Коммон рейл устройство тнвд: Топливная система Common Rail: описание и принцип работы

Топливная система Сommon Rail: принцип работы впрыска, двигателя

Система Сommon Rail стала огромным шагом вперед в развитии дизельных двигателей. Рассмотрим принцип работы системы впрыска, а также преимущества и недостатки двигателей с Коммон рейл.

Принципиальное отличие

В отличие от системы распределительного типа, где форсунки открываются при определенном давлении и впрыскивают строго отведенную ТНВД порцию топлива, Сommon Rail предполагает подачу дизельного горючего ко всем форсункам от общего аккумулятора – топливной рамы (common rail с англ. – общая магистраль). Основная роль ТНВД – нагнетание горючего под высоким давлением в топливную рампу, тогда как за впрыск топлива отвечает ЭБУ двигателя. Момент начала впрыска, количество подаваемого топлива и количество впрысков за цикл регулируется моментом и временем открытия форсунок.

Устройство

Желтым цветом показан контур низкого давления, красным – контур высокого давления, коричневым – обратный слив топлива в бак.

1. Топливоподкачивающий насос.
2. Топливный фильтр.
3. Топливный насос высокого давления.
4. Клапан дозировки.
5. Датчик давлений топлива в рампе.
6. Аккумулятор высокого давления – топливная рейка.
7. Регулятор давления (контрольный клапан).
8. Инжекторы.

Расширенная схема системы питания позволяет понять, какие датчики, исполнительные механизмы и агрегаты задействованы в работе двигателя с системой впрыска Сommon Rail.

Сommon Rail в действии

Топливный насос низкого давления (его роль может выполнять подкачивающая секция, расположенная в корпусе ТНВД либо электрический насос в топливном баке) подает топливо под давлением 2,6-7 бар к ТНВД, в котором и происходит нагнетание давления топлива. При прокрутке двигателя стартером ТНВД способен создавать давление 500-600 бар. После запуска двигателя эта величина вырастает до 1300-2000 бар.

В рейке постоянно поддерживается оптимальное давление, величина которого контролируется с помощью датчика давления, лишнее топливо сбрасывается регулятором в магистраль обратного слива. Регулятор может располагаться в топливной рейке либо в корпусе ТНВД. Дополнительно в рейке может быть вмонтирован клапан экстренного сброса топлива, предотвращающий разрыв рейки в случае нештатной ситуации. Также для более точной работы в некоторых системах в топливную рампу вмонтирован датчик температуры топлива. В некоторых вариантах системы можно встретить отдельную форсунку, использующуюся для увеличения дозировки топлива и прожига сажевого фильтра, в других системах работа двигателя в режиме прожига достигается изменением ЭБУ момента впрыска и количества подаваемого в цилиндры дизеля.

Форсунки

Под давлением топливо подается к форсункам, которые могут быть 2 видов.

• Электрогидравлические. Представляют собой обычные электромагнитные форсунки, поднятие иглы распылителя и подача топлива в которых осуществляется после подачи напряжения на электромагнитный клапан. Электромагнитные форсунки очень надежные и имеют высокий уровень ремонтопригодности.
• Пьезоэлектрические. Пьезокристалл при подаче на него напряжение очень быстро расширяется, позволяя игле подыматься в 3-4 раза быстрее, нежели в случае с электромагнитной форсункой. Это повышает быстродействие форсунки, благодаря чему за такт можно осуществить большее количество впрыска дизеля в камеру сгорания, а также точнее отмерить подаваемую порцию горючего. Но сложность конструкции оборачивается меньшим ресурсом и трудностями в ремонте.

ТНВД

Топливная система Сommon Rail была разработана специалистами компании Bosch, которой и принадлежит основная доля рынка дизельных систем впрыска. На данный момент существует 5 генераций ТНВД Bosch системы Сommon Rail.

• СР1 – трехплунжерный ТНВД с подкачивающей секцией, расположенной в баке. Насос лишен клапана дозирование топлива, его функцию выполняет регулятор давления, вмонтированный в рейку (отличительная черта систем с СР1). Чаще всего СР1 комплектуются электромагнитными форсунками.
• СР1Н – усовершенствованный вариант СР1. Вместо подкачивающего насоса в баке, в корпус ТНВД вмонтирована механическая подкачивающая секция. Главная особенность – наличие клапана регулировки количества топлива, нагнетаемого в рейку. По сравнению с СР1, обеспечивает большое давление – 1600-1800 бар. Также большая эффективность достигается за счет возможности принудительного отключения одного из плунжеров, когда в большом количества горючего нет необходимости.
• СР2 – ТНВД, предназначенные для тяжелого коммерческого транспорта.
• СР3. Отличительная черта – количество нагнетаемого топлива регулируется не в контуре высокого давления, а еще на подходе к плунжерам путем контроля объема топлива, подаваемого к насосу. СР3 имеет механическую топливоподкачивающую секцию (варианты с электронасосами крайне редки). Двигатели с ТНВД СР3 оснащались только пьезоэлектрическими форсунками CRI 3.
• СР4. ТНВД имеет две модификации: одноплунжерный CP 4.1 (создаваемое давление – 1800 бар) и 2-плунжерный CP 4.2 (максимальное давление – 2000 бар). ТНВД имеет встроенный регулятор давления и механическую секцию низкого давления (5 бар). Большинство двигателей с СР4 оснащаются пьезофорсунками, но существуют системы и с электрогидравлическими инжекторами.

Помимо Bosch, производством компонентов и усовершенствованием системы Сommon Rail занимаются Delfi (Lukas), Densо и др.

Управление

Посредством данных, полученных от датчика положения педали газа, ЭБУ понимает желаемый водителем уровень крутящего момента. Считывая данные с ДВКВ, ДВРВ, ДМРВ, ДТОЖ, датчика наддува, датчика температуры топлива в рампе, электронный блок управления двигателем оценивает фактическую режимную нагрузку на мотор и решает, в какой момент нужно подать сигнал на форсунки и сколько топлива впрыснуть в цилиндры за цикловую подачу.

В чем секрет эффективности

Разделение цикловой подачи на такты и впрыск топлива под большим давлением – два факторы, обеспечивающие дизельным двигателям с впрыском Сommon Rail мощность, экономичность и дружелюбность к окружающей среде.

ТНВД распределительного типа с электронным управлением, не говоря уже о полностью механических насосах, подавали дизель в цилиндры большими порциями и под сравнительно малым давлением (к примеру, ТНВД Bosch VE мог выдать всего 700 бар при 2400 об/мин). Увеличение давления при распылении позволяет разбить топливо на более мелкодисперсные частицы, увеличив тем самым площадь контакта частиц дизеля с окислителем – кислородом. Чем меньше распыляемые частицы топлива, тем они быстрее нагреваются и, как следствие, эффективней сгорают. В результате мы получаем большую мощность двигателя, как так топливо сгорает практически полностью, высвобождая большее количество энергии, и меньший расход топлива. В случае с единым аккумулятором нет прямой зависимости между оборотами двигателя и давлением топлива в рампе, поэтому даже на холостых оборотах давление достаточное для качественного распыления.

Деление цикловой подачи на такты означает, что за такт впуска форсунка успевает впрыснуть топливо не один, а несколько раз (от 2 до 7 в современных системах). Различают:

• предварительный впрыск – предназначен для поднятия температуры в камере сгорания и лучшего возгорание основного впрыска, на который и приходится большая доля дизельного топлива;
• основной впрыск;
• дополнительный впрыск – может быть использован для прожига сажевого фильтра.

Разделение цикловой подачи позволяет уменьшить характерный шум работы дизельного двигателя, так как давление в камере сгорания нарастает постепенно, поэтому характерный взрыв ТПВС в камере происходит мягче. Количество впрысков определяется ЭБУ и зависит от многих параметров (режима работы двигателя, нагрузки, температуры ОЖ и т.д.).

Преимущества и недостатки

Основные достоинства дизельных ДВС с впрыском Сommon Rail:

• экономичность;
• приемистость двигателя (эластичность), мощность;
• уменьшение вибраций, шума;
• экологичность.

Как бы это странно не прозвучало, но система впрыска с топливной рейкой не имеет явных недостатков, так как назвать минусом требовательность к качеству топлива было бы неправильно. Согласитесь, что это скорее проблема АЗС и контролирующих органов, нежели системы впрыска дизельного двигателя. Отрицательными моментами могут стать лишь конструктивные особенности ТНВД, форсунки или датчиков той либо иной модели. К примеру, некоторые насосы имеют довольно мягкий алюминиевый корпус, поэтому со временем они начинают гнать стружку, появление которой чрева выходом из строя форсунок и ускоренным износом ТНВД. Также всем известно, что пьезоэлектрические форсунки имеют меньший ресурс и часто не поддаются ремонту.

При эксплуатации дизельного двигателя с системой Сommon Rail следует помнить о высоких требованиях к качеству топлива и строгом соблюдении периодичности замены фильтров.

Common Rail — устройство системы

На двигателе 1CD-FTV Toyota впервые применила схему DENSO Common Rail. В отличие от обычной дизельной системы с ТНВД распределительного типа, здесь топливо подается при помощи ТНВД в общую топливную рампу, а впрыскивается в цилиндры через форсунки с электронным управлением, напоминающие форсунки бензинового двигателя. Одно из основных отличий — существенно выросшее давление топлива (вместо ~200 атмосфер в обычном двигателе — здесь 1350).

 

ТНВД в схеме Common Rail абсолютно не похож на традиционный Bosch VE.

В корпусе размещены подкачивающий насос, управляющие клапаны и сам двукхкамерный насос высокого давления, направляющий диск которого представляет собой эллипс.

При ходе всасывания плунжеры, следуя профилю направляющего диска, расходятся, SCV открывается и топливо поступает в напорную камеру.

 

После того, как диск повернулся на 90 градусов, SCV перекрывает входной канал и начинается ход нагнетания.

 

Объем поступающего к плунжеру топлива регулируется при помощи SCV, благодаря чему блоку управления удается поддерживать требуемое давление в топливной рампе. В топливной рампе установлен датчик давления топлива и механический ограничитель давления. Надо отметить, что датчик давления конструктивно выполнен «одноразовым» и не должен вворачиваться повторно, а регулировка ограничителя давления выполняется однократно еще на заводе

Конструкция форсунки 1CD-FTV не столь изощренная, но тем не менее сильно отличается и от обычной дизельной, и от обычной бензиновой. Само собой, что при таком чудовищном давлении в рампе простой электромагнитный клапан был бы слабоват, поэтому управление форсункой «электрогидравлическое»

 

В закрытом состоянии клапан удерживается пружиной, при этом топливо в управляющей камере удерживает в нижнем положении поршень, который, в свою очередь, через пружину фиксирует в закрытом положении иглу (давление топлива, воздействующее на иглу снизу, недостаточно для ее открытия).

При подаче тока на обмотку, клапан втягивается и открывает канал, по которому топливо про ходит к нижней части поршня. В результате уменьшается давление в управляющей камере и нарастает давление под поршнем, в результате чего тот поднимается. Одновременно с этим открывается запорная игла форсунки и происходит впрыск топлива.

 

Как можно заметить, форсунка представляет собой сложный механизм, построенный на тонком балансе сил пружин и давления топлива и его дросселировании в тонких каналах.

 

 По материалам сайта http://autodata.ru

Автор статьи Евгений, Москва, Легион-Автодата

Система питания Common Rail дизельного двигателя.

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).

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.

***

Устройство и принцип работы ТНВД системы Common Rail



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Топливная система COMMON RAIL – что это такое?

COMMON RAIL – это дизельная топливная система нового поколения, получившая широкое распространение в связи с ужесточением экологических норм. Помимо снижения уровня токсичности выхлопа, этот тип впрыска позволяет обеспечить требуемую мощности двигателя при минимальной подаче топлива.  В дословном переводе «common rail» читается как «единая магистраль». Рассмотрим основные отличия, принцип работы и особенности конструкции системы.

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.

Принцип работы топливной системы Common Rail

Принцип действия топливной системы Common Rail заключается в подаче горючего к распылителям от рампы, которая выполняет функцию предварительного аккумулятора высокого давления. Схема работы оборудования схожа с технологией старых топливопроводов. Насос подкачки забирает дизель из бака и отправляет к ТНВД, который нагнетает давление в магистрали и снабжает горючим распылители, в необходимый момент впрыскивающим его в цилиндры. 

Желтым цветом показан контур низкого давления, красным – контур высокого давления, коричневым – обратный слив топлива в бак.

• Топливоподкачивающий насос.
• Топливный фильтр.
• Топливный насос высокого давления.
• Клапан дозировки.
• Датчик давлений топлива в рампе.
• Аккумулятор высокого давления – топливная рейка.
• Регулятор давления (контрольный клапан).
• Инжекторы.

Электронное управление позволило организовать двухступенчатую схему подкачки строго дозированных порций топлива. На первом этапе в камеру поступает минимально необходимая доза (порядка 1 мг), воспламенение которой повышает температуру в замкнутом объеме, после чего в него впрыскивается основная часть горючего. Такая схема дает возможность обеспечить плавное нарастание давления в камере, вследствие чего силовой агрегат функционирует мягче и значительно снижается уровень шума при его работе. 

На основании поступающих от датчиков данных система определяет необходимое количество топлива, которое забирается из бака через дозирующий клапан. Таким образом, топливо вначале попадает в насос, а через него – во «временный аккумулятор». За поддержание необходимого уровня давления в рампе отвечает соответствующий регулятор. В заданный момент времени управляющий блок посылает команду к форсункам, и те на определенный срок открывают заслонки. В зависимости от режима эксплуатации силового агрегата, система может в некоторых пределах автоматически менять показатели давления и объем топлива. Давление рассчитывается и поддерживается вне зависимости от скорости вращения коленвала и количества подаваемого горючего. Распылители подают смесь в цилиндры, получая управляющий сигнал от электронного блока к соленоиду. 

Использование разделенного цикла воспламенений в дизельных топливных системах позволяет поднять крутящий момент на низких оборотах коленвала до 25% при одновременном уменьшении потребления горючего на 20%. Помимо этого, понижается степень выхода сажи в выхлоп, а звук работы двигателя становится значительно тише.

Конструкция

Конструктивно топливная система двигателя Common Rail является контуром высокого давления, который представляет собой сложный комплекс из нескольких взаимосвязанных узлов.

ТНВД. Этот агрегат предназначен для нагнетания давления в горючем. Так как в дизельном двигателе обороты коленвала регулируются не дроссельной заслонкой, а объемом подаваемого топлива, то ТНВД является одним из наиболее важных элементов в конструкции силового агрегата.

Клапан и регулятор. Клапан предназначен для дозирования порции горючего, поступающего к насосу и конструктивно представляет собой деталь ТНВД. Регулятор давления размещается в топливной магистрали и управляет работой силовой установки в зависимости от нагрузки на нее.

Рампа. Эта деталь обладает широким функционалом и выполняет роль аккумулятора горючего, а также распределяет его по форсункам и смягчает перепады давления в жидкости.

Форсунки. В отличие от бензиновых аналогов, конструкция данного типа распылителей рассчитана на значительно более высокое давление. Помимо этого, форсунки Common Rail управляют объемом топлива, которое поступает непосредственно в цилиндр. В современных  двигателях используются два типа распылителей:

• Электрогидравлические. В конструкциях данного типа подача топлива осуществляется работой электромагнитного клапана.
• Пьезофорсунки. В конструкциях данного типа дозированием горючего управляют специальные кристаллы, на порядок повышающие скорость отклика на управляющие сигналы.

Перспективы развития

Технологический потенциал топливной системы Common Rail дал новый импульс развитию дизельных двигателей в условиях перманентно повышающихся стандартов по токсичности. Благодаря контролю высокоточной электроники и значительному давлению при впрыске сгорание смеси происходит с максимальной отдачей, что обеспечивает оптимальную работу силового агрегата на каждом из режимов работы. Дальнейшее технологическое развитие системы напрямую связано с повышением норм экологической безопасности.

Ремонт ТНВД Bosch common rail | Сервис Форсунок

Топливный насос высокого давления (ТНВД) – это сердце топливной системы Common rail. ТНВД системы Common rail намного проще по конструкции и функционалу, чем его предшественники. Основной его функцией является постоянная подача топлива в рампу под высоким давлением.

Насосы бывают разных типов. Основными отличительными характеристиками являются производительность и конструкция самих насосов, что определяет их возможности и применение.

В топливной системе Common rail подача топлива происходит по схеме топливный бак → подкачивающее устройство → создание высокого давления в ТНВД. Поэтому для нормальной работы топливной системы равноценно важны эффективная работа как подкачивающего насоса (насос подкачки) так и непосредственно ТНВД. Подкачивающий насос может быть как электрическим так и механическим. Некоторые устанавливаются внутри бака, некоторые на выходе из бака. В ТНВД типа CP-3 шестеренчатый насос подкачки интегрирован непосредственно в корпус ТНВД.

---

 

Схема устройства ТНВД

а) продольный разрез:

1 — вал привода; 2 — эксцентриковый кулачок; 3 — плунжер со втулкой; 4 — камера над плунжером; 5 — впускной клапан; 6 — электромагнитный клапан отключения плунжерной секции; 7 — выпускной клапан; 8 — уплотнение; 9 — штуцер магистрали, ведущей к аккумулятору высокого давления; 10 — клапан регулирования давления; 11 — шариковый клапан; 12 — магистраль обратного слива топлива; 13 — магистраль подачи топлива к ТНВД; 14 — защитный клапан с дроссельным отверстием; 15 — перепускной канал низкого давления.

б) поперечный разрез:

1 — вал привода; 2 — эксцентриковый кулачок; 3 — плунжер с втулкой; 4 — впускной клапан; 5 — выпускной клапан; 6 — подача топлива.

---

 

Принцип работы

Принцип работы ТНВД заключается в том, что подкачка подпитывает его необходимым низким давлением (в зависимости от типа системы это 4-7 Bar). После чего, солярка попадает в перепускной канал низкого давления. При опускании плунжера, в камере над ним происходит разрежение давления, и через впускной клапан втягивается топливо из канала низкого давления. При обратном ходе плунжера топливо нагнетается в выпускной клапан. Поскольку проходимость отверстия клапана намного меньше подаваемого потока топлива, на выходе из клапана создается очень высокое давление.

Давление которое выдает ТНВД в системе Common rail может достигать порядка 1200-1400 Bar, в некоторых автомобилях более 2000 Bar. Давление свыше 2000 Bar используют в основном в автомобилях нового поколения, где впрыск топлива происходит при помощи пьезоэлектрических форсунок. Их конструкция позволяет при таком давлении за очень короткий промежуток времени подавать мощную порцию топлива, при этом разделяя ее на 4-5 частей. Это способствует более тихой и чистой работе двигателя, и при этом двигатель стает более приемистым.

---

 

Топливная рампа

Поскольку давление в насосе увеличивается при помощи поочередной работы плунжерных пар, на выходе оно идет «скачками». Для гашения этих колебаний, в системе установлена топливная рампа (рейка). Рампа – это резервуар высокого давления в виде трубы, в которую подается топливо из насоса. Ее основные задачи: накопление топлива, удерживание его под высоким давлением, гашение колебаний давления и распределение топлива по форсункам.

На рампе находится датчик давления для мониторинга системы блоком управления. А для регулировки системы по высокому давлению, на рейку устанавливают электромагнитный редукционный клапан. В состоянии покоя он пропускает через себя топливо в сливную магистраль. При подаче сигнала от ЭБУ (блок управления) автомобиля, он начинает удерживать топливо в рампе, согласно заданного ему режима.

В других моделях авто роль регулятора давления выполняет интегрированный в ТНВД дозировочный блок (регулятор низкого давления), в некоторых системах сосуществуют оба вида регуляторов. В результате такого взаимодействия элементов топливной системы, солярка поступает на форсунки уже под необходимым давлением.

---

 

Поломки топливного насоса высокого давления

Основная причина выхода из строя ТНВД – это некачественное топливо, срок и условия эксплуатации. Насосы системы Common rail очень требовательны к чистоте и качеству топлива.

Рассмотрим часто встречающийся вариант ТНВД – СР1. Устанавливаются такие насосы на легковые автомобили и микроавтобусы Mercedes, BMW, Fiat, Peugeot, Citroen, Iveco. Конструкция такого насоса довольно проста: вал привода, эксцентриковый кулачок, 3 плунжера, 3 клапана. Все это монтируется в трехголовковый корпус. На одной из крышек головки насоса устанавливают электромагнитный клапан отключения плунжерной секции. Иногда насосы комплектуются регулятором давления.

Что же может произойти с таким простым и незатейливым насосом? И правда, каких-то сложностей от него можно не ждать. Основных проблем две – течь и низкая производительность.

Течь

Течет такой насос по причине выхода из строя уплотнительных сальников. Реже это происходит по причине микротрещин в крышке головки насоса. Вследствие этого ТНВД начинает «мокреть». Этот дефект сильнее проявляется на «холодную», зачастую после прогрева двигателя насос перестает течь. Это говорит о том, что пора менять эти самые уплотнительные сальники. При наличии микротрещин в крышке, ее необходимо заменить. Течь насоса неприятна тем, что солярка попадает на ремень, который постепенно размокает и в результате произойдет его обрыв.

Низкая производительность

Производительность ТНВД СР1 зависит от клапанов, плунжеров и состояния их прецизионных частей. При нарушении нормальной работы клапанов, они не могут нагнетать заданное давление за необходимый промежуток времени. В связи с этим, часто встречается такой дефект: машина при плавном наборе нормально работает, развивает обороты, а при резком наборе – входит в аварийный режим (падают обороты, в некоторых моделях и вовсе глохнет).

Происходит это при обгоне, что не только неприятно, но и очень рискованно, когда автомобиль на «встречке» вдруг отсекает и приходится отчаянно искать выход из сложившейся ситуации. Эта поломка сильнее ощущается на горячем двигателе и в жаркую погоду.

---

 

Алгоритм ремонта ТНВД

После очистки насос проверяется на наличие механических повреждений. Потом вскрываем фланец и производим оценку внутреннего состояния ТНВД (стружка, ржавчина, остатки грязи). Если с этим все в порядке ТНВД попадает на стендовую проверку. Тестируется насос на разных режимах при различных нагрузках. В результате проверки определяются его неисправности, после чего принимается решение о ремонте. Ремонт, как правило, бывает двух видов замена ремкомплекта (при обнаружении течи) или замена клапанов в случае низкой производительности ТНВД. Все комплектующие для ремонта производятся фирмой Bosch.

Гарантия на ремонт ТНВД

При комплексном ремонте ТНВД предоставляется гарантия. Подробнее об этом читаем здесь.

Компоненты системы common rail — Denso

Дизельные компоненты DENSO обеспечивают стабильную подачу топлива высокого давления в точном количестве и в точное время.

Типы

Компания DENSO поставляет следующие компоненты:

• ТНВД типов HP2, HP3, HP4
• Форсунки common rail
• Электро-магнитные клапаны для ТНВД типов HP2,HP3,HP4

Насосы ТНВД

Насосы ТНВД для систем common rail разработаны в соответствии со строгими требованиями по ограничению вредных выбросов в атмосферу. Дизельная система common rail состоит топливного насоса высокого давления, топливной рампы, форсунок с электронным управлением, различных датчиков для наблюдения за текущими параметрами двигателя и блока управления всеми этими устройствами. Насос ТНВД приводится в движение двигателем и подает топливо под высоким давление в топливную рампу. На топливной рампе смонтированы форсунки, по одной на каждый цилиндр двигателя, которые подают топливо в камеру сгорания.

Дизельные инновации DENSO

Находясь на острие дизельных технологий, научно-исследовательские подразделения DENSO позволяют разрабатывать и выпускать все более эффективные, мощные и надежные дизельные двигатели с низким уровнем загрязнения окружающей среды. 

Наши достижения:

• 1995: DENSO разработала первую в мире дизельную систему сommon rail
• 2002: DENSO представила первую в мире дизельную систему сommon rail с давлением впрыска 1800 бар
• 2005: DENSO представила первую в мире дизельную систему сommon rail с давлением впрыска 1800 бар и пьезоэлектрическими высокоточными форсунками, которые обеспечивают лучшие характеристики сгорания, экономичности и безопасности для дизельных двигателей

ремонт топливной системы Common Rail форсунки Bosch

• диагностика и ремонт топливной аппаратуры Common Rail;
• ремонт и регулировка форсунок Коммон Рейл;
• компьютерная диагностика топливной системы
• диагностика топливной системы (на утечки)
• проверка топливной аппаратуры на стенде
• топливный бак промывка, снятие/ установка
• топливная рампа, снятие/установка, промывка
• замена топливного фильтра тонкой и грубой очистки
• промывка топливных магистралей
• форсунки ремонт, снятие/установка

Гарантия на все работы .

      Сегодня дизельная система Common Rail стала одним из лидеров в развитии дизельного автомобилестроения. Первые серийные дизельные автомобили с системой впрыска Коммон Рейл появились уже 1996 году.

    Common Rail — это специальная технология впрыска горючего, используя высокое давление. Сегодня эта система серийно устанавливаются практически на всех выпускаемых автомобилях с дизельными двигателями. Её современное выполнение позволяет получить значительный прирост к мощности и скорости движения, а так же при существенной экономии топлива — сократить токсичность выхлопов.
      В целом Common Rail состоит из трех основных частей: контура низкого давления контура высокого давления и системы датчиков. Коротко описать ее можно так:
• Топливо постоянно находится под высоким давлением в рампе, куда оно нагнетается специальным насосом сразу же после первых оборотов двигателя;
• по топливопроводу топливо под давлением постоянно поступает к форсункам;
• форсунки открываются для впрыска по командам ЭБУ

   Контур низкого давления состоит из: топливного бака, подкачивающего насоса, топливного фильтра и соединительных трубопроводов. Подкачивающий насос засасывает топливо из бака, пропускает его через топливный фильтр и далее под давлением 6–7 бар к контуру высокого давления (ТНВД).
    Контур высокого давления состоит из ТНВД, аккумуляторного узла высокого давления (топливной рампы) с датчиком давления, форсунок и соединительных трубопроводов высокого давления. ТНВД подает топливо в аккумуляторный узел, где оно находится при максимальном давлении. Каждая форсунка соединяется с рампой отдельным трубопроводом высокого давления, а внутри форсунки имеется управляющий соленоид (электромагнитный либо пьезокристаллический клапан).
   Сердце системы — топливный насос высокого давления, компактное устройство с одним, двумя или тремя плунжерами и механическим приводом. Корпус ТНВД — из алюминиевого сплава, гильзы плунжеров стальные.

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

«Ничего не предвещало беды»

   Диагностика электронных систем начинается со считывания кодов неисправностей, проверки датчиков, исполнительных механизмов. Еще раз повторяем ,что главная причина неисправностей топливной системы Common Rail так или иначе связана с низкокачественным топливом. Как правило, из строя выходят топливные форсунки, ТНВД или подкачивающие насосы.
   Управление количеством и временем впрыска в системе Common rail возложено на форсунки. Это самый уязвимый элемент, многократно повышающий стоимость ремонта топливной аппаратуры.
Обнаружить неисправность форсунок можно, если вы наблюдаете один или несколько из ниже перечисленных симптомов:
• затрудненный холодный запуск и неровная работа мотора;
• дымность, выхлоп черного или белого цвета;
• повышенный расход топлива;
• сильные шумы и вибрация во время работы двигателя;
• резкое снижение динамики автомобиля, автомобиль может заглохнуть даже при наборе скорости
• увеличивается потребления топлива;
• из глушителя выходит чёрный плотный дым;
• в трубах глушителя иногда слышатся хлопки.
• падение мощности дизельного двигателя
     В современных авто с дизельными двигателями используются два типа систем впрыска – электромагнитные и пьезоэлектрические. Их выпускают всемирно известные производители автомобильного оборудования – Bosch,Denso,Delphi и другие.

    Лучше всего за время длительной эксплуатации зарекомендовали себя фильтры марок Bosch и Delphi, а по ремонтопригодности лидируют электромагнитные форсунки немецкой компании Bosch CR.
     Форсунки Bosch легко поддаются ремонту и восстановлению. Если на вашем дизельном двигателе установлены форсунки Bosch, то выгоднее произвести минимальный ремонт, чем вкладываться в покупку новых форсунок. Самыми «слабыми» частями форсунок Bosch считаются мультипликатор и распылитель, именно их приходиться менять чаще всего.
    Форсунки Delphi Common Rail.В форсунках этого вида ремонту поддаются только два элемента — клапанный механизм и сам распылитель. Так же, как и форсунки Bosch, они легко разбираются и чистятся.

    Форсунка Denso имеет ресурс до 150 тысяч километров пробега, однако в плане ремонта форсунки возникают проблемы. Denso не продаёт запчасти и детали к своим форсункам. То есть форсунка Denso вышла из строя, единственный вариант — это купить новую. 

 Производители Bosch и Siemens производят и форсунки нового поколения, которые называются пьезоэлектрическими. Ремонт пьезоэлектрических форсунок обойдётся примерно в ту же сумму, что и покупка новых, поэтому проще сразу заказать новые изделия.
Ещё одной распространённой неисправностью форсунок можно считать отсутствие топлива. Однако причина кроется вовсе не в конструкции форсунки, а в других элементах топливной системы:
• забиты шланги подачи дизельного топлива;
• утечка горючего;
• вышел из строя насос;
• забит фильтр.

     Если топливо не поступает на форсунку, то необходимо проверить каждый элемент системы. Вполне возможно, что просто отключились контакты с разъёмов питания и достаточно просто подсоединить провода к форсункам.

   Основная причина выхода ТНВД из строя – это износ его деталей. Причиной повышенного износа часто является некачественное дизельное топливо. Большую опасность имеет содержание в топливе воды и серы, которые взаимодействуя между собой, образуют агрессивные соединения, попросту – кислоту, вызывающую коррозию деталей ТНВД. Признаки поломки ТНВД: посторонние шумы, отсутствие топлива в магистрали или его течь из корпуса насоса.

     ГК Надежный Контакт располагает оборудованием для проверки форсунок по картам производителя, ремонта и регулировки систем Common Rail. Механики нашего автотехцентра прошли специализированное обучение по устранения неисправностей всех элементов дизельной топливной аппаратуры Коммон Рейл.
Диагностика ТНВД и Форсунок в течение 1-2 часов в присутствие заказчика ! Ремонт в течение дня в присутствие заказчика ! На современном оборудование !

   Ремонт Common Rail выполняется с применением только оригинальных запчастей от фирм-производителей дизельного топливного оборудования — Bosch, Denso, Delphi Siemens. Все необходимые запчасти и расходники для ремонта всегда имеются на складе, поэтому ремонт топливной аппаратуры занимает минимальное время.

 

       

Контроль давления в системе впрыска Common Rail

Контроль давления в системе впрыска Common Rail

Ханну Яэскеляйнен, Алессандро Феррари

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Реферат : Существует несколько подходов к контролю давления в общей магистрали. Один из первых методов подхода заключался в том, чтобы подавать больше топлива, чем необходимо, в общую топливную рампу и использовать клапан регулирования давления, чтобы слить излишки топлива обратно в топливный бак.Более предпочтительный подход состоит в том, чтобы дозировать топливо в насосе высокого давления, чтобы минимизировать количество топлива под давлением до давления в рампе. Для последующего использования можно использовать различные виды учета топлива. Некоторые практические реализации Common Rail используют оба подхода со стратегией управления в зависимости от условий работы двигателя.

Введение

Серийные топливные системы Common Rail оснащены замкнутой системой управления высоким давлением, которая стабилизирует давление в рампе с относительно небольшим запасом до номинального значения, указанного электронным блоком управления для данного рабочего состояния двигателя.Насос поддерживает давление в рампе за счет непрерывной подачи топлива в общую топливную рампу. Это давление контролируется датчиком давления, и разница между номинальным значением давления в рампе и измеренным является входным сигналом для контроллера. В терминологии управления давлением в направляющей является выходной сигнал системы , в то время как положение исполнительного механизма, используемого для управления давлением в направляющей, является входным сигналом системы .

Существует ряд подходов к контролю давления в общей рампе.Один из способов — подать больше топлива, чем необходимо, в общую топливную рампу и использовать регулятор высокого давления — обычно называемый клапаном регулирования давления — в контуре высокого давления, чтобы слить излишки топлива обратно в топливный бак. При таком подходе положение клапана регулирования давления является входом системы управления. Хотя этот подход использовался исключительно в некоторых ранних системах впрыска топлива, таких как системы с насосами Bosch CP1 (Рисунок 1 и Рисунок 2), это может привести к низкой эффективности и чрезмерно высоким температурам возврата топлива.

Другой подход заключается в дозировании топлива в насосе высокого давления, чтобы гарантировать, что только количество топлива, необходимое для форсунок, подается в общую топливную рампу. Возможны несколько подходов к насосному дозированию. Одним из распространенных подходов является дозирование топлива, всасываемого в насос (дозирование на входе), с помощью определенного типа впускного дозирующего клапана (IMV), который иногда также называют просто дозирующим клапаном топлива (FMV). Другой подход состоит в том, чтобы позволить насосу всасывать неконтролируемое количество топлива и измерять поток нагнетания насоса (измерение на выходе) с помощью клапана, такого как выпускной дозирующий клапан (OMV).Другой способ — изменить эффективный рабочий объем насоса высокого давления. Тщательно контролируя количество топлива, поступающего в насос, и избегая сжатия избыточного топлива до высокого давления, можно повысить гидравлический КПД системы впрыска топлива и избежать образования чрезмерно высоких температур топлива. Однако следует отметить, что дозирование топлива на ТНВД не может избавить от необходимости в регуляторе высокого давления. Регулятор давления по-прежнему может использоваться для некоторого снижения давления в рампе.

Клапан регулировки давления

Клапан регулирования давления (PCV) для управления давлением в рампе может быть расположен на одном конце рампы (PCV с внешним насосом), Рис. 1, или на выходе насоса (PCV, интегрированный в насос), Рис. 2. PCV с внешним насосом ведет к более низкие затраты на производство насоса, но близость регулятора к форсункам может внести дополнительные нарушения в динамику форсунок. В решении PCV со встроенным насосом топливо, дросселируемое регулирующим клапаном, присоединяется к потоку утечки из насосных камер, а также к топливу, протекающему в контурах охлаждения и смазки насоса.Этот комбинированный поток выходит из насоса и возвращается в топливный бак.

Рисунок 1 . Система впрыска дизельного топлива Common Rail с клапаном регулировки давления, расположенным на рампе

(Источник: Bosch)

Рисунок 2 . Насос Bosch CP1 со встроенным клапаном регулировки давления

(Источник: Bosch)

Регулирование давления в рампе с помощью PCV по своей сути является быстрым из-за близости входа системы (PCV) и выхода системы (датчик давления в рампе). Другими словами, система не включает задержку, возникающую из-за прохождения топлива через насос высокого давления, как это было бы в случае некоторых подходов к насосному дозированию.

###

Знай свой автомобиль: 4 типа дизельных топливных насосов

На каждые 100 автомобилей, проданных в США, продается один автомобиль с дизельным двигателем. Если вы относитесь к этой группе пользователей дизельных двигателей, убедитесь, что вы знаете, какой у вас тип дизельного топливного насоса.

1. 1. ТНВД Common Rail. Этот насос представляет собой систему подачи дизельного топлива с электронным управлением. Он был разработан в соответствии со строгими требованиями к выхлопным газам 21 века.Он состоит из подающего насоса, Common Rail, форсунок с электронным управлением, различных датчиков для определения рабочего состояния двигателя и компьютера, который управляет всеми этими устройствами. Двигатель приводит в действие подающий насос, вырабатывающий топливо под высоким давлением. Common Rail распределяет топливо по форсункам, которые установлены на каждом цилиндре двигателя.
   2. Распределительный (роторный) ТНВД. Этот дизельный топливный насос также управляется электроникой с помощью различных датчиков, электронного блока управления и исполнительного механизма.Как и в насосе Common Rail, датчики определяют состояние двигателя и отправляют сигналы в блок управления. Привод контролирует количество впрыскиваемого топлива и его синхронизацию в соответствии с сигналами, которые он получает от блока управления. Блок управления определяет, какие сигналы он посылает, вычисляя оптимальные уровни для условий работы двигателя.
   3. ТНВД рядный. Одна из двух дизельных топливных систем с механическим управлением, рядный топливный насос высокого давления соответствует цилиндрам двигателя по количеству механизмов давления топлива.Этот насос в основном используется для средних и больших грузовиков и строительной техники. Распределительный вал приводит в действие механизмы управления давлением топлива и количеством впрыскиваемого топлива в корпусе насоса. Элементы в этом корпусе следуют порядку впрыска для подачи топлива в каждый цилиндр двигателя.
   4. Распределительный ТНВД. ТНВД распределителя, также являясь дизельным топливным насосом с механическим управлением, имеет только один механизм давления топлива, несмотря на количество цилиндров двигателя, которое может иметь транспортное средство.Распределитель спроектирован так, чтобы следовать порядку впрыска для распределения топлива под давлением в каждый цилиндр. В корпусе насоса находятся все его компоненты, включая регулятор, таймер и подающий насос. Этот компактный насос легок и может работать на высоких скоростях, что делает его идеальным для небольших двигателей.

Знать точный тип дизельного топливного насоса вашего автомобиля важно, если он показывает признаки необходимости замены, которые могут включать резкие скачки скорости, повышение температуры автомобиля, уменьшение расхода бензина и многое другое.Если вы наблюдаете какой-либо из этих индикаторов, обратитесь к производителям дизельных насосов или производителей топливных насосов, чтобы узнать, нужна ли вам замена сегодня.

Системы Common Rail

| Cummins Inc.

Cummins обеспечивает большее время безотказной работы вашего автопарка при низких затратах на техническое обслуживание. Как единственная организация по топливным системам, основанная на опыте глобального поставщика двигателей, Cummins предлагает ряд различных систем, соответствующих потребностям вашего автомобиля или автопарка.

Топливная система XPI среднего класса

Этот пакет топливной системы, воплощающий технологию сверхмощной топливной системы в двигателях среднего класса, обеспечивает идеальную работу насоса и форсунок.Предлагаемая как с масляной, так и с топливной смазкой, система обеспечивает лучшее в отрасли давление впрыска и, как специализированная система, обеспечивает оптимальные характеристики двигателя и улучшенную экономию топлива для двигателей среднего класса.

Системы могут быть полезны благодаря одноцилиндровому насосу высокой производительности, способному удовлетворить потребности в лошадиных силах, минимизируя при этом занимаемое пространство и общую стоимость владения. Кроме того, модуль управления Cummins контролирует и регулирует параметры топливной форсунки и насоса, чтобы обеспечить стабильную производительность впрыска топлива в течение всего срока службы двигателя.Лучшая в отрасли конструкция форсунок обеспечивает общее повышение топливной экономичности двигателя автомобиля.

Технология смазывания маслом

Модульная конструкция с масляной смазкой доступна для двигателей 5–12 литров, обеспечивая максимальную устойчивость к топливу.

Оптимальная конструкция обеспечивает низкую передачу масла в топливо, максимизируя срок службы сажевого фильтра для повышения долговечности за счет уменьшения повреждения форсунок из-за высокого давления и утечки горячего топлива.

Технология смазки топливом

Модульная конструкция с топливной смазкой для двигателей 5–12 л позволяет создать компактный насос с высокой топливной экономичностью, который можно адаптировать к широкому спектру двигателей, обеспечивая при этом самые высокие в мире стандарты выбросов топлива.

Помимо уменьшения занимаемой площади, что обеспечивает большую гибкость, есть также минимальная утечка и отсутствие давления передачи масла в топливо, что снижает повреждение форсунок из-за высокого давления и утечки горячего топлива.

Топливная система XPI для тяжелых условий эксплуатации

Cummins HD XPI System — это система Common Rail, обеспечивающая наивысшее давление впрыска по сравнению с любой другой системой Common Rail. Система XPI, в первую очередь предназначенная для средних и тяжелых условий эксплуатации, является результатом передовых технологий Cummins.XPI обеспечивает лучшее в отрасли давление впрыска и, как специализированную систему, обеспечивает оптимальную производительность двигателя и улучшенную экономию топлива для приложений среднего класса.

Преимущества

Common Rail:

• Лучшее в отрасли давление впрыска с большим объемом топлива под давлением в форсунке для улучшения возможности многократного впрыска, оптимального сгорания и экономии топлива
• Конструкция инжектора и насоса с малой утечкой для минимизации обратного потока нагретого топлива — для повышения экономии топлива и максимальной долговечности топливной системы
• Конструкция топливного насоса с масляной смазкой и привода форсунок с повышенным давлением для дополнительной устойчивости к повреждениям от мусора и повышенной устойчивости к свойствам топлива
• Насос доступен в двух- и трехцилиндровых моделях с множеством конфигураций, обеспечивающих гибкость применения и установки
• Максимальное давление 2600 бар

Форсунки Common Rail

Cummins предлагает топливные форсунки мощностью от 1600 до 2600 бар.

Преимущества:

• Конструкция, работающая под давлением, более устойчива к повреждениям от мусора, переносимого топливом, чем система со сбалансированным давлением. Чтобы избежать обратного потока нагретого топлива и необходимости в системе охлаждения топлива, топливные форсунки Cummins имеют полости для пружин под давлением, которые обеспечивают минимальную утечку или ее отсутствие, устраняют необходимость в дополнительном охлаждении и улучшают общую экономию топлива.
• Cummins предлагает систему, укомплектованную герметичными форсунками, что делает продукт надежным и долговечным.
Форсунки
• адаптированы к рабочим циклам и обеспечивают лучшую в отрасли экономию топлива, обеспечивая повышение эффективности до 5% по сравнению с нашими конкурентами.
Форсунки
• без утечек способствуют снижению паразитного энергопотребления топливной системы более чем на 25% по сравнению с типичными форсунками среднего класса для общего повышения экономии топлива двигателем.

CRFI 5	CRFI 5
CRFI 4	CRFI 4

Форсунки Common Rail (CRFI)
Название платформы	CRFI 2	CRFI 3	CRFI 4	CRFI 5	CRFI 8V
Максимальное рабочее давление (бар)	1600	1800	2200	2600	2200
Максимальное количество импульсов впрыска	6	6	6	5	5
Совместимость с адаптивными характеристиками форсунок (AIC)	Есть	Есть	Есть	Есть	Есть

Топливные насосы Common Rail
Название платформы	ФЛП 1	OLP 1	OLP 2	OLP 3
Количество цилиндров	2	1	2	2
Рабочий объем (куб.см / об)	1.2	1,8	3,6	2,4
Макс.давление в рампе (бар)	2000	1800	2200	2600
Макс.скорость (об / мин)	4500	1500	1500	2100
Смазка	Топливо	Нефть	Нефть	Нефть
Тип подшипника	Обычная	Ролик	Ролик	Обычная
Тип подачи топлива	Механическая передача	Механическая передача	Механическая передача	Механическая передача
Применения двигателя	MD / HD	MD / HD	MD / HD	MD / HD

Чувствительность дизельных двигателей Системы впрыска Common Rail под высоким давлением

Двигатели, оснащенные HPCR, обеспечивают более чистый выхлоп, имеют большую мощность и более эффективны, чем предыдущие модели

Кейт Крамлих, национальный менеджер по продуктам и обучению, Takeuchi

Топливные системы Common Rail под высоким давлением (HPCR) сегодня входят в стандартную комплектацию почти всех дизельных двигателей, от тяжелого оборудования до грузовых автомобилей повышенной проходимости, легких грузовиков, больших генераторов и т. Д.Топливные системы HPCR имеют много преимуществ, но они также вызывают недоумение среди операторов. Операторы слишком часто заправляют свои машины загрязненным топливом, которое может разрушить топливную систему.

Чтобы двигатель продолжал гудеть в течение нескольких часов, важно понимать сами топливные системы, их преимущества и недостатки, их чувствительность, степень воздействия загрязненного топлива и предупреждающие знаки, на которые следует обращать внимание.

Преимущества и недостатки

Система HPCR состоит из топливной рампы высокого давления, общей для всех форсунок.Подача топлива в топливную рампу высокого давления осуществляется подающим насосом высокого давления. В зависимости от частоты вращения и нагрузки двигателя давление в рампе может превышать 30 000–40 000 фунтов на квадратный дюйм. Форсунки управляются электроникой, и каждая имеет свой пусковой механизм или соленоид.

Takeuchi оснащает свои машины одним или двумя топливными фильтрами и водоотделителем для удаления загрязнений и воды, которые могут повредить чувствительные системы HPCR. Благодаря своей конструкции системы HPCR также обеспечивают лучшее распыление топлива при впрыске, обеспечивая более чистое и чистое топливо. более мощное и более полное сгорание.Двигатели, оснащенные HPCR, обеспечивают более чистый выхлоп, обеспечивают большую мощность и топливную экономичность на рабочий объем по сравнению с предыдущими моделями.

Кто-то может сказать, что основным недостатком систем HPCR является сложность электрических компонентов. Есть множество датчиков, жгутов проводов и электрических компонентов, которые необходимо добавить, чтобы двигатель работал должным образом. Другой воспринимаемый недостаток — насколько эти системы могут быть чувствительны к загрязненному топливу.

До требований Tier 4 по выбросам в дизельных двигателях внедорожной техники использовалась система механического впрыска.Эти системы не были столь чувствительны к загрязнению. Из-за этого многие операторы ошибочно полагают, что топливные системы HPCR также не слишком чувствительны. На самом деле, это далеко от истины. Грязное или неподходящее топливо, вода в топливе и воздух в системе могут вызвать повреждение новых дизельных двигателей.

Системы очень подвержены повреждению при несоблюдении надлежащего ухода. Это связано с тем, что чем выше давление впрыска, тем более жесткие допуски должны быть между сопрягаемыми деталями в компонентах, работающих с топливом, таких как насосы, клапаны и форсунки.Более жесткие допуски делают эти прецизионные поверхности чрезвычайно уязвимыми для повреждения почти всем, кроме топлива. Таким образом, хотя определенное количество загрязнения или воды не причинит вреда механическим форсункам старой конструкции, то же самое топливо нанесет ущерб топливной системе Common Rail.

Загрязнение водой наносит ущерб дизельным топливным системам

Влияние загрязненного топлива

Наиболее частой причиной повреждения является вода в топливе, которая часто возникает из-за неправильно обслуживаемых перегрузочных баков.У этих резервуаров есть несколько проблем:

• В некоторых случаях они редко сливаются.
• В баке скапливается вода из-за конденсации.
• Благодаря расположению цистерн и окружающей среде грузовиков, они могут собирать тяжелый мусор. Поэтому перед заполнением перекачивающего бака важно очистить крышку топливного бака и прилегающую территорию.
• Если бак не обслуживается, содержание воды будет продолжать увеличиваться, что может привести к появлению ржавчины внутри бака и трубопроводов.

Чтобы решить эту проблему, производители оборудования включают в свои машины водоотделитель. Однако само по себе это не полное решение. Его нужно проверять и сливать ежедневно. Если это не так, и уровень воды достигает верхней части сепаратора, вода будет продавливаться через сепаратор и обратно в топливную систему, достигая жизненно важных компонентов.

Вода в топливе может влиять на несколько различных аспектов машины:

• Чаще всего она снижает смазывающую способность топлива.Это приводит к повреждению игольчатого клапана внутри форсунки, который становится липким, что приводит к большому обратному потоку или большой подаче топлива.
• Игольчатый клапан также может быть поврежден до такой степени, что он больше не герметизируется должным образом, что приведет к утечке наконечника инжектора.
• Металл из-за повреждения игольчатого клапана или из-за повреждения других компонентов может засорить форсунки, что приведет к искажению формы распыления. Это приведет к разбрызгиванию топлива непосредственно на поверхность поршня или стенку цилиндра.
• Топливо, впрыскиваемое непосредственно в стенку цилиндра, вызывает промывку цилиндра, когда топливо вымывает смазочное масло. В результате возникает плохая смазка между поршнем и стенкой цилиндра, что приводит к износу. Это неизбежно приводит к низкой компрессии, разбавлению масла и отказу двигателя.
• В некоторых случаях в инжектор может попасть свободная вода. Избыточное нагревание инжектора приведет к тому, что эта вода превратится в пар и расширится, что приведет к поломке наконечника инжектора.
• Избыточный нагрев форсунки приведет к превращению воды в пар и расширению, вызывая выход из строя наконечника форсунки.
• Повреждение игольчатого клапана может помешать правильному закрытию клапана в закрытом состоянии. Это позволяет нераспыленному топливу вытекать на поверхность поршня, что приводит к расплавлению поршня.
• Другие загрязнения, такие как частицы пыли и низкокачественное дизельное топливо с низкими смазывающими свойствами, также могут повредить топливную систему.

Обеспечение использования чистого топлива — самый простой и самый важный шаг в обслуживании HPCR.Это включает использование надежного источника, который обеспечивает чистое и отфильтрованное топливо.

По всем этим причинам очень важно поддерживать чистоту топливной системы и часто менять топливные фильтры. В случае Takeuchi каждая машина имеет от одного до двух топливных фильтров и водоотделитель. Но хотя топливные фильтры очень эффективны для удаления вредных загрязнений и воды, они не могут работать эффективно, если их не обслуживать регулярно.

Обеспечение использования чистого топлива — самый простой и важный шаг.Это включает использование надежного источника с чистым и отфильтрованным топливом. Во время наполнения также необходимо установить сетку наливной горловины, чтобы предотвратить попадание крупного мусора в резервуар. Крупный мусор может ограничить поток топлива из бака или, в зависимости от материала, может сломаться и стать достаточно маленьким, чтобы вызвать проблемы с топливной системой.

Дизельное топливо Уборка сокращает простои строительного оборудования

Предупреждающие знаки

Чаще всего первым признаком отказа двигателя из-за загрязнения топлива является несколько неисправных форсунок.Хотя это одни и те же компоненты, они работают по отдельности и имеют только одно общее: источник топлива.

Если оператор начинает замечать плохую работу двигателя, чрезмерное задымление, ненужные запросы на регенерацию или что-то еще ненормальное, лучше всего остановить двигатель до того, как произойдет катастрофическое повреждение. Владелец или оператор машины меньше всего хочет простоя из-за поломки. Некоторые вещи легко исправить, но двигатель — нет — неисправный двигатель будет стоить намного дороже, чем незначительное прерывание работы.

Использование чистого и отфильтрованного топлива высшего качества имеет первостепенное значение и может сэкономить владельцу тысячи на ремонтных расходах.

Сопутствующие материалы

Советы по приобретению и хранению DEF для сохранения качества

Выбор топливного бака для строительных площадок

Тестирование насосов Common Rail All Makes HF1130

Комплект Hartridge All Makes Common Rail для испытаний насосов HF1130 был разработан для обеспечения сети обслуживания систем впрыска дизельного топлива комплексными возможностями тестирования насосов Common Rail.Это касается как франчайзинговых, так и независимых мастерских.

Комплект HF1130 можно использовать для тестирования и калибровки насосов Common Rail Bosch, Delphi, Denso и Siemens с уровнем функциональности, который еще не предусмотрен в доступных в настоящее время наборах. Он работает совместно с испытательным стендом AVM2-PC (20 л.с.) и базовым комплектом Common Rail HB378. Простота использования, надежность, безопасность и доступность в совокупности внесут значительный вклад в прибыльность мастерской.

Испытательный стенд AVM2-PC

AVM2-PC является флагманской испытательной платформой Hartridge и использует цифровую систему учета топлива на базе ПК.Его передовой дизайн и простота использования позволяют сэкономить ваше время. Это может быть до 50% быстрее, чем испытательные стенды, использующие альтернативные системы дозирования. AVM2-PC — это платформа, которую Hartridge будет использовать для всех новых технологий впрыска топлива, включая Common Rail и систему электронного впрыска (более подробную информацию см. В брошюре о продукте).

HB378 Универсальный базовый комплект Common Rail

В основном предохранительное устройство с блокировкой, предназначенное для защиты оператора от очень высокого давления, создаваемого системой впрыска топлива Common Rail.

, в комплект также входят:

• Улучшенная фильтрация тестового масла — 2 мкм.
• Клапан регулирования давления для проверки расхода насоса через измерительный блок AVM2.
• Клапан сброса давления для «сброса» давления в рампе в случае нарушения безопасности.
• Защитный кожух был разработан, чтобы стать частью испытательного стенда, и его не нужно снимать при испытании другого типа насоса Common Rail (более подробную информацию см. В брошюре по продукту).

Основные характеристики

• Все возможности
• Проверяет расход насоса Common Rail во всем рабочем диапазоне.
• Разрешает проверку сопротивления соленоида насоса.
• Облегчает точную настройку тока разомкнутого контура соленоидов насоса.
• Позволяет независимо настраивать ток до двух соленоидов насоса — это отвечает требованиям всех текущих и прогнозируемых будущих конструкций.
• Регулируемое напряжение питания соленоида.
• Регулируемая частота широтно-импульсной модуляции.
• Поддерживается широким ассортиментом принадлежностей для монтажа насоса.
• Использует испытательный стенд AVM2 – PC (20 л.с.) в качестве привода интерфейса пользователя и измерительного устройства *.
• Используется вместе с универсальным базовым комплектом CR HB378 для обеспечения безопасности оператора.

* Обратите внимание, что существующим пользователям AVM2-PC может потребоваться обновление программного обеспечения

Преимущества

• Компактный размер и удобный дизайн.
• Быстрое обновление результатов тестирования.
• Сокращает время испытания насоса до 50% по сравнению с испытательными стендами других производителей.

PTC-2520. Модуль управления насосом Common Rail

PTC-2520.Модуль управления насосом Common Rail

Контроллер «PTC-2520» предназначен для подачи программируемых пользователем сигналов управления для регуляторов давления тестовой системы и ТНВД системы Common Rail для проверки их работоспособности.

Контроллер «PTC-2520» позволяет выполнять процедуры, связанные с испытанием топливных насосов высокого давления системы Common-Rail различных производителей (Bosch, Denso, Delphi, VDO (Siemens)), установленных на любых дизельных двигателях легкой и средней мощности. автомобильная тяга, в том числе быстроходные двигатели легковых автомобилей, автобусов, грузовиков и сельскохозяйственных тракторов.

Работа с контроллером

Контроллер поставляется с программным обеспечением «DieselTest».

Для проверки насосов CP с контроллером PTC-2520 необходим испытательный стенд мощностью 7,5 кВт и более (например, SPF-708), различные приспособления для насосов и гидроаккумулятор (рейка) с регуляторами давления (от 1 до 3 шт.). Для проверки работоспособности насосов CP измеряется обратный поток после регуляторов давления с помощью расходомера (FMDE-1200, FMDE-1520).

При проверке производительности насосов CP1 выходы устройства HIGH подключаются к регуляторам высокого давления (DRV), а выход SENS — к датчику давления.

Для проверки насосов CP2 используются выходы устройства HIGH, подключенного к регуляторам высокого давления (DRV), выход SENS которого подключен к датчику давления, а выходы LOW подключены к расположенным регуляторам низкого давления (ZME) на насосе. Также на насосе CP2 есть датчик скорости, к которому подключен выход RPM.

В насосах CP3 используется один регулятор низкого давления (ZME). При их тестировании вам нужно только подключить канал 1 выхода LOW

.

Проверка насосов осуществляется как с помощью встроенных в программу планов испытаний, так и с возможностью создания их планов испытаний и управления насосами в ручном режиме.

Обзор системы Common Rail в судовых двигателях

Система Common Rail, как следует из названия, является общей для каждого цилиндра или узла судового двигателя.Судовые двигатели ранних времен имели топливную систему, в которой каждый блок имел свой собственный рывковый насос, а давление масла поддерживалось посредством рывковых насосов.

Однако в системе Common Rail все цилиндры или агрегаты соединены с рамой, и в ней накапливается давление топлива. Таким образом, подаваемое давление топлива обеспечивается через рампу. Аналогичный тип системы Common Rail используется для сервомасляной системы открытия выпускных клапанов.

Если говорить о системе впрыска топлива, то система Common Rail была запущена еще до рывковых насосов, но тоже не имела успеха из-за нескольких недостатков.Однако благодаря последним достижениям в области технологий и электроники система Common Rail приобрела популярность.

Двигатели с общей топливной рампой также известны как бездымные двигатели, поскольку давление топлива, необходимое для сгорания, одинаково для всех нагрузок или оборотов двигателя.

Common Rail используется в следующей системе:
1) для нагретого жидкого топлива под давлением 1000 бар.

2) для сервомасла для открытия и закрытия выпускных клапанов при давлении 200 бар.

3) контрольное масло для открытия и закрытия клапанных блоков при давлении 200 бар.

4) сжатый воздух для запуска главного двигателя.

Основные компоненты системы Common Rail

Насос высокого давления

Система Common Rail состоит из насоса высокого давления, который может иметь кулачковый или электрический привод, либо и то, и другое. Требования к давлению будут разными для разных систем. Для мазута давление достигает 1000 бар, для сервомашины и управляющего масла давление составляет около 200 бар.Насосы высокого давления приводятся в движение распредвалом с тремя кулачками. Эти насосы совершают несколько ходов с помощью трех кулачков и редуктора, увеличивающего скорость.

Для жидкого топлива и сервомасла насосы приводятся в действие от двигателя, а для контрольного масла — от двигателя.

Железнодорожный узел

Распределительная рампа для жидкого топлива.

B — управляющая масляная рейка.

Масляная рейка с сервоприводом C.

D Блок управления впрыском (ICU)

E Блок управления клапаном (VCU)

Это предусмотрено после насосов, где накопленное давление от насосов передается на рейку, которая подает их на каждый блок, когда это необходимо.Он расположен на верхней платформе двигателя и чуть ниже крышки цилиндра. Эти направляющие простираются на всю длину двигателя. Они заключены в корпус и имеют доступ сверху для обслуживания и ремонта.

Блок клапанов и электронная система управления

Это требуется для управления потоком жидкого топлива, сервомасла, управляющего масла и пускового воздуха от направляющей к цилиндру. Блок клапанов управляется электронным блоком управления, который срабатывает, когда он получает сигнал, указывающий, что этот цилиндр находится в верхней мертвой точке (ВМТ), и необходимо впрыснуть топливо, и решает, когда должен быть открыт выпускной клапан.С помощью электроники можно управлять впрыском удаленно с компьютера. Например, если мы хотим отключить подачу топлива к одному из агрегатов, то нам нужно отключить сигнал, подаваемый системой управления, чтобы клапан не открывался.

Топливная система этого блока известна как ICU (блок управления впрыском), а для выпускного клапана он известен как VCU (блок управления клапаном). Система управления открытием и закрытием ICU и VCU осуществляется с помощью электрогидравлического управления, при котором при наличии сигнала на открытие клапан для управляющего масла открывается, а управляющее масло толкает клапан ICU и VCU, чтобы открыться.Сигнал для электронного управления подается датчиком угла поворота коленчатого вала, который определяет каждый цилиндр и отправляет сигнал системе, которая решает, открыть клапан или закрыть клапан.

Время открытия клапана также может контролироваться электроникой, что означает, что если подан сигнал на открытие клапана раньше, он откроется раньше, и наоборот.

Преимущества Common Rail по сравнению с обычной насосной системой с рывком

Преимущества системы Common Rail:

1) Одно и то же давление впрыска для двигателя при всех нагрузках или оборотах, что невозможно в толчковых насосах, поскольку последнее зависит от частоты вращения двигателя.

2) Время впрыска можно изменять во время работы двигателя, тогда как в традиционной системе двигатель должен быть остановлен, а настройки времени должны быть изменены.