Меню

Комон рейл регулятор давления топлива

Топливная система common rail: что это и как работает,виды

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.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

На основании сигналов, поступающих от датчиков, блок управления двигателем определяет необходимое количество топлива, которое топливный насос высокого давления подает через клапан дозирования топлива. Насос накачивает топливо в топливную рампу. Там оно находится под определенным давлением, обеспечиваемым регулятором давления топлива. В нужный момент блок управления двигателем дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.
С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

Предварительный впрыск небольшого количества топлива производится перед основным впрыском для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускорение самовоспламенения основного заряда, снижение шума и токсичности отработавших газов. В зависимости от режима работы двигателя производится:

2 предварительных впрыска — на холостом ходу;
1 предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
0(предварительный впрыск не производится) — при полной нагрузке.
Основной впрыск обеспечивает стабильную работу двигателя.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и улучшения сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Развитие системы впрыска Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска:

1 поколение – 140 МПа, с 1999 года;
2 поколение – 160 МПа, с 2001 года;
3 поколение – 180 МПа, с 2005 года;
4 поколение – 220 МПа, с 2009 года.

Чем выше давление в системе впрыска, тем больше топлива можно впрыснуть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность.

ТНВД является одним из основных ко элементов в конструкции системы впрыска двигателя. Он выполняет, как правило, две важнейшие функции: 1- нагнетание определенного количества топливной жидкости; 2- регулирование по времени начала впрыскивания. С момента появления аккумуляторных систем впрыска работа по регулированию времени начала впрыска была возложена на управляемые электроникой форсунки.
Основу ТНВД составляет плунжерная пара. Данный механизм составляет поршень (другое название- плунжер) и цилиндр (другое название — втулка) совсем небольшого размера. Плунжерную пару изготавливают из стали высокого качества и делают это с высочайшей точностью. Так, что между плунжером и втулкой имеется минимальный зазор (сопряжение прецизионное). В системе Common Rail используется Магистральный ТНВД.

Особенности работы форсунок

Но форсунки в системе впрыска Common Rail функционируют не так, как на механической схеме. Если раннее их открытие осуществлялось за счет превышения определенного значения давления, то здесь этим процессом полностью управляет ЭБУ.

Принцип работы электрогидравлических форсунок следует рассмотреть несколько подробнее. Открытие для подачи топлива осуществляется все так же – за счет давления, но сам принцип работы несколько иной.

Суть такова: на запорной игле распылителя сделан ободок, который играет роль поршня. Топливо под давлением подается и под этот поршень, и над ним. За счет равности давления и усилия пружины игла прижата к седлу и распылитель закрыт.

Пространство над иглой объединено каналом с магистралью слива. Но в этом канале размещается электромагнитный или пьезоэлектрический клапан, который перекрывает его.

Срабатывание форсунки делается за счет подаваемого электрического сигнала с блока. Он, поступая на клапан, приводит к его открытию, при этом канал отпирается и топливо из пространства над иглой уходит в сливную магистраль. В результате появляется разница давления и дизтопливо, находящееся под иглой, преодолевая усилие пружинки, приподнимает ее, открывая отверстия распылителя – происходит впрыск. Как только сигнал с ЭБУ пропадет, давление сразу же выровняется, и форсунка закрывается.

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.

Преимущества и недостатки

Стоит отметить, что в 2008 году такая система устанавливалась только на 24% автомобилей, а к 2016 году их количество возросло до 83%. Такая большая популярность объясняется положительными характеристиками системы:

  1. Расход горючего снижается на 15%, при этом мощность силового агрегата увеличивается на 40%.
  2. Снижение уровня шума и вибраций несмотря на то, что крутящий момент увеличился.
  3. Значительное снижение выхлопа, соответствие экологическому стандарту Евро-4.
  4. Давление для подачи горючего не зависит от скорости вращения коленвала. Благодаря этому удалось добиться стабилизации горения на холостом ходу и малых оборотах.
  5. Топливо подаётся несколькими порциями за цикл, что обеспечивает его полное сгорание.
  6. По сравнению с классической системой, конструкция «коммон рэйл» проще, а её ремонтопригодность — выше.

Однако существуют и недостатки:

  1. Если сравнивать с классическим агрегатом подачи горючего, форсунки имеют более сложную конструкцию и требуют более частой замены.
  2. Высокое требование к качеству топлива, что особенно актуально в российских реалиях.
  3. Если нарушена герметизация хотя бы одного элемента, вся система перестаёт работать.

Разновидности систем common rail.

Система common rail имеет различные модификации.

Общепринятая спецификация различает несколько конфигураций системы common rail. Выбор установленной на автомобиле конфигурации зависит, прежде всего, от транспортного средства (для легковых автомобилей либо грузовых автомобилей). Принципиальная схема работы остается неизменной

Различия касаются, в основном, системы предварительной подачи топлива в контуре низкого давления и организации архитектуры системы.

Кроме того системы common rail могут отличатся схемой реализации используемого типа форсунок.

Тип 1. С электромагнитным клапаном

Тип 2. С пьезоэлектрическим приводом

Оба типа могут устанавливаться на дизельные двигатели как легкового, так и грузового транспорта.

Проблемы, возникающие при эксплуатации двигателей с системой common rail

Высокая технологичность данной системы позволяет значительно повысить мощность двигателя, гибкость его работы и надежность. Однако применение такой системы накладывает определенные требования к качеству топлива и качеству обслуживания. Дело в том, что выход из строя какого-либо компонента системы, является причиной полной остановки работы двигателя. Особо следует следить за форсунками и их чистотой, так как выход форсунок из строя грозит серьезными тратами.

Профилактика работы системы common rail

Существенно увеличить надежность и ресурс системы common rail позволяет правильное и своевременное техническое обслуживание и соответствующая профилактика.

Прежде всего, необходимо позаботиться о качестве топлива. К сожалению, не всегда есть возможность убедиться в качественных характеристиках топлива. Избежать проблем в таком случае позволяют топливные присадки. На рынке предлагается огромное количество присадок различных производителей. Мы рекомендуем использовать топливные известных производителей, использующих высококачественное сырье и современные технологии. Присадки таких производителей отличаются высокой эффективностью и безопасностью применения.

Система common rail, в силу своих конструктивных особенностей особенно трепетно относиться к чистоте всей системы и форсунок. К сожалению, качество дизельного топлива во многих регионах приводит к повышенному износу системы.

Поэтому, уход за топливной системой common rail следует разделить на два этапа:

Этап 1. Очистка форсунок от нагара и загрязнений. Крайне важный этап, позволяющий избавиться от повышенного нагара на форсунках. Очистку форсунок следует проводить не реже 1 раза в сервисный интервал! Оптимальная частота очистки форсунок – каждые 3-5 тыс км. пробега. К счастью, сейчас для очистки форсунок и топливной системы не нужно ее разбирать. Команда технологов немецкой компании Liqui Moly создала специальный препарат для очистки форсунок от нагара и загрязнений — Промывка дизельных систем Diesel Spulung. Регулярное применение промывки позволяет содержать форсунки в чистоте, тем самым, значительно увеличивая их ресурс.

Читайте также:  Реле регуляторы для генераторов denso

Этап 2. Использование защитной (комплексной) топливной присадки. Также необходимый этап при эксплуатации систем с common rail, так как топливная аппаратура значительно страдает от коррозии. Задача данного типа присадок, в первую очередь, защита от коррозии. Мы рекомендуем использовать присадку Liqui Moly Diesel Systempflege. Она прекрасно защищает топливную аппаратуру от коррозии, а за счет специальных компонентов нивелирует низкие смазывающие свойства низкосернистого топлива (Euro стандарта).

Защита топливного фильтра дизельных автомобилей

Топливный фильтр присутствует на любом дизельном автомобиле. Крайне важным является его правильная замена.

Особенности эксплуатации системы common rail в зимний период

Не секрет, что самым тяжелым испытанием для топливной аппаратуры дизельного двигателя является его эксплуатация в зимний период.

Морозы и холодный пуск не прибавляют здоровья топливной аппаратуре. Дизельное топливо зимой должно обладать такими же характеристиками, как и в летний период. Для улучшения низкотемпературных свойств топлива и бесперебойной работы системы common rail рекомендуется использовать только качественные антигели! Дизельный антигель Diesel Fliess-Fit является победителем многих тестов как многих температурных тестов, так и обладает великолепными смазывающими свойствами, чего нет у дешевых аналогов.

Он предназначен для поддержания топлива в жидком состоянии при низких температурах до -31 °C. Используется для самых современных дизельных систем — присадка разработана по высочайшим стандартам в отношении безопасности для систем автомобиля.

Секрет эффективности Common Rail

Существует два главных фактора, которые обеспечивают высокую эффективность системы, это:

  1. Разделение цикловой подачи на такты.
  2. Впрыск горючего под высоким давлением.

В классических системах топливо подавалось большими порциями при низком давлении, которое редко превышало 700-800 бар. В результате дизель полностью не сгорал, что снижало эффективность двигателя. При использовании циклов, удалось поделить горючее на мелкодисперсные частицы — они активнее обогащаются кислородом и лучше сгорают. Благодаря такому принципу работы дизельного двигателя удалось повысить мощность силового агрегата без вмешательства в его конструкцию.

Цикловая подача горючего означает, что оно подаётся не одной большой порцией, а несколькими маленькими (от двух до семи). Можно выделить:

  • предварительный впрыск — увеличивает температуру камеры сгорания и подготавливает её для основной подачи горючего;
  • основной впрыск;
  • дополнительный впрыск — применяется для прожига сажевого фильтра.

Помимо экономии топлива получилось добиться уменьшения шума работы движка и снижения вибраций.

Причины и признаки поломки Common Rail

Стоит знать основные симптомы, которые говорят о неисправности системы:

  • 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.

Источник



Как проверить регулятор давления топлива

Вопросом о том, как проверить регулятор давления топливазадаются владельцы машин как с бензиновым, так и с дизельным двигателем. Данный узел устанавливается в топливную рампу тех и других моторов. В некоторых случаях их может быть два — для контура низкого и высокого давления. Конструктивно датчик давления топлива (или сокращенно ДДТ) состоит из двух частей — металлической мембраны и тензорезисторов, которые способны изменять свое электрическое напряжение. По сути, проверка регулятора давления топлива и сводится к тому, чтобы замерить выдаваемое им напряжение/сопротивление.

Как проверить регулятор давления топлива

Описание работы регулятора давления топлива

Перед тем как перейти к вопросу о том, как проверить датчик давления топлива, необходимо разобраться с принципом его работы. Это даст полноту понимания данного процесса. Как указывалось выше, ДДТ состоит из двух частей — механической и электрической. Механическая часть — это металлическая мембрана, которая прогибается под воздействием усилия, вызванного давлением в топливной системе. Следует отметить, что на датчиках, рассчитанных под разное давление, толщина мембраны также будет разной. В частности, чем толще мембрана — тем на большее давление рассчитан датчик. Также стоит отметить, что в некоторых машинах используется два датчика — в контуре высокого давления и в контуре низкого давления. Называются они соответственно.

Электрическая часть датчика давления топлива состоит из четырех тензорезисторов, которые изменяют значение своего электрического сопротивления в зависимости от оказываемого на них механического давления. Тензорезисторы соединены по электрической схеме «мостик Уинстона», и к ним через усилитель к ним подается напряжение. Соответственно, его выходное значение будет меняться в зависимости от того, как сильно изогнется мембрана. По сути, проверка датчика давления топлива заключается в измерение выходного напряжения из датчика давления топлива.

По информации от датчика ЭБУ дает команду на открывание топливного клапана, в результате чего его давление сбрасывается за счет того, что оно перепускается из рейки. Это актуально как бензиновых двигателей с инжектором, так и для современных дизельных систем Common Rail, которые управляются с помощью электронных систем.

Топливо подается под давлением в рампу, элементом которой является и датчик с мембраной. При этом мембрана изгибается, вследствие чего изменяется сопротивление резисторов. Указанное входное напряжение может колебаться в пределах от 0 до 80 мВ (соответственно, 0 показывает, что давления нет вовсе, а 80 мВ указывают, что значение давления является максимально допустимым). С помощью электронного усилителя диапазон выходного напряжения увеличивается до 0…5 Вольта, которые и передаются на электронный блок управления двигателем (ЭБУ).

Значение выходного напряжения одинаково, однако давление у бензиновых и дизельных двигателей, как известно, различаются. Для справки:

  • У дизельного двигателя значение выходного напряжения составляет 1,3 Вольта при давлении 250 Бар, и оно увеличивается до 4,5 Вольта при давлении 2500 Бар (1 Бар = 100 кПа).
  • У бензиновых двигателей напряжение 1,3 Вольта будет при давлении 50 Бар, а значение 4,5 Вольта при давлении 200 Бар.

Приведенные данные являются приблизительными, и взяты в качестве примера для датчика от компании BOSCH, устанавливаемые на некоторые модели автопроизводителей BMW, Alfa Romeo и многих других. Аналогичные характеристики могут отличаться у конкретных марок автомобилей, в том числе использующих различные регуляторы давления топлива.

На старых дизельных двигателях используется механический регулятор давления топлива. Однако в силу того, что на современных автомобилях он практически не используется, рассматривать его устройство мы не станем.

Признаки поломки датчика

К признакам неисправности относится:

  • Активация на приборной панели контрольной лампы Check Engine. При сканировании ошибок диагностическим прибором будут показаны одна или несколько ошибок с номерами P0190, P0191, P0192, P0193, P0194. Все они сигнализируют о проблемах в цепи управления датчика давления топлива.
  • Падение мощности двигателя. При этом машина теряет свои динамические характеристики (плохо разгоняется), не тянет, особенно, если она груженная. Причиной этого становится тот факт, что электронный блок управления при получении некорректной информации от датчика (или отсутствия сигнала от него) попросту подставляет стандартные количественные значения топлива и воздуха. Из-за этого и получается топливовоздушная смесь с неоптимальными параметрами.
  • Перерасход топлива. В зависимости от мощности двигателя это значение также меняется.
  • Машина плохо заводится как «на горячую», так и «на холодную».
  • При работе двигателя на высоких оборотах возможно возникновение так называемых «провалов», когда обороты резко изменяются, а машина не слушается педали акселератора.

Вообще, ездить на машине с неисправным регулятором давления топлива нежелательно. И выражает это не только в том, что машина потеряла свои динамические характеристики, но и в том, что топливный насос будет работать, что называется «на износ», поскольку он не может длительное время поддерживать значительное давление. А это естественным образом приводит к снижению его ресурса и возможному преждевременному выходу из строя.

Также имеет смысл проверить датчик давления топлива в дизельных двигателях в случае, если с помощью диагностического прибора была выявлена ошибка Р1181, сигнализирующая о том, что система не может обеспечить герметичность в топливной рампе. Одной из причин этого как раз может быть неисправный регулятор давления топлива.

Читайте также:  Классификация автоматических регуляторов непрямого действия

Причины поломки датчика давления топлива

Причин выхода из строя датчика давления топлива на самом деле немного. Это либо повреждение внутренних частей датчика, либо его проводки. В первом случае это может быть механическое повреждение корпуса, его ржавление из-за механического повреждения или банальной старости. Также может повредить какой-либо электрический контакт внутри датчика. Как правило, ремонт его невозможен, и он подлежит замене.

Однако чаще повреждается не сам датчик, а его сигнальная проводка либо разъем для подключения (так называемая «фишка»). В некоторых случаях отмечается, что под воздействием вибрации перетираются провода, портится их изоляция, даже возможно возникновение короткого замыкания, из-за чего двигатель может заглохнуть прямо на ходу. В этом случае необходимо выполнить дополнительную диагностику и выполнить замену проводки и/или разъема, который одевается на датчик.

Что касается механического клапана регулировки давления топлива, то он может банально пропускать некоторое количество топлива, из-за чего в системе будет присутствовать низкое давление со всеми вытекающими последствиями, в частности, падением мощности двигателя, «подергиванием» машины и прочими неприятностями.

Причинами поломки также может быть засорение сеточки на регуляторе. Засорение может быть вызвано попаданием мусора в топливо в случае, если топливный фильтр не справляется с возложенными на него задачами или он попросту забит сам и мусор из него проходит в топливную магистраль. Что касается дизельных двигателей, то в холодную погоду солярка может замерзать, и в ней образуются твердые частицы парафина. В этом случае имеет смысл воспользоваться размораживателями дизельного топлива.

Еще одна причина — износ или заклинивание запирающего элемента внутри корпуса регулятора давления. Очередная причина неисправности — неплотное прилегание конуса регулятора внутри рейки. Также причиной неисправности может быть электронная система управления (катушка, микросхема с тензорезисторами).

Как проверить исправность датчика давления топлива

Проверить исправность регулятора давления топлива можно двумя методами — с демонтажом топливной рейки вместе с регулятором или без такового. Первый метод более сложный, однако с его помощью можно проверить не только работу регулятора давления, но и других элементов топливной системы. Кроме этого, для такой проверки необходим специальный стенд, который есть только в специализированных автомастерских, в частности, у официальных представителей конкретного автопроизводителя. Хотя некоторые автолюбители собирают подобные самодельные у себя в гараже.

Проверка датчиков старого образца

Упомянутые выше регуляторы давления топлива старого образца можно было проверить, просто пережав на непродолжительное время «обратку» топлива. Этот метод старый, и соответственно, подойдет для автомобилей старой конструкции. Такую проверку необходимо выполнять обязательно «на холодную», когда двигатель еще не прогрелся. Лучше всего это делать приблизительно в течение одной минуты после запуска двигателя. Актуально для бензиновых двигателей.

Основное действие в данном случае — пережать с помощью плоскогубцев шланг обратной подачи топлива на несколько секунд. Если при этом троящий и плохо работающий мотор восстановил обороты и стал нормально работать, значит, вышел из строя именно регулятор давления топлива. Однако помните, что на длительное время пережимать шланг нельзя, поскольку это чревато износом топливного насоса вплоть до его выхода из строя или срыванием какого-либо хомута на месте крепления топливных шлангов. Тем не менее такой метод подходит лишь для тех машин, у которых в обратной топливной магистрали используются длинные резиновые шланги. А на многих современных иномарках эти элементы выполнены из металла, соответственно, механически пережать их не получится.

Проверка с помощью мультиметра

Проверку электронного датчика давления топлива, установленного на рампе, необходимо с проверки наличия питания на нем. Для этого нужно снять «фишку» с него и с помощью электронного мультиметра, переведенного в режим измерения напряжения, проверить соответствующие значение. Черный щуп устанавливается на любой «минус», а красный — на ножку на «фишке». Если все исправно, то на экране мультиметра должно быть значение 5 Вольт постоянного тока. Следующий шаг проверки заключается в том, что красный щуп устанавливается на «плюс» аккумулятора (или ближайшей точки, где можно взять напряжение), а черный щуп — на минусовую ножку на «фишке». В исправном состоянии значение должно быть -12,3 Вольта (или просто 12 Вольт). Если все так, значит, проводка датчика целая. Можно возвращать «фишку» на ее посадочное место на датчике.

Следующий шаг — проверка уровня сигнала от датчика. Для этого черный провод мультиметра необходимо поместить на минусовую клемму аккумулятора, а красную — на третий сигнальный провод (обычно он находится посередине). Далее нужно запустить двигатель и дать поработать ему на холостых оборотах (минимальных). При этом выходное напряжение также должно быть минимальным. Как указывалось выше, это значение будет приблизительно 1,3 Вольта. При нажатии на педаль акселератора (увеличении оборотов двигателя) соответствующее значение будет расти вплоть до 4,5…5 Вольт (на максимальных оборотах). Это изменение можно отследить в динамике. Если изменение напряжения происходит — регулятор исправен. Если значение напряжения не меняется — его нужно менять на новый.

Однако после проверки «фишки» необходимо еще проверить провод, который идет непосредственно на электронный блок управления. Делается это также с помощью мультиметра. Если в процессе изменения оборотов двигателя соответствующее значение динамически меняется, значит регулятор давления исправен. В очень редких случаях возможны ситуации, когда проблемой становится сам ЭБУ, в частности, так называемые «глюки» в его программном обеспечении.

Проверка с помощью манометра

В настоящее время для проверки исправности регулятора давления топлива используют манометр — прибор для измерения давления в топливной системе (и не только). Подсоединяется манометр между топливным шлангом и штуцером. Предварительно необходимо отсоединить вакуумный шланг.

Рабочее давление бензинового двигателя будет около 2,5…3 атмосфер, перед измерением это значение необходимо обязательно дополнительно уточнить по мануалу или в интернете. При перегазовке давление немного опускается (на несколько десятых долей атмосферы). После этого клапан некоторое время должен держать давление в системе, что можно наблюдать по показаниям манометра. Далее с помощью плоскогубцев необходимо пережать обратный топливопровод, что способствует возрастанию давления до 2,5…3,5 атмосфер.

Проверка регулятора давления ТНВД Common Rail

В первую очередь необходимо проверить значение сопротивления индуктивной катушки управления. Точные данные необходимо взять в дополнительной справочной литературе, однако в большинстве случаев соответствующее значение будет находится около 8 Ом. Измерение значения сопротивления проводят все тем же электронным мультиметром, переведенным однако в соответствующий режим работы. Если измеренное значение существенно отличается в ту или иную сторону — датчик заведомо неисправен, и его нужно заменить.

Для более детальной диагностики применяется дополнительное дорогостоящее оборудование, используемое лишь в автосервисах, поскольку рядовому автовладельцу оно попросту не нужно. С его помощью проверяется не только герметичность клапана регулятора, но и линейность его управления. Если с герметичностью все понятно, то линейность управления обеспечивает его плавное закрывание/открывание, которое способствует нормальному перетоку дизельного топлива по магистрали в обратку. Если же будут иметь место механические заедания, то и характеристика управления будет нелинейной. Для ее построения используется специальное аппаратное и программное обеспечение.

В большинстве случаев ремонт непосредственно датчика давления топлива вряд ли возможен, поэтому его попросту меняют на новый. Однако для многих автомобилей стоимость этого узла достаточно высока (даже для отечественных ВАЗов и их бюджетных аналогов). Поэтому перед заменой этого узла необходимо точно убедиться, что вышел из строя именно датчик давления топлива, иначе в противном случае это будет лишняя трата немалых денег.

Заключение

Регулятор давления топлива — несложный, однако важный узел топливной системы, который напрямую влияет на работу двигателя. Это касается как бензиновых, так и дизельных моторов. Стоит учитывать, что при его выходе из строя движок начинает работать не в оптимальном режиме, из-за чего создается топливовоздушная смесь с неправильным составом, а топливный насос начинает работать «на износ», что приводит к снижению его общего ресурса. Поэтому при возникновении подозрения на выход из строя датчика давления топлива необходимо как можно быстрее выполнить диагностику с тем, чтобы вернуть работе двигателя оптимальные параметры работы.

Источник

Устройство автомобилей

Система впрыска Common Rail

Общие сведения о системе питания Common Rail

Система впрыска Common Rail ( Common Rail в переводе с английского — «общий путь», «общая рампа») является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Впрочем, аналог такой системы применяется и в бензиновых двигателях с принудительным впрыском топлива, т. е. инжекторных двигателях.
Разработчиками системы Common Rail являются специалисты известной германской фирмы Bosch. На серийных автомобилях с применением электронного управления такие системы появились в 1997 году.
В настоящее время работы по применению систем Common Rail ведутся практически во всех фирмах-производителях ТПА ( R.Bosch, Lucas, Siemens, L’Orange).

Читайте также:  Ремкомплект регулятор тормозных сил маз

Основное принципиальное отличие системы Common Rail от рассмотренной в предыдущей статье классической системы питания заключается в том, что топливо к форсункам подается не непосредственно от ТНВД, а от общего накопителя – топливной рампы. Топливная рампа (аккумулятор топлива) представляет собой толстостенный цилиндрический сосуд, способный выдерживать высокое давление, развиваемое ТНВД. В рампе поддерживается постоянное давление топлива с помощью ТНВД и регулятора давления, и каждая форсунка соединена топливопроводом с рампой.
В нужный момент блок управления формирует управляющий сигнал на электромагнитный (или пьезоэлектрический) клапан форсунки, форсунка открывается и топливо впрыскивается в цилиндр.
Таким образом, главной отличительной особенностью системы Common Rail является разделение процессов создания давления и впрыска топлива, что позволяет получить ряд преимуществ в работе.

Применение данной системы позволяет снизить расход топлива, токсичность отработавших газов, уровень шума дизеля, а также значительно улучшить его динамические характеристики. По сравнению с обычным дизелем система Common Rail позволяет снизить расход топлива до 40% при уменьшении токсичности отработавших газов и снижении шумности при работе на 10 %.
Главным преимуществом системы Common Rail является возможность управления подачей топлива посредством компьютера (электронного блока управления), что позволяет осуществлять широкий диапазон регулирования давления, количества и момента начала впрыска топлива.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы классического дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.
Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. На современных дизелях, оборудованных системой питания Common Rail применяют топливные насосы высокого давления радиально-плунжерного или плунжерного типа.
Более подробно о ТНВД радиально-плунжерного типа здесь.

Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.

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

Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций: накопления топлива и содержание его под высоким давлением, смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД, распределения топлива по форсункам.

Форсунка — важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки.
Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

Управление работой системы впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

Принцип работы системы питания Common Rail достаточно прост, и попытки ее применения известны достаточно давно – более полувека назад. Тем не менее, максимального эффекта от использования такой системы питания удается получить лишь с помощью компьютерного управления работой двигателя, поэтому широкое распространение подобные системы получили лишь недавно.
Рассмотрим подробнее работу Common Rail на приведенной ниже схеме ( рис. 2).

С помощью топливоподкачивающего насоса (ТПН) топливо закачивается из топливного бака и через фильтр с влагоотделителем подается в радиально-плунжерный насос высокого давления (ТНВД ) , который с помощью эксцентрикового вала приводит в движение три плунжера.
Топливный насос высокого давления напрямую связан с распределительным валом и подает порцию топлива в рампу при каждом обороте, а не так как в обычном двигателе один раз за два оборота.
От ТНВД топливо под большим давлением поступает в гидроаккумулятор (топливную рампу), откуда поступает на электро- или пьезогидравлические форсунки, управляемые компьютером.
Излишки топлива от форсунок и ТНВД сливаются в топливный бак через топливопроводы слива (магистраль обратного слива).

Схему можно увеличить в отдельном окне браузера, щелкнув по ней мышкой.

В нужный момент блок управления ( ЭБУ) дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.

Начало впрыска и количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя через форсунки, зависит от начала и продолжительности сигнала электронного блока управления, формируемого на основании информации от датчиков. Этот сигнал зависит от нескольких параметров, в первую очередь — от режима работы двигателя.
Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, положения коленчатого вала (датчик Холла), положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и некоторые другие.

Давление в системе регулируется по сигналу блока управления с помощью регулятора. На холостом ходу оно минимальное, что снижает шум работы форсунок и ТНВД, а при разгоне максимальное для обеспечения лучшей приемистости.

Многократный впрыск в системе Common Rail

Поскольку давление впрыска не зависит от оборотов двигателя и нагрузки, фактическое начало, давление и продолжительность впрыска могут быть свободно выбраны в широком диапазоне значений.
Кроме того, появляется возможность применения предварительного впрыска (или даже нескольких впрысков), регулируемого в зависимости от потребностей двигателя, что приводит к существенному сокращению шума двигателя наряду с улучшением процесса сгорания и сокращением выброса вредных веществ с отработавшими газами.

С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

Предварительный впрыск небольшого количества топлива производится перед основным впрыском для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускорение самовоспламенения основного заряда, снижение шума и токсичности отработавших газов. В зависимости от режима работы двигателя производится:

  • два предварительных впрыска — на холостом ходу;
  • один предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
  • предварительный впрыск не производится — при полной нагрузке;
  • основной впрыск обеспечивает работу двигателя в режиме частичных и номинальных нагрузок.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Достоинства и недостатки системы Common Rail

Как уже отмечалось выше, использование в дизелях системы питания Common Rail вместо классической системы питания дает ощутимый прирост мощности, экологичности и экономичности двигателю. Уменьшение расхода топлива, выброса вредных веществ, шума, наряду с повышением динамических показателей достигается возможностью компьютерного управления всеми процессами впрыска, что невозможно осуществить в традиционных системах питания, даже самых сложных и совершенных.

К существенным недостаткам системы Common Rail следует отнести сложность обслуживания, требующего от технического персонала высокой квалификации и необходимость применения специального оборудования для тестирования работы системы. Поэтому, если автомобиль эксплуатируется в условиях ограниченного технического сервиса невысокого уровня, надежнее использовать классическую систему питания.

Следует отметить, что система питания Common Rail подвергает моторное масло значительным тепловым нагрузкам. Из-за более интенсивного горения верхняя часть (головка) поршней нагревается гораздо сильнее, чем у классического дизельного двигателя. Если головка поршня у классического дизеля непосредственного впрыска нагревается до 320-350 °C, при работе с системой питания Common Rail — свыше 400 °С.
В результате моторное масло выгорает и окисляется значительно интенсивнее. По этой причине в смазочной системе дизелей с впрыском типа Common Rail необходимо использовать синтетические или полусинтетические моторные масла.

Перспективы развития системы питания Common Rail

Совершенствование системы питания Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска. Очевидно, что чем выше давление в системе в момент впрыска, тем больше топлива успевает попасть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность двигателя. Кроме того, впрыск под большим давлением обеспечивает высокое качество распыливания топлива форсункой, что благотворно сказывается на процессах смесеобразования и горения.
В современных двигателях повышение давления впрыска ограничивается прочностью аккумулятора топлива (рампы) и топливопроводов высокого давления, которые подвержены пульсирующим и вибрационным нагрузкам при работе двигателя и способны разрушиться.
Тем не менее, за полтора десятка лет инженерными решениями удалось увеличить давление на впрыске более, чем в полтора раза – у современных дизелей с системой питания Common Rail оно достигает 220 МПа и даже более.

Высокое давление впрыска надежнее обеспечить, используя систему питания типа насос-форсунка, о которой пойдет рассказ в следующей статье.

Источник