Common rail: что это такое, принцип функционирования

Система контроля компонентов, отвечающих за снижение токсичности выбросов (ccm)

Система контроля компонентов, отвечающих за снижение токсичности выбросов (CCM), постоянно проверяет при работающем ДВС, работают ли датчики и исполнительные устройства, отвечающие за снижение токсичности выбросов, в диапазоне специальных допусков.

Если датчик или исполнительное устройство находится вне диапазона допусков, это распознается системой контроля, и в память заносится код неисправности.

Работа системы EGR контролируется для определения неисправностей, которые могут привести к повышенной токсичности выбросов и превышению пороговых значений EOBD.

Эта система контроля разработана, чтобы, в частности, можно было проверить характеристику потока системы EGR.

Контроль давления наддува: регулирование давления наддува функционирует через электромагнитный клапан регулирования давления наддува и датчик MAP в замкнутой цепи управления. Давление наддува постоянно проверяется по датчику MAP.

Контроль давления топлива: регулирование давления топлива функционирует через клапан дозирования или регулятор давления топлива (только некоторые системы). Обратная связь по фактическому давлению осуществляется через датчик давления топлива.

MIL предупреждает водителя о том, что системой EOBD обнаружена неисправность отвечающих за снижение токсичности выбросов компонентов или систем. Если определена неисправность, связанная со снижением токсичности выбросов, или эта неисправность подтверждена во время третьей поездки, то включается MIL.

При включении MIL в PCM составляется протокол неисправности. В протокол неисправности вносятся данные о типе неисправности и отсчете времени с момента включения MIL. Включением MIL обеспечивается своевременное распознавание неисправности. Можно заблаговременно выполнить ремонт и избежать высоких выбросов отработавших газов.

Однократно возникшая неисправность обозначается в базе данных неисправностей как предполагаемая неисправность (Pending Code) и заносится в запоминающее устройство. Если при следующей проверке неисправность не подтверждается, она стирается. 

Тем не менее, если такая неисправность подтверждается во время третьего ездового цикла (Drive Cycle), предполагаемая неисправность автоматически превращается в подтвержденную неисправность (Continuous Code). При этом база данных неисправностей не изменяется. Она остается той же, что и при первом появлении неисправности.

MIL загорается только в том случае, если неисправность была сохранена как подтвержденная неисправность. Если ошибка не появилась во время трех ездовых циклов, MIL гаснет в четвертом ездовом цикле. Однако код неисправности остается в памяти.

Неисправность, которая больше не появляется, автоматически стирается из памяти после 40 циклов прогрева двигателя. Если во время поездки распознан сигнал неисправности, и соответствующий код неисправности сохранен, прекращаются все проверки, в которых этот сигнал используется в качестве опорной величины.

Благодаря этому предотвращается запись последующих ошибок. Коды неисправности могут считываться или стираться с помощью диагностического прибора.

Ездовой цикл (Drive Cycle) начинается пуском двигателя (двигатель холодный или теплый) и заканчивается выключением двигателя. В зависимости от сложности неисправности продолжительность контроля может быть различной: для контроля простой электрической неисправности достаточно менее пяти минут.

Для контроля системы (например, системы EGR), где, для полной проверки, в том числе, требуются разные условия эксплуатации, проверка может длиться до примерно 20 минут.

Цикл прогрева (Warm Up Cycle) начинается при пуске двигателя, причем температура охлаждающей жидкости должна составлять не менее 22°C, и заканчивается, как только температура охлаждающей жидкости превысит 70°C.

Дизельные двигатели с насос-форсунками

Однако не все пошли по пути «CR». В 1998 году VAG в противовес новой технологии представил 1.9 TDI, работающий с насос-форсунками (PD). Идея – блестящая. Каждая форсунка была объединена с насосом, приводящимся в действие от распределительного вала. Отказ от ТНВД не означал упрощение конструкции. Для работы насос-форсунок требовалась модифицированная головка блока и распределительный вал с дополнительными кулачками, которые и приводили в действие насосы форсунок.

Новая система на момент дебюта превзошла первое поколение CR по давлению впрыска – 2000 вместо 1350 бар. Несмотря на более низкую культуру работы, автомобили с двигателями PD характеризовались хорошей динамикой, податливостью тюнингу и низким расходом топлива. Стоимость производства таких дизелей была значительной, так как требовалась высокая точность изготовления.

«Золотое десятилетие» системы PD закончилось с вводом норм выбросов Евро-5. Но за это время было продано много автомобилей с насос-форсунками. Дизели PD экономичные и динамичные, но, безусловно, громче тех, что оснащены впрыском Common Rail.

Среди дизелей с PD лидируют 1.9 и 2.0 TDI. Но насос-форсунки можно найти в 1.2, 1.4, 2.5 (R5) и 5.0 (V10) TDI. Партия двигателей 2.0 TDI попала под «тихую» сервисную акцию, в процессе которой менялись форсунки. Помимо того, в 2.0 TDI PD встречалось растрескивание головки блока, а в 1.9 TDI BXE – проворачивание вкладышей.

Двигатели с насос-форсунками требуют специального моторного масла – стандарт 505.01 или 507 для DPF. Дизели уязвимы к проблемам с приводом ГРМ – ремень лучше менять вовремя (каждые 60 000 км). Сами насос-форсунки нуждаются в регулировке каждые 80-120 тыс. км (5000 рублей).

Типичные неисправности: заклинивание насоса, проблема с электромагнитом (нечасто), выработка посадочного места, износ уплотнительных колец и повреждение проводки. Симптомы: недостаток мощности, дымление, неравномерная работа двигателя.

Причины и признаки поломки Common Rail

• после долгой стоянки заметно ухудшение пуска мотора;
• мощность силового агрегата упала, что особенно заметно при большой нагрузке или попытке достичь максимальной скорости;
• увеличился шум работы двигателя;
• нехарактерные вибрации движка;
• нехарактерный цвет выхлопа (черный или белый).

Основная причина неисправностей — низкое качество топлива. Обычно выходят из строя форсунки, ТНВД или насосы топливной подкачки.

• неисправность форсунок — мотор глохнет даже при наборе скорости;
• выход из строя датчиков или инжекторов ТНВД;
• загрязнение насоса высокого давления;
• подъём форсунки;
• разгерметизация насоса или его поломка.

Недостаточно знать, как работает данная топливная система — для определения неисправности потребуется провести тщательную диагностику. Исследуется не только механическая часть устройства, но и электронная. Не рекомендуется самостоятельно пытаться отремонтировать «Коммон Рэйл» — без должных навыков и диагностического оборудования можно только навредить, после чего потребуется уже не косметический ремонт, а полная замена.

Оптимальным решением будет обратиться в специализированную автомастерскую «Дизель-Мастер» в Санкт-Петербурге. В нашем распоряжении есть всё необходимое для качественного ремонта Common Rail — штат опытных мастеров, современное оборудование и запас оригинальных запчастей. Обращайтесь! Предложим оптимальное и недорогое решение вашей проблемы. (бесплатно по России), 8 (921) 932-25-54

Принцип действия Common Rail

Дизтопливо забирается из бака, проходя через насос низкого давления и систему фильтрации. Требования очистки вообще очень важны для дизельной аппаратуры, а у такой технически совершенной со сверхвысоким давлением в особенности. Не допускается наличие воды, серы и малейших твёрдых частиц или смолистых включений.

ТНВД с механическим приводом обеспечивает создание штатного давления в топливной рейке во всём диапазоне расходов. Для этого он снабжён приводом от механики двигателя, одним или несколькими плунжерами и регулятором давления, петля обратной связи которого замкнута через датчик давления на рампе и компьютер электронного блока управления. Программа отслеживает изменения параметра и корректирует подачу управляемого ТНВД.

Тот же компьютер выполняет роль предварительного дозирования расхода, на основании сигналов своих датчиков оценивая требуемое количество топлива и соответствующим образом регулируя производительность ТНВД

Это важно для стабильности давления в системе и сглаживания пульсаций. Принцип аккумулирования подразумевает постоянство как на длительных, так и на коротких временных отрезках

Форсунки выполнены по электрогидравлической схеме, где электромагнитный или пьезокристаллический клапан выполняет релейные функции, а силовая коммутация поршня основного клапана осуществляется мощным давлением в рейке. Моменты открытия и закрытия определяются блоком управления индивидуально для каждой форсунки.

За счёт достижения значительного быстродействия инжекторов каждый клапан может открываться и закрываться несколько раз за цикл. Этим достигается оптимизация процессов горения и мягкая работа дизеля. Так например, на холостом ходу и малых нагрузках впрыскивается одна или две пилотные порции топлива, горение которых поднимает температуру в цилиндре, подготавливая условия для эффективного срабатывания основного впрыска. А затем, при необходимости, можно добавить ещё одну порцию, которая потребуется для мощностного режима. Система хорошо адаптируется к любому нагрузочному режиму.

Общее количество фаз впрыска может увеличиваться, если того требует усовершенствованный мотор. Быстродействие инжекторов вполне такое позволяет, сейчас число фаз в некоторых режимах доходит до десятка.

Показателем совершенства поколений системы Common Rail может быть также достигаемая величина давления. Она превысила 2000 атмосфер и продолжает расти.

Как работает?

На основании сигналов от контролирующих датчиков система формирует нужное количество топлива, которое подается через дозирующий клапан в насос, а затем под давлением на рампу. Нужное давление удерживается специальным регулятором.

В определенный момент от ЭБУ поступает сигнал на форсунки, они открывают каналы на определённый промежуток времени. 

Коммон рейл состоит из трех главных элементов:

• участок низкого давления;
• участок высокого давления;
• датчики, передающие сигналы от системы на ЭБУ.

Участок высокого давления включает в себя:

• насос высокого давления, служащий заменой обычному ТНВД;
• трубку-аккумулятор, которая служит для поступления горючего с определенным давлением;
• патрубки высокого давления;
• форсунки двигателя.

Участок низкого давления представлен:

• топливным баком;
• патрубками соединения;
• насосом подкачки;
• топливным фильтром.

Преимущества и недостатки магистрального впрыска

Достоинства системы понятны из причин её появления. Обеспечивать чистоту выхлопа дизельных двигателей вообще очень трудно, а не имея в своём распоряжении хорошо управляемой топливной аппаратуры принципиально невозможно. Тем более, что эти процессы происходят на фоне постоянного роста литровой мощности турбодизелей с одновременным снижением расхода. Приходится устанавливать сложные многокомпонентные системы очистки, которые нуждаются в обслуживании со стороны топливной аппаратуры. В частности, это поддержание оптимальной температуры каталитических нейтрализаторов, дожигателей и сажевых фильтров. При том, что никто не станет для этого изменять режим работы мотора, он всегда должен выдавать ровно то, что желает водитель и требует дорожная обстановка.

Система магистрального впрыска со всем этим справляется именно благодаря двум её основным положительным качествам – давлению и быстродействию. Но они же стали причиной проявления недостатков. В первую очередь это высокая цена оборудования. С такими давлениями и механическими нагрузками мало каким механизмам приходится иметь дело. И тут проявляется второй минус системы – она очень требовательна к качеству дизтоплива. При заправке дешёвой соляркой весь и без того не очень большой ресурс быстро испарится. Выйдет из строя высокотехнологичный ТНВД и не менее сложные форсунки.

Тем не менее, выхода нет, экологические нормы никто отменять не собирается. Остаётся совершенствовать аппаратуру, повышая её стойкость и запас по характеристикам. Изготовители успешно с этим справляются, судя по быстрому захвату рынка грузовых и пассажирских перевозок дизельными автомобилями с системой Common Rail.

Ремонт

Первым делом, как и любое другое устройство, которое нужно отремонтировать, его нужно снять с машины. Следует отметить, что нужно отнестись со всей серьезностью к процессу откручивания форсунок. Нужно соблюдать чистоту, даже ключ нужно отчистить от возможной грязи.

Ни в коем случае нельзя использовать рожковый ключ. Дело в том, что даже если и получится открутить ее без повреждений, то закрутить обратно уже точно не выйдет. Кроме этого во время снятия шлангов высокого давления лучше всего пометить их, чтобы потом не перепутать их расположения и подключить все правильно.

Следует обратить внимание на то, что во время работы нужно соблюдать чистоту не только во время снятия, но и на всем протяжении работы. Поэтому после снятия с двигателя нужно закрыть отверстия специальными крышками. Это нужно для того, чтобы в двигатель не попал лишний мусор и ремонт дизельных форсунок не превратился в капитальный

Особую чистоту нужно соблюдать именно во время разбора форсунки. Дело в том, что попадание в нее даже самой маленькой песчинки грозит серьезными последствиями. Поэтому каждый человек, который производит форсунок автомобиля своими руками, очень сильно рискует окончательно сломать ее

Это нужно для того, чтобы в двигатель не попал лишний мусор и ремонт дизельных форсунок не превратился в капитальный . Особую чистоту нужно соблюдать именно во время разбора форсунки. Дело в том, что попадание в нее даже самой маленькой песчинки грозит серьезными последствиями. Поэтому каждый человек, который производит форсунок автомобиля своими руками, очень сильно рискует окончательно сломать ее.

Итак, процесс ремонта начинается после того, как форсунки были сняты с автомобиля и подключены к специальному устройству. К сожалению, не у всех есть это устройство, поэтому многие водители обращаются в сервисные центры и отдают за это не малые деньги. Многие интересуются тем, сколько стоит это оборудование, но находя цены в Интернете понимают, что лучше будет отвезти форсунки в сервисный центр, чем покупать устройство за 30-40 тысяч рублей, чтобы использовать его 2-3 раза в жизни. Некоторые умельцы даже сами пытаются смастерить такое устройство, и у кого-то получается. В Интернете можно найти видео о том, как сделать это устройство и попробовать свои силы в этом направлении.

После находки или изобретения подобного устройства нужно проверить форсунку.

Первым делом нужно определить, открывается ли она при возникновении определенного давления. Сделать это можно с помощью этого самого устройства. Подключившись к нему, нужно подать давление, и, если она открывается и подает жидкость, то первый этап пройден, и нужно переходить ко второму.
Второе, что нужно проверить, — это то, насколько герметичен корпус, топливо не должно нигде протекать. Если с корпуса капает топливо, то это означает, что корпус негерметичен, и его нужно ремонтировать.
Третье, что должна обеспечивать рабочая форсунка, так это давление в конце впрыска топлива. Это нужно, чтобы обеспечить максимальный выход топлива из корпуса. Если ваша форсунка этого не обеспечивает, то ее нужно ремонтировать или заменить новой.
Четвертое, что должна обеспечивать форсунка двигателя, — это идеально ровное воспламенение. А именно: топливо должно впрыскиваться в камеру сгорания идеальным конусом

Очень важно, чтобы топливо не оседало на стенках цилиндра или где-то еще. Кроме того, что воспламенение должно быть ровным, оно еще должно быть направлено строго в центр камеры сгорания без малейших отклонений.
Пятое, что она должна обеспечивать, — это полное распыление топлива. Это означает, что никаких струй, капель и прочих больших скоплений топлива быть не должно.

Это означает, что никаких струй, капель и прочих больших скоплений топлива быть не должно.

Если было обнаружено хотя бы одно отклонение, то нужно приступать к . Чтобы ремонтировать форсунки своими руками, нужно точно знать, что вы с этим справитесь, а не просто испортите ее. Если есть какие-либо сомнения, то лучше всего отвезти машину к специалистам. Лучше заплатить денег, чем потом платить в несколько раз больше за детали, которые вы сломаете в ходе ремонта.

Но если все-таки было решено делать форсунки своими руками, то нужно обязательно прочитать о том, как разбирается та или иная форсунка.

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.

Что такое распылитель форсунки

Форсунка — это необходимый элемент топливной системы Common Rail, она служит для:

• создания впрыска топлива (обеспечение необходимой дозы и угла подачи горючего);

• герметизации системы впрыска от камеры внутреннего сгорания;

• экономичности расходования топлива.

Распылителем форсунки называется та часть, которая непосредственно участвует в процессе впрыска. При этом деталь, находящаяся на переднем конце форсунки, постоянно соприкасается с камерой сгорания, а потому подвергается термической и механической обработке. Благодаря топливу, которое протекает сквозь форсунку, распылитель охлаждается. Однако в процессе длительной эксплуатации такого охлаждения бывает недостаточно, поэтому корпус наконечника форсунки всегда изготавливают из термостойких материалов.

Какие типы распылителей форсунок бывают

Все детели, независимо от престижа производителя и стоимости, в обязательном порядке должны соответствовать минимальному перечню требований работы:

1. Подавать строго определённый объём горючего.

2. Обеспечить рассчитанное время впрыска.

3. Гарантировать указанную производителем цикличность впрысков.

4. Формировать капли топлива необходимого размера.

5. Поддерживать определённую форму факела.

Штифтовый распылитель позволяет создать один факел

Так, на дизельных двигателях, оснащённых топливной системой Коммон Рейл, используются форсунки с двумя видами распылителей. Штифтовые считаются стандартным оснащением, так как они формируют только один топливный факел. Многоструйные призваны создавать два и более факелов, засчёт чего существенно повышается мощность двигателя.

Более сложная модель форсунки оснащается распылителем нового поколения, который образует сразу несколько факелов

Устройство распылителя

Конструкционно распылители всех типов форсунок похожи. Так, эта часть форсунки всегда состоит из корпуса и иголки. Корпус выполнен в цилиндрической форме, по оси которого вставляется игла (в форсунках Коммон Рейл иголка вставлена внутрь канала). Деталь системы имеет сверхточную обработку: зазор между иголкой и каналом не превышает 1–2 мкм.

Важнейшим узлом всей конструкции считается место контакта конуса игловки и конуса корпуса. У нового и работоспособного конус иглы всегда тесно соприкасется с корпусом, а по мере выработки между ними начинает образовываться зазор.

Эти две детали выполняют основную функцию форсунки — дозированную подачу топлива

Принцип работы

Работа форсунки (а вместе с ней и распылителя) на дизельных моторах разделяется на четыре цикла:

1. Форсунка полностью закрыта, то есть клапан находится в состоянии покоя. При этом ТНВД давит на её стенку, однако камера распылителя противодействует этому давлению, поэтому клапан закрыт.

2. Начало впрыска горючего — клапан форсунки начинает открываться, так как внешнее давление становится сильнее внутреннего противодействия распылителя.

3. Форсунка полностью открыта — в зависимости от расхода топлива иголка распылителя будет подниматься с разной скоростью. При максимальном крутящем обороте игла поднимается быстро, на малых оборотах — медленнее. После её полного поднятия и осуществляется впрыск дозы топлива в камеру внутреннего сгорания.

4. Закрытие клапана — опускание иголки распылителя. Электронный блок управления даёт команду форсунке на завершение цикла. Как только игла опускается в свой канал, впрыск топлива полностью прекращается.

Видео: как должна распылять форсунка

Распылитель, таким образом, открывает и закрывает каждый рабочий цикл форсунки. При этом при выключенном зажигании она всегда будет находиться в состоянии покоя, так как будет закрыта засчёт действия пружинного механизма, а не распылителя.

Устройство системы впрыска Common Rail

Система впрыска Common Rail представляет собой контур высокого давления  системы питания дизельного двигателя. Дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Система Common Rail состоит из: топливного насоса высокого давления (ТНВД), дозирующего клапана, регулятора давления топлива, топливной рампы и форсунок. Все элементы объединены топливопроводами.

1 — топливный бак; 2 — топливный фильтр; 3 – топливный насос высокого давления; 4 – топливопроводы; 5 — датчик давления топлива; 6 — топливная рампа; 7 — регулятор давления топлива; 8 – форсунки; 9 — электронный блок управления; 10 — сигналы от датчиков; 11 — усилительный блок.

ТНВД предназначен для образования высокого давления топлива в топливной рампе. На современных автомобиля применяют ТНВД плунжерного типа. Регулятор давления изменяет подачу топлива к ТНВД в зависимости от режима работы двигателя.

Дозирующий клапан топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе.

Топливная рампа служит для накопления и поддержания высокого давления топлива, балансировки колебаний давления, распределения топлива по форсункам.

Форсунка — элемент системы впрыска, который отвечает за впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки соединены с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе Common Rail применяются пьезофорсунки и электрогидравлические форсунки.

Управление системой впрыска Common Rail осуществляет электронная система управления в дизеле, которая состоит из датчиков электронного управления.

Основные исполнительные механизмы системы впрыска Common Rail: форсунки, дозирующий клапан и регулятор давления топлива.

Особенности

Одним из наиболее явных отличий топливной системы Common Rail является наличие общей магистрали, расположенной между форсунками и ТНВД, выполняющей функцию аккумулятора горючего. В отличие от схемы, в которой насос напрямую распределял смесь по форсункам, в данной конструкции его роль ограничивается закачиванием дизеля в трубопровод. Еще одной особенностью является электронная система управления дозирования топлива в распылителях. Однако основным отличием системы нового поколения является значительно более высокое давление впрыска, которое определяет качество и равномерность распределения факела. Этот фактор является ключевым аспектом формирования смеси и ее последующего возгорания, что и определяет эффективность работы двигателя. Так, использование современных топливных систем Common Rail позволяет обеспечить почти до 40% прироста мощности дизельного двигателя при одновременном уменьшении уровня шума и расхода горючего до 15%. Помимо этого увеличивается и крутящий момент силового агрегата.

Высокая технологичность конструкции обуславливает требовательность данной системы впрыска к качеству горючего. Мелкие абразивные частицы, попавшие в топливную магистраль, могут вывести из строя аппаратуру, изготовленную с высокой точностью.

Система управления и регулирования в дизельном двигателе

Блок управления двигателем определяет по­ложение педали подачи топлива и рабочие состояния двигателя и автомобиля при по­мощи различных датчиков (см. «Электронная система управления дизельным двигателем»). Поступающие на блок данные включают: скорость вращения и угол поворота коленча­того вала; давление в топливной рампе, дав­ление всасываемого воздуха; температуру вса­сываемого воздуха, охлаждающей жидкости и топлива; массовый расход воздуха и скорость вращения колес (для вычисления скорости движения автомобиля). Электронный блок управления выполняет обработку входных сигналов. В режиме реального времени он осуществляет управление клапаном регули­рования давления или дозатором, форсунками и иными исполнительными механизмами, на­пример, клапаном системы рециркуляции от­работавших газов, турбонагнетателем и т.д.).

Основные функции системы Common Rail

Основные функции системы Common Rail заключаются в точном регу­лировании продолжительности впрыска и коли­чества впрыскиваемого топлива при постоянном давлении. Это обеспечивает низкий расход то­плива и стабильность рабочих характеристик.

Функции коррекции для вычисления параме­тров впрыска топлива

Функции коррекции служат для компенсации разброса параметров компонентов система впрыска топлива и двигателя.

• Компенсация разброса подачи топлива форсункой: коррекция разброса подачи топлива новыми форсунками с использо­ванием данных испытаний, выполненных на заводе-изготовителе, записанных в память блока управления.
• Калибровка нулевой подачи топлива: ком­пенсация дрейфа количества впрыскивае­мого топлива с использованием коротких те­стовых впрысков и оценки сигнала скорости в режиме высокого разрешения по времени.
• Контроль баланса топлива: разброс параме­тров компонентов системы впрыска топлива и двигателя вызывает различия значений крутящего момента, создаваемого отдель­ными цилиндрами. Коррекция количества впрыскиваемого топлива вычисляется, ис­ходя из возникающего в результате этого разброса колебаний скорости вращения.

Адаптация среднего значения количества топлива: среднее значение количества впрыскиваемого топлива вычисляется по сигналам кислородного датчика, датчика массового расхода топлива и датчика массо­вого расхода воздуха. Величина коррекции вычисляется посредством сравнения зна­чения уставки с фактическими значениями.

Дополнительные функции системы Common Rail

Дополнительные функции регулирования в режиме регулирования с обратной связью и без обратной связи выполняют задачи снижения содержания вредных веществ в отработавших газах и расхода топлив, или обеспечения до­полнительного комфорта и безопасности. Некоторыми примерами являются:

• Управление системой рециркуляции отра­ботавших газов;
• Управление процессом наддува в двигателе;
• Управление системой круиз-контроля;
• Управление электронным иммобилайзером.

Интеграция электронной системы управления дизельным двигателем в общую сеть автомобиля облегчает обмен данными с другими системами, например, системой управления трансмиссией или системой кондиционирования воздуха. Диагностический интерфейс облегчает анализ данных при поиске неисправностей.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Устройство и принцип работы системы Common Rail

Схема и детали системы

Высокое давление 230-1800 бар.

Давление в обратной магистрали форсунок, 10 bar.

Давление в напорной магистрали, Давление в обратной магистрали.

1. Подкачивающий топливный насос. Осуществляет постоянную подкачку топлива в напорную магистраль.

2. Топливный фильтр с клапаном предварительного подогрева. Клапан предварительного подогрева препятствует при низких температурах окружающей среды засорению фильтра кристаллизующимися парафинами.

3. Дополнительный топливный насос. Подаёт топливо из напорной магистрали к топливному насосу.

4. Сетчатый фильтр. Предохраняет насос высокого давления от попадания инородных частиц.

5. Датчик температуры топлива. Измеряет текущую температуру топлива.

6. Насос высокого давления (ТНВД). Создаёт давление, необходимое для работы системы впрыска.

7. Клапан дозирования топлива. Регулирует количество топлива, которое необходимо подать в аккумулятор высокого давления.

8. Регулятор давления топлива. Регулирует давление топлива в магистрали высокого давления.

9. Аккумулятор давления (топливная рампа). Накапливает под высоким давлением топливо,необходимое для впрыска во все цилиндры.

10. Датчик давления топлива. Измеряет текущее давление топлива в магистрали высокого давления.

11. Редукционный клапан. Поддерживает давление в обратной магистрали форсунок системы впрыска на уровне 10 бар. Такое давление необходимо для работы форсунок.

12. Форсунки.

Система впрыска Common Rail

Система впрыска Common Rail представляет систему впрыска топлива для дизельных двигателей с аккумулятором высокого давления. Термин «Common Rail» означает «общая балка или рампа» и служит для обозначения общей топливной рампы (аккумулятора давления) для всех форсунок ряда цилиндров.

В данной системе процесс впрыска отделён от процесса создания высокого давления. Необходимое для системы впрыска высокое давление создаётся с помощью отдельного топливного насоса высокого давления (ТНВД). Топливо, находящееся под высоким давлением, накапливается в аккумуляторе давления (топливной рампе) и через короткие топливопроводы высокого давления подаётся к форсункам. Управление системой впрыска Common Rail осуществляется системой управления двигателя Bosch EDC.

Система впрыска Common Rail располагает большими возможностями для регулирования давления и параметров впрыска в соответствии с режимом работы двигателя. Это создает хорошие предпосылки для удовлетворения постоянно растущих требований к системе впрыска в плане улучшения экономичности, снижения токсичности ОГ и шумности двигателя.

В данной системе впрыска Common Rail используются пьезоэлектрические форсунки.

Управление форсунками осуществляется исполнительным механизмом, основанном на использовании пьезоэлемента. Скорость переключения такого механизма во много раз выше, чем у форсунки с электромагнитным клапаном.

Кроме того, масса подвижной иглы у распылителя пьезоэлектрической форсунки примерно на 75 % меньше, чем у форсунки с электромагнитным приводом.

Это обеспечивает пьезоэлектрическим форсункам следующие преимущества:

* короткое время переключения * возможность произвести несколько впрысков в течение рабочего такта * точность дозировки впрыска

Работа пьезофорсунки Common Rail

И для интереса. Как изготавливается форсунка Common Rail Piezo на заводе.

Процесс впрыска

Высокая скорость переключения пьезоэлектрической форсунки позволяет гибко и с высокой точностью управлять фазами впрыска и дозировать подачу топлива. Благодаря этому управление процессом впрыска топлива может осуществляется в точном соответствии с потребностью двигателя в определённый момент времени. За время такта может быть произведено до пяти отдельных впрысков.

ТНВД

Насос высокого давления представляет собой одноплунжерный насос. Привод насоса осуществляется через зубчатый ремень коленвала с частотой, равной частоте оборотов двигателя. ТНВД предназначен для создания в топливной магистрали давления до 1800 бар, необходимого для работы системы впрыска. С помощью двух кулачков, развёрнутых на приводном вале на 180°, скачок давления формируется синхронно с впрыском во время рабочего такта конкретного цилиндра. Это обеспечивает равномерную нагрузку привода насоса и снижает колебания давления в области высокого давления. Для снижения трения при передаче усилия от приводных кулачков к плунжеру насоса между ними установлен ролик.

Устройство насоса высокого давления

Схематическое представление насоса высокого давления.

Источник