. Устройство системы Common Rail Common Rail состоит из трех основных частей: контура низкого давления, контура высокого давления и системы датчиков. В контур низкого давления входят: топливный бак, подкачивающий насос, топливный фильтр и соединительные трубопроводы.

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

Электронный блок управления Common Rail 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 низкого давления подкачивающий насос засасывает топливо из бака, пропускает его через фильтр, в котором задерживаются загрязнения, и доставляет его к контуру высокого давления.

В контуре высокого давления насос высокого давления 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 аккумуляторным узлом отдельным трубопроводом высокого давления, 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 аккумуляторном узле 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. Будущее системы Common Rail Благодаря высокой точности электронного управления и высокому давлению впрыска, сгорание топлива в двигателе происходит с максимальной отдачей, что соответствует оптимальной работе двигателя. На каждом из режимов работы двигателя достигается оптимальные результаты. Из-за этого, уменьшается расход топлива и уровень токсичности выхлопных газов.

Система Common Rail повлекла развитие дизельных двигателей, т.к. обладает значительным потенциалом. Ведь мы знаем, что экологические нормы по токсичности повышаются постоянно и это способствуют дальнейшему развитию топливной системы.

Устройство автомобилей

Общие сведения о системе питания Common Rail

Система впрыска Common Rail (Common Rail в переводе с английского — «общий путь», «общая рампа») является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Впрочем, аналог такой системы применяется и в бензиновых двигателях с принудительным впрыском топлива, т. е. инжекторных двигателях.Разработчиками системы Common Rail являются специалисты известной германской фирмы Bosch. На серийных автомобилях с применением электронного управления такие системы появились в 1997 году.В настоящее время работы по применению систем Common Rail ведутся практически во всех фирмах-производителях ТПА (R.Bosch, Lucas, Siemens, L’Orange).

Основное принципиальное отличие системы Common Rail от рассмотренной в предыдущей статье классической системы питания заключается в том, что топливо к форсункам подается не непосредственно от ТНВД, а от общего накопителя – топливной рампы. Топливная рампа (аккумулятор топлива) представляет собой толстостенный цилиндрический сосуд, способный выдерживать высокое давление, развиваемое ТНВД. В рампе поддерживается постоянное давление топлива с помощью ТНВД и регулятора давления, и каждая форсунка соединена топливопроводом с рампой.В нужный момент блок управления формирует управляющий сигнал на электромагнитный (или пьезоэлектрический) клапан форсунки, форсунка открывается и топливо впрыскивается в цилиндр.Таким образом, главной отличительной особенностью системы Common Rail является разделение процессов создания давления и впрыска топлива, что позволяет получить ряд преимуществ в работе.

Применение данной системы позволяет снизить расход топлива, токсичность отработавших газов, уровень шума дизеля, а также значительно улучшить его динамические характеристики. По сравнению с обычным дизелем система Common Rail позволяет снизить расход топлива до 40% при уменьшении токсичности отработавших газов и снижении шумности при работе на 10 %. Главным преимуществом системы Common Rail является возможность управления подачей топлива посредством компьютера (электронного блока управления), что позволяет осуществлять широкий диапазон регулирования давления, количества и момента начала впрыска топлива.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы классического дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. На современных дизелях, оборудованных системой питания Common Rail применяют топливные насосы высокого давления радиально-плунжерного или плунжерного типа. Более подробно о ТНВД радиально-плунжерного типа здесь.

Форсунка — важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки. Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

***

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Принцип работы системы питания Common Rail достаточно прост, и попытки ее применения известны достаточно давно – более полувека назад. Тем не менее, максимального эффекта от использования такой системы питания удается получить лишь с помощью компьютерного управления работой двигателя, поэтому широкое распространение подобные системы получили лишь недавно. Рассмотрим подробнее работу Common Rail на приведенной ниже схеме (рис. 2).

С помощью топливоподкачивающего насоса (ТПН) топливо закачивается из топливного бака и через фильтр с влагоотделителем подается в радиально-плунжерный насос высокого давления (ТНВД) , который с помощью эксцентрикового вала приводит в движение три плунжера. Топливный насос высокого давления напрямую связан с распределительным валом и подает порцию топлива в рампу при каждом обороте, а не так как в обычном двигателе один раз за два оборота. От ТНВД топливо под большим давлением поступает в гидроаккумулятор (топливную рампу), откуда поступает на электро- или пьезогидравлические форсунки, управляемые компьютером. Излишки топлива от форсунок и ТНВД сливаются в топливный бак через топливопроводы слива (магистраль обратного слива).

Схему можно увеличить в отдельном окне браузера, щелкнув по ней мышкой.

Начало впрыска и количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя через форсунки, зависит от начала и продолжительности сигнала электронного блока управления, формируемого на основании информации от датчиков. Этот сигнал зависит от нескольких параметров, в первую очередь — от режима работы двигателя.Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, положения коленчатого вала (датчик Холла), положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и некоторые другие.

Многократный впрыск в системе Common Rail

Поскольку давление впрыска не зависит от оборотов двигателя и нагрузки, фактическое начало, давление и продолжительность впрыска могут быть свободно выбраны в широком диапазоне значений.Кроме того, появляется возможность применения предварительного впрыска (или даже нескольких впрысков), регулируемого в зависимости от потребностей двигателя, что приводит к существенному сокращению шума двигателя наряду с улучшением процесса сгорания и сокращением выброса вредных веществ с отработавшими газами.

два предварительных впрыска — на холостом ходу;
один предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
предварительный впрыск не производится — при полной нагрузке;
основной впрыск обеспечивает работу двигателя в режиме частичных и номинальных нагрузок.

***

Достоинства и недостатки системы Common Rail

Следует отметить, что система питания Common Rail подвергает моторное масло значительным тепловым нагрузкам. Из-за более интенсивного горения верхняя часть (головка) поршней нагревается гораздо сильнее, чем у классического дизельного двигателя. Если головка поршня у классического дизеля непосредственного впрыска нагревается до 320-350 °C, при работе с системой питания Common Rail — свыше 400 °С.В результате моторное масло выгорает и окисляется значительно интенсивнее. По этой причине в смазочной системе дизелей с впрыском типа Common Rail необходимо использовать синтетические или полусинтетические моторные масла.

***

Перспективы развития системы питания Common Rail

Совершенствование системы питания Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска. Очевидно, что чем выше давление в системе в момент впрыска, тем больше топлива успевает попасть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность двигателя. Кроме того, впрыск под большим давлением обеспечивает высокое качество распыливания топлива форсункой, что благотворно сказывается на процессах смесеобразования и горения.В современных двигателях повышение давления впрыска ограничивается прочностью аккумулятора топлива (рампы) и топливопроводов высокого давления, которые подвержены пульсирующим и вибрационным нагрузкам при работе двигателя и способны разрушиться.Тем не менее, за полтора десятка лет инженерными решениями удалось увеличить давление на впрыске более, чем в полтора раза – у современных дизелей с системой питания Common Rail оно достигает 220 МПа и даже более.

***

Устройство и принцип работы ТНВД системы Common Rail

Главная страница

Страничка абитуриента

Специальности

Ветеринария
Механизация сельского хозяйства
Коммерция
Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

Инженерная графика
МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
Карта раздела
Общее устройство автомобиля
Автомобильный двигатель
Трансмиссия автомобиля
Рулевое управление
Тормозная система
Подвеска
Колеса
Кузов
Электрооборудование автомобиля
Основы теории автомобиля
Основы технической диагностики
Основы гидравлики и теплотехники
Метрология и стандартизация
Сельскохозяйственные машины
Основы агрономии
Перевозка опасных грузов
Материаловедение
Менеджмент
Техническая механика
Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

«Инженерная графика»
«Техническая механика»
«Двигатель и его системы»
«Шасси автомобиля»
«Электрооборудование автомобиля»

Common Rail — что это такое? Принцип работы

В последние годы все больше автомобилистов предпочитают использовать дизельные автомобили. Ранее такие моторы устанавливались лишь на коммерческую технику. Однако сейчас они активно используются и на легковых авто, особенно в странах Европы. Наверняка каждый из нас слышал о такой системе, как Common Rail. Что это такое и как она устроена, рассмотрим в нашей статье.

Характеристика

«Коммон Райл» — это система впрыска топлива для дизельных ДВС. Ее принцип работы основывается на подаче горючего к форсункам от общего давления рампы.

Система была разработана немецкими специалистами компании «Бош». Common Rail Bosch повсеместно используется на таких автомобилях, как «Вольво», «Мерседес», БМВ и прочих.

В чем особенность?

Главная отличительная черта системы – способность выдавать нужную мощность при минимальном потреблении топлива. Также топливная Common Rail способна снизить уровень токсичности выхлопных газов. Отзывы автомобилистов говорят, что машина с такой системой впрыска работает гораздо тише (нет такого характерного «рокота», как на старых дизелях). «Коммон Рейл» обладает широким диапазоном регулирования давления горючего и моментов начала впрыска.

Устройство

По своей конструкции система Common Rail представляет собой контур высокого давления. При работе двигателя осуществляется непосредственный впрыск топлива (то есть горючее поступает сразу в камеру цилиндров). Есть несколько элементов, которые связаны с работой системы Common Rail. Что это за составляющие? В первую очередь это топливный насос высокого давления. Также в работе используется клапан дозирования и регулятор давления.

Кроме этого, в конструкции есть топливная рампа и форсунки. Common Rail – достаточно сложная система, и чтобы понять ее принцип работы, рассмотрим особенности каждой составляющей.

Насос

Итак, ТНВД. Данный механизм служит для создания высокого давления жидкости. Уровень зависит от загруженности двигателя и оборотов коленчатого вала. Как известно, на дизелях обороты регулируются не открытием дроссельной заслонки, а именно порцией подаваемого топлива. За это и отвечает ТНВД. Устройство довольно сложное, поэтому данный элемент – самая дорогая составляющая в дизельном автомобиле (кончено, за исключением основных агрегатов, таких как ДВС и КПП).

Регулятор и клапан Common Rail

Что это за элемент? Клапан служит для регулировки количества топлива, которое подается к насосу.

Конструктивно элемент объединен с ТНВД. Существует также регулятор давления топлива. Он устанавливается в топливной рампе и управляет работой двигателя в зависимости от его нагрузки.

Рампа

Данный узел выполняет сразу несколько функций. Это накопление горючего под высоким давлением, смягчение колебаний давления и распределение топлива по форсункам. Является частью системы впуска.

Форсунки

Стоит отметить, что таковые устанавливаются как на бензиновые (инжектор), так и на дизельные двигатели. Однако их главное отличие – это давление, которое они создают. В нашем случае форсунка «Коммон Рейл» еще и управляет количеством топлива, что подается непосредственно в цилиндр. Элемент связан непосредственно с рампой. На данный момент используется два вида форсунок:

Пьезофорсунки («Бош»).
Электрогидравлические (основной производитель – «Дэлфи»).

В последнем случае подача топлива производится за счет работы электромагнитного клапана.

В пьезофорсунках за это отвечают специальные кристаллы. Скорость работы таких элементов на порядок выше, поэтому они более распространены. Однако ремонт Common Rail (форсунок) произвести своими руками невозможно из-за сложности конструкции и точных настроек. Поэтому все работы по обслуживанию системы осуществляются только на специализированных СТО. Это и есть главный недостаток таких автомобилей.

Как работает?

Работа системой впрыска контролируется системой управления дизелем. В последнюю входят исполнительные механизмы, датчики и ЭБУ. Учитываются все параметры – положение педали газа, температура охлаждающей жидкости, количество подаваемого воздуха и даже состав выхлопных газов (лямбда-зонд). Что касается исполнительных механизмов, ими и являются вышеперечисленные форсунки, рампа, ТНВД, регулятор и клапаны.

Итак, как действует данная система? На основании сигналов, что воспринимают контролирующие датчики, системой формируется нужное количество топлива. Оно подается через дозирующий клапан. Горючее попадет в насос, а затем под давлением идет на рампу. Нужное давление в ней удерживается специальным регулятором. В определенный момент от ЭБУ поступает сигнал на форсунки, и те осуществляют открытие каналов на определённый промежуток времени. В зависимости от режима работы двигателя, количество топлива и давление может автоматически меняться системой на основании данных из кислородного датчика. Однако разбег должен быть небольшим. Существенные отклонения говорят о неисправностях с системой «Коммон Рейл».

Электромагнитные форсунки работают по несколько иному принципу. Они также открываются давлением топлива, но и запираются им-же. Это вызвано тем, что давление топлива, подающееся на электромагнитную форсунку постоянно. Топливо в закрытом положении давит на хвостовик плунжерной пары, уравновешивая открывающее усилие с другой стороны. При подаче напряжения на катушку электромагнита открывается перепускной канал, который сбрасывает давление на хвостовик плунжера, и игла открывается, при закрытии канала давление вырастает и закрывает иглу.

Конструктивные особенности

Устройство Common Rail в значительной степени напоминает систему подачи топлива в инжекторных бензиновых двигателях. Перед впрыском дизельного топлива в цилиндры происходит аккумулирование давления, в результате чего такую конструкцию нередко называют аккумуляторной топливной системой.

Конструкция Common Rail предусматривает три основных элемента: стандартные для любого дизельного двигателя контуры высокого и низкого давления, а также дополняющий их электронный блок контроля и управления. Контур низкого давления практически не отличается от обычных системы и состоит из стандартного набора частей, включающего:

топливный бак;
топливный фильтр;
подкачивающий насос;
комплект соединительных трубопроводов.

Основные отличия Common Rail от обычного дизельного двигателя заключаются в устройстве контура высокого давления, состоящего из таких элементов:

насос, который заменяет стандартный ТНВД и оснащается контрольным клапаном;
аккумуляторный узел или рампа, также оборудованная датчиком для контроля давления. Она изготавливается в виде достаточно длинной двухслойной трубы, на которой размещаются штуцеры, предназначенные для фиксации форсунок;
форсунки;
комплект соединительных трубопроводов.

Важное значение для эффективной эксплуатации рассматриваемой системы имеет работа электронного блока управления или ЭБУ. Он включает в себя несколько датчиков, в автоматическом режиме передающих сигналы о следующих параметрах и характеристиках двигателя:

положения распределительного и коленчатого вала;
положение педали «газа»;
уровень давления наддува;
температура воздуха и охлаждающей жидкости;
уровень давления топлива;
массовый расход воздуха.

Анализ полученных данных производится ЭБУ также в автоматическом режиме, результатом чего становятся определение требуемого количества топлива, времени открытия форсунки и других рабочих параметров системы. После этого подается команда на начало впрыска и цикл повторяется по новой.

Подача топлива

Уже упоминалось, что система впрыска Common Rail использует многократную подачу дизтоплива в цилиндр за один рабочий цикл мотора. Всего применяется три вида впрыска – предварительный, основной и дополнительный.

Предварительный впрыск «подготавливает» среду. Небольшое количество топлива, впрыснутое чуть раньше, приводит к возрастанию давления и температуры в камере сгорания. В дальнейшем это обеспечивает легкое и плавное воспламенение основной части горючей смеси. Благодаря этому впрыску шумность работы дизельной силовой установки снижается.

При основном впрыске в камеру сгорания подается рабочая порция дизтоплива, которая и обеспечивает работу силовой установки.

Дополнительный впрыск происходит уже на цикле рабочего хода, после того, как смесь сгорела. В задачу этого впрыска входит увеличение температуры отработанных газов, обеспечивая сгорание частиц сажи в сажевом фильтре. Тем самым повышается экологичность выхлопа.

График впрыска топлива

Интересно, что ЭБУ может регулировать многократный впрыск, подстраивая подачу под определенные условия работы силовой установки. К примеру, на холостом ходу предварительных впрысков топлива может быть два, чтобы обеспечить более лучшие условия для сгорания основной порции дизтоплива. При средней же нагрузке предварительно топливо подается только раз, а при максимальной подготовка уже не требуется.

Как видно, водитель на процесс работы системы Common Rail практически не влияет. Даже нажимая на педаль акселератора, он просто подает сигнал на ЭБУ, который затем обработается и учтется при формировании импульса на открытие форсунок. Вся работа системы питания полностью контролируется и регулируется электронной частью.

Принцип действия

Описанное выше устройство Common Rail обеспечивает простую и при этом эффективную работу двигателя. Сначала подкачивающий насос, входящий в контур низкого давления, засасывает дизельное топливо из бака. Далее оно очищается, проходя через фильтр, и поступает в контур высокого давления.

Затем горючее перемещается в аккумуляторный узел, где его давление повышается. Максимальное значение этого показателя составляет 135 МПа и контролируется автоматикой. После поступления команды от ЭБУ на впрыск контролирующий клапан открывается и топливо поступает бак через трубопроводы, соединенные с форсунками на рампе. На каждой форсунке устанавливается отдельный электромагнитный клапан или соленоид, управляющий ее работой, что является еще одной важной отличительной особенностью системы.

Наличие в системе ЭБУ позволяет с высоким уровнем точности управлять как параметрами давления топлива, так и количеством сжигаемого горючего. Следствием этого выступает максимальная отдача при сгорании топлива, которая сопровождается уменьшением его расхода при одновременном увеличении КПД дизельного двигателя. В качестве приятного и полезного бонуса происходит сокращение токсичности выхлопа.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Система питания топливом дизеля. Common Rail: дизельный впрыск

(проще говоря, топливная). Бытует мнение, что дизельные автомобили более привередливы к качеству топлива. Это действительно так. Да и ремонт такой системы стоит в разы дороже. Сегодня мы рассмотрим, что собой представляет топливная система дизельного двигателя, устройство ее и основные неисправности.

Устройство

Условно данную систему можно разделить на два контура: высокого и низкого давления. Последний производит подготовку топлива и направляет его на «следующий уровень», ко второму контуру. Система высокого давления выполняет функцию финального впрыска горючего в камеру сгорания двигателя.

Цепочка контура низкого давления включает в себя ряд конструкционных составляющих. Это фильтр, сепаратор, топливный привод, подогреватель, а также насос. Горючее проходит через каждую из вышеперечисленных деталей. Насос создает давление в системе, подогреватель в холодное время нагревает «солярку» до нужной температуры (так как зимой она превращается в парафиновую жижу), и сквозь фильтр горючее поступает во второй, не менее важный в системе контур. Он состоит из следующих деталей:

Он соединяется вместе с фильтром.
Форсунки. В последнее время большую популярность обрели форсунки с непосредственным впрыском топлива. Считается, что они рассчитаны на более точную дозировку горючего. Машина не теряет в мощности, при этом падает расход.
Топливопроводы — магистрали, по которым смесь поступает в цилиндры.

Ниже мы рассмотрим основные неисправности топливной системы дизельного двигателя.

Затрудненный запуск

Особенно часто это случается в холодное время. Считается, что запустить дизель без предварительного подогрева зимой практически невозможно. Чтобы хоть как-то сгладить эту ситуацию, производители предусмотрели арктическое топливо, которое включает в себя антизамерзающие присадки. Но трудный запуск не всегда говорит о замерзшем топливе. Если машина плохо заводится даже «на горячую», скорее всего, вышел из строя насос высокого давления, а именно его нагнетательные элементы. Также стоит проверить угол опережения подачи топлива в двигатель. Возможен износ форсунок, из-за которых смесь плохо распыляется в цилиндре. Вообще причин трудного запуска дизеля очень много. Поэтому проверяется каждая деталь. Неисправными могут быть неправильная работа регулятора давления, нехватка топлива перед ТНВД. Такие неисправности топливной системы дизельного двигателя («Фольксваген Т4» не исключение) сопровождаются разгерметизацией топливных магистралей, из-за чего воздух попадает в насос, который уже не в состоянии выработать нужное давление.

Падение мощности

Возникает вследствие износа или же повреждения распылителей. Также такие неисправности топливной системы дизельного двигателя случаются вследствие недостаточного количества топлива, что попадает в насос. Так как перед ним установлен фильтр, велика вероятность, что он попросту забит.

Большой расход

Данные неисправности систем питания дизельных двигателей возникают из-за неправильно выставленного угла опережения впрыска. Также повышенный расход горючего является следствием неправильной работы топливного насоса. Уровень давления впрыска смеси слишком большой. Кроме этого, расход увеличивается из-за низкой компрессии в цилиндрах.

Черный дым из выхлопной трубы

И если на «КамАЗах» это принято считать «заводской болезнью», на которую хозяева просто не обращают внимания, то на иномарках дым из трубы — повод серьезно задуматься. Данные признаки неисправности дизельного двигателя говорят о плохом смесеобразовании в цилиндрах, которое может быть из-за позднего впрыска топлива. Еще следует проверить форсунки и зазоры в клапанах. Сама «чернота» образуется вследствие нагара и неплотного закрытия впускных/выпускных клапанов двигателя.

Белый и серый дым

Возможно, в двигателе пробита прокладка головки блока. Если этот дым со временем пропадает, мотор попросту переохладился. Это нормально для северных широт.

Жесткая работа

Дизельный двигатель по своей природе изначально работает шумнее бензинового. Однако если вибрации усилились, скорее всего, произошел ранний впрыск топлива. Определение неисправности дизельного двигателя производится путем диагностики форсунок. Также проверяется уровень компрессии в цилиндрах. Минимальный ее уровень должен составлять 23 килограмма на сантиметр кубический. Разбег показателей между цилиндрами при этом не превышает 5-10 процентов. Среднестатистический дизельный мотор выдает порядка 27-30 «килограмм». Для определения используется специальный инструмент — компрессометр.

Провалы в разгоне

Симптомы — слишком короткий ход педали газа. В таком случае следует отрегулировать тягу акселератора. Также проверьте воздушный фильтр. Возможно, неисправен высокого давления, из-за чего он не может выработать нужное давление в системе.

Плавают «холостые»

В таком случае проверяют уплотнительные шайбы под форсунками. Смотрят на крепление топливного провода между фильтром и насосом. При необходимости затягивают сильнее. Также при подобных симптомах неисправности топливной системы дизельного двигателя смотрят опорную пластину насоса на предмет повреждений. Возможен износ коленчатого вала. «Холостые» плавают из-за избыточного давления газов в картере — проверяют вентиляцию.

Заглох двигатель

Если он глохнет на ходу, проверяют смещение угла опережения впрыска. Это нарушение соединения привода с насосом. Также это грязный фильтр, из-за чего возникает нехватка топлива и низкое давление подачи. Что касается самого насоса, в нем возможен перекос поршней-разделителей или ротора. Стоит отметить, что ТНВД — это наиболее дорогостоящая деталь в системе питания дизельного автомобиля. В силу сложной конструкции элемент трудно поддается ремонту, поэтому стоимость восстановления сопоставима с ценой нового элемента, купленного на разборке.

Профилактика

Чтобы исключить неисправности топливной системы дизельного двигателя (потому что поломка дизеля — это дорого и надолго), не ленитесь проводить профилактику. В первую очередь нужно делать промывку системы с периодичностью 1-2 раза в год. Данная операция включает в себя демонтаж топливного бака и удаление скопившегося «отстоя» в топливном фильтре. Практика показывает, что на дне в процессе эксплуатации образуется много осадка, который при езде на пустом баке вмиг забивается в фильтрах и магистралях.

Сорт горючего

Особенно это касается использования автомобиля в так называемый переходной сезон. Температура воздуха уже снизилась, а на заправках продают остатки летнего топлива. Оно теряет свою текучесть уже при -5 градусах. Дальше превращается в парафин, который забивается в насосе и фильтрах. Обязательно на заправках уточняйте, какой тип горючего будет заливаться — летний или зимний. Если уж так случилось, что температура резко упала, а в баке летняя «солярка», максимально отогрейте машину при помощи предпускового подогревателя, или если это легковушка — подключите бытовой отопитель в гараж. При запуске дизельного мотора важен каждый градус.

Не разбавляйте топливо

Некоторые умельцы при необходимости запуска дизеля зимой «бодяжат» горючее бензином. Этого делать категорически нельзя. В России давно продаются специальные арктические присадки для дизеля, позволяющие предотвратить образование парафина в баке. По сути, эти же присадки добавляют и в обычное летнее топливо на АЗС — так оно становится пригодным для эксплуатации зимой. Ничего противозаконного в этом нет. А вот разбавлять его с бензином — просто самоубийство (имеется в виду для топливной системы).

Прогрев зимой

Прогревать или нет? Топливная система дизельного двигателя, устройство которой существенно отличается от бензинового, тоже нуждается в данном действии. Запустив мотор, дайте ему поработать на холостых 3-5 минут, после чего первые 200 метров проедьте в «щадящем» для автомобиля режиме. Дизельный мотор, в отличие от бензинового, более холодный — прогревается намного дольше. Длительная работа на холостом ходу тоже не требуется, но игнорировать вышеописанную рекомендацию не стоит.

АЗС

Все ругают наши заправки за плохое качество топлива, мол, на российских АЗС нет нормальной солярки. Это в корне неправильно. Одно простое правило: заправляйте автомобиль дорогим топливом на известных АЗС. Все хотят сэкономить, покупая горючее на 10-15 процентов дешевле рыночной стоимости, буквально выстраиваясь в очереди. Однако спустя пару недель, попав на ремонт топливной, начинают винить не себя, а заправки. По сути это так, но ведь никто силой туда не загоняет. У вас всегда есть выбор. Помните главное — скупой платит дважды.

Как увеличить ресурс ТНВД?

Как мы уже сказали ранее, это одна из самых ответственных частей топливной системы.

Чтобы насос высокого давления прослужил дольше и неисправности топливной системы дизельного двигателя обошли вас стороной, нужно:

Не оставлять бак на ночь «полупустым». Так на его станках образуется конденсат, который затем проникнет в форсунки и насос.
Периодически производить слив отстоя через дренажную пробку.
Не ездить на пустом баке и постоянно горящей лампочке.

Заключение

Итак, мы выяснили основные неисправности дизеля. Соблюдая эти простые правила, вы существенно продлите ресурс системы и снизите риск «попасть на ремонт».

Несмотря на все технологические достижения последних лет в разработке ДВС на дизельном топливе, в народе гуляет стереотип о шумности и некоего тракторного предназначения дизельных агрегатов. Но современные ДВС получили отличные электронные системы управления, изменяемые фазы впрыска топлива, новые топливные системы и улучшенное качество материалов и лучшее качество сборки. Поэтому, современный дизельный агрегат не уступает бензиновому в динамике, мощности, шумности, но имеет меньший расход при том, что солярка стоит дешевле бензина. Но стоит признать, что экономичность мотора компенсируется более дорогим обслуживанием, в чем играет немалую роль — топливная система, о которой поговорим детальней в данной статье.

Чем отличаются дизельные и бензиновые агрегаты

По общим принципам, обе разновидности агрегатов не имеют особых конструктивных различий и являются примерами классических ДВС. Единственным принципиальным различием агрегатов, становится используемое топливо и принцип его поджига.

В современных моторах, работающих на бензине, в большинстве случаев используется конструкция, смешивающая воздух с бензином до попадания в цилиндр, и только потом поступает в камеру сгорания, в которой сжимается и воспламеняется (стоит отметить, что существуют и отличия от данной схемы, но принцип остается неизменным), после чего, топливная смесь сжимается до 9-11 единиц и поджигается электрической искрой.
В «дизеле» происходит воспламенение топлива из-за повышенной степени сжатия в комплексе с высокой температурой сжатого воздуха, без принудительного поджига. Воздух и солярка в камеру сгорания поддаются по отдельности. На моменте сжатия поддается воздух, сжимающийся до тридцати кратной степени, из-за чего происходит нагрев до 700 — 800 градусов по Цельсию. Незадолго до момента верхней мертвой точки, через форсунку начинает поступать дизельное топливо, воспламеняющееся уже в процессе впрыска.

Но данный принцип воспламенения имеет свои минусы, особенно в холодные времена года, когда температура воздуха опускается, и в не прогретом двигателе не получается создать требуемую температуру для воспламенения топлива. Для исключения такой ситуации, приходится использовать специальные свечи накала, которые помогают достичь необходимой температуры на первых секундах работы мотора.

Принцип работы топливной системы дизельного мотора

Если кратко описывать, как работает топливная система и как она сделана, то всю систему можно разделить на две части. Первая — относится к части отвечающей за наполненность системы, и очистку топлива через два фильтра. В последствии, топливо попадает в ТНВД, но перед этим проходит еще один этап фильтрации при помощи фильтра тонкой очистки.

А ТНВД уже работает в согласованном режиме с форсунками, через которые поступает топливо внутрь цилиндров. При этом, новые агрегаты очень требовательны к точности объемов подающегося топлива и в точности времени за которое подается этот объем. Поэтому, топливная система дизельных агрегатов — это сложный и дорогой в обслуживании компонент.

Стоит отдельно уделить внимание тому моменту, что современные «дизеля» стали требовательны к качеству топлива. В данном вопросе, можно сказать, что бензиновый мотор менее прихотлив и способен проработать на низкокачественном топливе лучше чем современный дизельный агрегат. Поэтому, не стоит вспоминать те времена, когда в дизельные автомобили заливали первую попавшуюся солярку. Двойная фильтрация позволяет избавить топливо от различных примесей, включающих в себя грязь, песчинки и даже воду.

После фильтрации, дизельное топливо поступает в топливный насос высокого давления, который способен поднять давление до 2 000 атмосфер. Это позволяет обеспечить необходимые условия для распыления топлива в камерах сгорания посредством форсунок. При этом, ТНВД работает в сочетании с порядком работы поршней. Если все функционирует в строго отрегулированном порядке, то в камеру сгорания подается определенное количество топлива с высокой точностью по объему, времени и давлению.

Кроме этого, немаловажной частью топливной системы является «обратка», обеспечивающая возврат лишнего количества топлива в топливный бак. Что позволяет системе работать с небольшим запасом по объему топлива (на случай необходимости резкого увеличения скорости или оборотов мотора), и обеспечивает определенный температурный режим топлива.

Основные составляющие части топливной системы

В данной части статьи, мы подробно разберемся с основными элементами топливной системы, обеспечивающими бесперебойную работу.

Топливо подкачивающий насос

Это один из самых простых элементов во всей системе, обеспечивающий небольшое давление в топливной магистрали до ТНВД. По своей конструкции представляет собой две шестерни, выполняющих роль лопастей, создающих давление и придающих направление движению топлива. Как отмечалось ранее, данный насос обеспечивает излишний объем топлива, который возвращается по обратной магистрали в топливный бак. Это позволяет постоянно поддерживать заполненность системы и необходимый объем топлива в любой момент работы двигателя.

Топливный насос высокого давления или ТНВД

Как понятно из названия, это главный агрегат в топливной системе дизельного двигателя, обеспечивающий достаточное давление для нормальной работы мотора. Кроме этого, современные технологии, позволившие внедрить электронные системы управления в работу ТНВД, форсунок и самого двигателя, позволили добиться удивительных показателей экономичности, мощности, минимизации вибрации и шума на оборотах до 4500 в минуту.

Сам же насос высокого давления приводится в работу благодаря механическому приводу от маховика коленчатого вала двигателя. При этом, конструкция топливного насоса позволяет регулировать не только давление, но и количество подаваемого топлива. Все это стало возможным благодаря особой конструкции плунжера, поворотом которого регулируется его ход и количество прокачиваемого топлива.

Форсунки

Это еще один из самых важных элементов в конструкции дизельных автомобилей, работая совместно с топливным насосом высокого давления, они обеспечивают четкость впрыска топлива в камеры сгорания. При этом, различная конструкция форсунки и сопла отвечают за рабочее давление и форму факела распыляемого топлива.

Примечательно то, что форсунки изготавливаются из высокопрочных материалов, которые не боятся высоких температур и имеют минимальные изменения при нагреве. Дело в том, что игла, перекрывающая сопло форсунки работает с половинной частотой от количества оборотов мотора в минуту, а само сопло постоянно находится в непосредственном контакте с камерой сгорания.

Кроме этого, форсунка должна обеспечивать равномерность факела, а размеры фракций распыляемого топлива влияют на качество смеси и отдачу энергии при воспламенении. Поэтому, современные форсунки имеют очень тонкие каналы, которые забиваются при первых признаках некачественного топлива, и требуют регулярного обслуживания. К примеру: форсунки приходится периодически промывать или производить замену. Если ремонт невозможен.

Но в ремонте или промывке есть определенные нюансы, связанные со сложностью и точностью конструкции. Если бензиновые форсунки можно промыть самостоятельно, то для обслуживания дизельных придется обращаться в специальные мастерские, которые специализируются на обслуживании инжекторов бензиновых моторов или на ремонте дизельных форсунок. К счастью, в наше время поиск требующихся мастерских упростился благодаря интернету, и многие фирмы имеют сайты, облегчающие поиск. К примеру, одна из фирм представлена на данном портале — ремонтфорсунок.ру .

Отдельно про CommonRail

Данная технология начала активно применяться на протяжении последних нескольких лет, и заслуженно завоевывает популярность. По своей сути, CommonRail – это дополнительный элемент в системе, представленный общей рампой, или другими словами — аккумулятором давления. Данная конструкция помогает облегчить процесс управления впрыском, отделив работу форсунок от ТНВД.

В данной системе, ТНВД отвечает только за поддержание определенного давления в общей рампе, которая обеспечивает необходимый запас топлива для самых активных режимов. Кроме этого, в данной конструкции применяются форсунки с электромагнитным или пьезоэлектрическим механизмом привода, которые управляются непосредственно электронным блоком управления.

CommonRail позволило доиться еще большей экономичности для дизельных моторов, которая может составить до 20% в сравнении с классической схемой.

Вывод

Как стало понятным из статьи, именно топливная система в паре с системой электронного управления впрыском, позволили современным дизельным агрегатам стать наравне по популярности и эксплуатационным характеристикам на легковых автомобилях, в одном ряду с бензиновыми моторами.

Конечно, некоторые могут приобретать дизельные модификации автомобилей без вникания во все нюансы обслуживания и затрат, оттолкнувшись только от потребления топлива. Но практика показывает, что вся экономичность в топливе компенсируется более дорогим обслуживанием и ремонтом.

Так как смесь топлива и воздуха в цилиндрах дизеля воспламеняется самостоятельно (от сильного сжатия и нагрева). При этом возникает необходимость подачи топлива в камеру сгорания под высоким давлением.

Теперь можно вернуть накидные гайки топливопроводов на штуцеры ТНВД, после чего производится затяжка. Двигатель нужно продолжать крутить стартером, параллельно накидные гайки топливопроводов ставятся на форсунки.

При этом гайки форсунок затягиваются только тогда, когда из-под них начинает вытекать горючее. Раньше затяжку делать нельзя (например, сначала закручиваются гайки на форсунках, а уже после этого на штуцерах насоса). В этом случае прокачивать воздух нужно будет достаточно долго, за это время вполне можно разрядить аккумулятор.

Также отметим, что стартеру каждые 15 сек. непрерывной работы рекомендуется давать передышку около 60-120 сек. Игнорирование данной рекомендации может привести к поломкам стартера или значительному сокращению его ресурса.

Другие способы прокачки топливной системы дизельного двигателя

Итак, выше мы рассмотрели основной способ, как прокачать топливную систему дизеля. При этом многие специалисты и опытные автолюбители отдельно указывают, что в ряде случаев подобные попытки прокачать насос могут иметь серьезные последствия для системы питания.

Обратите внимание, причина таких опасений заключается в том, что если имеются механические повреждения, прокачка таким способом может нанести непоправимый ущерб. Давайте рассмотрим другие существующие способы.

Прежде всего, ослабляется болт на магистрали обратной подачи топлива (так называемая «обратка»). Далее следует внимательно следить за тем, как будет выходить топливо. Если видны пузырьки воздуха, тогда это значит, что система завоздушена.

Если это так, можно взять простой насос для накачки шин или компрессор. Далее с топливного насоса снимается шланг, вместо него ставится шланг воздушного насоса. Основная идея в том, что происходит накачка, которая позволяет повысить давление в системе. Это давление дает возможность перекачать дизтопливо в топливный насос.

Еще один способ прокачки можно охарактеризовать, как «бытовой», так как он предполагает использование домашнего пылесоса. Главное, чтобы устройство имело достаточную мощность.

Итак, сначала снимается топливный фильтр, просушивается его корпус. Затем отдельные элементы протираются, затем производится обратная сборка. Далее понадобится обнаружить два штуцера на корпусе фильтра. Один из штуцеров нужен для слива дизтоплива, а другой подойдет для прокачки.

Приготовив пылесос, также нужен обычный медицинский шприц и шланг длиной 30-40 см. Для этих целей рекомендуется использовать прозрачный тип шланга. Шприц вставляется в шланг, а другой конец шланга надевается на штуцер прокачки.

Далее из шприца вытаскивается поршень, а в шприц вставляется трубка пылесоса. Главное, добиться надежной фиксации и плотной посадки. Также места соединений можно уплотнить, надевая отрезки шлангов разного диаметра, наматывая изоленту и т.д.

Теперь можно немного открутить штуцер, после чего включается пылесос. Через несколько секунд в шприце можно будет увидеть желтоватую пену. Это и есть смесь солярки и воздуха. Дальнейшая прокачка сводится к тому, чтобы вместо пены шприц заполнило чистое дизтопливо.

Рассмотрим еще одно решение, позволяющее в некоторых случаях быстро прокачать топливную систему дизеля. Для этого достаточно полностью заполнить корпус топливного фильтра дизельным топливом, после чего двигатель запускается. Далее нужно дать мотору поработать на высоких оборотах, в результате чего происходит прокачка системы питания.

что такое подкачивающий насос для ТНВД . Из этой статьи вы узнаете о принципах работы устройства, а также о назначении топливного насоса низкого давления ТННД и стабилизации работы ДВС путем установки дополнительного подкачивающего насоса на дизельный двигатель.

Что касается прокачки через «обратку» при помощи компрессора или описанного выше способа с прокачкой пылесосом, эффективность таких методов в ряде случаев может оказаться низкой или вовсе ставится под сомнение. По этой причине по этой причине настоятельно рекомендуется прокачивать систему питания дизельного двигателя в специализированном автосервисе по ремонту и обслуживанию автомобилей.

Напоследок хотелось бы отметить, что если система питания регулярно завоздушивается, при этом причину определить затруднительно, выходом из ситуации может быть решение установить дополнительный топливоподкачивающий насос на ТНВД.

Рассмотрим устройство дизельного двигателя автомобиля. Современные ав-то-мо-би-ли, которые оснащены дизельными двигателями, имеют ряд преимуществ. Основные – это топливная экономичность и высокий крутящий момент, который «подхватывает» прак-ти-чес-ки с холостого хода. Последние разработки позволили конкурировать дизельным моторам с бензиновыми даже по таким показателям, как шумность и надежность. Уст-ройст-во двигателя автомобиля , работающего на бензине, было подробно рассмотрено ранее.

Базовая конструкция бензинового и дизельного двигателей одинакова. Ос-нов-ная движущая сила – это цилиндро-порш-не-вая группа (ЦПГ) с одним и тем же принципом действия. Отличия начинаются в системе клапанов. Впускные и выпускные клапаны значительно усилены, чтобы вы-дер-жать большую степень сжатия. У «ди-зе-ля» она выше в два раза. По этой же причине дизельный двигатель на порядок тяжелее и габаритнее, чем бензиновый (при равных объемах).

Главное и принципиальное отличие устройства дизельного двигателя заключается в топливной системе. Формирование, подача и возгорание топлива происходит различными способами.

В бензиновом двигателе топливо смешивается с воздухом еще до подачи в цилиндры. А после подачи бензин загорается с помощью искры от свечей зажигания. А в дизельном раздельная подача воздуха и топлива. Воздух поступает в цилиндр первым, где после нагрева до 700-800°С к нему добавляется (впрыскивается под высоким давлением) дизельное топливо. Благодаря высокой температуре воздуха происходит мгновенное воспламенение.

Самовоспламенение солярки сравнимо с небольшим взрывом, что приводит к резкому увеличению давления внутри ЦПГ. Именно по этой причине дизельный двигатель работает громче и жестче. Зато он может работать на обедненных топливных смесях, благодаря чему существенно экономит топливо. За счет меньшего потребления и менее обогащенной смеси у дизельных двигателей вредные выбросы в атмосферу существенно ниже, чем у бензиновых.

Повышенный шум и вибрация, меньше лошадиных сил при равном объеме, плохой запуск при минусовой температуре – это «легендарные» дизельные недостатки. Но это, скорее, относится к предыдущим поколениям моторов. Современные разработки позволили устранить большинство недочетов.

Дизельные двигатели бывают нескольких типов. Отличаются они строением камеры сгорания. Рассмотрим каждый тип более подробно.

1. Непосредственный впрыск в дизельных двигателях

Непосредственный впрыск у дизеля – это когда топливо впрыскивается над поршнем (см. работа порш-ня), а цилиндр выполняет роль камеры сгорания так же как и в инжекторных бензиновых системах. Раньше та-кая технология использовалась только в двигателях ог-ром-но-го объема с низкими оборотами. И не получала широкого распространения.

Сейчас удалось достичь прогресса благодаря электронно-управляемым топливным насосам высокого давления, оптимизации топливной смеси и ряду других новшеств. Мотор с такой системой подачи топлива мо-жет спокойно работать на оборотах до 4500, при этом гораздо улучшились показатели экономичности, шума и вибраций. Правда, стоимость обслуживания также возросла.

2. Раздельная камера сгорания в дизельных двигателях

Тип дизельных двигателей с раз-дель-ной камерой сгорания отличается от непосредственного впрыска наличием дополнительной камеры. Такая камера размещается в головке блока цилиндров и, как правило, является вихревой. Ци-линдр соединен с камерой специальным каналом. Благодаря этому воздух, ко-то-рый подается под давлением, образует вихрь для лучшего воспламенения.

Самовозгорание топлива на-чи-на-ет-ся непосредственно в дополнительной камере и переходит в сам цилиндр. За счет такого порядка давление в цилиндре нарастает постепенно, что позволяет увеличить максимальные обороты. Уровень шума двигателя с такой системой гораздо ниже.

Подавляющее большинство внедорожников и легковых автомобилей оснащается дизельными моторами с раздельной камерой сгорания.

Устройство топливной системы ди-зель-но-го двигателя является его основой. Топливная система состоит из топливного насоса высокого давления, дизельного топливного фильтра и форсунок дизельного двигателя. От состояния этих элементов будет зависеть правильная подача топлива и надежность работы мотора в целом.

Главная задача – это подать нужное ко-ли-чест-во топлива с нужным давлением и в нужный момент времени. Все этапы происходят на большой скорости и под высоким давлением. Чтобы обеспечить достаточную надежность необходимо использование высокоточных и сложных механизмов. Все это складывается в довольно дорогую систему со сложной настройкой. Давайте рассмотрим каждый элемент устройства топливной системы дизельного двигателя отдельно.

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Топливный насос высокого давления — основной дорогой и сложный элемент. Его главная функция – управление подачей топлива с помощью определенных программ. В зависимости от того, как сильно вы давите на педаль газа, насос подает строго необходимое количество топлива форсункам. При этом учитывается температура двигателя, положение дросселя, количество воздуха, давления тур-бо-над-ду-ва и множества других факторов.

Существуют ТНВД нескольких типов, но самый распространенный – это рас-пре-де-ли-тель-ный тип. Его устанавливают практически на все современные легковые и внедорожные авто.

Насосы такого типа заслужили популярность благодаря своей компактности и точности работы. Топливо распределяется по цилиндрам очень равномерно. К тому же за счет скоростных регуляторов топливный насос высокого давления отлично справляется со своей работой на высоких оборотах.

У ТНВД такого типа есть одно слабое место – требовательность к качеству солярки. Все внутренние части насоса смазываются топливом, а некоторые элементы имеют миниатюрные зазоры. Поэтому плохо очищенная солярка низкого качества может очень быстро вывести из строя эту дорогостоящую составляющую топливной системы.

Для эффективной работы всей системы критично важным является состояние форсунок дизельного двигателя. Это высокоточный эле-мент, который подвергается огромным наг-руз-кам. Сама форсунка состоит из корпуса и распылителя. Рабочее давление во всей топ-лив-ной системе определяется регулировкой дав-ле-ния открытия иглы распылителя форсунки. Распылители бывают двух типов – штифтовые и дырчатые. От правильной работы распылителей зависит расход топлива, мощность двигателя и экологические показатели выхлопа.

Игла распылителя двигается строго каждый второй оборот двигателя и не-пос-редст-вен-но попадает в камеру сгорания. Поэтому материалы для изготовления используют очень прочные и устойчивые к высоким температурам. Это не могло не сказаться на стоимости – форсунки дизельного двигателя довольно дорогие.

Дизельный топливный фильтр самый простой элемент системы, но выполняет очень важную роль. Современные ТНВД, как писали выше, очень чувствительны к качеству топлива. Поэтому фильтр должен предотвратить за-со-ре-ние и не только. Дизельные топливные фильтры задерживают не только мусор, но и воду. Вода отделяется от солярки и направляется в спе-ци-аль-ный отстойник, который необходимо время от времени сливать.

Фильтры подбираются строго под оп-ре-де-лен-ную марку двигателя. Они могут отличаться пропускной способностью, степенью фильтрации, чувствительностью к обнаружению воды и другими специфическими па-ра-мет-ра-ми.

В случае проведения сервисных работ может понадобиться удалить остатки воздуха из топливной системы. Для этого предусмотрен насос (см. топливный насос двигателя) с ручной подкачкой, который размещают вверху на корпусе фильтра.

Для условий сурового климата некоторые модели комплектуют электроподогревом фильтра. Такая опция поможет завести машину в мороз, а также устранит кристаллизацию дизельного топлива.

Запуск дизельного двигателя

Для запуска дизельного двигателя необходимы свечи накаливания. Это элементы, которые установлены в камере сгорания. Они активируются при включении зажигания и нагреваются до 900°С за пару секунд. Такой температуры достаточно для са-мо-вос-пла-ме-не-ния топлива.

Существует индикатор готовности к запуску дизельного двигателя на панели при-бо-ров. Пробовать заводить автомобиль следует только, когда погаснет контрольная лампа.

Для обеспечения стабильной работы непрогретого мотора свечи продолжают свою работу еще 20-30 секунд, после чего автоматически отключаются. Предпусковой подогрев последних поколений способен обеспечить запуск дизельного двигателя при морозах до -30°С.

В дизельных двигателях с турбонаддувом турбина позволяет увеличить мощность и элас-тич-ность. Это становится возможным за счет дополнительного нагнетания воздуха в камеру сгорания.

Бывают механические нагнетатели, ко-то-рые приводятся в действие с помощью ремня. Но более распространены турбокомпрессоры, которые работают за счет давления от-ра-бо-тан-ных газов. У дизеля давление выпускной сис-те-мы в два раза выше, чем у бензиновых моторов. Это позволяет работать турбине с минимальными оборотами и избежать эффекта «турбоямы».

За большую мощность дизельного двигателя с турбонаддувом придется платить более качественным моторным маслом (компрессор очень чувствителен к этому па-ра-мет-ру). Также турбина работает под высокой нагрузкой, поэтому ее ресурс редко превышает 150000 км.

Сердцем дизельной техники является…
Нет, не сам двигатель, а топливная система, без которой все остальное — просто «железо».

Рядный топливный насос высокого давления появился в 1927 году.

Название указывает на принцип размещения насосных секций с плунжерами: они располагаются одна за другой в ряд, каждая обслуживает свой цилиндр. Эта техника чрезвычайно надежная и долговечная. Главным образом это связано с тем, что качество топлива очень мало влияет на состояние насоса.

Следующее поколение насосов высокого давления появилось в 1960-х. Они также использовали механический впрыск, однако их конструкция существенно отличалась от рядных ТНВД. Здесь всего один плунжер, при вращении которого, топливо распределяется по цилиндрам. Отсюда и название данного типа ТНВД — распределительный.

Дальнейшим развитием конструкции распределительных ТНВД стало использование электронного управления. В отличие от чисто механического насоса, где регулирование и подачу топлива обеспечивают вакуумные и механические элементы, здесь используется электронная плата управления. Она считывает данные с имеющихся датчиков и за счет исполнительных механизмов (электроприводов) более оперативно и точно регулирует процесс подачи топлива, что позволяет обеспечить лучшую топливную экономичность и соответствие более жестким экологическим требованиям.

Отдельной ветвью развития топливных систем стали насос-форсунки. Данная система объединяет в одном узле ТНВД и форсунку (устанавливается индивидуально на каждый цилиндр). Поршни насоса приводятся в движение распредвалом двигателя и создают впрыск топлива под высоким (свыше 2000 бар) давлением.

Common Rail появилась в середине 1990-х. Эта система завоевала весь мир. Почему? Она не имеет конкурентов в части топливной экономичности и экологической безопасности, позволяя вписываться даже в жесткие рамки Евро-6. К тому же это чрезвычайно «гибкая» система, которая может применяться на автомобильных, паровозных, судовых двигателях.

Чисто механически насос Common Rail гораздо проще, чем любой рядный или распределительный ТНВД. Он не имеет распределительных функций и только накачивает топливо в общую рампу. За своевременную и точную подачу топлива в цилиндры отвечают форсунки, работающие по команде блока управления.

Common Rail отличается высокой надежностью. Главный враг — загрязнения, которые забивают мельчайшие каналы и приводят к сбою в работе управляющих систем и форсунок, способны вывести из строя нагруженные элементы топливного насоса. Поэтому требования к качеству топлива, его чистоте, высоки.

Common Rail высокого давления — обзор

Часть вторая: законодательство в области здравоохранения и безопасности, управление и оценка рисков

Строгий порядок приоритета всех систем безопасности испытательного центра должен быть следующим:

Первый приоритет: защита персонала

Второй приоритет: защита объекта

Третий приоритет: защита тестируемого объекта

Формальная ответственность за ОТ и ТБ в крупной организации будет возложена на менеджера, обученного обеспечивать соблюдение политик компании и требований законодательства соблюдаются всеми сотрудниками, посетителями и контролирующей организацией.

Важной особенностью автомобильной испытательной установки является то, что при некоторых обстоятельствах следует ожидать потенциально опасного отказа проверяемого оборудования и что может иметь место неконтролируемый разряд энергии. Следовательно, как подробно обсуждается в главе 3 «Проектирование и строительство испытательного центра», концепция «сдерживания опасности» должна быть встроена не только в структуру объекта, но и в его рабочие процедуры.

Существует очень мало правил ОТ и ТБ, которые были разработаны исключительно для средств испытаний силовых агрегатов; во всем мире на них распространяются общие законы, касающиеся безопасности труда и защиты окружающей среды.Тем не менее, применение этих общих промышленных правил иногда имеет непредвиденные последствия и вызывает эксплуатационные сложности, как, например, в случае европейских правил ATEX (см. Главу 4: Требования к электрическому проектированию испытательных центров), Директивы по новому оборудованию (EN ISO 13849-1). и EN 62061 [1,3]. Требования норм EN ISO 13849-1, относящиеся к автомобильной силовой трансмиссии, были приняты испытательными организациями, и появился набор общепринятых передовых практик.Основная трудность заключалась в том, что необходимо рассматривать структуру ячейки как «защиту машины» и, следовательно, требовать наличия двухпроцессорной, «безопасной» системы на основе ПЛК для предотвращения доступа к ячейке, если только в очень специфических условиях.

При оценке числового уровня полноты безопасности (SIL), требуемой в соответствии с EN 62061, типовые испытательные ячейки силовой передачи были оценены как уровень SIL 2, и переговоры с аккредитованными национальными организациями, такими как TÜV, похоже, пришли к взаимоприемлемому уровню интеграции и практики .Чтобы позволить проводить испытания компонентов трансмиссии, не делая их непрактичными или чрезмерно дорогими, а также для поддержания хороших показателей безопасности, производственные процедуры, как правило, основываются на установленных и общепринятых передовых методах. Однако там, где не существует прецедентов, как, например, при использовании новых технологий в гибридных и электрических силовых агрегатах и транспортных средствах, использующих большие батареи и эмуляцию аккумуляторов, требуется повышенная бдительность и анализ конкретных рисков.

Авторы рекомендуют участвовать в отраслевых форумах и на веб-сайтах национальных отраслевых ассоциаций производителей оборудования, многие из которых, как правило, дают актуальные советы по подробному соблюдению этих правил.

Рассмотрение общих опасностей в двигателях внутреннего сгорания, электромоторах и силовых агрегатах

Подавляющее большинство «аварий» в автомобильных испытательных центрах не приводят к травмам человека из-за соблюдения правила, касающегося того, что испытательная ячейка должна сформировать коробку для сдерживания опасностей и исключения людей.Сообщаемые травмы в значительной степени связаны с травмами, вызванными плохой уборкой, например, поскользнуться на скользких поверхностях, споткнуться о кабели или трубы, падения из-за отсутствия плит пола и случайный контакт с горячими поверхностями.

Развивающиеся технологии и новые конфигурации в рамках BEV и HEV увеличили количество и типы испытаний, которые сейчас требуются в автомобильном испытательном центре, со соразмерным увеличением новых опасностей, это требует, чтобы руководство «традиционного» испытательного центра ICE пересмотрело свой анализ рисков и методы работы.Для новых участников автомобильных испытаний жизненно важно изучить и адаптировать существующие передовые методы производства и построить на их основе собственные методы безопасности.

Скорее наоборот, внутри электромотора или испытательной ячейки электронной оси установленное проверяемое оборудование, подключенное к аккумуляторной батарее и работающее на холостом ходу, может показаться сравнительно «безопасным» и безопасным по сравнению с более горячим и шумным ДВС; это видимость, которая полностью вводит в заблуждение. В частности, в настоящее время считается, что аккумуляторный блок представляет значительную опасность в испытательной ячейке, и на большинстве площадок по всему миру они были либо вынесены из ячейки в пределах их собственной защиты, либо, что чаще всего, полностью заменены с помощью эмулятора. .

Двумя наиболее распространенными серьезными неисправностями, произошедшими за последние 20 лет, являются следующие:

1.: отказы вала — , обычно вызванные несоответствующей конструкцией системы и / или плохой сборкой, и
2.: Пожар, возникший в UUT — за последние 10 лет, чаще всего вызванный утечками топлива из систем двигателя высокого давления (Common Rail), вероятно, в результате неправильной сборки или модификации системы.

Следовательно, первостепенное значение имеют высокий стандарт испытательной сборки и процедур проверки вместе с проектированием и герметизацией шахт, а также обучение персонала правильным действиям в случае пожара.

Выбросы взрывчатых веществ в ячейки частей вращающихся механизмов, кроме тех, которые возникают в результате отказа вала, встречаются реже, чем можно предположить; но ДВС иногда выбрасывают шатуны, а вспомогательные агрегаты расшатываются и сбрасывают приводные ремни.В этих случаях мусор и последующее разливание нефти должны удерживаться структурой ячейки и дренажной системой, а люди должны с помощью надежных блокировок, правильной процедуры работы и здравого смысла удерживаться вне ячейки во время работы на скорости выше холостого хода. происходит.

Инциденты поражения электрическим током в хорошо обслуживаемых испытательных центрах были редкими, но с ростом развития гибридных и электрических силовых агрегатов транспортных средств должна возрастать опасность поражения электрическим током и ожогов.

Важность маркировки шкафов

Распространение и очень широкий диапазон номинальных мощностей источников электроэнергии и систем распределения приводят к возможной путанице как в современных испытательных камерах, так и в связанных с ними производственных помещениях. По мнению авторов, правильная маркировка, наряду с указанием «живого» статуса, многих «анонимных» электрических панелей, установленных на испытательных объектах, нуждается в улучшении, чтобы обеспечить безопасную рабочую среду.Следует учитывать не только нормальное, активное или спокойное состояние объекта, но и состояние ненормальных условий, когда аварийный или обслуживающий персонал, не знакомый с деталями помещения, быстро вызывается для решения таких ситуаций, как затопление или необнаруженный источник дыма. или во время частичного или общего отключения электроэнергии.

Анализ рисков

Риск можно определить как опасность или потенциальную опасность , травмы, технического сбоя, финансовых потерь или любую комбинацию этих трех факторов.

В то время как менеджеры по ОТ и ТБ сконцентрируются на первом из них, в соответствии с приоритетом, установленным в начале этой главы, старшие менеджеры должны учитывать все три в начале каждого нового предприятия или задачи по тестированию.

Законодательно утвержденный способ управления рисками состоит в том, чтобы ввести процесс, с помощью которого ответственное лицо перед началом работы должно провести и зарегистрировать оценку рисков. Требования Директивы по машинному оборудованию EN ISO 13849-1, которая заменяет EN 954-1, в отношении оценки и «оценки» уровня риска, показаны на рис.2.4.

Рисунок 2.4. Формальная классификация уровней риска или уровней эффективности, как определено в ISO 13849-1: 2006.

Оценка риска — это не просто «разовая» бумажная работа, которая требуется в связи с изменением условий работы; это непрерывная задача, особенно во время сложных проектов, где некоторые риски могут меняться каждую минуту, прежде чем исчезнуть после завершения задачи.

Персонал, участвующий в проведении оценки рисков, должен понимать, что цель учений заключается не столько в описании и оценке риска, сколько в распознавании и внедрении реалистичных действий и процедур, которые устраняют или уменьшают потенциальные последствия опасности. .

При оценке рисков следует учитывать как риски травм (острые), такие как падение с лестницы, так и риски для здоровья (хронические), такие как воздействие канцерогенных материалов, а также риски для окружающей среды, такие как как утечки жидкости в результате происшествий, не представляющих опасности для здоровья человека.

В жизненном цикле испытательного оборудования происходят важные события, когда следует применять процессы ОТ и ТБ и оценку рисков:

•: этапы планирования и предварительного запуска нового или модифицированного испытательного центра, как для конкретного проекта, так и для эксплуатации;
•: при изменении любого законодательства, прямо или косвенно регулирующего объект;
•: периодов обслуживания, ремонта и калибровки внутренним или субподрядным персоналом;
•: значительно отличающиеся тестовые объекты или процедуры тестирования, такие как те, которые требуют работы без участия человека или нового топлива; и
•: добавление нового оборудования.

Примечание относительно безопасности субподрядчика: Предоставление оценки риска субподрядчиком не отменяет ответственности Клиента или Руководства участка, под которым они работают, по вопросам здоровья и безопасности, прямо или косвенно связанных с выполняемой работой выполняется субподрядчиком. Необходимо проверять и контролировать качество оценки и соблюдение описанных в ней процессов. Известно, что небольшие подрядные компании используют настраиваемые шаблоны оценок рисков, предоставляемые их торговыми ассоциациями, и мало знают об их подробном содержании или возлагаемых на них обязанностях.

Официальное введение в должность нового персонала, присоединяющегося к персоналу испытательного центра, и регулярный анализ уровней обучения, необходимого для его развития, являются важными частями комплексной политики управления качеством, ОТ и ТБ, а также экологической политики.

Особый случай управления университетскими испытательными центрами и надзора за ними

Управленческие и операционные структуры лабораторий по испытанию силовых агрегатов в университетах часто отличаются от таковых на промышленных объектах, равно как и уровни соответствующей подготовки и опыта группы пользователей оборудования.При случайном наблюдении, домашнее хозяйство кажется особой проблемой в академических автомобильных испытательных камерах и вокруг них, где часто из-за нехватки места для хранения нередко можно найти рабочие места, загроможденные хранимым оборудованием. Такой беспорядок препятствует доступу или побегу человека и увеличивает пожарную нагрузку на объект.

Домашнее хозяйство — это вопрос первичной безопасности, в то время как физическая охрана, которой часто уделяется больше внимания со стороны руководства, может иметь второстепенное значение.

Чтобы получить доступ к испытательному центру, каждый студент и сотрудник должны пройти соответствующий формальный и зарегистрированный инструктаж по технике безопасности.

Строгое соблюдение и использование старшим менеджером уже упомянутого журнала испытательной камеры поможет преодолеть неотъемлемые опасности, порой извилистые пути коммуникации в академических организациях и частую смену студенческого контингента; это настоятельно рекомендуется.

Авторы заметили, что как в университетах, так и в государственных организациях слишком часто наблюдается организационный разрыв между группами пользователей лабораторий и их внутренней группой технического обслуживания (Департамент недвижимости).Такие ситуации, а также вызываемая ими трата времени, усилий и средств время от времени были источником разочарования и удивления для многих подрядчиков, участвующих в проектах строительства и модификации объектов. Было замечено, что, если нет тесного сотрудничества с коммерческим партнером, внимание к процедурам калибровки приборов в некоторых испытательных лабораториях колледжей невелико, поэтому они плохо подготавливают студентов к суровым промышленным испытаниям.

Примечания относительно определения причины и следствия

Инженеры-испытатели проводят большую часть своей рабочей жизни, определяя разницу между причиной и следствием.Как в выявлении ценности конструктивных изменений, наблюдаемых по результатам испытаний, так и в попытке найти причину неисправности системы; Персонал, выполняющий испытания и ввод в эксплуатацию, должен развивать как диагностические навыки, так и привычку к разумному скептицизму. Все инструменты склонны быть лжецами, но даже если данные «верны», причину эффекта, наблюдаемого в сложных системах, таких как те, которые обсуждаются в этой книге, может быть трудно определить, даже если это противоречит здравому смыслу. С таким большим количеством причин и следствий, встроенных в программный код и логику проектирования, как в испытательном оборудовании, так и в проверяемом оборудовании, поиск неисправностей часто должен быть многопрофильной задачей и является одной из веских причин для обучения инженеров мехатронике.Повторяющиеся неисправности или инциденты могут быть сравнительно легко проанализированы, но ложные неисправности — это кошмар, и они часто возникают на рынке запчастей автомобилей, где обычными средствами устранения неисправности без выявления ее причины является замена модуля или соединительного ткацкого станка.

Латинский «тег», который должен быть в записной книжке каждого инженера-испытателя, — «post hoc, ergo propter hoc», что означает «после этого, следовательно, из-за этого». Вероятно, это использовалось в обучении логике на протяжении тысячелетий, и это очень заманчивое логическое заблуждение, которое широко практикуется сегодня.Это пример корреляции , а не причинной связи , в котором событие, следующее за другим, рассматривается как необходимое следствие предыдущего события. Конечно, вывод причинности может быть очевидным и правильным, но мы всегда должны сохранять эту позицию разумно применяемого скептицизма.

Автор этого раздела, в течение многих лет поиска неисправностей в двигателях и испытательных центрах, счел полезным вспомнить медицинский афоризм «Когда вы слышите стук копыт, думайте о лошадях, а не о зебрах», означающий, что в поисках Причины неисправностей, грубые ошибки следует рассматривать прежде, чем очень тонкие.

Что такое Common Rail? | Farinia Group

Common Rail является одним из наиболее важных компонентов в системе прямого впрыска топлива для дизельного топлива и бензина. Основное различие между прямым и стандартным впрыском — подача топлива и способ его смешивания с поступающим воздухом. В системе прямого впрыска топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, минуя период ожидания во впускном коллекторе. Под управлением электронного блока топливо впрыскивается непосредственно там, где камера сгорания наиболее горячая, что делает его более равномерным и тщательным.

Основные преимущества прямого впрыска топлива с общей топливораспределительной рампой сводятся к сокращению выбросов выхлопных газов и шума, повышению топливной экономичности и общей производительности двигателя. Система состоит из насоса высокого давления, форсунок, рейки и электронного блока управления.

Common Rail представляет собой длинный металлический цилиндр. Он получает топливо от насоса и распределяет его по форсункам под чрезвычайно высоким давлением. Повышение давления топлива — результат новейшей конструкции двигателей.И дизельные, и бензиновые двигатели, как правило, становятся меньше и легче для повышения топливной экономичности и производительности, что увеличивает давление топлива и устанавливает совершенно новые стандарты для производства высококачественной системы Common Rail .

Во-первых, решающее значение имеет геометрическая точность детали. Точная конструкция способствует повышению производительности системы Common Rail. Даже минимальные колебания размера или формы могут привести к поломке. Определение правильных параметров на этапе проектирования важно, но что действительно важно, так это их строгое соблюдение в процессе производства.

Выбор материалов — это тоже момент, который нельзя недооценивать. Хорошие механические свойства обеспечивают прочность и предотвращают коррозию. Используемые материалы — обычно сталь и нержавеющая сталь. Common Rail для дизельного двигателя изготовлен из стали, а Common Rail для бензинового двигателя изготовлен из нержавеющей стали, потому что топливо слишком агрессивно, а нержавеющая сталь обладает большей устойчивостью к коррозии, чем сталь.

Качество Common Rail имеет решающее значение.Повреждения могут привести к поломкам и утечкам, которые могут заблокировать автомобиль или привести к возгоранию. Следовательно,

опережающий,
тестирование
и профилактика

любые возможные проблемы с общей топливораспределительной рампой во время производства являются существенными. Ковка имеет наибольший вклад в эффективное предотвращение возможных отказов компонентов. Ковка и, в частности, горячая ковка упрочняет материал, закрывая пустоты в металле, деформируя его и придавая ему форму с помощью локализованных сжимающих сил. Кованый Common Rail прочнее и устойчивее к давлению и коррозии.

Setforge, кузнечная дочерняя компания Farinia Group, имеет многолетний опыт в разработке и реализации высококачественного производственного процесса Common Rail. Мы работаем с лучшими поставщиками стали и предлагаем широкий спектр методов ковки, выполненных на современном оборудовании и инструментах.

Вот почему дизельные двигатели со временем начинают терять мощность и КПД

2 сентября 2019

Если вы не дизельный механик или мало знакомы с техникой дизельных двигателей, вы можете не знать, что а) дизельные двигатели с системой впрыска Common Rail могут быть вдвое эффективнее бензиновых двигателей и б) какие сообщить клиенту, который жалуется на то, что его дизельный автомобиль становится все менее «бодрым».Во многих таких случаях может не быть очевидных признаков того, что что-то не так с автомобилем или какой-либо конкретной системой контроля / управления, поэтому в этой статье мы подробно рассмотрим, как и почему дизельные двигатели могут постепенно становиться менее эффективными. со временем, начиная с этого вопроса —

Почему дизельные двигатели вообще более эффективны, чем бензиновые?

Несмотря на то, что дизельное топливо имеет значительное преимущество по удельной энергии по сравнению с бензином, из этого получается менее 50% общего КПД дизельного двигателя.На практике около 60% процентов приходится на комбинацию дизельных двигателей’-

длинный ход
на низких оборотах
принудительная индукция в сочетании с отсутствием насосных потерь (воздуха)
высокая степень сжатия и многократный впрыск на такт впуска / сжатия
и тот факт, что большинство современных дизельных двигателей могут без проблем работать на топливно-воздушной смеси, которая часто бывает бедной, как одна часть топлива на 80 частей воздуха.

Кроме того, все вышеперечисленное объединяет, чтобы дизельные двигатели работали значительно холоднее, чем бензиновые двигатели с сопоставимым рабочим объемом, что дополнительно увеличивает эффективность дизельных двигателей, поскольку меньшая теплотворная способность топлива (по сравнению с теплотворной способностью бензина) преобразуется в тепло, которое передается в атмосферу без выполнения какой-либо полезной работы.

Однако обратная сторона заключается в том, что превосходная эффективность дизельного двигателя по сравнению с бензиновым двигателем с аналогичным рабочим объемом может поддерживаться только тогда, когда все факторы, которые делают дизель эффективным в первую очередь, работают на оптимальном уровне. Фактически, любой отдельный фактор, система или функция управления, которая контролирует, регулирует и / или влияет на сгорание дизельного топлива, которое не функционирует оптимально, потенциально может привести к постепенной потере мощности дизельного двигателя и снижению его эффективности с течением времени и увеличением расхода увеличивается, поэтому давайте начнем с —

Проблемы с форсункой

Несмотря на то, что качество и чистота дизельного топлива в Австралии оставляет желать лучшего, насос-форсунки старого образца не так подвержены повреждениям из-за низкого качества топлива, как современные форсунки Common Rail.Основными причинами этого являются тот факт, что давление впрыска в насосе было намного ниже, чем давление в системе Common Rail, и что форсунки имели относительно большие отверстия для впрыска. На практике автомобили, работающие с системами блочного впрыска и вторичными топливными фильтрами, фильтрующими до 5 микрон, были относительно невосприимчивы к засорению отверстий впрыска, потому что большинство твердых загрязняющих веществ просто проходили через отверстие впрыска, не застревая.

Однако с системами впрыска Common Rail все по-другому.Типичное давление впрыска в этих системах может достигать 2000+ бар, а наличие до шести отверстий для впрыска (диаметром от 120 до 200 микрон *) на инжектор означает, что топливо может испаряться более эффективно, чем когда-либо было возможно сделать с системы блочного впрыска. Более того, многократное впрыскивание за такт сжатия также улучшает объемное смешивание топлива и воздуха, что значительно улучшает процесс сгорания.

* Для сравнения: человеческий волос в среднем составляет около 100 микрон в диаметре.

Важно помнить, что основной движущей силой улучшения сгорания в дизельных двигателях является необходимость снижения выбросов. Хотя дизельные двигатели с системой Common Rail на порядок чище, чем когда-либо прежде, обратная сторона для нас, технических специалистов, заключается в том, что любое отклонение от оптимального распыления топлива, даже самое незначительное, может привести к пропускам зажигания, потере мощности, увеличению выбросов и снижению расхода топлива. упомяните клиентов, которые требуют ответов, которые мы не сможем дать им или, по крайней мере, не сразу.

Давайте рассмотрим в качестве практического примера современную систему впрыска дизельного топлива Common Rail, в которой грязное топливо забило одно отверстие впрыска. Если бы все отверстия для впрыска были чистыми, тонко распыленное топливо распылялось бы в воздушный заряд, по крайней мере, в шести направлениях, что значительно улучшает распределение топлива по камере сгорания. Когда происходит воспламенение топлива, оно происходит одновременно в нескольких точках * по всей воздушно-топливной смеси, и если система использует несколько впрысков, общее событие сгорания улучшается еще больше.Результатом является поэтапное и почти идеальное сгорание топлива, чего очень трудно, а то и невозможно достичь с помощью блочного впрыска.

* Это отличается от зажигания в бензиновых двигателях, где воспламенение обычно происходит от свечи зажигания, а затем распространяется наружу от точки зажигания.

На этом этапе не имеет значения, как и почему засоряются отверстия для впрыска на дизельных форсунках Common Rail. Однако важно то, что одно засоренное отверстие препятствует равномерному распределению топлива по камере сгорания.Практический эффект от этого состоит в том, что а) топливно-воздушная смесь не воспламеняется равномерно и б) неравномерное горение вызывает развитие и / или хаотическое распространение фронта детонационного пламени, что приводит к неравномерному и неравномерному воспламенению. неполное сгорание. Еще один эффект заключается в том, что если в системе используется несколько впрысков, хаотическая картина горения может предотвратить воспламенение топлива, впрыскиваемого во время последнего одного или нескольких событий впрыска, что приводит нас к-

Как распознать забитые форсунки

Типичные симптомы засорения форсунок включают, помимо прочего, грубую работу на холостом ходу, видимый дым из выхлопных газов, повышенный расход топлива, засорение или повреждение каталитических нейтрализаторов и / или сажевых фильтров DPF, частую регенерацию DPF или отказ для запуска регенерации DPF.Этот последний симптом в значительной степени зависит от того, как используется автомобиль, и иногда может потребоваться получить данные в реальном времени по противодавлению выхлопных газов перед выполнением принудительной регенерации DPF, чтобы подтвердить или устранить засорение DPF как причину потери мощности.

Однако, зная, что австралийское дизельное топливо на несколько порядков грязнее, чем должно быть, процедура диагностики таких проблем, как потеря мощности и постоянно ухудшающийся КПД, в идеале должна следовать следующей схеме для экономии времени:

Извлеките все сохраненные коды неисправностей и устраните все, прежде чем продолжить процедуру.В идеале не должно быть светящихся сигнальных огней, не должно быть ожидающих или активных кодов, и особенно кодов, связанных с EGR
Осмотрите топливо на предмет явных признаков загрязнения водой и / или роста бактерий. Примите необходимые меры, чтобы убедиться, что топливный бак и система чистые и незагрязненные
Осмотрите все топливные фильтры и водоотделители. При необходимости замените фильтры и слейте водоотделители
Если автомобиль не оборудован вторичным топливным фильтром / водоотделителем, получите разрешение клиента на его установку, чтобы предотвратить повторение проблемы.
Выполните испытания расхода топлива и давления, чтобы убедиться, что топливная система полностью работоспособна, и особенно в отношении синхронизации / настроек SOI (начало впрыска).Обратите внимание, что из-за того, как работают форсунки, может случиться так, что между доставкой импульса форсунки и началом фактического впрыска может возникнуть слишком большая задержка. Это известно как «запаздывание впрыска» или иногда как «запаздывание инжектора», но независимо от используемой терминологии чрезмерно длинные запаздывания могут существенно влиять на подачу мощности и эффективность двигателя
После того, как все вышеперечисленное выполнено и / или проверено, выполните сравнительную проверку объема форсунок на всех форсунках в строгом соответствии с процедурами, предписанными изготовителями транспортных средств.Обратите внимание, что чаще всего попытки прочистить форсунки дизельного топлива Common Rail являются пустой тратой времени и денег; единственное надежное и долгосрочное решение — замена забитой / поврежденной форсунки

Шаги, описанные выше, обычно решают проблему в девяти из каждых десяти случаев, но если проблема не исчезнет или усугубится, необходимо учитывать:

Проблемы со сжатием

Если все факторы, обеспечивающие эффективную работу современного дизельного двигателя Common Rail, равны, то давление сжатия будет первым среди равных.

Поскольку давление сжатия является пусковым механизмом при сгорании дизельного топлива, отсюда следует, что устойчивое снижение эффективных давлений сжатия с течением времени будет иметь прямое отношение к тому, насколько хорошо (или иначе) смесь воздух / дизельное топливо будет сгорать по мере старения двигателя. Фактически, большинство дизельных двигателей в современных легких транспортных средствах начнут демонстрировать заметное снижение мощности и эффективности, когда эффективное давление сжатия снизится всего на 5%, а в некоторых случаях значительно меньше, чем на 5%.

Тем не менее, при рассмотрении давления сжатия в дизельных двигателях важно не зацикливаться и не отвлекаться на соотношение между объемом и давлением всасываемого воздуха. Поскольку дизельные двигатели не имеют дросселирования, как бензиновые, системы впуска дизельного топлива между выпускным отверстием турбокомпрессора и впускными клапанами находятся под довольно равномерным давлением, и, следовательно, дизельный двигатель просто забирает столько воздуха, сколько доступно, в то время, когда впускные клапаны открыты. На практике это устраняет неточные показания расхода воздуха из-за неисправных датчиков MAP или MAF, а также необходимость основывать ширину импульса форсунок, среди прочего, на давлениях во впускном коллекторе.

Итак, почему это важно? Это важно, потому что единственное, что действительно может повлиять на соотношение между мощностью / КПД двигателя и давлением сжатия, — это то, насколько хорошо (или иначе) поршневые кольца выдерживают давление сжатия с момента, когда оно начинает расти, до момента, когда поршень начинает свое движение. движение вниз после того, как произошло возгорание.

Таким образом, если предположить, что выпускные клапаны не протекают, давление сжатия может выходить только за поршневые кольца.Хотя механический износ сопряжения поршневых колец и стенки цилиндра неизбежен, роль, которую надлежащая смазка играет в скорости износа, гораздо более важна для дизельных двигателей, чем для любого бензинового двигателя. Для этого есть несколько причин, но наиболее существенная причина заключается в том, что трибологические * нагрузки на поршневые кольца в дизельных двигателях намного более жесткие, чем в бензиновых. Давайте рассмотрим этот вопрос подробнее —

* Трибология — это наука и исследование принципов смазки, трения и механического износа поверхностей, находящихся в относительном движении, таких как, например, поршневые кольца, которые скользят вверх и вниз в цилиндрах, одновременно давя на стенки цилиндров. время.

Хотя верно то, что первичное движение поршней совмещено с осью отверстия цилиндра, все поршни также демонстрируют небольшие поперечные движения, которые передаются им за счет вращения коленчатого вала. Эти движения меняются в зависимости от положения поршней в цилиндре, а также от частоты вращения двигателя и нагрузки. Более того, хотя эффективность уплотнения цилиндра значительно повышается за счет давления газа, который эффективно прижимает поверхность кольца к стенке цилиндра, небольшие боковые движения движущегося поршня напрямую влияют на толщину смазочной пленки между поверхностью кольца и стенкой цилиндра. .

Очень высокие температуры, которые достигаются около верхнего конца хода поршня, имеют тенденцию нагревать масляную пленку на стенках цилиндра до точки, при которой вязкость масла значительно снижается, что относительно легко делает это для передней кромки верхнего поршневого кольца. буквально «стереть» масло со стенок цилиндра. По существу, тогда верхнее кольцо работает в условиях кратковременной граничной смазки, поскольку большая часть ширины кольца находится в прямом контакте металл-металл со стенкой цилиндра.

Однако большинство современных дизельных двигателей спроектированы так, чтобы выдерживать повышенную скорость механического износа верхней части их стенок цилиндров на протяжении нескольких сотен тысяч километров без неблагоприятных последствий, но по большей части это верно только для дизельных двигателей. не работают на грязном, испорченном, неподходящем, чрезмерно разбавленном или некачественном моторном масле.

Однако обратите внимание, что, поскольку второе кольцо обычно не подвержено влиянию в той же степени, что и верхнее кольцо, обнаружение этого типа механического износа, как правило, невозможно без демонтажа двигателя, поскольку частоты вращения коленчатого вала, при которых обычно проводятся испытания на сжатие, слишком низкие. чтобы вызвать боковое движение поршня.

ПРИМЕЧАНИЕ: Хотя проверка герметичности цилиндра может выявить изношенные поршневые кольца дизельного двигателя, вам необходимо сравнить скорость утечки с надежной сервисной информацией, если вы хотите исключить предположения из процедуры.

На практике это означает, что, поскольку давление газа за верхним кольцом и скорость поршня относительно низки на скоростях проворачивания коленчатого вала, верхнее кольцо обычно не приводится в положение, когда большая часть поверхности кольца поднимается или перемещается от стенка цилиндра чрезмерными боковыми движениями.В результате как верхнее, так и второе кольца обычно хорошо работают на скоростях проворачивания, что обычно дает хорошее значение сжатия, хотя часто вводящее в заблуждение значение сжатия, которое может не иметь никакого отношения к фактическим значениям сжатия при более высоких оборотах двигателя.

Рассмотрим изображение ниже —

Источник изображения: https://www.researchgate.net/publication/282831023_An_analytical_study_of_tribological_parameters_between_piston_ring_and_cylinder_liner_in_internal_combustion_engines

Детали на этом изображении были преувеличены для ясности, но на нем видно, как боковое движение поршня может соскрести большую, если не всю толщину масляной пленки со стенок цилиндра.В двигателях, которые уже демонстрируют заметную степень износа стенок цилиндра, верхнее кольцо работает в условиях граничной смазки значительно дольше, чем в неизношенном двигателе, что еще больше ускоряет износ как верхнего кольца, так и стенки цилиндра. Обратите внимание, что «LOC» означает L , расход топлива O или C ».

На основании вышеизложенного и в тех случаях, когда известно, что заказчик не выполнил запланированное обслуживание и замену масла, почти наверняка постепенная потеря мощности и эффективности его двигателя происходит исключительно из-за потери давления сжатия в прошлом. изношены верхние поршневые кольца.За исключением восстановления двигателя, нет никакого решения, но этого типа проблемы можно в значительной степени избежать, посоветовав клиентам не пропускать плановые замены масла и всегда использовать лучшее из имеющихся масел, а не лучшее масло, которое они могут себе позволить.

Из-за конструкции двигателей невозможно избежать или устранить поперечные движения поршней. Однако, поскольку масляная пленка на стенках цилиндров обычно имеет толщину всего около 10 микрон в середине рабочего хода и часто менее 5 микрон как в ВМТ, так и в НМТ, использование рекомендованного масла в дизельных двигателях обеспечивает наилучшую защиту от воздействия поршневые кольца, работающие в условиях граничной смазки, что приводит нас к —

Другие возможные причины для рассмотрения

К счастью, существуют и другие, менее серьезные причины потери мощности и снижения эффективности дизельных двигателей, которые могут включать одну или несколько из следующих:

Утечки во впускной системе

Поскольку дизельные двигатели работают лучше всего при полном давлении наддува, существует почти прямая корреляция между степенью потери мощности и размером отверстия, утечки или перфорации во впускной системе.Хотя утечки могут возникать практически где угодно, наиболее распространенными местами утечки являются незащищенные соединения впускных каналов или перфорация в промежуточных охладителях.

Ограничения системы впуска

Это вряд ли нуждается в объяснении; проверьте состояние фильтрующего элемента воздушного фильтра и убедитесь, что во впускной системе нет ветоши, гнезд грызунов и / или насекомых или других препятствий для потока воздуха.

Низкая производительность турбокомпрессора

Общие проблемы с турбокомпрессорами включают изношенные колеса компрессора, протекающие заслонки для сброса (сбросные клапаны), которые позволяют сбрасывать давление наддува, негерметичные выпускные коллекторы, позволяющие сбрасывать давление привода, или серьезные дисбалансы в одном или обоих колесах турбины и компрессора, которые препятствуют вращению. сборка от отжима на оптимальных оборотах.

Чрезмерный люфт или механический износ клапанных механизмов

Так как дизельные двигатели зависят от сжатия для работы, любой свободный ход или износ в клапанах, толкателях клапанов, распределительных валах, коромыслах (толкателях), зубчатых ремнях / цепях и связанных с ними звездочках, шкивах, натяжных устройствах и / или направляющих предположительно могут влиять на объем воздуха, который забирает каждый цилиндр. Уменьшение всасываемого объема в точности аналогично увеличению объема камеры сгорания, и если отклонение достаточно велико, воспламенение может не произойти, а если оно произойдет, то процесс сгорания может быть неполным, что повлияет на мощность двигателя и эффективность.

Чрезмерное противодавление выхлопных газов

Любое ограничение в выхлопной системе дизеля, которое вызывает повышение противодавления выхлопных газов за пределы максимально допустимых уровней, будет мешать отводу выхлопных газов из цилиндров, что, в свою очередь, повлияет на то, как двигатель дышит. Типичные ограничения включают засорение или повреждение глушителей, сажевых фильтров и, в частности, каталитических нейтрализаторов SCR (избирательного каталитического восстановления). Однако обратите внимание, что ограничения выхлопа обычно (но не всегда) вызывают коды неисправностей и / или сигнальные лампы, поэтому обязательно извлеките и устраните все сохраненные коды неисправностей, прежде чем отказываться от дорогостоящих компонентов выхлопной системы.

Заключение

Было время, когда дизельные двигатели работали и работали почти на всем, что горит, но теперь это не так. Современные дизельные двигатели будут работать эффективно только тогда, когда они находятся в отличном механическом состоянии и все параметры управления находятся в допустимых пределах. Однако, когда вы диагностируете проблемы с управляемостью дизельных двигателей, важно: а) думать о том, как сгорает дизельное топливо, и б) помнить, что корректировка уровня топлива не играет никакой роли в работе дизельного двигателя.

По сути, ваши мыслительные процессы должны претерпеть смену парадигмы. От сложных соотношений между плотностью, температурой и расходом всасываемого воздуха и тем, как эти отношения влияют на сгорание бензина, до простого факта, что современный дизельный двигатель требует для работы только тонко распыленного топлива и сжатия. Вы обнаружите, что как только вы измените эту парадигму, дизельные двигатели потеряют всю свою тайну, а диагностика проблем с управляемостью станет пресловутой прогулкой по парку.

Common Rail System (CR-System) для дизельных двигателей легковых автомобилей; Опыт применения для проектов серийного производства

Образец цитирования: Flaig, U., Polach, W., and Ziegler, G., «Система Common Rail (CR-система) для дизельных двигателей легковых автомобилей; опыт применения в проектах серийного производства», Технический доклад SAE 1999- 01-0191, 1999 г., https://doi.org/10.4271/1999-01-0191.
Загрузить Citation

Автор (ы): Ульрих Флайг, Вильгельм Полах, Герхард Циглер

Филиал: Роберт Бош ГмбХ, Штутгарт

Страниц: 12

Событие: Международный конгресс и выставка

ISSN: 0148-7191

e-ISSN: 2688-3627

Также в: Технология впрыска и распыления дизельного топлива-SP-1415

ZOIL | Основы дизельной топливной системы

Функция дизельной топливной системы заключается в том, чтобы впрыскивать точное количество распыленного топлива под давлением в каждый цилиндр двигателя в нужное время.Возгорание в дизельном двигателе происходит, когда поток топлива смешивается с горячим сжатым воздухом. (В бензиновом двигателе не используются электрические искры.)

Топливная система состоит из следующих компонентов.

Есть много разных типов и форм топливных баков. Каждый размер и форма предназначены для определенной цели. В топливном баке должно храниться достаточно топлива для работы двигателя в течение разумного периода времени. Бак должен быть закрыт, чтобы предотвратить попадание посторонних предметов.Он также должен быть провентилирован, чтобы позволить воздуху поступать, заменяя любое топливо, требуемое двигателем. Требуются еще три отверстия в баке: одно для заполнения, одно для слива и одно для слива.

Дизельные топливопроводы бывают трех типов. К ним относятся тяжелые трубопроводы для высоких давлений между ТНВД и форсунками, трубопроводы среднего веса для легких или средних давлений топлива между топливным баком и ТНВД, а также легкие трубопроводы с низким давлением или без него.

В большинстве систем дизельное топливо необходимо фильтровать не один раз, а несколько раз. Типичная система может иметь три ступени прогрессивных фильтров — сетку фильтра в баке или перекачивающем насосе, первичный топливный фильтр и вторичный топливный фильтр. В последовательных фильтрах все топливо проходит через один фильтр, а затем через другой. В параллельных фильтрах часть топлива проходит через каждый фильтр.

Для получения дополнительной информации о топливных фильтрах см. Основные сведения о дизельных топливных фильтрах.

В простых топливных системах для подачи топлива из бака к ТНВД используется сила тяжести или давление воздуха.На современных быстроходных дизельных двигателях обычно используется топливный насос. Этот насос, приводимый в действие двигателем, автоматически подает топливо в систему впрыска дизельного топлива. Насос часто имеет ручной рычаг заливки для удаления воздуха из системы. Современные ТНВД — это почти все реактивные насосы, в которых используется плунжерный и кулачковый метод впрыска топлива.

Есть четыре основных системы впрыска топлива:

1. Отдельный насос и форсунка для каждого цилиндра

2.Комбинированный насос и форсунка для каждого цилиндра ( насос-форсунка, тип )

3. Один насос, обслуживающий форсунки на несколько цилиндров (распределитель тип )

4. Насосы в общем корпусе с форсунками на каждый цилиндр ( система common rail )

Система Common Rail быстро набирает популярность для применения на дорогах. Рядный и распределительный типы используются на внедорожниках и промышленных машинах.

Форсунки дизельного топлива, пожалуй, самый важный компонент топливной системы. Работа форсунок — подавать точное количество распыленного топлива под давлением в каждый цилиндр. Сильно распыленное топливо под давлением, равномерно распределенное по цилиндру, приводит к увеличению мощности и экономии топлива, снижению шума двигателя и более плавной работе.

В современных форсунках дизельного топлива, например, в топливных системах Common Rail, используется пьезоэлектричество.Пьезоэлектрические форсунки чрезвычайно точны и могут выдерживать очень высокие давления, характерные для систем Common Rail.

Топливо, используемое в современных высокоскоростных дизельных двигателях, производится из более тяжелых остатков сырой нефти, которые остаются после удаления более летучих видов топлива, таких как бензин, в процессе очистки. Наиболее распространенный сорт дизельного топлива — это 2-D, более известный как дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы (ULSD).

Для получения дополнительной информации о дизельном топливе см. Основные сведения о дизельном топливе со сверхнизким содержанием серы.

Распространенный враг дизельных топливных систем — вода. К сожалению, вода чаще встречается в дизельном топливе, чем думает большинство людей. Если вода попадет в систему впрыска, она быстро окислит компоненты черных металлов (стали). Некоторые из наиболее распространенных отказов, связанных с водой, включают:
• Захват компонента впрыска
• Прилипание компонентов дозатора как в насосе, так и в инжекторе
• Отказ регулятора / дозирующего компонента

Дизельная топливная система является важным компонентом любого дизельного двигателя, и ее оптимальная работа важна для максимальной производительности.E-ZOIL производит несколько присадок, разработанных для решения общих проблем, с которыми сталкивается система дизельного топлива. Присадки E-ZOIL повышают смазывающую способность топливной системы и предотвращают преждевременный выход из строя топливных насосов и форсунок. Ознакомьтесь с нашей линейкой присадок для защиты вашего топлива и оборудования!

Bosch и Weichai Power увеличивают эффективность дизельных двигателей грузовых автомобилей Weichai до 50 процентов

Mobility Solutions — крупнейший бизнес-сектор Группы Bosch. Было продано 42 штуки.1 миллиард евро в 2020 году, что составляет 59 процентов от общего объема продаж от операций. Это делает группу Bosch одним из ведущих поставщиков автомобилей. Бизнес-сектор Mobility Solutions преследует видение мобильности, которая является безопасной, устойчивой и захватывающей, и сочетает в себе опыт группы в областях персонализации, автоматизации, электрификации и связи. Результатом для клиентов стали интегрированные мобильные решения. Основными сферами деятельности этого бизнес-сектора являются технологии впрыска и периферийные устройства трансмиссии для двигателей внутреннего сгорания, разнообразные решения для электрификации трансмиссии, системы безопасности транспортных средств, системы помощи водителю и автоматизированные функции, технологии для удобной информационно-развлекательной системы, а также межмашинные перевозки. связь между автомобилем и инфраструктурой, концепции ремонтных мастерских, а также технологии и услуги для вторичного рынка автомобилей.Bosch является синонимом важных автомобильных инноваций, таких как электронное управление двигателем, система противоскольжения ESP и дизельная технология Common Rail.

Группа компаний Bosch — ведущий мировой поставщик технологий и услуг. В компании работает около 395 000 сотрудников по всему миру (по состоянию на 31 декабря 2020 г.). В 2020 году объем продаж компании составил 71,5 миллиарда евро. Ее деятельность разделена на четыре бизнес-сектора: мобильные решения, промышленные технологии, потребительские товары и энергетика и строительные технологии.Как ведущий поставщик Интернета вещей, Bosch предлагает инновационные решения для умных домов, Индустрии 4.0 и подключенной мобильности. Bosch придерживается концепции мобильности, которая должна быть устойчивой, безопасной и захватывающей. Он использует свой опыт в области сенсорных технологий, программного обеспечения и услуг, а также собственное облако Интернета вещей, чтобы предлагать своим клиентам подключенные междоменные решения из одних рук. Стратегическая цель Группы Bosch — облегчить жизнь на связи с помощью продуктов и решений, которые либо содержат искусственный интеллект (ИИ), либо были разработаны или произведены с его помощью.Bosch улучшает качество жизни во всем мире, предлагая инновационные продукты и услуги, вызывающие энтузиазм. Короче говоря, Bosch создает технологии, «изобретенные для жизни». В группу Bosch входят Robert Bosch GmbH и около 440 дочерних и региональных компаний в 60 странах мира. Глобальная производственная, инженерная и сбытовая сеть Bosch, включая партнеров по продажам и обслуживанию, охватывает почти все страны мира. Группа Bosch, располагающая более чем 400 предприятиями по всему миру, с первого квартала 2020 года сохраняет углеродно-нейтральный баланс.Основой будущего роста компании является ее инновационная сила. В 129 офисах по всему миру Bosch нанимает около 73 000 сотрудников в области исследований и разработок, из которых около 34 000 — инженеры-программисты.

Дополнительная информация доступна на сайтах www.bosch.com, www.iot.bosch.com, www.bosch-press.com, www.twitter.com/BoschPresse.

Система впрыска Common-Rail

Система подачи топлива, в которой два или более насоса высокого давления питают общий коллектор или магистраль.Клапаны газораспределения определяют время и объем подачи топлива к форсункам цилиндров. Преимуществами технологии Common Rail являются бездымная работа, более низкие стабильные рабочие скорости (примерно до 10 об / мин для 2-тактных двигателей) и уменьшенный расход топлива при частичной нагрузке.

В системах механического впрыска давление впрыска топлива зависит от частоты вращения и нагрузки двигателя. Когда давление впрыска падает при более низких нагрузках, капли топлива становятся больше, и не хватает времени для полного сгорания этих капель.Результат — облако дыма. Технология впрыска Common Rail дает возможность поддерживать высокое давление впрыска вплоть до холостого хода и добиться «отсутствия дыма при любой нагрузке».

Common Rail — это коллектор, проходящий по длине двигателя чуть ниже уровня крышки цилиндра. Он обеспечивает определенный объем для хранения жидкого топлива и имеет приспособление для гашения волн давления. Топливо подается от Common Rail через отдельный блок управления впрыском для каждого цилиндра двигателя к стандартным клапанам впрыска топлива.Блоки управления регулируют время впрыска топлива, регулируют объем впрыскиваемого топлива и задают форму схемы впрыска. Три клапана впрыска топлива в каждой крышке цилиндра управляются отдельно, поэтому их можно запрограммировать на работу отдельно или в унисон, если это необходимо.

Большой морской знак прошел 18 сентября 2001 года, когда были успешно завершены ходовые испытания нового балкера GYPSUM CENTENNIAL дедвейтом 47 950 тонн. Судно приводится в движение первым в мире тихоходным дизельным двигателем с системой впрыска Common-Rail: Wärtsilä Sulzer 6RT-flex58T-B, развивающим 11 275 кВт при 93 об / мин.Этот двигатель не имеет стандартного распределительного вала и его зубчатой передачи, топливных насосов впрыска, насосов привода выпускных клапанов и реверсивных серводвигателей. Он оснащен системой Common-Rail для впрыска топлива и срабатывания выпускного клапана, а также полного электронного управления этими функциями двигателя. Первый коммерческий 4-тактный двигатель с системой Common Rail был введен в эксплуатацию в начале 2001 года — Wärtsilä 9L46D на борту круизного лайнера CARNIVAL SPIRIT.