Chinasp.ru

Авто Клондайк
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Особенности устройства и преимущества топливной системы Common Rail

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.

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.

Читайте так же:
Регулировка датчик уровня топлива 2109

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.

Для дизеля с насос форсунками

Для более современных систем с насос форсунками и функцией Common Rail, Есть продукт «Системфлеш дизель», обеспечивающий защиту этих систем.

506-12.jpg

Здесь уже пролонгированное действие, то есть слой будет сохраняться при нескольких доливках топлива. Помимо этого средство предотвращает проникновение и образование воды в системе. Действие достаточно долгое — до 2000 км. Также рекомендована в нашей стране, по той же причине: в топливе нет никаких смазывающих свойств, при такой причине это средство просто незаменимо.

Принцип действия Common Rail

Схема работы

Конструкция включает в себя следующие компоненты:

  • ТНВД;
  • топливный фильтр;
  • топливоподкачивающий насос;
  • клапан дозировки;
  • регулятор давления (контрольный клапан);
  • датчик давлений топлива в рампе;
  • аккумулятор высокого давления (топливная рейка);
  • инжекторы.
Читайте так же:
Установка и регулировка сцепления зил 130

Принцип действия агрегата в следующем. Насос низкого давления подаёт горючие под невысоким давлением (2,6-7 бар) к насосу высокого давления (ТНВД), где осуществляется нагнетание давления — при прокрутке мотора оно достигает 500-600 бар. После того, как запущен силовой агрегат, давление увеличивается до 1300-2000 бар.

Датчик давления поддерживает оптимальные значения для впрыска, а регулятор возвращает излишки дизеля в магистраль обратного слива. Сам регулятор находится или в корпусе ТНВД, или в топливной рейке. Также в рейке может быть установлен клапан экстренного сброса горючего — он защитит агрегат от разрыва при возникновении ЧП. Датчик температуры, который имеется на многих топливных рамах, позволяет более точно контролировать работу устройства.

Существует вариант системы с отдельной форсункой — она применяется для повышения дозировки горючего и прожига сажевого фильтра. В других системах работа мотора в режиме прожига контролируется изменением ЭБУ количества нагнетаемого дизеля и изменением момента впрыска.

ТНВД и форсунка в одном флаконе: надёжный симбиоз

Переключаемся на современность. На данный момент под капотами автомобилей можно встретить несколько вариантов исполнения этой системы впрыска:

  • механическую;
  • электронную.

Начнём с первой разновидности. Располагаются насос-форсунки недалеко от распределительного вала и это неслучайно.

Дело в том, что ТНВД, входящий в состав устройства, приводится в действие кулачками распредвала, которые при помощи рычага воздействуют на плунжер насоса форсунки.

Работа насос-форсунки

Он, в свою очередь, нагнетает давление, двигаясь вверх и вниз под действием кулачков и возвратной пружины.

И при определённом уровне напора солярки игла распылителя форсунки приподнимается, и порция горючего под высоким давлением впрыскивается в цилиндр. Довольно простая система, не правда ли?

Но более совершенными и чаще всего используемыми в современных автомобилях, являются электронные насос-форсунки.

Как и в механическом варианте, давление внутри этой форсунки нагнетается плунжером, связанным с распредвалом, а впрыск осуществляется движущейся иглой распылителя.

Читайте так же:
Регулировка сцепления зил 130 зазор лапок

Главной «фишкой» электронной схемы стал появившийся в ней клапан управления, который может быть или электромагнитным, или пьезоэлектрическим.

Форсунка с электронным клапаном

Встроенный в каждую насос-форсунку, он под чутким контролем блока управления двигателем регулирует подачу дизтоплива, благодаря чему появилась возможность гибко, в зависимости от нагрузки на мотор регулировать впрыск в цилиндр.

Как известно, наиболее эффективно топливо сгорает и расходуется при поэтапном впрыске, поэтому инженерами была разработана схема, при которой инжекция солярки разбита на три фазы – предварительную, основную и дополнительную.

Реализовать такой сценарий без клапана управления вряд ли бы удалось, что и стало причиной забвения механических насос-форсунок.

Как производится проверка форсунок дизеля с Common Rail своими руками: методика поиска неисправностей

Технология анализа дизельных инжекторов в первом приближении аналогична бензиновым. Сходство состоит в том, что сначала производится электропроверка с применением мультимера. Осуществляется она по приведенному сценарию. Отличный результат – повод для перехода к испытанию гидравлической части.

проверка форсунок бензинового инжекторного мотора и дизельного двигателя своими руками

Полноценная диагностика гидрочасти в домашних условиях невозможна по определению. Для этого необходимо чересчур дорогое испытательное оборудование. Его могут позволить только профильные организации. Многолетний опыт – тоже немаловажная составляющая.

Нехитрая же проверка форсунок дизельного мотора с Common Rail своими руками состоит из двух тестов:

  • осязательный контроль;
  • испытание на слив.

Сначала производится осмотр руками. На запущенном моторе прощупываются магистрали, транспортирующие солярку от рампы к инжекторам. Проблемными (забитыми) являются те детали, топливопровод подвода к которым пульсирует, и имеет повышенную температуру в сравнении с остальными. При обнаружении данного факта можно воспользоваться промывкой инжектора присадками в индивидуальном формате.

Всем известна проблема дизельных ДВС с большим пробегом – затрудненный пуск. А через некоторое время он вообще невозможен из-за неисправности хотя бы одного инжектора. Причина тому – форсунка не держит давление, она сливает горючку через обратку. С целью определения этого факта проводится испытание на слив:

  • подготовить емкости (на каждый распылитель своя тара);
  • снять шланги обратной магистрали;
  • подсоединить к инжекторам гибкие трубки, идущие от станции;
  • пустить мотор;
  • наблюдать на холостых оборотах за уровнем жидкости в стаканчиках.
Читайте так же:
Регулировка зажигания д 240 ютуб

Установку для диагностики распылительных изделий на слив можно легко соорудить самому. Для этого понадобятся:

  • Шприцы (количество соответствует числу цилиндров).
  • Капельницы.
  • Шурупы.
  • Досточка.

На доске закрепляются шприцы. Вместо иглы к ним подключаются капельницы. Все – станция готова к применению.

Топливо поступает на всасывающий фильтр (3) где из него удаляются загрязнения в 1 микрон. Калибр фильтра 10 микрон.

Продвигаясь к насосу низкого давления (5) дизельное топливо проходит через охладитель электронного блока (1), таким образом, охлаждая его. Далее топливо поступает в насос низкого давления (5).

Насос низкого давления (5) повышает давление топлива до 9-12 бар и направляет его к насосу высокого давления (7). Однако перед попаданием в насос высокого давления дизельное топливо доочищается в напорном фильтре (4) имеющем калибр 3 микрона.

Наконец топливо достигло насоса высокого давления (7). В насосе высокого давления давление топлива возрастает и может достигать 500 — 2500 бар. Рабочее давление регулируется с помощью количества топлива, которое впускной дозирующий клапан (6) пропускает к насосу высокого давления (7). Управляет дозирующим клапаном (6) электронный блок (1), постоянно измеряя давление топлива в гидроаккумуляторе (8) с помощью датчика (10).

И так вернемся к насосу высокого давления. Топливо с насоса высокого давления (7) поступает в гидроаккумулятор (8) и к форсункам (11). Благодаря этому все форсунки находятся под постоянным высоким давлением. Запаса топлива в гидроаккумуляторе всегда хватает, не зависимо от оборотов двигателя. Давление в гидроаккумуляторе, как было сказано ранее, постоянно измеряется датчиком давления (10) и корректируется электронным блоком (1) по средствам впускного дозирующего клапана (6). Если давление топлива превысит предельное значение 3000 бар откроется механический предохранительный клапан (9) и возвратит топливо обратно в бак через возвратный коллектор (12).

Управляемые электронным импульсом форсунки (11) подают порцию топлива в цилиндры двигателя. Количество впрыскиваемого топлива зависит от времени открытия и может с высокой точностью быть рассчитано блоком (1), так как у форсунки отсутствует механическая связь с распределительным валом двигателя, а давление топлива всегда прогнозируемо и измеряется датчиком (10). Это одна из отличительных особенностей системы XPI (Common Rail) перед существующими ранее дизельными топливными системами.

Читайте так же:
Не удается синхронизировать компьютер авторизовать этот компьютер

Еще одна особенность дизельной системы XPI (Common Rail) это многократный впрыск. Небольшое количество топлива, впрыскивается форсункой в цилиндр двигателя, непосредственно перед основным впрыском. Благодаря этому снижается шум работы двигателя. Затем происходит основной впрыск топлива в цилиндры двигателя. И завершает цикл небольшой последующий впрыск, который способствует снижению количества сажи и оксидов азота NOx.

Многократный впрыск системы XPI (Common Rail)

Излишки топлива, как и в традиционных топливных системах, возвращаются обратно в бак, через возвратный коллектор (12). Если Вы внимательно знакомились с работой топливной системы, то у Вас наверное возник вопрос как через возвратный коллектор (12) может возвращаться излишки топлива с форсунок (11) с мизерным давлением и топливо с предохранительного клапана (9), которое в 1000 разы выше?
Просто эти два канала разделены внутри возвратного коллектора (12) однако имеют общий выход.

Подводя итог хотелось выделить преимущества топливной системы XPI (Common Rail):

  1. Момент впрыска и длительность впрыска не зависят от положения распределительного вала;
  2. Давление впрыска можно регулировать независимо от частоты вращения двигателя и количества впрыскиваемого топлива;
  3. Клапанный механизм стал проще в виду отсутствия толкателей для форсунок;
  4. Возможность многократного впрыска.

Однако рассмотренная топливная система очень требовательна к качеству топлива. Низкого качества топливо способно повредить детали форсунки и топливного насоса. К примеру, задающий клапан форсунки имеет ход 47 микрон (0.047мм). Грязь, попавшая в него, может привести к износу или заклиниванию. Такая же ситуация и с насосом высокого давления. Зазор между плунжером и цилиндром составляет 5 микрон (0.005мм).

Многие узлы топливной системы длительное время после остановки двигателя находятся под давлением примерно 2000 бар, что очень опасно. Поэтому при ремонте подобных систем важно соблюдение техники безопасности и понимание принципа ее работы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector