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.

Что такое прописка форсунок Common Rail

Все бы было просто, если бы все моторы были одинаковы, но и сами моторы, и управляющая ими электроника разнятся – первые по мощности и объемам цилиндров, что требует и разных форсунок. Каждая дизельная форсунка имеет свой код, то есть условное обозначение своих оптимальных параметров. Когда форсунка устанавливается на двигатель, ЭБУ считывает этот код и определяет, подходит ли новый агрегат для работы на данном конкретном моторе или нет. В первом случае она «принимается» ЭБУ, во втором нет, то есть подача топлива на нее блокируется управляющим устройством. Этот код является, по сути, своего рода предохранителем, защищающим мотор от установки на него тех агрегатов, которые обладают не подходящими для работы на нем агрегатов.

Но, к сожалению, нет единой системы этих кодов, так что форсунки разных производителей, обладающих по факту одинаковыми рабочими параметрами, могут и не встать на двигатель. Прописка форсунок Common Rail – это процедура их идентификации блоком управления автомобиля. Ее можно сравнить с пропиской нового жильца, которому, чтобы иметь право на проживание, нужно не только купить квартиру в доме, но и прописаться у управдома – только после этого он «впишется» в жилищное товарищество. В большинстве случаев, если в процессе ремонта двигателя на него устанавливаются форсунки оригинального производства, эта процедура не требуется. ЭБУ, обнаружив у «нового жильца» стандартный код, распознает его и принимает новую форсунку. Но, если, скажем, вы заменили форсунку Bosh на Delphi, ее код может оказаться для ЭБУ незнакомым. Вот тогда-то и возникает необходимость вносить коррективы в «драйвер» блока управления, контролирующий работу топливной системы.

У всех форсунок коды различаются, как разнится и количество параметров, этими кодами описываемыми. Так, код большинства форсунок фирмы Делфи содержит лишь один такой параметр. Потому-то, как показывает практика, именно для форсунок фирмы Делфи эта проблема оказывается наиболее актуальной.

Common Rail не терпит пренебрежительного отношения

Первые владельцы автобусов и грузового транспорта, оснащённого новой системой впрыска, были возмущены надёжностью работы всего двигателя. Традиционный подход к обслуживанию незамедлительно вызывал очередной сбой в работе силового агрегата. Например, при наличии Common Rail требуется установки оригинальных фильтров. Только такая категория расходников совместима с двигателем. Использование фильтров от двигателей ЯМЗ, которые имеют близкое сходство, а также систематическое нарушение регламентов технического обслуживания, незамедлительно повлечёт за собой выход из строя самого агрегата. Отсюда и претензии автовладельцев к качеству конструкции двигателя, которые, как выясняется потом, были абсолютно необоснованными.

Несвоевременная замена неоригинальных фильтров в процессе обслуживания двигателя Common Rail вызвана увеличением пропускной способности пор бумаги фильтра. При достижении показателей в 50 микрон, вместо положенного стандарта в 5 микрон, увеличивается поток инородных частиц, который провоцирует посторонние включения. Такой небрежный подход к эксплуатации двигатель Common Rail не прощает.

По определению – своевременная замена фильтра гарантирует долговечную работу любого силового агрегата. Использование оригинальных комплектующих Bosch, Denso или Delphi –самый оптимальный вариант, но есть версии рекомендованные производителем. Они дешевле и, в то же время, такие же надёжные.

Подача топлива

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

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

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

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

График впрыска топлива

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

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

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.

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.

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

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.

Разборка и прочистка форсунки

После того, как была определена дефектная деталь, её необходимо разобрать для ремонта. Осуществляется это довольно просто, после того, как отвернули гайку — крепим элемент в тисках (без сильного зажима, чтобы не деформировать корпус) и лёгким постукиванием выбиваем распылитель. Далее снимаются все внутренние части — переходной элемент, регулировочный дроссель, блок распылителя и магнитоэлектрический контакт.

После разборки необходимо провести тщательную чистку каждого элемента. Для этих целей лучше всего использовать специализированную промывочную жидкость. Если же её нет под рукой — чистую солярку или ацетон. Необходимо полностью удалить нагар и любые загрязнения. На финальном этапе в чистом дизтопливе споласкивается сам корпус, гайка и распылитель. Также потребуется просушка — для этих целей оптимально использовать сжатый воздух из компрессора или просто сухую ветошь.

После проведения работ нужно замерить форсунку на мультиметре, если значения в пределах нормы — её можно собирать и ставить обратно. Вполне вероятно, что вышел из строя распылитель, в этом случае его необходимо заменить. Кстати, с нового элемента нужно полностью удалить заводскую смазку, иначе добиться нормальной работы не получится.

Последний этап — обратная сборка детали и её установка. Не рекомендуется сразу сильно затягивать гайки, так как после установки и проверки может потребоваться повторный демонтаж. Собранную форсунку проверяют на соответствие всем характеристикам — правильной «обратке» топлива, корректному распылению, герметичному закрытию и так далее. Если проблем не обнаружено — полностью закручиваем гайку и устанавливаем форсунку на движок, предварительно проведя калибровку.

Что делать при поломке?

Стоит отметить, что проверку работоспособности форсунок нужно осуществлять на специальном оборудовании диагностического характера. Конечно, нечто подобное для проверки свечи можно соорудить и дома, но оно не даст Вам точного ответа, в чем проблема, и отремонтировать очень сложное устройство. В центре диагностики проделают всю проверку системы форсунок и отрегулируют их, а также специалисты в данной области смогут сделать ремонт commonrail. При необходимости ремонта или замены форсунки подскажут, как лучше это сделать. Ну соответственно, при замене новой или отремонтированной свечи накала, проводятся работы по замене топливного фильтра и чистка всех топливных магистралей.