10 советов по ремонту топливной системы common rail - Auto-Spirit.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

10 советов по ремонту топливной системы common rail

Все о ремонте топливных систем дизельных двигателей. Исследование ЗР

Почему ремонт топливной аппаратуры так дóрог? «За рулем» объясняет. И советует, на что обратить особое внимание при восстановлении форсунок и ТНВД систем Common Rail.

С момента своего появления два десятка лет назад дизельная аппаратура Common Rail сменила уже несколько поколений. Ее современные компоненты — высокотехнологичные узлы, которые требуют особого подхода при ремонте. Поэтому крайне важно проводить их лечение в соответствующих условиях, а не на коленке. Производители позаботились о разработке технологий ремонта, поставке запчастей и даже о создании сетей специализированных СТО.

При схожих устройстве и принципе работы форсунки и ТНВД Common Rail разных производителей могут иметь довольно серьезные конструктивные особенности. Это обуславливает специфику их восстановления, хотя общий подход одинаковый. В качестве примера рассмотрим технологии ремонта форсунок и ТНВД фирмы Bosch — одного из самых крупных производителей компонентов топливной аппаратуры.

Цена ошибки

Прежде чем грешить на систему питания, необходимо провести полноценную диагностику двигателя. А у дизеля с этим всё не так просто (ЗР, № 9, 2017). Некорректная работа форсунок или ТНВД может быть вызвана неисправностями других систем мотора. Их надо выявить до снятия топливных компонентов, иначе можно сильно осложнить себе жизнь.

Снятие форсунок на моторе с большим пробегом — целая история. Они часто закисают в своих колодцах. Даже профессионал рискует при извлечении форсунки незаметно деформировать ее корпус. А это поставит крест на ее корректной работе и возможности ремонта. Будет очень обидно (и накладно!), если по этой причине умрет исправный в остальном узел.

Снятие и установка ТНВД тоже требуют опыта, ведь нужно как минимум правильно выставить метки на механизме ГРМ. Кроме того, если отремонтировать неисправный топливный компонент, но не вычислить истинного виновника проблемы, беда повторится — а это новые траты на диагностику и ремонт.

Форс-мажор

Перед началом ремонта снятую форсунку обязательно ставят на стенд: проверяют ее герметичность и заданные параметры топливоподачи для основных режимов работы ­двигателя. У пьезофорсунок проверяют ­также сопротивление изоляции.

Сейчас ремонт возможен только для электромагнитных форсунок Bosch — большинства серий, за редким исключением (это, например, некоторые неразборные форсунки для коммерческого транспорта). Производитель разрабатывает технологии и оборудование для восстановления пьезофорсунок, но срок окончания этих работ пока неизвестен.

Форсунка Common Rail — очень специ­фический и технологичный компонент. Для ремонта требуется разношерстный фирменный специнструмент и оборудование, а также строгое соблюдение пошаговых измерений при сборке и моментов затяжки элементов. Вдобавок современная дизельная аппаратура проектируется с жесткими параметрами. К примеру, в топливную магистраль после фильтра не должны попадать частицы размером более трех (!) микрон. То есть при ремонте форсунок необходимо создать практически стерильные условия. Поэтому производители обязывают авторизованные СТО использовать помещения, подготовленные и оборудованные по особым требованиям (среди непременных условий — например, фильтрация воздуха и спецодежда для персонала).

Для электромагнитных инжекторов доступен весь спектр запчастей, их можно заменить по отдельности или в составе определенных пар. Не поставляют только корпус: он слишком дорогой — такой ремонт форсунки экономически нецелесообразен. В случае деформации корпуса восстановить его невозможно.

Даже при грамотном извлечении из двигателя и при разборке/сборке форсунка деформируется (в допустимых пределах). По этой причине Bosch формально заявляет о возможности только одного ремонта форсунки. Однако практика показывает, что при соблюдении технологии корпус выдерживает до трех вмешательств.

Наибольшему износу в форсунке подвержена механическая часть, электрическая страдает крайне редко. Самая частая причина ремонта — размытие седла шарикового клапана. Это происходит из-за гигантской разницы давлений топлива в этой зоне — неизбежно идет кавитационный износ, который усугубляется попаданием воды и абразивных частиц в дизтопливо.

Чуть меньше страдает пара игла/распылитель. Ее износ идет по похожему сценарию. Результат — увеличение размеров каналов в распылителе и затирание иглы, из-за которого она начинает перемещаться недостаточно плавно и даже подклинивать. А носик распылителя, который находится непосредственно в камере сгорания, может пострадать из-за аномальных рабочих процессов в цилиндре, например из-за локального повышения температуры.

При ремонте используют пакет обязательно заменяемых запчастей и пакет рекомендованных к замене. Первая группа — одноразовые элементы. Это, например, гайки электромагнита и распылителя, уплотнительные кольца высокого давления. По умолчанию меняют также шарик клапана. Он подвержен значительному износу, причем не всегда очевидному, – разумно обновить этот нагруженный элемент.

В пакет элементов, чье обновление желательно, входит так называемая клапанная группа (клапан со штоком) и пара распылитель/игла. Эти компоненты идут с завода только в сборе, так как их прецизионно подбирают друг к другу для получения точных зазоров. При полной разборке форсунки не менять эти элементы неразумно. Они также страдают от естественного износа. Итоговая цена при таком подходе значительно повысится, но зато это убережет от повторного разбора форсунки в ближайшей перспективе для замены этих компонентов и более значительных затрат.

Сейчас Bosch внедряет новый подход к ремонту, который подразумевает частичное объединение обоих пакетов запчастей. Таким образом, перечень обязательно заменяемых запчастей расширится, что положительно отразится на ресурсе форсунок. Причем цена потолстевшего пакета почти не увеличится, так как каждый компонент в составе пакета обойдется клиенту дешевле. Стоимость работ остается прежней. Такие ремкомплекты уже доступны для многих моделей форсунок, а для других — находятся в процессе подготовки.

После ремонта форсунки снова проверяют на стенде, на сей раз — по расширенному тест-плану. После удачного прохождения им присваивают коды коррекции, которые надо внести в контроллер двигателя, чтобы обеспечить равномерную цикловую подачу топлива по цилиндрам.

Под давлением обстоятельств

На первый взгляд, современный дизельный ТНВД страшен и сложен. Однако по сравнению с форсункой он куда проще — как конструктивно, так и в ремонте. Его можно разобрать и собрать без применения множества спецприспособлений. Однако требование чистоты в ремзоне никто не отменял, хотя для работ с ТНВД уже не нужно стерильное помещение, какое требуется для форсунок.

Входную диагностику ТНВД проводят на стенде: проверяют производительность насоса и работу его дозирующего блока в различных режимах.

Пул доступных ремонтных запчастей зависит от конструкции ТНВД. Сейчас в нашей стране на легковых автомобилях используются в основном насосы Bosch последних двух поколений: CP3 и CP4.

Насос СР3 появился в начале 2000‑х годов. Его главная конструктивная особенность — невозможность отдельной замены плунжерных пар, поскольку их гильзы вышлифованы непосредственно в корпусе насоса. При повреждении плунжера и зéркала его цилиндра ремонт экономически нецелесо­образен — нужно менять корпус в сборе, а его не поставляют в запчасти. Одна из причин — высокая цена. Зато все остальные компоненты СР3 есть в свободном доступе (по отдельности): вал, подшипники, уплотнения, встроенный подкачивающий насос и дозирующий блок. И заменить их довольно просто.

Насос последнего поколения СР4 появился в 2010 году. Любой его элемент можно обновить. В корпус встроены блоки с плунжерами, заменить которые несложно. Но рядовой потребитель может свободно купить для этого насоса только дозирующий блок, остальные компоненты поставляются исключительно в авторизованные техцентры «Бош Дизель Сервис». Причем они привязаны к базам данных и технической информации по ремонту.

У CP3 и CP4 нет откровенно слабых мест — при правильной эксплуатации все детали изнашиваются более-менее равномерно. Поэтому список ремонтных операций и запчастей для замены составляется индивидуально в каждом конкретном ­случае — по результатам дефектовки. Помимо одноразовых элементов (например, уплотнителей) желательно по умолчанию обновлять подшипники с обоймами и их упорные кольца.

У ТНВД первым сдается в основном навесное оборудование, в частности дозирующий блок. Заменить его можно в обычном сервисе при условии соблюдения хотя бы элементарной чистоты. Ведь грязь, попавшая внутрь клапана при снятии старого блока и установке нового, может мгновенно прикончить недешевый узел.

Увы, рядовые ремонтники нередко не соблюдают требуемый момент затяжки встроенного в ТНВД подкачивающего насоса. В результате он может перекоситься, и тогда его шестерня начнет контактировать со стенкой корпуса, – а металлическую стружку, которая в этом случае непременно образуется, разнесет по всей топливной системе.

После ремонта ТНВД опять ставят на стенд, чтобы провести выходной контроль по полному тест-плану.

Разовая оплата

Услуги «Бош Дизель Сервисов» недешевы. Ремонт одной форсунки обойдется примерно в 8000–15 000 рублей, а ТНВД — от 7000 рублей.

В идеале следует отдавать предпочтение СТО, куда можно пригнать автомобиль для полноценной диагностики. Это некая подстраховка, поскольку одна станция будет делать все работы под ключ, а при ремонте дизельного мотора это очень важно. Попытки сэкономить часто заканчиваются потерей времени и больших денег. Причиной может стать некачественная диагностика или ремонт, а также грубые ошибки при демонтаже и установке компонентов на автомобиль.

Если в вашем регионе есть «Бош Сервисы», занимающиеся исключительно ремонтом предварительно демонтированной с автомобиля дизельной аппаратуры, лучше пойти другим путем и поручить диагностику, а также снятие и установку элементов клубному техцентру, обслуживающему автомобили конкретной (вашей) марки. В этом случае вы сведете риски к минимуму.

Одно из достоинств авторизованных сервисов — постоянный контроль фирмы-изготовителя. Нарушители правил игры очень быстро теряют свою лицензию.

Благодарим компанию Bosch за помощь в подготовке материала.

Особенности устройства и преимущества топливной системы Common Rail

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

Что такое топливная система Common Rail

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

Устройство топливной системы Common Rail

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

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

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

Особенности и принцип работы

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

Читайте также:  Автомобильная сигнализация: правила выбора

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

Схема форсунки системы коммон рейл в разрезе

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

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

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

Достоинства и недостатки системы Common rail

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

Аккумуляторные топливные системы используют целый комплекс датчиков, позволяющих учитывать:

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

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

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

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

Как обслуживать форсунки Common Rail, чтобы избежать проблем

19 сентября 2019 Категория: Полезная информация.

Форсунки Common Rail устанавливались на дизельные автомобили ещё в конце 1990-х. Неисправность дизельных форсунок влечёт сбой в системе CR и нарушает нормальную работу двигателя: он теряет в мощности, появляется обеднённый выхлоп. Поэтому владелец должен иметь представление о том, как обслуживать форсунки Common Rail и выявлять их неисправности.

Форсунки CR: основные виды

Система подачи топлива Common Rail постепенно вытеснила с рынка конкурирующие решения, вроде насос-форсунок. Действительно, CR характеризуется долговечностью, ровной тихой работой, высоким КПД при низком расходе топлива и низким выбросом выхлопных газов.

Корректная работа системы строится на исправной работе форсунок, которые выполняют три основные функции:

  • точная дозировка топлива в цилиндрах;
  • преобразование топлива из жидкого состояния в воздушную массу;
  • сохранение герметичности камеры сгорания.

На дизельные двигатели устанавливаются форсунки Common Rail с электронным управлением двух видов: электрогидравлические и пьезоэлектрические.

Электрогидравлические форсунки устроены более просто, они, как правило, ремонтопригодны и служат без проблем порядка 200 тысяч километров пробега.

Пьезоэлектрические форсунки обеспечивают мгновенную реакцию и способны впрыскивать топливо микродозами в камеру до 9 раз за один цикл, что делает работу дизельного ДВС равномерной по аналогии с бензиновым мотором. Их срок службы тоже порядка 200 тысяч километров, но, в отличие от электромагнитных форсунок, ремонту они не подлежат. Стоимость пьезоэлектрических форсунок высокая.

Подробнее о типах топливных дизельных форсунок узнаете из статьи «Какие бывают топливные дизельные форсунки».

Ресурс и ремонтопригодность форсунок CR разных производителей

В современных легковых автомобилях используются системы Common Rail разных производителей. Лидерами отрасли считаются производители топливной дизельной аппаратуры:

BOSCH производит электромагнитные и пьезоэлектрические форсунки. DELPHI и DENSO тоже производят оба вида форсунок, но в меньших масштабах. CONTINENTAL выпускает только пьезоэлектрическую технику.

Примечательно, что некоторые двигатели подзволяют использовать форсунки разных производителей.

Электромагнитные форсунки

Самые ремонтопригодные — BOSCH. Они легко разбираются и ремонтируются, ресурс их составляет примерно 200 тыс. км, а на отдельных моторах и до 500 тыс. км.

Самые чувствительные к топливу и недолговечные — DELPHI. Тоже ремонтируются, но надо менять распылитель и кодировать (прописывать в ЭБУ) восстановленную форсунку. Из-за этого дороже в ремонте. В среднем ресурс составляет 150 тыс. км.

Самые надёжные, но сложные в ремонте из-за трудностей с поиском комплектующих (производитель предписывает только замену вышедшего из строя элемента) — форсунки японского производителя DENSO.

Пьезоэлектрические форсунки

Из всех пьезофорсунок отремонтировать можно только отдельные модели CONTINENTAL: для них выпускаются распылители. Ресурс форсунок этого производителя порядка 200 тыс. км.

Пьезофорсунки BOSCH имеют примерно такой же ресурс — 200 тыс. км., но ремонту и восстановлению не подлежат.

Пьезофорсунки DENSO считаются неремонтируемыми и в случае выхода из строя подлежат замене. Это дорогой неразборный механизм, правда, они считаются наиболее ресурсными из всех.

Пьезофорсунки DELPHI считаются весьма требовательными к качеству топлива и самыми недолговечными из всех представленных форсунок других производителей. Первые проблемы могут появиться уже спустя 140 тыс. км пробега.

Неремонтируемые, как и в случае с пьезофорсунками BOSCH и DENSO, всё, что доступно владельцу в случае поломки — снять распылитель и почистить ультразвуком, а затем провести стендовую диагностику.

Подробнее о признаках неисправностей топливных дизельных форсунок и способах их ремонта узнаете из статьи «Почему дизельные топливные форсунки выходят из строя и как их ремонтируют».

Советы по обслуживанию форсунок Common Rail

Чтобы форсунки не засорялись и исправно работали, их важно периодически обслуживать. Периодичность обслуживания дизельных форсунок зависит от типа двигателя и варьируется от 500 до 5000 моточасов. Обслуживание сводится к чистке форсунок ультразвуком и промывке.

Желательно чистить топливные дизельные форсунки на стенде каждые 100 тыс. км пробега.

При возникновении признаков неисправностей топливной системы владелец должен сразу же обращаться в сервис и проверять работу каждой форсунки на диагностическом стенде. Если устанавливается, что проблема в форсунке, её разбирают и ремонтируют, заменяя повреждённые части. Правда, это возможно только если конструкция форсунки позволяет её разобрать, а в продаже имеются запчасти форсунки.

  • Проще и дешевле всего обходится восстановление форсунок BOSCH, поиск запчастей не представляет проблем, можно заменить любую часть электромагнитной форсунки и буквально собрать новую на основе старой.
  • С восстановлением электромагнитных форсунок DELPHI работают не все специалисты, найти запчасти не так просто. Зато в продаже есть распылители DELPHI и клапаны-мультипликаторы, позволяющие устранить неисправности самых ходовых частей форсунки.
  • Ремонт электромагнитных форсунок DENSO обойдётся дороже всего, но сами по себе эти форсунки надёжнее и долговечнее конкурентов.

Основные враги долгожительства топливных дизельных форсунок — вода, сомнительное топливо и металлическая пыль и стружка, которую часто производит сам ТНВД, после того как его плунжерные пары пострадали от примесей в некачественном топливе. Отсюда основные рекомендации владельцам.

Выбирать лучшее топливо из доступных

Единственная заправка «из-под трактора» способна приговорить чувствительную топливную систему современных дизелей. Осадок, отложения и вода в топливе вызовут выход из строя всей топливной системы. Поэтому выбирайте только проверенные заправки и не заливайте в бак сомнительное ДТ.

Не ездить «на лампочке»

Пустой бак — прямая угроза того, что насос захватит со дна остатки топлива вместе с осадком и мусором, а затем передаст это всё в магистраль. Другая проблема — вместе с остатками ДТ насос может «хлебнуть воды», то есть конденсата на стенках пустого бака в холода. Это вызовет завоздушивание системы, плунжер начнёт работать «на сухую», ТНВД — «гнать стружку», и это быстро прикончит форсунки.

Регулярно чистить топливную систему

Непопулярная в нашей стране мера, тем не менее с учётом качества отечественного топлива — необходимая. Дело в том, что в нашем топливе большее сождержание серы, чем в европейском. Кроме того, в самом баке со временем накапливается грязь и песок: попадает с заправочным пистолетом, проникает с осадком топлива «из канистры» и так далее. Поэтому важно:

  • регулярно чистить фильтр-отстойник;
  • промывать топливный бак со снятием 1-2 раза в год.

Не пользоваться присадками (ничего не заливать в бак, кроме топлива)

Чрезмерно агрессивная химия в составе любых присадок и добавок в топливо, от антигелей до «очистителей топливной системы», убивает чувствительную топливную аппаратуру на раз-два.

Особенно вредят добавки в бак пьезофорсункам: из-за изменяемого после добавления присадки температурного режима сгорания топлива перекаливаются распылители, плавятся уплотнительные шайбы, деформируется форсунка.

Для подготовки к зиме достаточно заменить топливный фильтр и заправляться качественным зимним дизтопливом.

То же самое касается советов по добавлению в бак керосина, бензина и прочих иссушающих жидкостей: при работе детали ТНВД смазываются топливом, иссушаем топливо — вынуждаем плунжер работать «на сухую» — получаем металлическую пыль и стружку в магистрали и забитые распылители форсунок.

Менять топливный фильтр почаще

В среднем рекомендуется менять топливный фильтр на дизельном ДВС раз в 10 тыс. км, вопреки рекомендациям производителя. Экономия на расходниках выйдет боком: при забитом фильтре в топливную систему попадают посторонние частицы, осадок и вода.

Для отдельных топливных систем CR специалисты вообще рекомендуют установить дополнительный фильтр тонкой очистки, чтобы задерживать микрочастицы, которые пропускает штатный топливный фильтр, тем самым спасти распылитель форсунки от поломки.

Также рациональным выглядит установка бандажа подогревания на топливный фильтр. Он позволит быстро прогреть топливо зимой, и хлопья парафина, циркулируя по системе, не повредят распылитель форсунки. Даже если такого бандажа фильтра нет, рекомендуется прогревать топливный бак и фильтр другими мерами: устройствами типа вебасто или по-дедовски, строительным феном.

Читайте также:  Замена салонного фильтра на шевроле ланос

Итого

Топливные дизельные форсунки Common Rail — надёжный совершенный механизм, требующий, однако, бережного обращения владельца. Простые электромагнитные форсунки подлежат ремонту независимо от производителя, а вот пьезоэлектрические, за редким исключением, считаются не подлежащими восстановлению.

Программа-минимум для продления ресурса форсунок — выбор качественного топлива, отказ от каких-либо добавок в бак, регулярная замена топливного фильтра и чистка топливной системы.

Стендовую чистку топливных форсунок рекомендуется производить с интервалом 100 тыс. км.

Также владельцу дизельного автомобиля будет полезно узнать о типичных проблемах топливных систем CR разных производителей:

  • особенности топливных систем Common Rail BOSH мы рассматривали здесь;
  • особенности топливных систем Common Rail DELPHI найдёте здесь;
  • особенности топливных систем Common Rail DENSO рассматриваются в этой статье.

Форсунки Common Rail найдёте в нашем каталоге

АВТОСЕРВИС “АВТОМАСТЕР”

Ремонт иномарок, ДВС, КПП, ходовой и электрооборудования автомобилей.

Время работы: понедельник-пятница с 8:00 до 18:00; суббота, воскресенье-выходной

Появились услуги шиномонтажных работ!

Новочебоксарск, ул. Силикатная 17,
8-903-357-80-02 (приём заказов),
(8352) 73-35-49 (автозапчасти)

  • Статьи автомастера
  • /
  • Дизельный двигатель
  • /
  • Диагностика дизеля Common Rail XP

Система “Common Rail”

Выполняем все работы по диагностике систем Common Rail

Общая информация
Система управления двигателя с топливной системой Common Rail определяет состояние двигателя (частоту вращения, положение дроссельной заслонки (педали акселератора), температуру охлаждающей жидкости и т.д.) по сигналам датчиков и вычисляет количество цикловой подачи, угол опережения впрыска, давление топлива посредством микрокомпьютера системы управления.
Контролер также имеет диагностическую и аварийную функции, которые осуществляют самодиагностику основных элементов и в случае необходимости предупреждают водителя о неисправности или работе в аварийном режиме, которые останавливают двигатель, в зависимости от места расположения неисправности, и переключает систему управления в аварийный режим работы, дающий возможность дальнейшей работы двигателя.

Элементы системы “Common Rail”

При рассмотрении система может быть разделена на топливную систему и систему управления .
Схема топливной системы показана на рисунке №1. Высокое давление от топливного насоса поступает в топливный коллектор и затем распределяется в цилиндры двигателя. Начало впрыска и его окончание управляется открытием и закрытием электромагнитного клапана форсунки.

Система управления может быть разделена на три условные части: датчики, электронный блок управления (компьютер) и исполнительные механизмы.
Электронный блок управления использует сигналы от датчиков, установленных на двигателе и в трансмиссии, для вычисления времени (момента) подачи питания и продолжительности подачи питания на электромагнитный клапан форсунки.

Описание работы системы “Common Rail”

Система Common Rail состоит из топливного насоса, топливного коллектора, форсунок, электронного блока управления, управляющего всеми этими частями и различными датчиками.
Топливный насос подает топливо под высоким давлением в топливный коллектор. Давление топлива регулируется изменением производительности насоса. Величина подачи управляется включением-отключением перепускного клапана, управляемым по сигналам от электронного блока.
Топливный коллектор получает топливо под давлением, вырабатываемым топливным насосом, и распределяет его по цилиндрам двигателя. Давление топлива контролируется датчиком давления, установленным в топливном коллекторе. Обратная связь организована так, что действительное давление согласуется с расчетным значением в соответствии с частотой вращения коленчатого вала и нагрузкой двигателя.
Топливо под давлением из топливного коллектора через топливные трубки поступает в форсунки.

Форсунки управляют величиной цикловой подачи и углом опережения впрыска посредством включения-выключения управляющего клапана. При подаче напряжения на обмотку клапана топливо вытекает из управляющей камеры через жиклер, игла распылителя поднимается, и начинается впрыск. При прекращении подачи напряжения на обмотку клапана давление топлива в управляющей камере повышается, игла движется вниз, и впрыск заканчивается.
Угол опережения впрыска определяется моментом (временем) подачи напряжения на обмотку управляющего клапана, а величина цикловой подачи управляется продолжительностью подачи напряжения на обмотку клапана.

Работа системы “Common Rail” с насосом плунжерного типа и типа Bosch

Линия низкого давления

Подача топлива к насосу высокого давления ТНВД осуществляется топливоподкачивающим насосом, которые бывают двух типов. 1 электрический ТПН. 2 Шестеренчатый насос который приводится во вращение от вала ТНВД

На линии низкого давления обязательно имеется фильтр тонкой очистки топлива с влагоотделителем. Соответственно если в системе используется ТПН электрического типа то между ТНВД и баком будет поддерживаться низкое давление, а если применяется шестеренчатый ТПН то в этой магистрали будет разряжение.

Описание работы топливного насоса рядного типа

Топливный насос вырабатывает высокое давление, аналогично обычным рядным топливным насосам, и снабжен перепускным клапаном, управляющим величиной подачи топлива каждой секцией.
Величина подачи в топливный коллектор определяется только давлением в коллекторе, т.е. контролер с помощью изменения производительности насоса стремится приблизить давление к расчетной величине.

А. Во время движения плунжера вниз перепускной клапан открывается, и топливо под низким давлением нагнетается в надплунжерную полость через перепускной клапан.
В. Даже когда плунжер идет вверх, топливо возвращается через перепускной клапан без увеличения давления, пока клапан открыт (без подачи напряжения на обмотку клапана).
С. При подаче напряжения на обмотку клапана, клапан закрывается на соответствующее время для необходимой величины подачи, и в надплунжерной камере давление топлива увеличивается. Таким образом, топливо поступает через нагнетательный клапан (обратный клапан) в топливный коллектор. Другими словами, ход плунжера после закрытия перепускного клапана определяет величину подачи и, изменяя продолжительность закрытия перепускного клапана (предварительный ход), величина подачи может быть изменена и давление в топливном коллекторе может регулироваться.
А’ Когда плунжер достигает максимального подъема, он начинает движение вниз и давление в надплунжерной полости начинает падать. В это время нагнетательный клапан закрывается, и подача топлива прекращается. Как только подача напряжения на обмотку перепускного клапана прекращается, клапан открывается, и топливо под низким давлением поступает в надплунжерную камеру.

Схема работы топливного насоса

Перепускной клапан регулирует величину подачи топлива топливным насосом в соответствии с давлением в топливном коллекторе. Величина подачи от топливного насоса к топливному коллектору определяется продолжительностью подачи напряжения на электромагнитный клапан.

Топливный коллектор, ограничитель давления, демпферы

Топливный коллектор служит для распределения высокого давления к форсункам каждого цилиндра. В топливный коллектор установлены датчик давления, ограничитель давления и демпфер.
Ограничитель давления открывается при повышенном давлении и позволяет сбросить его до установленной величины. Когда давление в топливном коллекторе превышает 171 МПа, клапан ограничителя открывается, и давление сбрасывается на 35 МПа, затем клапан ограничителя закрывается, и давление поддерживается на этом уровне.

Схема работы демпфера

Демпферы установлены на входе в трубки высокого давления, соединяющие топливный коллектор и форсунку. Демпферы служат для уменьшения пульсации давления топлива в топливной трубке и подаче топлива под постоянным давлением к форсунке. Также обеспечивают отсечку топлива (топливного канала) в случае чрезмерного давления для предотвращения ненормального тока топлива.
Демпфер работает следующим образом: например, в случае высокого давления поршень демпфера движется вправо и достигает седла, таким образом, закрывая топливную магистраль к форсунке.

ТНВД типа Bosch

Принцип работы аналогичен предыдущему, т.е. имеются три секции высокого давления, производительность которых регулируется электрически управляемыми впускными клапанами.

Регулятор давления здесь установлен непосредственно на ТНВД и выполняет две функции: 1 долговременная – точная регулировка давления в соответствии с заданием от контролера, 2 – высокого быстродействия для гашения высокочастотных колебаний давления в рампе. Управление клапаном осуществляется сигналами ШИМ. Если управляющий электромагнит обесточен то клапан удерживается в закрытом положении до давления 100 бар только за счет пружины. Если на электромагнит подается сигнал ШИМ то к усилию пружины добавляется усилие от электромагнита, таким образом давление топлива пропорционально скважности сигнала на управляющий электромагнит.

Форсунка

Функция форсунки – впрыскивать топливо, находящееся под высоким давлением в топливном коллекторе, в соответствии с сигналом электронного блока управления, соответствующим углу опережения впрыска, величине цикловой подачи, скорости впрыска. Схема форсунки приведена на рисунке:

Схема форсунки. 1 – ЭБУ, 2 – датчик давления топлива, 3 – управляющий клапан, 4 – слив, 5 – топливный коллектор, 6 – “питающий” жиклер, 7 – жиклер управляющей камеры, 8 – управляющая камера, 9 – плунжер, 10 – распылитель, 11 – игла, 12 – камера распылителя, 13 – топливный насос, 14 – перепускной клапан.

Работа форсунки

Форсунка закрыта
При закрытой форсунке питание на электромагнитный клапан не подается. Игла клапана прижимается под действием пружины и гидравлического давления, и седло клапана закрыто. Пока топливо из топливного коллектора поступает в управляющую камеру, форсунка закрыта и впрыска нет.

Форсунка открывается
При подаче напряжения на обмотку управляющего клапана игла клапана поднимется вверх, и седло клапана открывается. В результате топливо вытекает из управляющей камеры через жиклер и давление в камере уменьшается, так что игла форсунки поднимается, и начинается впрыск. Расход топлива через жиклер влияет на скорость впрыска, понемногу увеличивая ее. При длительной подаче напряжения на обмотку клапана может быть достигнута максимальная скорость впрыска.

Форсунка закрывается (конец впрыска)
При прекращении подачи напряжения на обмотку клапана игла клапана под действием пружины и гидравлического давления закрывает седло клапана. В этот момент топливо из топливного коллектора поступает в управляющую камеру, игла форсунки мгновенно опускается, и впрыск прекращается.

Схема работы форсунки.

1 – пружина клапана, 2 – ЭБУ, 3 – управляющий клапан, 4 – игла клапана, 5 – седло кла-пана, 6 – жиклер управляющей камеры, 7- управляющая камера, 8 – плунжер, 9 – топливный коллектор, 10 – “питающий” жиклер.

Преимущества системы CommonRail

1 Данная система позволяет осуществлять впрыск не одной непрерывной дозой, а по частям, т.е. впрыскивается сначала небольшая порция для образования очага горения, а потом основная доза. Такой подход существенно смягчает работу дизеля и приближает такой двигатель по уровню вибрации и шуму к бензиновому.

2 Так как система CR является полностью электронно управляемой это позволяет существенно снизить токсичность выхлопных газов и оптимизировать управление крутящим моментом. Это возможно за счет управления параметрами впрыска (угол впрыска и форма характеристики давления впрыска) и управлением рециркуляцией.

3 CR имеет развитую систему самодиагностики что существенно облегчает поиск неисправностей.

4 Мощность затрачиваемая на привод ТНВД составляет 16Н/м что примерно в 10раз меньше чем потребляет насос обычного дизеля.

Диагностика дизелей с системой CommonRail

Для того чтобы точно определить в чем именно заключается неисправность надо принимать во внимание и оценивать состояние трех взаимосвязанных частей:

1 Состояние механических узлов двигателя (турбина,цилиндропоршневая часть дизеля, правильность установки фаз ГРМ).

2 Электронная система управления двинателем (исправность датчиков, проводки)

3 Гидравлическая часть (система топливоподачи, ТНВД, форсунки)

Если проверять подряд все названные компоненты это займет очень много времени. Чтобы ускорить поиск возможных отклонений блок управления снабжен функцией мониторинга исправности датчиков и исполнительных механизмов. При обнаружении блоком отклонений в показании, каких либо датчиков в оперативной памяти прописывается ошибка (каким образом блок выявляет отклонения в показаниях от правдоподобных мы описывали в другой статье). В зависимости от значимости ошибки впрыскивание топлива продолжается или двигатель останавливается. С помощью сканера в меню параметры можно посмотреть реальные показания и реакцию датчиков на различные возмущения. Важной особенностью CR является то что каждая форсунка управляется индивидуально т.е. на каждой форсунке прописываются свои коэффициенты топливо-коррекции по которым можно судить об состоянии каждого цилиндра и соответствующей форсунки.

Читайте также:  Особенности работы эвакуатора в москве

В качестве примера приведем данные сканирования некоторых параметров в системе CR на холостом ходе.

vitalxbc › Блог › 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.

Наибольшее распространения получили четыре типа систем COMMON RAIL, названным по имени их производителя. BOSCH, DELPHI, DENSO и SIEMENS. Каждый автопроизводитель имеет собственную аббревиатуру, которая обозначает как систему, так и ее отдельные элементы :

BMW : D-двигатели (также используются Land Rover как TD4)
Cummins и Scania : XPI
Cummins : CCR
Daimler : CDI (для автомобилей Chrysler и Jeep — CRD)
Fiat : Fiat, Alfa Romeo и Lancia — JTD (MultiJet, JTDm, Ecotec CDTi, TiD, TTiD, DDiS, Quadra-Jet)
Ford Motor : TDCi Duratorq и Powerstroke
General Motors : Opel/Vauxhall — CDTi и DTi для Isuzu
General Motors : Daewoo/Chevrolet — VCDi (VM Motori — Ecotec CDTi)
Honda : i-CTDi
Hyundai и Kia : CRDi
Mahindra : CRDe
Maruti Suzuki : DDiS
Mazda : CiTD
Mitsubishi : DI-D (разработано новое поколение 4N1 с давлением в системе впрыска до 2000 bar)
Nissan : dCi
PSA Peugeot Citroen : HDI, HDi (Volvo S40/V50 использует двигатели PSA 1,6D & 2,0D, JTD)
Renault : dCi
SsangYong : XDi
Subaru : TD
Tata : DICOR
Toyota : D-4D
Volkswagen Audi Group (Skoda) : TDI. CR в 2005 году пришла на смену насос-форсункам.
Volvo : D3, D4 и D5

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.

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 (на некоторых авто)

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. Современные топливные насосы высокого давления — плунжерного типа. 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 системой впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, Холла, положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и другие. Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

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.

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:

2 предварительных впрыска — на холостом ходу;
1 предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
0(предварительный впрыск не производится) — при полной нагрузке.
Основной впрыск обеспечивает стабильную работу двигателя.

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

Развитие системы впрыска Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска:

1 поколение – 140 МПа, с 1999 года;
2 поколение – 160 МПа, с 2001 года;
3 поколение – 180 МПа, с 2005 года;
4 поколение – 220 МПа, с 2009 года.

Чем выше давление в системе впрыска, тем больше топлива можно впрыснуть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность.

ТНВД является одним из основных ко элементов в конструкции системы впрыска двигателя. Он выполняет, как правило, две важнейшие функции: 1- нагнетание определенного количества топливной жидкости; 2- регулирование по времени начала впрыскивания. С момента появления аккумуляторных систем впрыска работа по регулированию времени начала впрыска была возложена на управляемые электроникой форсунки.
Основу ТНВД составляет плунжерная пара. Данный механизм составляет поршень (другое название- плунжер) и цилиндр (другое название — втулка) совсем небольшого размера. Плунжерную пару изготавливают из стали высокого качества и делают это с высочайшей точностью. Так, что между плунжером и втулкой имеется минимальный зазор (сопряжение прецизионное). В системе Common Rail используется Магистральный ТНВД.

С конструктивной точки зрения магистральный насос может иметь 1(один), 2(два) или 3(три) плунжера. Приводы плунжеров осуществляются с помощью использования кулачкового вала либо кулачковой шайбы.

При вращательном движении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружинки плунжер двигается вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под воздействием разряжения воздуха открывается клапан впуска, и топливная жидкость поступает в камеру. При движении плунжера вверх происходит возрастание давления в камере, клапан впуска закрывается. При создании определенного давления открывается клапан выпуска и топливная жидкость поступает в рампу. Управление подачей топливной жидкости производится в зависимости от потребностей двигателя и осуществляется с помощью клапана дозирования топливной жидкости. В исходном (обычном) положении этот клапан открыт. Но по сигналу электронного блока управления он закрывается на определенную ширину, тем самым регулируется количество затекающей в компрессионную камеру топливной жидкости.

Форсунка (инжектор), являясь элементом конструкции системы впрыскивания, предназначена для того, чтобы качественно дозировать подачу топливной жидкости, его распыление в камере сгорания (коллекторе впуска) и образование топливно-воздушной смеси. Форсунки используются в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных вариантах двигателей устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыскивания. В зависимости от того, каким способом осуществляется впрыскивание, различают нижеприведённые виды форсунок:

1. электромагнитные
2. электрогидравлические
3. пьезоэлектрическая

Устанавливается, как правило, на бензиновые двигатели, в том числе оборудованные системой непосредственного впрыска. Имеет достаточно простое и надежное устройство. Оно включает электромагнитный клапан с иголкой и сопло.

Работа электромагнитной форсунки осуществляется так: в соответствии с заложенным в него алгоритмом электронный блок управления точно обеспечивает подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана в нужный момент. При всём этом создается электромагнитное поле, оно, преодолевая усилия пружинки, втягивает якорь с иголкой и освобождает сопло. В результате производится впрыск топливной жидкости. С исчезновением напряжения пружка возвращает иголку форсунки на седло.

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.

Ссылка на основную публикацию