Системы впрыска Common-Rail - Ford

Системы впрыска Common-Rail — Ford

Системы впрыска Common-Rail — Ford

Ужесточение предписаний по экологичности отработанных газов и уровню шумообразования, а также требования по снижению расхода топлива оборачиваются все новыми требованиями, предъявляемыми к системе регулирования впрыска и дизельного двигателя.

Для удовлетворения данным требованиям система впрыска должна впрыснуть топливо под высоким давлением в камеру сгорания для приготовления оптимальной горючей смеси. Дозирование количества впрыскиваемого топлива должно происходить с максимально возможной точностью. Система Common-Rail представляет собой хороший потенциал для дальнейшего развития, которому придается как сегодня, так и в будущем будет придаваться большое значение. Благодаря разделению процесса нагнетания давления и процесса впрыска вне зависимости от оборотов двигателя всегда создается оптимальное давление впрыска.

Современные системы регулировки двигателя обеспечивают точный расчет момента впрыска и количества впрыскиваемого топлива, а также его подачу через топливные форсунки в цилиндры двигателя.

В настоящее время в автомобили «Форд» устанавливаются следующие системы Common-Rail.

Дальнейшим большим шагом в направлении улучшения токсичности выхлопов дизельного двигателя является модернизированная система сажевого фильтра. Данная система позволяет сократить выброс тончайших частиц сажи на 99%.

Система Common-Rail фирмы Bosch с форсунками, имеющими электромагнитное управление.

Система Common-Rail фирмы Bosch с форсунками, имеющими пьезоэлектрическое управление

Система Common-Rail фирмы Siemens

Система Common-Rail фирмы Denso

Двигатель Bosch Siemens Denso
1.4л дизельный двигатель Duratorq-TDCi (DV) X
1.6л дизельный двигатель Duratorq-TDCi (DV) X
1.8л дизельный двигатель Duratorq-TDCi (Kent) X
2.0л дизельный двигатель Duratorq-TDCi (DW) X
2.2л дизельный двигатель Duratorq-TDCi (DW) X
2.2л дизельный двигатель Duratorq-TDCi (Puma) X
2.4л дизельный двигатель Duratorq-TDCi (Puma) X
3.2л дизельный двигатель Duratorq-TDCi (Puma) X

Cистема впрыска Common-Rail компании Bosch с «управляемыми электромагнитным клапаном» топливными форсунками

A.Топливопровод
B.Сливной топливопровод для избыточно поданного топлива
C.Трубопровод высокого давления
D.Топливопровод впрыска топлива
E.Обратный топливопровод от топливного насоса
F.Дренажный топливопровод
G.Возврат топлива в топливный бак
1.Топливный насос
2.Топливная рампа (Common-Rail)
3.Топливная форсунка
4.Датчик температуры топлива
5.Магистраль возврата топлива
6.Топливный фильтр
7.Топливный бак
8.Блок топливного насоса и указателя уровня топлива

Cистема впрыска Common-Rail фирмы Bosch с «управляемыми пьезоэлектрическими» топливными форсунками

A.Обратный топливопровод от топливного насоса
B.Трубопровод высокого давления
C.Топливопровод впрыска топлива
D.Дренажный топливопровод
E.Возврат топлива в топливный бак
F.Топливопровод
1.Топливный насос
2.Топливная рампа
3.Топливная форсунка
4.Клапан подпорного давления
5.Стык возврата топлива
6.Топливный бак
7.Блок топливного насоса и указателя уровня топлива
8.Топливный фильтр

Система Common-Rail фирмы Siemens.

A Топливопровод
B Трубопровод высокого давления
C Топливопровод впрыска топлива
D Обратный топливопровод от топливного насоса
E Дренажный топливопровод
F Возврат топлива в топливный бак
1 Топливный насос
2 Топливная рампа (Common-Rail)
3 Топливная форсунка
4 Магистраль возврата топлива
5 Датчик температуры топлива
6 Топливный фильтр
7 Топливный бак
8 Блок топливного насоса и указателя уровня топлива

Система Common-Rail фирмы Denso

A.Обратный топливопровод от топливного насоса
B.Трубопровод высокого давления
C.Топливопровод впрыска топлива
D.Дренажный топливопровод
E.Возврат топлива в топливный бак
F.Топливопровод
1.Топливный насос
2.Топливная рампа (Common-Rail)
3.Топливная форсунка
4.Клапан ограничения давления
5.Тройник
6.Топливный бак
7.Блок топливного насоса и указателя уровня топлива
8.Топливный фильтр

С помощью интегрированного в топливный насос топливоподкачивающего насоса топливо засасывается из топливного бака через топливный фильтр.

Топливный насос уплотняет топливо и нагнетает его в топливную рампу.

В зависимости от требований к впрыску топлива форсунками создается необходимое давление.

Утечка топлива от форсунок и/или возврат топлива от топливного насоса направляется обратно в топливный бак.

Возможные причины дефектов в топливопроводах и топливном баке

Топливопроводы могут быть закупорены вследствие наличия в них инородных тел или перегиба.

Кроме того, в систему низкого давления может проникать воздух в результате повышенного разрежения, обусловленного закупориванием элементов и трубопроводов.

Воздух также может проникать в систему низкого давления через незакрепленные или негерметичные соединения.

Неисправные клапаны или трубопроводы системы вентиляции и удаления воздуха могут привести к уменьшению расхода топлива в системе низкого давления.

Последствия неисправностей (в системе низкого давления содержится воздух или она закупорена)

затрудненный пуск при теплом и холодном двигателе

неровная работа двигателя в режиме холостого хода

Двигатель не запускается.

Двигатель запускается, но сразу глохнет.

Двигатель не развивает мощность.

Топливные форсунки (общие сведения)

В зависимости от типа двигателя нашли применение различные топливные форсунки:

— форсунки с электромагнитными клапанами или
— пьезоэлектрические форсунки.
— Форсунки с электромагнитными клапанами устанавливаются на дизельном двигателе 1.6L Duratorq-TDCi (DV).

Пьезоэлектрические форсунки устанавливаются на дизельном двигателе 2.2L Duratorq-TDCi (DW).

С помощью форсунок осуществляется управление началом впрыска и количеством впрыскиваемого топлива.

Момент впрыска рассчитывается системой углового опережения в PCM. Основными входными параметрами для этого служат сигналы датчика CKP (положение коленчатого вала) и датчика CMP (положение распределительного вала).

А. Форсунка закрыта B. Форсунка открыта

1. Катушка электромагнитного клапана
2. Подводящий канал
3. Шарик клапана
4. Впускной дроссель
5. Подводящий канал к форкамере распылителя
6. Игла распылителя
7. Форкамера распылителя
8. Пружина иглы распылителя
9. Управляющий золотник клапана
10. Управляющая камера клапана
11. Выпускной дроссель
12. Возврат топлива
13. Электрический разъем электромагнитного клапана

Топливо от подсоединения высокого давления через подводящий канал направляется в форкамеру распылителя, а также через впускной дроссель в управляющую камеру клапана.

Управляющая камера клапана соединена с возвратом топлива через выпускной дроссель, который может открываться электромагнитным клапаном.

Система Common-Rail фирмы Bosch

Система с «управляемыми электромагнитным клапаном» топливными форсунками (1.6L Duratorq-TDCi (DV) Diesel)

1. Датчик MAP
2. Датчик давления топлива
3. Комбинированный датчик IAT и датчик MAF
4. Датчик IAT (только с системой DPF (сажевый фильтр))
5. Датчик температуры топлива
6. Датчик ECT
7. Датчик CMP
8. Датчик CKP
9. Выключатель фонарей стоп-сигнала
10. Датчик APP
11. Датчик BPP (положение тормозной педали)
12. Электродвигатель постоянного тока для клапана EGR с интегрированным датчиком положения
13. Датчик CPP ( положения педали сцепления)
14. Датчик давления масла
15. Генератор (входной сигнал)
16. Реле блокировки стартера
17. Замок зажигания
18. Аккумуляторная батарея
19. Электродвигатель постоянного тока для заслонки впускного коллектора с интегрированным датчиком положения (автомобиль с DPF)
20. Электродвигатель постоянного тока для заслонки байпаса охладителя наддувочного воздуха с интегрированным датчиком положения (ступень стандарта выбросов IV)
21. PCM с интегрированным датчиком BARO
22. CAN (протокол передачи данных CAN)
23. DLC (разъем передачи данных)
24. Топливные форсунки
25. Электромагнитный клапан управления давлением наддува
26. Блок управления свечами подогрева
27. Клапан дозирования топлива
28. Управление радиатором вентилятора и компрессор кондиционера
29. Реле PCM
30. Генератор (выходной сигнал)
31. Межсетевой интерфейс (например, комбинация приборов или GEM (общий электронный модуль))

Система с «управляемыми пьезоэлектрическими» топливными форсунками (2.2L Duratorq-TDCi (DW) Diesel)

1. Входные и выходные сигналы шины HS-CAN
2. Входные сигналы шины MS-CAN
3. Межсетевой интерфейс (GEM)
4. Переключатель EOP (давление масла в двигателе)
5. Датчик MAF
6. Датчик ECT
7. Датчик CKP
8. HO2S (кислородный датчик)
9. Датчик IAT
10. Датчик температуры топлива
11. Датчик давления топлива
12. Датчик температуры и уровня масла
13. Датчик APP*
14. Выключатель CPP
15. GEM**
16. Датчик температуры наружного воздуха
17. PCM EDC 16 CP39
18. Свечи подогрева
19. Топливные форсунки
20. Клапан EGR с интегрированным датчиком положения
21. Модуль вентилятора
22. Муфта компрессора кондиционера
23. Электрическое исполнительное устройство для регулировки направляющих лопаток турбокомпрессора с интегрированным датчиком положения
24. Регулятор давления топлива
25. Серводвигатель заслонки впускного коллектора с интегрированным датчиком положения
26. Клапан дозирования топлива
* Передает следующие выходные сигналы:

сигнал PWM на PCM,
аналоговый сигнал на GEM.
**PCM получает следующие сведения от GEM по цифровым линиям:

активация PCM (функция «Wake Up»),
подтверждение безупречной работы электрического топливного насоса,
сигнал выключателя стоп-сигналов.

Система впрыска Common-Rail фирмы Siemens

Дизельные двигатели 1.4L Duratorq-TDCi (DV)/2.0L Duratorq-TDCi (DW)

1. Датчик MAF
2. Датчик MAP (не на всех вариантах)
3. Датчик давления топлива
4. Датчик IAT (не на всех вариантах)
5. Датчик температуры топлива
6. Датчик ECT
7. Датчик CMP
8. Датчик CKP
9. Датчик положения турбокомпрессора
10. Датчик APP (2002.25 Fiesta)
11. Датчик APP (2003.75 C-MAX)
12. Выключатель фонарей стоп-сигнала
13. Датчик BPP
14. Выключатель CPP
15. VSS (датчик скорости автомобиля) (автомобили без ABS (антиблокировочная система тормозов))
16. Реле блокировки стартера
17. Выключатель зажигания
18. Аккумулятор автомобиля
19. Датчик давления масла (не на всех вариантах)
20. Комбинация приборов
21. DLC
22. Управление генератором (система Smart Charge)
23. PCM
24. CAN
25. DLC
26. Топливные форсунки
27. Электромагнитный клапан регулировки направляющих лопаток турбокомпрессора (не на всех вариантах)
28. Электромагнитный клапан заслонки впускного коллектора (не на всех вариантах)
29. Электромагнитный клапан для клапана EGR (не на всех вариантах)
30. Исполнительное устройство топливного насоса (клапан дозирования топлива и регулятор давления топлива)
31. Электромагнитная муфта для компрессора кондиционера и управления вентилятором
32. Электрический отопитель PTC (положительный температурный коэффициент) (не на всех вариантах)
33. Реле PCM
34. Реле свечей подогрева
35. Электрорегулируемый клапан EGR (не на всех вариантах)
36. Байпасный электромагнитный клапан
37. Электромагнитный клапан отключения
38. Заслонка впускного коллектора с электроприводом (1.4L Duratorq TDCi (DV) Diesel, ступень стандарта выбросов IV)

1.8L Duratorq-TDCi (Kent) Diesel

1. Датчик MAF
2. Датчик MAP
3. Датчик давления топлива
4. Датчик IAT
5. Датчик температуры топлива
6. Датчик CHT (температура головки блока)
7. Датчик CMP
8. Датчик CKP
9. KS (датчик детонации)*
10. Датчик APP
11. Выключатель фонарей стоп-сигнала
12. Датчик BPP
13. Выключатель CPP
14. Реле блокировки стартера
15. Выключатель зажигания
16. Аккумулятор автомобиля
17. Датчик давления масла
18. Межсетевой интерфейс (шлюз)**
19. Датчик положения воздушной заслонки (некоторые варианты)
20. Электрический клапан EGR
21. Управление генератором (система Smart Charge)
22. PCM
23. CAN
24. DLC
25. Топливные форсунки
26. Электромагнитный клапан заслонки впускного коллектора
27. Исполнительное устройство топливного насоса (клапан дозирования топлива и регулятор давления топлива)
28. Электромагнитная муфта для компрессора кондиционера и управления вентилятором
29. Реле PCM
30. Реле свечей подогрева
31. Электрическое исполнительное устройство регулировки направляющих лопаток турбокомпрессора
* Датчик не поддерживается программным обеспечением PCM и, соответственно, не имеет функции в системе.
** Может быть, например, комбинация приборов или GEM.

Топливная система Common Rail (Коммон Рейл)

Многие автовладельцы, особенно те, которые ездят на автомобилях с дизельным двигателем, слышали о такой топливной системе как Common Rail (Коммон рэйл). Её главное достоинство, как говорят водители, это экономия топлива. А недостаток — более высокие требования к топливу. Однако это поверхностный взгляд на технологию. Давайте разберемся что такое система коммон рэйл, узнаем её принцип работы и отметим плюсы и минусы.

Что такое система Коммон рэйл?

Топливная система Коммон рэйл — это аккумуляторная система подачи топлива, которая применяется в автомобилях с дизельными двигателями. В переводе с английского Common Rail означает — «общая магистраль».

Ее главное отличие заключается в том, что дизельное топливо находится в магистрали (аккумуляторе) под высоким давлением благодаря насосу (ТНВД). Давление может достигать 300 МПа в зависимости от режима работы ДВС. От топливной рампы горючее подается к электрогидравлическим форсункам. Эти форсунки управляются электроникой и впрыскивают топливо непосредственно в цилиндры.

Давление в топливной системе Коммон рэйл постоянно поддерживается и не зависит от количества впрыскиваемого дизельного топлива, а также от частоты вращения коленчатого вала. Это важное отличие от традиционных систем с низким давление подачи горючего.

Устройство и принцип работы Коммон рейл

В конструкции топливной системы Коммон рейл задействованы два насоса: низкого и высокого давления. С помощью первого насоса дизельное топливо забирается из топливного бака автомобиля. Это горючее подается через топливный фильтр во второй насос (ТНВД). Насос высокого давления подает топливо в общую магистраль, играющую роль аккумулятора. Производительность топливного насоса контролирует блок управления, который отвечает за поддержание нужного давления в системе по мере того, как расходуется топливо.

Дизельное топливо, предназначенное для впрыска, находится в рампе постоянно под высоким давлением. С помощью топливопроводов оно поступает к каждой форсунке со встроенным управляющим клапаном — пьезоэлектрическим или электромагнитным. Открываются клапаны по команде блока управления, в результате чего и происходит впрыск нужной порции топлива в цилиндры двигателя автомобиля.

Преимущества системы Коммон рэйл

Считается, что система коммон рэйл была разработана вследствие ужесточения экологических норм, поэтому одним из её достоинств называют снижение выброса вредных веществ в атмосферу.

Коме того, благодаря особенностям работы топливной системы возрастает мощность двигателя автомобиля почти на 40%, а расход топлива снижается на 15%. Дело в том, что аккумуляторный принцип работы позволяет точно регулировать начало и конец подачи топлива с помощью электронного блока управления. В результате горючее дозируется и подается несколькими порциями с целью более полного сгорания. Если раньше (в прошлых системах) использовался двойной впрыск — пилотный и основной для предотвращения детонации топлива. Современные системы применяют уже до 9 фаз впрыска за 1 цикл.

Водители, которые ездят на машинах с Common Rail отмечают снижение шума работы дизеля, хотя крутящий момент увеличивается.

Однако у комон рейл есть и недостатки, которые несколько портят положительную картину работы системы. Давайте их перечислим:

    — Более высокие требования, в отличие от традиционных систем, к качеству и чистоте дизельного топлива. Дело в том, что посторонние мелкие частицы, если попадут в магистраль, могут вывести из строя форсунки. Поэтому качественное горючее для CR является обязательным условием бесперебойной работы.
    — Наличие в конструкции большого количества датчиков и различных элементов управления, что делает всю систему несколько сложной. Также сложность форсунок.
    — Высокие цены на детали и запасные части.
    — Топливная система не будет работать при нарушении герметичности хотя бы одного элемента высокого давления, например, одной форсунки.

Популярность использования системы

Система коммон рэйл в наше время не является какой-то экзотической или малораспространенной, а повсеместно используется при производстве автомобилей с дизельными двигателями. По статистике до 90% всех выпускаемых дизелей оснащают именно ей. Причем доля таких машин растет.

В свое время компания Robert Bosch GmbH сделала прогноз, что доля системы Common Rail на автомобильном рынке будет расти и в 2016 году составит 83%. Хотя в 2008 году эта доля была всего 24%. Так что все больше производителей двигателей осваивают аккумуляторные системы.

Перечислим некоторые из них:

    Volkswagen Group — TDI;
    Daimler — CDI, CRD;
    Hyundai и Kia — CRDi (Common Rail Direct Injection);
    Fiat — JTD, Ecotec CDTi, TTiD, DdiS;
    Ford Motor — TDCi;
    General Motors — CDTi, VCDi;

Дизельные двигатели оснащаются такой системой в строительстве судов и производстве железнодорожных локомотивов.

Несколько поколений коммон рейл

Интересно, что первое поколение системы коммон рейл появилось в 1999-м году. Она имела давление — 145 МПа. Спустя два года было разработано следующее поколение, которое имело уже 160 Мпа. В 2005 году появилась Common Rail 3, а потом уже система 4-го поколения, где магистраль работает под давлением 220 Мпа.

Какой принцип работы системы Common Rail?

Современное экологическое положение создаёт ужесточённые правила для владельцев автотранспорта. Большое количество выхлопных газов пагубно влияет на нашу атмосферу, поэтому всё чаще в машинах используется система Common Rail, принцип работы и возможные неисправности будут рассмотрены в этой статье.

Что представляет собой эта технология?

Common Rail — это специальная технология впрыскивания горючего, используя высокое давление. Она использует аккумуляцию топлива и применяется в двигателях дизельного типа. Со временем использования для «дизелей» непосредственного впрыска многие детали технологии перешли к таким моторам (ТНВД). Основным элементом Common Rail считается топливный аккумулятор, работающий под воздействием высокого давления.

История устройства

Первым прототипом для системы аккумуляторного впрыскивания была построенная модель Робертом Хубером в 64-м году прошлого века. В то время электроника ещё не имела широкого развития, поэтому разработку быстро забросили. Это же случилось и с трудами инженеров Коломенского завода, которые также не получили признания.

В 1994 году компания Denso из Японии установила первую рабочую модель технологии аккумуляторного впрыскивания на грузовик серийного производства от Toyota. Через год эту технологию начали использовать и итальянцы. Уже в 1998 году рынок увидел флагман Mercedes Benz модели E220 CDI с этой системой.

Принцип работы

Система впрыска Common Rail использует для своей работы форсунки, внутрь которых поступает горючее. Оно направляется от аккумуляторов под воздействием высокого давления — топливной рампы. Подача давления осуществляется независимо от того, вращается ли вал, или от количества поступающего топлива. Форсунки начинают впрыскивать топливо после команды контроллера EDC с помощью магнитных соленоидов, которые активируются через блок управления.

Главной особенностью Common Rail является применение аккумуляторного узла с разделительными каналами, которые служат линиями подачи топлива. Это достаточно точный процесс, ведь используется разделение узла и впрыскивания, которые улучшают управление процессом и увеличивают давление на устройство.

Преимущества и недостатки

Система Коммон Рейл стала революционной в своём роде. Она обеспечивает точное аккумуляторное впрыскивание, отчего дизельные двигатели лишились славы «коптящего трактора». Это также избавило автомобиль от сильных вибраций, а современные модели работают и вовсе бесшумно. За счёт использования технологии Коммон Рейл можно добиться значительного прироста в мощности движения и экономии топлива. Но система имеет и недостатки:

  • высокая стоимость. Особенности механизмов, сложная электроника и тонкая обработка требуют больших финансовых затрат;
  • использование высокого качества топлива. Форсунки очень чувствительны к различным примесям, поэтому не допускается присутствие воды и частиц грязи. Ремонт же обходится крайне дорого.

На российском рынке настоящая система представлена в небольшом количестве, так как качество топлива часто оставляет желать лучшего.

Диагностика системы

После длительного износа механизм может иметь нарушения в работе или вовсе выйти из строя. Нужно заблаговременно определить неисправности, так как ремонт обходится в большие деньги. В первую очередь нужно протестировать датчики и механизмы, показывают ли они сбои в работе. Поскольку сканеров для дизельных моторов не существует, рекомендуют использовать универсальное оборудование с функцией осциллографа.

Частой проблемой в системах Common Rail является падение давления. Его проверяют с помощью манометра со шкалой 10 бар. Для высокого давления используют специальный прибор с диапазоном до 2000 бар. Также важно проверить дозировку форсунок. Они управляются через специальные электрические импульсы в 80 вольт, что поступают с пульта управления.

Вся диагностика зависит от самой поломки. Когда двигатель не запускается, нужно сделать проверку привода ГРМ. Признаком его выхода из строя является малая нагрузка для стартёра. После этого осматривают топливоотдачу. Это делается со специальными датчиками и манометром. При отсутствии поломок исследуют ТНВД — давление топлива измеряется специальными сканерами.

Починить поломку

У многих автомобилистов бывают ситуации, когда форсунки «закипали». В таком случае они требуют срочной замены. Необходимо провести продув посадочных гнёзд и залить их маслом. Если топливная система Common Rail требует ремонта, этим должны заниматься специальные службы сервиса. Минимальная стоимость будет составлять 7000 рублей, а средняя цена на новый насос обходится в 30 тысяч рублей. По этой причине часто встречаются подержанные механизмы.

Если из строя выходят несколько форсунок, то есть смысл заменить весь набор. Это связано с тем, что стоимость отдельных элементов выше, чем всех сразу, и старые форсунки могут сбить ритм подачи топлива. При наблюдении затруднённого спуска или повышенной дымности выхлопной трубы, проверяется наддув воздуха и его расход.

Сегодня дизельная система Common Rail стала главным двигателем в развитии дизельного автомобилестроения. Её современное выполнение позволяет получить отличный прирост к мощности и скорости движения, а затраты топлива сводятся к минимуму. Она щадяще относится к экологии, поэтому набирает большую популярность. Но такой системе требуется своевременная диагностика и грамотный ремонт, так как это сложная технология.

Если вы используете в дизельных двигателях систему Common Rail, тщательно следите за работоспособностью всех механизмов. Очень важно не допустить поломки, потому что ремонт обойдётся очень дорого. Это же касается и топлива, которое всегда должно быть наилучшего качества.

Читайте также:  ТОП-7 лучших аккумуляторных батареек рейтинг, отзывы
Ссылка на основную публикацию
Система охлаждения двигателя ГАЗель Бизнес
Как выгнать воздух из печки Газель Бизнес Воздушная пробка в системе охлаждения – очень опасный дефект. Опасность его заключается в...
Сигнализация Сталкер 600 — обзор характеристик, инструкция по установке и эксплуатации, цены и отзыв
Диалоговый противоугонный комплекс Stalker-600Light3 Снят с производства. Описание Характеристики Комплектация Инструкция Особенноcти Stalker-600Light3 Диалоговый код обеспечивает 100% защиту Stalker-600Light3 от...
Сигнализация Старлайн А92 инструкция по эксплуатации и установке брелка с автозапуском
ИНСТРУКЦИЯ STARLINE А92 и характеристика сигнализации с автозапуском установка, настройка, управлени Автосигнализация Старлайн А92 — отечественная охранная система, главным преимуществом...
Система охлаждения двигателя схема, устройство, неисправности, ремонт
Виды охлаждения ПК что лучше использовать обычному пользователю Последнее обновление - 24 мая 2020 в 16:31 Для охлаждения современных компьютеров...
Adblock detector