Тнвд системы common rail

Устройство автомобилей

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.

особенности работы системы питания Common Rail

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.

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).

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).

принцип работы системы питания Common Rail

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

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.

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.

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.

система впрыска Common Rail

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.

Common Rail по-французски: это просто и надежно? Разбираемся в тонкостях

Common Rail по-французски: это просто и надежно? Разбираемся в тонкостях

Концерн PSA первым представил дизельный двигатель с аккумуляторной системой впрыска топлива, более известной как Common Rail (переводится как «общая рампа»). Суть новой системы впрыска, разработанной для концерна PSD компанией Bosch, состоит в том, что топливный насос высокого давления подает (ТНВД) топливо в общую рампу (аккумулятор), откуда оно распределяется по форсункам. ТНВД в такой системе отвечает только за подачу топлива под заданным давлением, а количество топлива, подаваемого в камеры сгорания, регулируется форсунками – продолжительностью открытия их клапана. В течение одного цикла работы двигателя топливо впрыскивается несколько раз.

Система Common Rail сделала дизеля тише, экономичнее, мощнее и даже надежнее. Итак, первый двигатель с Common Rail появился в 1998 году. Это 4-цилиндровый 8-клапанный турбодизель, не оснащавшийся интеркулером и сажевым фильтром. Блок двигателя чугунный, но без съемных гильз. Головка блока сделана из алюминиевого сплава. Клапана с гидравлическими толкателями, которые исключают необходимость ручной регулировки тепловых зазоров. Привод ГРМ (в который помимо распредвала и помпы также входит ТНВД) – зубчатым ремнем.

Читайте также  Шампунь для мойки керхер

Мощность двигателя составляет 90 л.с. Мотор носит обозначение DW10 TD (RHY) и относится к более известной в обиходе линейке HDI. Позже мотор оснастили интеркулером, что позволило увеличить мощность до 109 л.с. Такой двигатель носит обозначение DW10 ATED (RHZ). С 2001 года выпускную систему этих моторов стали оснащать сажевым фильтром. Блоки цилиндров двигателей DW10 ATED и DW10TD идентичны. Машины с двигателем DW10TD обычно ценятся больше, т.к. данный силовой агрегат не оснащается сажевым фильтром и двухмассовым маховиком, турбонагнетатель тут проще – без изменяемой геометрии направляющего аппарата турбинной части. При этом тяговые характеристики 90-сильного мотора вполне устраивают его владельцев. Крутящий момент в максимальные 205 Нм доступен уже при 1750 об/мин – на его волне автомобиль ускоряются бодро и резво. Расход топлива радует владельцев – в среднем можно запросто уложиться в 8 л/100 км. На трассе – 5 л/100 км.

Надежность и ремонтопригодность

Оба силовых агрегата считаются надежными и некапризными. Если двигатели DW10TD (RHY) и DW10 ATED (RHZ) заправлять хорошим топливом и обслуживать у грамотных специалистов, они легко ходят 400.000 – 500.000 км. Детали к этим моторам не пользуются особым спросом. Так, например, за форсунки просят около $50, за ТНВД – порядка $150, а контрактный двигатель можно купить за $200. Если вдруг мотор DW10TD (RHY) довели до того, что потребовался ремонт поршневой группы, лучше сразу искать мотор («столбик») или блок цилиндров – разборка и замена обойдется гораздо дешевле, причем можно быть на 100% уверенным в том, что состояние даже «б/ушного» блока будет очень хорошим.

Типичные «болячки»

Характерные неполадки мотора DW10TD (RHY) хорошо известны и в целом малочисленны. Самым не долгоиграющим (если топливная система Bosch CP1) элементом является подкачивающий топливный насос, отвечающий за подачу топлива из бака к ТНВД. Этот насос подает топливо под давлением порядка 1 атм. Моторчик насоса служит порядка 150.000 км. Обычно выходят из строя щетки электромотора, возможен также выход из строя его реле (находится под капотом) или банальное засорение сетки грубой очистки. Признаки поломки можно определить на слух: моторчик насоса стоит под задним сиденьем и при включении зажигания издает характерный жужжащий звук, который слышен в салоне. Насос с разборки предлагают за $30-50, оригинальный новый примерно втрое дороже.

Также может выходить из строя регулятор, контролирующий давление в общей рампе. Признаки скорого его выхода из строя заключаются в неуверенном запуске мотора. Также известны случаи, когда после выключения зажигания мотор продолжает работать буквально пару секунд. Это внешние признаки поломки регулятора, на которые может обратить внимание владелец автомобиля. В условиях СТО также обнаруживается непостоянное или низкое давление в рампе Common Rail. Часто в неполадках, связанных с регулятором давления, виновато засорение его сеточки. Регулятор с сеткой грубой очистки появился на моторах DW10TD после 2001 года. Чистка сеточки – в идеале в ультразвуковой ванне – обычно решает описанные выше проблемы.

ТНВД мотора DW10TD довольно редко становится виновником проблем. Прежде всего стоит проверить насос подкачки и регулятор давления. Если они исправны, следует искать проблему именно в ТНВД – придется обращаться к специалистам.

Отдельного упоминания заслуживает топливная система Siemens SID 801, которой была укомплектована малая часть моторов DW10TD (RHY). Узнать, топливная система какого поставщика установлена на двигатель, можно посмотрев обозначения на блоке управления («мозгах»), проверив наличие насоса подкачки под сиденьем (если есть – топливная система от Bosch) или проверив VIN.

Bosch или Siemens?

Принципиальное устройство топливных систем Bosch CP1 и Siemens SID 801 одинаково. Однако подкачивающий насос Siemens SID 801 встроен прямо в ТНВД. «Подкачка» легко завоздушивается: чаще всего это случается, если владелец насухо выезжает бак. Или же после неквалифицированной замены топливного фильтра. При завоздушивании зависает клапан регулировки низкого давления. Мотор не запускается, прокачка топлива не помогает. Для устранения проблемы приходится обращаться на СТО, где снимут ТНВД и отремонтируют клапан. Кстати, полный ресурсный ремонт ТНВД Siemens обойдется в разы дороже, чем ремонт ТНВД Bosch CP1 и займет дольше времени – из-за малой распространенности детали к этой топливной системе доступны в основном под заказ. Да и на разборках их практически не найти.

Одним словом, ранние экземпляры моторов с Common Rail сконструированы просто и надежно. Они радуют владельцев экономичностью и неприхотливостью. Если есть выбор, лучше предпочесть 90-сильный силовой агрегат с топливной системой Bosch CP1.

Неисправности топливной системы common rail дизельного двигателя

Неисправности топливной системы common rail дизельного двигателя

Такого рода проблемы как правило связаны с неправильными зазорами в трущихся парах частей и механизмов дизельных форсунок и насосов, и в свою очередь делятся на два типа:
А) Естественный износ, либо повышенный износ из-за примесей, посторонних частиц в топливе. Б) Отложения, возникающие в ходе эксплуатации автомобиля

Причины, показанные в обоих пунктах приводят к неправильному (избыточному, либо недостаточному) впрыску, соответственно неправильному сгоранию топлива, а также падению давления в топливной системе. На автомобиле может проявляться следующим образом:

  • Дымность выхлопа
  • Плохой запуск дизельного двигателя
  • Потеря тяги автомобиля
  • Неровная работа дизельного двигателя
  • Повышенный расход топлива

Корректность работы форсунки проверяется на специализированном дизельном стенде для диагностики форсунок Common Rail.

Неисправности, связанные с износом форсунки устраняются путём полной разборки форсунки, насоса, заменой запчастей (для элементов топливной аппаратуры, оригинальные запчасти и ремкомплекты которых производятся), ультразвуковой чистки, сборкой и регулировкой.

Неисправности, вызванные отложениями в трущихся парах дизельной форсунки устраняются проще. Производится полная разборка форсунки, ультразвуковая и химическая чистка, сборка и регулировка. Эта технология ремонта форсунок Common Rail не требует замены запчастей, актуальна при отсутствии критического износа и обходится гораздо дешевле.

Исходя из вышесказанного, требуйте от сервиса подробного обоснования целесообразности ремонта каждой форсунки в том, или ином объёме, исходя из параметров её работы, показанных при диагностике на стенде для форсунок.

Причины поломок ТНВД

Есть несколько наиболее важных причин выхода из строя насоса высокого давления. Обычно это обусловлено поломкой следующих деталей:

  1. Плунжер. Наиболее частой причиной служит загрязнение плунжерной пары. Здесь выделяется два главных фактора. Первый – это характер конструкции (например, слишком маленький зазор). Второй – плохое качество топлива (наличие нежелательных примесей засоряющих устройство). Помимо этого загрязнение может попасть и с мотора – сажа, грязь и т.д. Также на работу влияет износ плунжерной пары, что приводит к сильным перегревам подшипников.
  2. Наличие воды в топливе. Влагой может смыть топливный слой защищающий поверхности прецизионных деталей насоса высокого давления, что ведет к снижению срока его эксплуатации и даже возможному заклиниванию.
  3. Загрязнения топливного фильтра. Ведет к возможному попаданию грязи в плунжерную пару, к тому же насос работает на износ.
  4. Нарушения в подаче и распределении топлива. Также частой причиной этого является неисправность плунжерной пары, а именно износ поводков, зубов на рейке, нагнетательных клапанов и загрязнение форсунок.
  5. Брак деталей. Довольно редко, но все же встречается на дешевых насосах. Сюда можно отнести трещины и сколы корпуса, поврежденные подшипники, заклинивание плунжерных втулок и тому подобное.
  6. Износ подшипника. Чаще вызвано старением либо браком детали. Ведет к нарушениям работы насоса, а сам подшипник и рядом расположенные детали перегреваются, что уменьшает эксплуатационный срок.
  7. Заклинивание поршней и втулок. Приводит к выходу из строя зубчатой рейки, кулачкового вала, шестеренки, регулятора и шпонок. Чаще вызвана попаданием влаги в полость между поршнем и втулкой.
  8. Износ узлов ТНВД. Возникает в результате старения либо после проникновения внутрь воды, что приводит к коррозии деталей насоса.
  9. Коррозия плунжерной пары. Появляется при наличии в топливе большого количества воды.
  10. Нарушения в системе охлаждения. Другими словами при длительном использовании либо больших нагрузках, насос просто перегревается. Неисправность охлаждения может быть вызвана недостаточным количеством антифриза, засорами, поломкой отдельных частей и т.п.

При возникновении подозрений в неисправной работе рейки ТНВД или связанных с ней элементов, необходимо проверить на исправность следующие узлы:

  • открепление рейки от деталей регулятора;
  • проверить хомуты поводков плунжера;
  • заклинивание винтов зубчатых венцов.

Наиболее опасной причиной поломки является неисправности в подвижности рейки подачи топлива. В случае клина ее на максимальной подаче топлива так, что регулятор не сможет вернуть ее в обратное положение, тогда в моторе резко увеличивается число оборотов коленвала. Это ведет к тому, что двигатель начинает работать на пределе, а это чревато последствиями. При клине рейки в выключенном положении – двигатель не запуститься.

При эксплуатации авто в условиях пониженных температур встречаются случаи перемерзания деталей и узлов ТНВД. Для предотвращения таких ситуаций следует использовать горючее и масло соответствующие температурному режиму.

В системах аккумуляторного впрыска (или Common Rail) бывают случаи поломки управляющего клапана. Чаще сразу заменяется на новый. Иногда его перебирают и меняют некоторые запчасти.

Электрические

В двух словах, система работает посредством сбора и обработки данных в блоке управления двигателем, которые поступают с датчика давления топливной системы и датчиков, расположенных на двигателе, впускной и выпускной системах.

Если брать непосредственно топливную систему, исходя из алгоритма, прописанного в блоке управления, последний подаёт сигнал на регулятор, изменяя давление и поток топлива. Также блок подаёт импульс на электромагнитные клапана (форсунки Bosch, Delphi, Denso) , либо пьезо элементы (форсунки Piezo Bosch, Piezo Siemens) самих дизельных инжекторов (форсунок).

Соответственно, неисправность, либо некорректная работа любого из перечисленных датчиков, регуляторов может приводить к нестабильной работе топливной системы, что прямо отражается на работе дизельного двигателя.

Диагностика таких неисправностей производится посредством подключения диагностического оборудования к автомобилю и считывания параметров работы двигателя, топливной системы, анализа этих данных и установления причины отклонений в работе дизельного двигателя, или топливной системы common rail/

Следует отметить, что данная диагностика в нашем дизельном автосервисе Дизельбокс отличается от привычной для Российского рынка автоуслуг, когда происходит просто чтение кодов ошибок (бывают случаи, когда они вообще отсутствуют) и дальнейшее «гадание на кофейной гуще». При такой диагностике вы платите за имперический метод диагностики, платите за попытки мастера найти причину неисправности методом поочередной замены узлов и агрегатов автомобиля, будь то форсунки, ТНВД, турбина, или её управление.

Читайте также  Что значит коэффициент бонус малус

Диагностика Common Rail

Прежде всего, необходимо проверить электронные системы: считать коды неисправностей, протестировать датчики и исполнительные механизмы. Чисто «дизельных» сканеров не существует, поэтому для диагностики используются либо универсальное оборудование, либо специальные сканеры для конкретных моделей. Сигнал от проверяемого устройства должен подаваться на осциллограф. Покупать этот прибор специально – дорого – выгоднее приобрести сканер с функцией осциллографа.

Неисправности топливной системы common rail дизельного двигателя

Проверка низкого давления топлива осуществляется механическим манометром со шкалой до 10 бар. Высокое давление проверяется спецприбором, имеющем диапазон измерения до 2000 бар и набор переходников. Дозирующую способность форсунок определяют специальным набором оборудования.

Ремонт системы Common Rail

Качественно починить ТНВД могут только на специализированной станции, где имеется диагностическое и прецизионное оборудование. Такой ремонт обходится от 7000 рублей. Новый насос стоит порядка 30 тыс. рублей, поэтому восстановленные насосы пользуются у «дизилистов» большим спросом.

Двигатель, оснащенный системой Common Rail, не запускается, если хотя бы одна форсунка не работает. Из-за утечки топлива через ее клапан давление в рампе не может подняться до номинальных значений. Чтобы проверить давление при пуске используют специальный набор, состоящий из контрольного манометра, датчика давления, соединительной трубки, заглушки отверстий исп. механизмов и мерных емкостей для обратного слива.

При износе двух и более форсунок имеет смысл заменить весь комплект. Цена форсунок довольно высока и зависит от фирмы-производителя. Параметры каждой новой форсунки необходимо внести в память блока управления двигателем. Если этого не сделать, то это ухудшит характеристики двигателя. Несмотря на то, что в любом ЭБУ имеется постоянная корректировка цикловой подачи топлива для равномерной работы двигателя, она не в состоянии подменить не прописанную кодировку.

Наиболее сложные проблемы дизеля – это затрудненный пуск, дымность выхлопа и потеря мощности. Для их решения требуется точный замер расхода воздуха, оценка работы наддува, эффективности рециркуляции, системы выпуска и нейтрализатора. Данные технологии сегодня в совершенстве освоены диагностическими центрами. Кустарный ремонт в данном случае невозможен.

Проверка при помощи оборудования

Проблемы с высоким давлением могут быть из-за:

  • неисправности клапана объемного регулирования подачи топлива ТНВД;
  • износа плунжеров или перепускных клапанов;
  • поломки регулятора на рейке;
  • неполадки форсунок.

Так как ремонт или замена топливного насоса высокого давления считаются дорогостоящей операцией, необходимо определить, что проблема не кроется в самой топливной системе. То есть необходимо проанализировать методом исключения составляющие топливной магистрали, так как в большинстве случаев поломки происходят в них. Если данные узлы исправны, значит проблема в ТНВД.

Согласно статистике, в 70 процентах случаев проблем с топливной системой сбой произошел не в ТНВД. Многие неопытные диагносты при первых проблемах с топливной системой «приговаривают» топливный насос высокого давления, что неверно.

На первом этапе диагностики требуется исключить неисправность форсунок.

Второй этап позволяет убедиться, что регулятор давления в рейке не имеет повышенного обратного слива и не мешает регулированию давления.

Исключение форсунок

Требуется исключить повышенный расход дизеля в топливной рампе путем отключения форсунок. При данной операции важно соблюдать чистоту, так как велика вероятность попадания грязи в топливные форсунки.

Для предотвращения попадания грязи используются защитные колпачки. На штуцер топливной рейки накручиваются заглушки.

Данный метод позволяет исключить форсунки, как источник повышенного расхода горючего. Необходимо произвести замер давления без форсунок. Исправный ТНВД без форсунок должен показывать при прокрутке стартера давление более 1000 бар. Данное давление или значение больше его свидетельствует, что ТНВД и подкачивающий контур исправны.

Оценка давления производится при помощи штатного датчика и сканера в фактических параметрах. Необходимо выбрать режим «давление топлива в магистрали» и включить зажигание автомобиля. Во время прокрутки двигателя стартером будут фиксироваться параметры давления. Для точного результата рекомендуется провести данную операцию несколько раз.

Если давление в системе менее 1000 бар, требуется исключить неисправность регулятора давления на рейке. Данные можно посмотреть без сканера, подключив компьютер к автомобилю. Штатный датчик в топливной системе машины зафиксирует необходимое давление.

Исключение регулятора давления в рейке

Проверка производится при помощи мультиметра, переведенного в режим измерения напряжения. Первый щуп устанавливается на любую имитацию «минуса», второй на контактную ножку регулятора (плюсовую).

Напряжение на мультиметре должно быть приблизительно 5 Вольт. Второй этап: установка щупа на плюсовую клемму аккумулятора, второго на минусовую ножку на фишке регулятора. Мультиметр должен показывать 12 Вольт +- 3 Вольта.

Если форсунки и регулятор давления машины исправны, производится проверка подкачивающего контура или контура низкого давления. В случае исправности данного узла проблема кроется в самом ТНВД.

Необходимо определить линию подачи топлива из бака к ТНВД. Разъем данной линии отсоединяется. В SsangYong его лучше поддевать отверткой.

Операцию не рекомендуется проводить в тканевых перчатках. Попадание ворсинок в топливную систему приведет к поломке форсунок.

В разрыв топливной цепи авто подключается манометр. Устройство должно показать давление от 3 до 5 бар. Автомобиль заводится и меряется уровень давления. Если давление ниже номинального, необходимо заменить фильтры, проверить заборный фильтр в баке.

Система впрыска Common Rail

В описании практически любого современного автомобиля, оснащенного дизельной силовой установкой, можно увидеть информацию, что в двигателе используется система впрыска Common Rail. Причем встречается она на любой технике, использующей этот вид топлива, от легковых автомобилей до карьерных и сельскохозяйственных машин. Но далеко не все знают, в чем особенность этой системы, благодаря чему она получила такое широкое распространение и какие у нее достоинства и отрицательные качества.

Система впрыска Common Rail сейчас считается самой передовой технологией обеспечения подачи дизтоплива в дизельных силовых установках. Появилась она сравнительно недавно, первый автомобиль, оснащенный этой системой, выпустили в 1997 году. Но при этом Common Rail стремительно набрал популярность и практически все дизельные установки им сейчас оснащаются. Помимо указанного названия, имеется еще одно – аккумуляторная топливная система.

Особенность системы, ее составные части

Если в целом посмотреть на устройство Common Rail, то можно обнаружить очень сильное сходство с инжекторными бензиновыми системами питания, особенно непосредственного впрыска. По сути, конструкторы просто позаимствовали все положительные качества, которыми обладает инжектор, и перенесли их на дизельную установку, но с учетом особенностей работы этого типа мотора.

Особенность этой системы, по отношению к классической механической, заключена в предварительном аккумулировании давления топлива перед подачей его в цилиндры. Отсюда и название – аккумуляторная топливная система.

Как и ранее на дизельных моторах, система питания делится на два контура – низкого и высокого давления. Дополнительно в конструкцию Common Rail добавили электронную часть, осуществляющей контроль и управление исполнительной частью.

Контур низкого давления

Эта составляющая конструктивно практически не изменилась. В его состав входят:

  • бак,
  • фильтрующие элементы (грубой и тонкой очистки);
  • насос подкачки топлива;
  • топливные трубопроводы.

схема контура низкого давления

Контур низкого давления

Дополнительно в этот контур включены еще некоторые детали – охладитель и подогреватель топлива, а также отсекатель. Об этих составных частях – ниже.

Контур высокого давления

А вот этот контур конструктивно значительно изменился, поскольку в него добавились новые составные элементы. Устройство этой части включает в себя:

  • ТНВД;
  • магистраль высокого давления;
  • центральный магистральный трубопровод (рампа);
  • форсунки;
  • датчик и клапан регулировки давления.

схема контура высокого давления

Контур высокого давления

Суть этой конструкции заключена в том, что насос высокого давления качает топливо не к каждой форсунке по отдельности, как это было в механической системе, а закачивает его в магистральный трубопровод (рампу). А уже из нее оно подается на форсунки.

Использование в конструкции рампы позволяет поддерживать давление дизтоплива перед подачей в требуемом значении, при этом обороты мотора не оказывают на него никакого влияния. Это свою очередь оказывает положительное влияние на процесс подачи топлива при разных режимах функционирования мотора.

Основными рабочими элементами в этом контуре, как и раннее, являются ТНВД и форсунки.

Насос имеет механический привод, а количество плунжерных пар, создающих давление, может варьироваться от 1 до 3. Примечательно, что в таком насосе, поскольку нет надобности качать для каждой форсунки, на некоторых режимах плунжерные пары могут отключаться.

А вот форсунки конструктивно изменились. В Common Rail применяются электрогидравлические форсунки, оснащенные электромагнитными или пьезоэлектрическими клапанами управления. Применение их позволило обеспечить многократный впрыск, повышающий эффективность работы силовой установки.

Электронная составляющая

Что касается электронной части, то она практически полностью идентична используемой на инжекторных моторах. То есть, состоит она из электронного блока управления и ряда датчиков:

  • давления в магистральном трубопроводе;
  • скорости вращения коленвала;
  • положения акселератора (педали газа);
  • расхода воздуха;
  • лямбда-зонда;
  • температуры дизтоплива и воздуха.

На некоторых моторах применяется еще ряд других датчиков. Назначение электронной части идентично бензиновому мотору. Датчики передают информацию о работе систем и механизмов силовой установки и ряд других параметров. Поступающие данные блок сравнивает с табличными, занесенными в память, и на основе этого подает импульс на срабатывание форсунок.

Принцип действия

Теперь о том, как работает Common Rail. Первый контур особо рассматривать нечего. В его задачу входит очистка и подача топлива к ТНВД. Единственное, что можно отметить, так это то, что топливоподкачивающий насос может быть механическим, интегрированным в ТНВД, или же электрическим, установленным отдельно в топливную магистраль.

Принцип работы ТНВД тоже остался прежним. Имеющиеся в конструкции плунжерные пары при работе сжимают дизтопливо, из-за этого повышается давление, и выталкивают его дальше. Но если раннее, в классической системе, водитель регулировал количество дизтоплива, которое будет подвергаться сжатию, то в Common Rail такой надобности нет. В ней плунжерные пары работают со определенными порциями топлива, которые не изменяются. Единственное, на создаваемое насосом давление может повлиять блок управления, при надобности отключив плунжерную пару.

Из ТНВД дизтопливо, уже сжатое, по магистрали подается в рампу. За счет установленных на этой рампе датчика и клапана регулировки осуществляется аккумуляция (наращивание) давления до требуемых значений.

Происходит это так: насос, независимо от работы силовой установки постоянно качает топливо, за счет этого давление в магистральном трубопроводе постоянно возрастает. При этом значение давления постоянно контролируется ЭБУ благодаря датчику. Подержание его в требуемом диапазоне для того или иного режима работы силовой установки осуществляется клапаном регулировки. Если давление возрастает выше нормы, электронный блок подает сигнал на открытие этого клапана и часть топлива по сливной магистрали сбрасывается в бак, тем самым и производится регулировка.

Читайте также  Самый хороший радар детектор 2017

Помимо аккумуляции давления, рампа выполняет еще одну функцию – сглаживает «толчки» дизтоплива, закачиваемого насосом и устраняет колебания давления при его падении при впрыске.

Топливо сливается не напрямую, а проходит через охладитель, поскольку при сжатии оно достаточно сильно разогревается. Что касается подогревателя, то он включен в первый контур и обеспечивает нагрев дизтоплива для повышения его текучести при сниженных температурах окружающей среды. В задачу же отсекателя входит прекращение подачи дизтоплива на ТНВД в случае возникновения нарушения в системе.

Топливная рампа посредством магистралей соединена с всеми форсунками. А далее уже при надобности происходит открытие той или иной форсунки для впрыскивания порции дизтоплива в камеру сгорания.

Особенности работы форсунок

Но форсунки в системе впрыска Common Rail функционируют не так, как на механической схеме. Если раннее их открытие осуществлялось за счет превышения определенного значения давления, то здесь этим процессом полностью управляет ЭБУ.

форсунка в разрезе

Принцип работы электрогидравлических форсунок следует рассмотреть несколько подробнее. Открытие для подачи топлива осуществляется все так же – за счет давления, но сам принцип работы несколько иной.

Суть такова: на запорной игле распылителя сделан ободок, который играет роль поршня. Топливо под давлением подается и под этот поршень, и над ним. За счет равности давления и усилия пружины игла прижата к седлу и распылитель закрыт.

Пространство над иглой объединено каналом с магистралью слива. Но в этом канале размещается электромагнитный или пьезоэлектрический клапан, который перекрывает его.

Срабатывание форсунки делается за счет подаваемого электрического сигнала с блока. Он, поступая на клапан, приводит к его открытию, при этом канал отпирается и топливо из пространства над иглой уходит в сливную магистраль. В результате появляется разница давления и дизтопливо, находящееся под иглой, преодолевая усилие пружинки, приподнимает ее, открывая отверстия распылителя – происходит впрыск. Как только сигнал с ЭБУ пропадет, давление сразу же выровняется, и форсунка закрывается.

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 режимов подачи топлива

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.

Достоинства и недостатки

Несмотря на то, что эта система питания дизеля, сравнительно «молодая», но уже существует несколько ее поколений. Причем разница между ними сводится лишь к давлению впрыска. Ведь чем оно выше, тем лучше наполняемость цилиндра за единицу времени (форсунка сможет больше впрыснуть), а это в свою очередь – больший выход мощности. Так, у первого поколения Common Rail рабочее давление составляло 1350 Бар, а у четвертого – уже 2200 Бар.

схема впрыска 3 поколения

Система впрыска Audi 3-го поколения

Широкое распространение эта система питания получила благодаря ряду преимуществ перед классической:

  1. Высокая точность дозировки топлива. Электронный блок полностью контролирует параметры работы силовой установки и мгновенно реагирует на изменение режима работы, подстраивая под него подачу топлива. Тем самым достигается еще большая экономичность двигателя при лучшем выходе мощности.
  2. Давление в системе поддерживается в строго заданных параметрах, что обеспечивает нормальное наполнение цилиндров независимо от скорости вращения коленчатого вала и режима работы (особенно это важно на холостом ходу, и при малых оборотах).
  3. В этой системе не требуется подстраивать работу ТНВД под рабочие циклы, его задача – лишь нагнетать в рампу топливо, а за всем остальным следит ЭБУ. К тому же ТНВД конструктивно проще, поэтому легче поддается ремонту.
  4. Возможность использования многократного впрыска. Многоразовая подача топлива за один рабочий цикл обеспечивает оптимизацию процессов сгорания в камере сгорания, что снижает шумность работы мотора и повышает его экологичность.

Благодаря таким преимуществам эта система питания и стала столь востребованной, тем более, что она полностью вписывается в нормы экологичности Евро-4.

Но и без недостатков не обошлось. Они у этой системы такие:

  • Более сложная конструкция форсунок сказывается на ресурсе их работы;
  • Система в случае разгерметизации контура высокого давления полностью перестает функционировать. Если раннее зависание одной из форсунок в открытом положении становилось причиной перебоев, но сам двигатель продолжал работать, то в Common Rail при заклинивании клапана управления сработает отсекатель и мотор прекратит работать;
  • Система питания Common Rail более требовательна к чистоте топлива.

Пока система Common Rail считается самой лучшей для использования на дизельных двигателях, и альтернатива ей вряд ли скоро появиться.

Тнвд системы common rail

common1.jpg

common4.jpg

**** Если Зимой двигатель будет не запускаться, то не стоит пытаться его запускать "традиционными" методами, при помощи, эфира, каких-то присадок и так далее. Сначала надо разобраться в причине "незапуска", потому что применение "присадок для облегчения запуска" может привести к самым неожиданным последствиям. Например, двигатель может "пойти в разнос" и тогда его уже не остановить. Примеры этому уже были. Но конкретно пока назвать причину "ухода в разнос" — увы, не получается. Только предположения. Например, из-за грязного масла. Или из-за сложения двух причин : замыкание проводки на форсунку, из-за чего она была постоянно открыта и из-за того, что грязное масло заклинило редукционный клапан и он стал "работать напрямую". А может и какие-то другие причины, Бог его знает. С этой системой еще разбираться и разбираться.

**** Сам ТНВД не похож на "обычный" ТНВД, это просто прямоугольный "кусок железа", из которого выходит две трубки на "подачу" и две на "вход". Несколько датчиков. Отсуствуют трубки на форсунки.

Вот почему все это так и хочется назвать просто : "топливный акуумулятор". Приводится в действие через шестеренчатый привод с лобовины двигателя и внутри, скорее всего, разделен на две части : камера нагнетания высокого давления для топлива и точно такая же — для масла.

**** Нашел вот интересную заметку по данному вопросу, читайте :
"
Центральное место в экспозиции ОАО "Заволжский моторный завод" на Московской международной выставке "Мотор-шоу 2002" займет дизельный двигатель ЗМЗ-5148.10 с системой Common Rail. Об этом "НТА Приволжье" сообщили в пресс-службе завода." Комментарий пока нет. Но весьма интересно будет посмотреть на "Запорожец" с дизельком и системой Common Rail. Посмотрим?

**** Особенно надо отметить, что описываемая выше система Common Rail отличается от описываемых подобных систем в Интернете. А таких систем уже становится все больше и больше. Например, существуют уже и работают системы с так называемыми "насос-форсунками", где топливо подается непосредственно в саму форсунку под относительно небольшим давлением в несколько килограмм, а далее "насос-форсунка" приводится в действие от распредвала и самостоятельно нагнетает и распыляет нужную порцию топлива в нужный момент. Но здесь, как мне лично кажется, не достигается той "электронной" точности, которая бы требовалась. Механика — она и есть механика.

**** Как пишет Интернет — пресса, использование технологии Common Rail позволит увеличить мощность двигателя на 35 — 45 % и на 8-15% уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу. Что и требуется по нормам токсисочности отработавших газов ЕВРО-3.

**** Применяемое масло для двигателя : категории DIESEL LEICHTLAUF 10W-40 HD . Или подобное "чисто" японское. Как пишет фирма-производитель : " Антифрикционное масло для нагруженных двигателей, созданное с применением современной технологии, специально разработанное с учетом повышенного образования нагара в дизельных двигателях. Улучшает приемистость двигателя. Получено с использованием синтетических компонентов и современной технологии изготовления присадок.Всесезонное моторное масло легковых дизельных автомобилей. Подходит для удлиненного интервала смены. Предназначено для дизельных двигателей без и с турбонаддувом, дизелей с непосредственным впрыском, TDI и Common-Rail" . Так что, учитывая, что система Common-rail основана на работе дизеля с непосредственным впрыском, то использование другого типа масла невозможно. Интересно, сколько оно будет стоить?
**** Очистку инжекторов ( форсунок) системы Common Rail можно производить при помощи специальной присадки :

cr_cleaner.jpg

**** Крайне интересно устроена система EGR!
Как мы уже знаем, данная система предзназначена для рециркуляции отработавших газов. То есть, при определенных условиях определенная часть отработавших газов снова поступает во впускной коллектор для дожигания, чем и достигается выполнение норм токсичности ЕВРО-3.

Так вот, применена доселе невиданная схема, так называемый EGR-Cooler , то есть, специальное устройство для ОХЛАЖДЕНИЯ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ , где задействована штатная система охлаждения двигателя. Сложно, конечно, но требования ЕВРО-3 надо выполнять.

**** Другая схема системы Common Rail, здесь все еще "прощее" : нет "управления" от масляной системы, применена, скорее всего, или схема "насос-форсунка", или схема быстродействующего клапана, смотрим:

crail_2.jpg

,- надо сказать, что все приведенные здесь рисунки просто — напросто сворованы с сайтов наших иноговорящих "товарищей". Но думаю, что ТАМ они в обиде не будут? Перевесят положительные эмоции русскоговорящих товарищей.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: