UAENRU
Только для авторизованных пользователей (067) 467-22-07
(067) 943-52-04
(067) 321-97-50

Авторизация
Логин
Пароль
Забыли пароль

Это интересно

Дизельный двигатель: история развития



Двигатели Common Rail



9308-621C


Двигатели Common Rail


В дизельных системах CR топливо хранится в топливной рампе при высоком давлении и впрыскивается в цилиндр после оптимизации времени, давления и количества впрыска блоком управления двигателем. Это новая система дизельных двигателей с высокой производительностью и топливной экономичностью при одновременном снижении вибраций, шумов и уровня вредных веществ в выхлопных газах.

 

Характеристики системы Common Rail

Система CR имеет несколько принципиальных отличий от классических систем. Прежде всего, она использует высокое давление впрыска, которое не зависит от оборотов двигателя. Во-вторых, появляется возможность множественного впрыска (предварительного, основного). В-третьих, всеми исполнительными механизмами управляет ЭБУ двигателя.
 

Система Common Rail Bosch CP1

В этой системе клапан управления давлением находится на конце рейки CR. Тип привода этой системы – распредвальный, т.е. ТНВД приводится в движение от распределительного вала двигателя. Рассмотрим более подробно детали системы CR Bosch CP1 (D-Engine). Подкачивающий электрический насос, находящийся в топливном баке, подает топливо в ТНВД. Этот насос включается при включении зажигания. Между подкачивающим насосом и ТНВД установлен топливный фильтр, основная задача которого – фильтрация топлива перед подачей в ТНВД. Качество фильтра и соблюдение интервалов его обслуживания очень важны, т.к. отверстия инжекторов очень маленькие и чувствительные. В топливный фильтр интегрирован подогреватель топлива, включатель подогревателя топлива и отделитель воды (сепаратор). Подогреватель топлива находится между крышкой фильтра и фильтрующим элементом. Поступающее в фильтр топливо сначала проходит через подогревающий элемент. Подогреватель включается при температуре ниже -3С, и выключается при температуре выше +3С.
В системе Bosch CP1 используется ТНВД поршневого типа, который создает давление до 1350 бар перед подачей в рейку Common Rail.
Рейка является хранилищем для сжатого топлива. Давление внутри нее контролируется датчиком давления в рейке.
Форсунка CR впрыскивает точно расчитанное количество топлива в камеру сгорания.
В двигателе с системой Common Rail Bosch CP1 установлены следующие датчики:
  • датчик давления топлива в рейке (датчик высокого давления);
  • датчик массового расхода воздуха;
  • датчик положения дроссельной заслонки
  • датчик температуры топлива;
  • датчик температуры ОЖ;
  • датчики положения коленчатого и распределительного валов;
  • выключатель сцепления;
  • выключатель кондиционера;
  • выключатель педали тормоза.
 
Основные исполнительные механизмы системы Common Rail Bosch CP1 – это:
  • форсунка;
  • клапан управления давлением топлива;
  • клапан рециркуляции ОГ;
  • свеча накала;
  • различные реле.
 
Рассмотрим более подробно каждый из компонентов.
Датчик давления в рейке устанавливается на топливной рейке. Он определяет давление топлива в ней и посылает сигналы ЭБУ двигателем. Если датчик поврежден, то давление фиксируется на уровне 450 бар и обороты двигателя не могут превышать 2500 об/мин.
Датчик массового расхода воздуха измеряет одновременно температуру и объем проходящего через него воздуха. Данные, получаемые с его помощью, используются для управления системой рециркуляции ОГ. При выявлении неисправности в работе этого датчика, управление системой рециркуляции невозможно и обороты двигателя не могут превышать примерно 2000 об/мин.
Датчик положения дроссельной заслонки (электронная педаль газа) определяет желание водителя ускориться или замедлиться. Он включает в себя датчики APS 1 и APS 2. APS 1 – это основной датчик, который посылает сигнал в ЭБУ, а APS 2 проверяет возможные неисправности датчика APS 1. При неисправности датчика положения топливной заслонки, обороты двигателя фиксируются на уровне 1250 об/мин. Для безопасности, одновременное нажатие педали газа и тормоза трактуется как неисправность датчика APS и обороты устанавливаются на уровне 1250 об/мин.
Датчик температуры топлива построен на резисторе обратного типа. Этот резистор находится на подающей линии.  Сопротивление резистора обратного типа падает при повышении температуры топлива. Данные, полученные этим датчиком используются для компенсации впрыска топлива в зависимости от его температуры. При неисправности этого датчика становится невозможным точное управление количеством впрыскиваемого топлива, однако, автомобиль может продолжать движение.
Датчик температуры ОЖ посылает в ЭБУ данные о температуре тосола, что также влияет на количество впрыскиваемого топлива (чем холоднее ОЖ – тем выше количество впрыска). Этот сигнал также используется для управления работой вентилятора охлаждения. Если этот датчик неисправен, то вентилятор системы охлаждения постоянно работает на малой скорости, а также, делается невозможной работа системы рециркуляции ОГ.
Датчик положения коленчатого вала является индуктивным датчиком. При его неисправности двигатель завести невозможно. Если повреждения происходит во время движения – двигатель немедленно останавливается.
Датчик положения распределительного конструкционно является датчиком Холла и создает один импульс за один оборот распредвала. Этот датчик, вместе с датчиком положения коленчатого вала, участвует в определении положения ВМТ первого цилиндра. При выходе из строя этого датчика во время езды, проблем не возникает. Но завести двигатель с неисправным датчиком положения распредвала невозможно.
Выключатель сцепления является контактным выключателем и используется для снижения токсичности, а также, для "круиз-контроля".
Выключатель кондиционера создает сигнал, который используется для компенсации количества впрыскиваемого топлива при работе кондиционера.
Выключатель тормоза используется совместно с датчиком положения топливной заслонки  для определения его неисправности.
Инжекторы D-двигателей впрыскивают топливо из топливной рейки в камеру сгорания. Это высокоточный узел, который разрабатывался с очень малыми допусками. Поэтому нельзя ничем стучать по форсунке, особенно при удалении ее из головки блока цилиндров. Для этого используется специнструмент (съемник), который одной стороной вставляется в паз форсунки, а другой – соединяется с мягким обратным молотком.
Форсунка работает следующим образом. Когда напряжение подается от ЭБУ к катушке электромагнитного клапана внутри форсунки, топливо сбрасывается из контрольной камеры в "обратку". Из-за понижения давления в ней, распылитель форсунки открывается и позволяет попасть топливу в камеру сгорания. Рабочий ток форсунки CR составляет 20А при втягивании (открытии форсунки) и 12А при фиксации. При неисправности одной из форсунок, обороты двигателя не могут превысить определенный предел (около 2000 об/мин). Если из строя выходят 2 форсунки – двигатель немедленно останавливается.
В отличии от других дизельный систем, система CR Bosch CP1 использует предварительный врпыск перед основным впрыском. Предварительный впрыск используется для снижения удара сгорания, что приводит к уменьшению шума, особенно на холостых режимах.
 
Система рециркуляции ОГ (EGR)
Рассмотрим систему EGR – систему рециркуляции ОГ. Основной функцией этой системы является снижение оксидов азота в выхлопных газах. Система EGR не работает в следующих условиях:
  • при холостых оборотах двигателя;
  • при неисправности клапана управления давлением топлива;
  • при неисправности датчика массового расхода возуха;
  • при неисправности клапана EGR;
  • при температуре ОЖ ниже +37С и выше +100С;
  • если напряжение аккумуляторной батареи ниже 9В;
  • во время запуска двигателя.
В D-двигателях используют свечи накаливания для предварительного нагрева. Существуют 3 стадии работы свечи накаливания. Это стадия предварительного нагрева перед запуком двигателя, стадия начала накаливания, которая является предварительным нагревом при запуске двигателя, и стадия пост-накаливания, которая является стадией предварительного нагрева в течение некоторого времени после запуска двигателя. Продолжительность каждой стадии определяется по датчикам температуры ОЖ. При выходе из строя свечей накаливания, двигатель не сможет правильно запускаться, что будет приводить к повышенному уровню эмиссии вредных веществ.
 

Bosch CP3 Common Rail

Двигатели с системой Bosch CP3 очень похожи на моторы с Bosch CP1. Обратим внимание на отличия между ними.
Насос низкого давления на двигателях CP3 является шестренчатым и находится на задней части ТНВД. Т.к. насос низкого давления является механическим насосом шестеренчатого типа, то при наличии воздуха во впускном трубопроводе могут возникать проблемы при запуске. Поэтому на топливном фильтре дополнительно устанавливается ручной насос, который используется для подачи топлива к ТННД при наличии воздуха в магистрали низкого давления.
ТНВД приводится в движение цепью ГРМ, соединенной со шкивом коленвала. Он создает давление до 1350 бар. Ведущий вал с эксцентриковым кулачком двигает плунжеры вверх и вниз в соответствии с формой кулачка.
Клапан ограничения давления топлива  устанавливается в конце топливной рампы. Он состоит из соединения высокого давления, клапана протекания, плунжера, пружины и "обратки" топлива. Его основная функция – ограничение давления в рейке, открывая стравливающий канал в случаях, когда давление в рейке чрезмерно увеличивается.
В двигателях с системой Bosch CP3 используется 3 цепи ГРМ. Цепь A соединяет шкив коленвала, левый балансировочный вал и ТНВД. Цепь B соединяет шкив коленвала, правый балансировочный вал и масляный насос. Цепь C соединяет распредвалы впускных и выпускных клапанов и ТНВД. Существуют три типа шестерен насосов высокого давления и они отличаются друг от друга по цвету и меткам: A – голубой, B – белый и C – красный. Стандартная цепь имеет маркировку A. Тип шестерни определяется в зависимости от расстояния между насосом и шестерней. Лучший способ определить цепь шестерни – замерить это расстояние.
 

Delphi Common Rail

Коротко рассмотрим разницу между системами Bosch CP3 и Delphi. ТННД в системе Delphi, как и в Bosch CP3 устанавливается на ТНВД, однако он камерного типа. Управление потоком топлива осуществляется на входе. ТНВД плунжерного типа нагнетает давление в рейку, из которой по магистралям высокого давления оно подается к форсункам. Впускной измерительный клапан используется для измерения количества топлива, посылаемого к элементам насоса высокого давления. Так что, давление датчиком в рейке, равно давлению, запрашиваемому ЭБУ.
Принцип датчика температуры топлива такой же, как и в системе Bosch CP1, однако, т.к. он находится на ТНВД, в случае его поломки требуется замена всего насоса.
Трубка Вентури создает низкое давление в цепи обратки после инжектора. Это снижает различие при потоке после инжектора от такта к такту. Т.к. эта трубка монтируется на ТНВД, при ее поломке также требуется замена всего насоса высокого давления.
Максимальное давление топлива в рейке системы Delphi составляет 1600 бар.
Каждая форсунка Delphi имеет отдельный закодированный номер, записанный в ЭБУ при помощи специального программного обеспечения и оборудования, используя калибровочный код.
 

Важные моменты при эксплуатации Common Rail

Никогда не ослабляйте гайки крепления магистралей высокого давления при работающем двигателе. Высокое давление может быть проверено только путем чтения сигналов датчика давления в рейке. Работу инжектора или цилиндра можно проверить, отсоединив электрический разъем инжектора. Каждый компонент системы Common Rail при транспортировке должен быть запаян в пластиковый пакет. Отверстия должны быть закрыты пластиковыми заглушками.