Устройство Системы Сommon Rail

 

Система впрыска Common rail, является современной системой впрыска топлива, дизельных двигателей. Работа системы Common rail основана на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы (Common rail в переводе общая рампа). Система впрыска разработана специалистами Fiat и впоследствии Bosch приобрел этот патент. Применение данной системы система впрыска common rail является современной системой впрыска позволяет достигнуть снижения расхода топлива, токсичности отработавших газов, уровня шума дизеля. Главным преимуществом системы common rail является широкий диапазон регулирования давления топлива и момента начала впрыска, которые достигнуты за счет разделения процессов создания давления и впрыска. 

 

Конструктивно система впрыска Common rail составляет контур высокого давления топливной системы дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания.

 

 

 

Система Common rail имеет следующее устройство:

 

 

1. Топливный бак;

2. Клапан дозирования топлива;

3. Топливный насос высокого давления;

4. Топливопроводы обратного слива;

5. Датчик давления топлива;

6. Топливная рампа (топливный накопитель);

7. Клапан аварийного сброса давления или регулятор;

8. Топливные форсунки;

9. Блок управления двигателем;

10. Электропроводка;

11. Блок управления форсунками (опционально).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит:

 

  • для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе;

  • смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД;

  • распределения топлива по форсункам.

 

Современные топливные насосы высокого давления плунжерного типа. 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 следующие конструкции форсунок:

 

  • электрогидравлическая форсунка;

  • пьезофорсунка.

 

Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки. Управление работой системой впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая включает датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Система управления дизелем включает следующие датчики:

 

  • датчик оборотов двигателя;

  • датчик холла;

  • датчик положения педали газа;

  • расходомер воздуха;

  • датчик температуры охлаждающей жидкости;

  • датчик давления наддува;

  • датчик температуры воздуха;

  • датчик давления топлива;

  • кислородный датчик и др.

 

Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива.

Устройство и принцип работы электромагнитной форсунки.

На картинке отображена форсунка в закрытом состоянии.

На входной штуцер подается топливо под давлением из топливного накопителя (рампы), далее распределяется через каналы внутри корпуса инжектора на 2 части, первая попадает в распылитель, вторая в управляющую камеру форсунки, через специальное калиброванное отверстие, создавая в ней давление, и удерживая шток мультипликатора в нижнем положении, который в свою очередь создает усилие на иглу распылителя, удерживая его от открытия под действием силы давления топлива в напорной полости распылителя, стремящейся ее поднять.

Пока управляющая камера герметична, форсунка закрыта. В верхней части управляющей камеры есть клапанный узел, представляющий калиброванное отверстие и седло для перекрытия этого отверстия запирающим элементом, это может быть шарик, конус, перевернутая полусфера и т.д, в зависимости от технического решения производителя форсунок. Функция этого узла - сброс давления из управляющей камеры мультипликатора. Как только давление из камеры сбрасывается, шток перестает препятствовать подъёму иглы распылителя и происходит впрыск топлива через сопло распылителя.

Давление из камеры сбрасывается в момент, когда по команде с блока управления двигателем, на катушку электромагнита подается электрический сигнал, создается магнитное поле, которое поднимает запирающий управляющий клапан механизм. Как только сигнал отключается, седло клапана под действием пружины на исполнительный механизм запирающего элемента, закрывается, давление в управляющей камере нарастает, шток мультипликатора уходит вниз, создавая запирающее усилие на иглу распылителя, форсунка закрыта.

Принцип работы на первый взгляд простой, но современная форсунка это очень точный и высокотехнологичный узел, где нет мелочей, каждый элемент форсунки точно откалиброван и изготовлен из высококачественных материалов, сама форсунка собирается по специальной технологии с соблюдением всех монтажных зазоров и моментов затяжки.

 

Технология ремонта и тестирования форсунок  Common Rail

 

Проверка и технология ремонта  инжектора (электромагнитная форсунка Bosch) состоит из нескольких этапов:

 

  1. Очистка от внешних загрязнений.

  2. Тест на приборе входного контроля, на предмет грубой утечки через обратный управляющий клапан, или распылитель.

  3. Тестирование на полноценном испытательном стенде по тест-плану производителя.

 

На основании показаний со стенда делается заключение о состоянии инжектора. Если необходим ремонт, то выполняются следующие работы:

 

  1. Полная разборка форсунки;

  2. Дефектовка деталей и подбор новых взамен неисправных;

  3. Ультразвуковая мойка компонентов;

  4. Сборка форсунки по монтажным размерам производителя, согласно сборочной документации;

  5. Контрольное испытание на диагностическом стенде, согласно тест-плану производителя.

 

Типичные неисправности и их возможные причины

 

Система очень требовательна к качеству топлива, соблюдению регламента технического обслуживания и правил эксплуатации.

Основной причиной выхода из строя является некачественное топливо с низкими смазывающими свойствами, попадание в топливо воды, грязи, несвоевременная замена фильтрующего элемента.

 

Это приводит к ускоренному износу топливного насоса, в котором начинают «крошиться» подшипники скольжения, приводной вал, топливоподкачивающий шестеренчатый насос.

 

В результате, теряется подвижность рабочего штока дозировочного регулятора в ТНВД, в топливный накопитель высокого давления попадают мельчайшие металлические частички вместе с топливом, и разрушают герметичность посадочных мест топливного регулятора в накопителе, клапана аварийного сброса давления на накопителе.

 

В форсунках размываются посадочные гнезда клапанов мультиплипликатора, задирается рабочая поверхность штока мультипликатора, теряется герметичность распылителей. В результате система становится негерметичной, и происходит потеря давления в накопителе, которое нештатно сбрасывается в «обратку» через поврежденные узлы. Двигатель не запускается, или запускается с трудом, работа мотора становится жесткой, появляются детонационные шумы, повышенная дымность, потеря мощности.

 

© 2016 «ДИЗЕЛЬ-РЕМОНТ»