Ремонт common rail

Система управления и регулирования в дизельном двигателе

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

Основные функции системы Common Rail

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

Функции коррекции для вычисления параме­тров впрыска топлива

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

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

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

Дополнительные функции системы Common Rail

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

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

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

В следующей статье я расскажу о форсунках дизельного двигателя.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Основные типы форсунок, используемые в этой системе

В системе Common Rail используются различные типы деталей этого типа Они отличаются как по конструкции, так и по рабочим характеристикам. Перечислим наиболее популярные модели.

Пьезоэлектрическая

Подавляющее большинство моторов с системами Common Rail используют именно пьезоэлектрические форсунки, поскольку они считаются передовыми и имеют множество достоинств.

Исполнительный механизм пьезоэлектрической форсунки основан на компактном пьезоэлементе

Как видно из названия, исполнительный механизм выполнен на основе пьезоэлемента. Использование такого элемента даёт целый ряд плюсов:

• форсунка с пьезоэлементом переключается в 8 раз быстрее по сравнению с аналогами, выполненными на основе электромагнитных клапанов;
• игла в ней весит на 70% меньше;
• такая деталь в течение одного рабочего такта двигателя может впрыснуть топливо несколько раз;
• топливо, впрыскиваемое ней, очень точно дозируется.

Электромагнитная

Электромагнитные форсунки используются преимущественно в бензиновых двигателях. Игла в ней приводится в движение с помощью пружины и электромагнита, причём за один рабочий такт двигателя деталь может произвести лишь один впрыск топлива. С конструкцией этого устройства можно ознакомиться на рисунке ниже.

Электромагнитные форсунки Common Rail используются преимущественно в бензиновых двигателях

Следует отметить, что по точности дозирования топлива электромагнитная существенно уступает пьезоэлектрической. Этот показатель напрямую зависит от типа системы управления. Например, если автомобиль оборудован современным ЭБУ, точность дозирования бензина повышается на 10–12%. Есть определённая погрешность и во временных показателях электромагнитных форсунок. Например, игла форсунки может удерживать канал распылителя открытым в течение 2–2.5 мс с погрешностью в 6%. Этот показатель весьма далёк от идеала.

Статьи по теме

Шумы под капотом: что делать, если они появились

Как осуществить ремонт рулевой рейки БМВ

Медсправка на права-2020: стоимость, врачи, проблемы

Сколько хранится моторное масло: разбираемся в сроках и условиях хранения.

Замена ролика приводного ремня: он тоже не вечный

Штраф за просроченные права: что делать и как избежать

Штраф за езду без страховки: будет ли увеличение

Уходит антифриз из расширительного бачка: причины и диагностика

Направление протектора: правила зимней езды

Можно ли доливать антифриз или разбавлять его водой

Какой антифриз залить в «Пежо»: цвет, марки, производители

В машине пахнет бензином: разбираемся в причинах и ищем способы устранения

Цилиндрические горизонтальные редукторы: конструкция и области применения

Смазки для автомобиля: основные типы и нюансы применения

Обезжириватель для авто: как выбрать правильно

Что такое система Common Rail

Система Common Rail на сегодняшний день является самым последним этапом развития дизельных и бензиновых моторов с прямым впрыском топлива. Особенностью системы является то, что процесс впрыска и процесс нагнетания давления в топливной рампе происходят отдельно друг от друга.

На сегодняшний день топливная система Common Rail считается передовой

То есть сначала топливо под высоким давлением скапливается в рампе, а затем порциями подаётся на форсунки для последующего распыления в камерах сгорания. В рампу топливо нагнетается топливным насосом высокого давления (ТНВД), а управляется система Common Rail электронным блоком управления (ЭБУ).

Основные неисправности форсунок

Практически все неисправности, возникающие как в дизельных, так и в бензиновых форсунках, связаны с их засорением. И вопрос сводится лишь к тому, как именно в распылителе возник засор.

Стук

Так называемый стук — неисправность, возникающая вследствие закоксовывания отверстий распылителя. Дело в том, что эта деталь регулярно подвергается воздействию высоких температур. Если водитель постоянно использует некачественное топливо, на распылителях скапливаются смолистые отложения.

Распылитель форсунки Common Rail вышел из строя из-за некачественного топлива

Постепенно поверхность этих отложений покрывается твёрдым нагаром, а в подаче топлива начинаются перебои. Именно в этот момент механизм начинает «стучать». Вот признаки его стука:

• мощность двигателя существенно снижается;
• увеличение оборотов двигателя приводит к рывкам и провалам;
• на низких оборотах мотор работает нестабильно и часто глохнет;
• токсичность выхлопных газов увеличивается в два, а иногда и в три раза.

Для устранения устройство необходимо промыть. Вот основные способы промывки:

• промывка с помощью особых топливных присадок;
• промывка на стенде (для этого детали придётся снимать).

Течь

Течь форсунки обычно возникает из-за разрушения уплотнительного кольца, находящегося под ней. Любая, даже самая незначительная трещина в этой детали ведёт к утечке, так как давление в топливопроводе очень высокое. Кроме того, из-за разрушившегося кольца топливная система утрачивает герметичность и начинается и начинается подсос воздуха в камеру сгорания двигателя.

Из-за разрушения уплотнительного кольца форсунка Common Rail может потечь

Вот признаки того, что форсунка потекла:

• при осмотре двигателя вокруг детали видны характерные маслянистые потёки;
• двигатель очень трудно завести;
• запущенный двигатель работает с перебоями и характерными хлопками.

Что может указывать на неисправность форсунок?

Главный признак неисправности форсунок — это изменение расхода топлива. Если автомобиль начал расходовать больше или, напротив, меньше бензина — это первый сигнал о проблемах. Конечно, можно порадоваться, что автомобиль расходует меньше топлива — экономия! — но это не повод для радости, а, скорее, сигнал тревоги и повод как можно быстрее обратиться в автосервис. На неисправности одной или нескольких форсунок могут также указывать дерганый ход автомобиля, протечки топлива, недостаточная мощность бензинового двигателя, слишком густой выхлоп нетипичного цвета. Некоторые из этих признаков могут быть связаны с неисправностями других элементов топливной системы из-за качества топлива, к примеру, поэтому при любом из этих или похожих признаках обращайтесь в сервис незамедлительно!

Коррекция кода форсунок Common Rail

После произведенного ремонта форсунки Common Rail, ее параметры хотя и попадают в поле допуска, но все равно отличаются от эталона.

Для сохранения эталонных параметров при впрыске топлива, к каждой форсунке должен быть применен индивидуальный подход. Именно для этого производители форсунок и применяют их кодирование. В коде зашифрована информация о параметрах работы форсунки на разных режимах.

После того, как форсунка пройдет положительную диагностику ей будет присвоен свой уникальный код, который в дальнейшем должен быть занесен в блок управления двигателя Вашего автомобиля. Только после этого можно гарантировать стабильно ровную работу двигателя на любых оборотах и при любых нагрузках.

У каждого производителя форсунок применяется свой код коррекции: у Bosch это IMA, Delphi — C2I и C3I, Denso – QR code. Наш стенд позволяет генерировать и присваивать коды коррекции форсункам Common Rail. Присвоение кода коррекции входит в стоимость ремонта.

Диагностика топливных форсунок на стенде

При выполнении диагностики автомобиля мастера устанавливают инжекторную систему на стенд — устройство, которое позволяет имитировать работу форсунок и других узлов автомобиля. Он имитирует деятельность форсунок в рабочих диапазонах и позволяет измерить основные характеристики его работы, поэтому эти показатели можно максимально точно определить и отрегулировать до заводских настроек в случае сбитых показателей. Также на стенде можно провести дефектоскопию и проверить корпусы форсунок на наличие трещин, надломов и иных повреждений корпуса и элементов форсунки, а также критичную степень их изношенности. После такой проверки мастер может определить необходимость замены определенных деталей или всей форсунки в инжекторной системе, в которую она входит. Диагностика топливных форсунок бензинового двигателя на профессиональном стенде определит характеристики форсунки в действии и выявит неисправности при их наличии. Именно поэтому мы не рекомендуем проверять автомобиль вручную своими силами. Обратитесь к нам, в Бош Автотехсервис. Мы проведем диагностику бензиновых форсунок и всей топливной системы, чтобы определить причину поломки или же предотвратить серьезные проблемы с автомобилем. В ходе диагностики также станет известна ориентировочная стоимость ремонта, если он понадобится. Актуальную стоимость диагностики форсунок вы всегда можете уточнить по нашему телефону в Москве с понедельника по пятницу 9:00-21:00.

Записаться на обслуживание

Оставьте заявку и мы перезвоним в течение 27 секунд!

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.

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.

Ремонтопригодность форсунок Common Rail разных систем

Легковые автомобили оснащаются несколькими разновидностями форсунок Common Rail. Четыре компании-изготовителя (Bosch, Continental, Delphi, Denso) занимаются производством двух типов систем – электромагнитных и пьезоэлектрических. Компании Bosch, Delphi и Denso давно известны в качестве производителей электронных систем для автомобилей.

Концерн Bosch занимается созданием систем впрыска с начала прошлого столетия. Технология впрыска, разработанная компанией Lucas, была выкуплена у нее фирмой Delphi. Своим опытом в данном вопросе японский Denso обязан Bosch и Magnetti Mareli, с которыми он совместно работал. Конкуренцию немецкой компании Bosch составил Continental, купивший Siemens и VDO. На выпускаемые Continental форсунки на протяжении последнего года наносится логотип компании, ранее они обозначались логотипом Siemens.

Лидирующие позиции на рынке занимает концерн Bosch, производящий как электромагнитные, так и пьезоэлектрические форсунки. Компании Delphi и Denso также занимаются выпуском обоих видов форсунок, но масштаб производства у них значительно меньше. С конвейеров Continental (Siemens) сходят исключительно пьезоэлектрические элементы.

Каждая компания расхваливает свою продукцию, заявляя о том, что именно она является лучшей, однако многие системы Common Rail обладают рядом недостатков. Наиболее простыми с конструктивной точки зрения являются форсунки Common Rail, выпускаемые компанией Bosch. Их ремонт также не представляет никаких сложностей.

Форсунки, выпускаемые Delphi, обладают более сложной системой управления. Однако они сильнее зависят от качества топлива и не могут похвастаться долговечностью. Наиболее надежные электромагнитные элементы производит компания Denso, однако запчасти для ремонта форсунок Common Rail этой фирмы не всегда просто достать. Наибольшей сбалансированностью обладают пьезоэлектрические форсунки, выпускаемые Bosch и Continental, а также частично Denso. Эти изделия схожи как в части конструктивных решений, так и по надежности. Пьезопродукция Delphi столь высокой надежностью не отличается.

Выпускаемые компанией Bosch форсунки с классическим впрыском наиболее просты в ремонте. Любой специализированный сервисный центр в состоянии выполнить ремонт дизельных форсунок Common Rail, главное, чтобы попался опытный мастер.

Ремонт электромагнитных форсунок Delphi возможен, однако в этом случае потребуется заменить наконечник и перекодировать форсунки по окончании восстановительных работ. Стоить такой ремонт будет дороже, однако если кодировку не выполнить, возможны перебои в работе двигателя. Наиболее долговечными являются электромагнитные изделия, производимые компанией Denso, однако отсутствие запчастей делает их ремонт практически невозможным.

Ремонт пьезофорсунок Common Rail, выпускаемых компаниями Delphi и Bosch, невозможен. Continental (Siemens) начал выпускать изменяющие размер наконечники впрыска, благодаря чему эти форсунки теперь подлежат ремонту. Впрочем, это относится не ко всем авто, а лишь к ряду моделей, укомплектованных двигателями PSA 2.0 HDI 16V (например, дизельные Ford Mondeo IV, Focus, Galaxy, S-Max и Volvo S40, S60).

Ремонт

Дизельные форсунки ремонтируют тогда, когда промывка оказалась безрезультатной. Весь ремонт, в сущности, сводится к замене закоксованного распылителя. Если проблема не исчезла, заменяется и обратный фильтр детали. Для работы нам потребуются следующие инструменты:

• ремкомплект для Common Rail (состоит он из нового распылителя и обратного фильтра);
• набор рожковых ключей;
• спецсъёмник для этих деталей.

Последовательность ремонта

1. Съёмник устанавливается на извлекаемую форсунку.Для извлечения форсунок Common Rail лучше всего пользоваться фирменным съёмником
2. В съёмник вставляется шток, на шток накручивается гайка с левой резьбой (эти штоки и гайки поставляются в комплекте с фирменными съёмниками).На форсунку Common Rail устанавливается шток и гайка с левой резьбой
3. Рожковым ключом на 36 гайка ослабляется. Вместе с ней ослабляется и сам ремонтируемый элемент.
4. Теперь деталь вручную выкручивается из гнезда.Предварительно ослабленная форсунка Common Rail извлекается вручную
5. На неё со стороны фильтра надевается рожковый ключ на 17, на крышку распылителя надевается ключ на 13. После чего ключ на 17 удерживается, а крышка распылителя ослабляется другим ключом.
6. Теперь ослабленная ключами крышка распылителя откручивается вручную.Предварительно ослабленная ключами крышка распылителя форсунки Common Rail откручивается вручную
7. Из крышки аккуратно извлекается старый распылитель и заменяется новым.С форсунки Common Rail снимается старый загрязнившийся распылитель
8. Из второй части извлекается обратный клапан.Обратный клапан форсунки Common Rail можно снять после извлечения распылителя
9. Из обратного клапана извлекается возвратная пружина.Возвратная пружина форсунки Common Rail извлекается из обратного клапана
10. Обратный клапан заменяется новым.Снятый обратный клапан форсунки Common Rail заменяется новым, из ремкомплекта
11. После этого производится обратная сборка.

Особенность системы, ее составные части

Если в целом посмотреть на устройство Common Rail, то можно обнаружить очень сильное сходство с инжекторными бензиновыми системами питания, особенно непосредственного впрыска. По сути, конструкторы просто позаимствовали все положительные качества, которыми обладает инжектор, и перенесли их на дизельную установку, но с учетом особенностей работы этого типа мотора.

Отличие дизельного двигателя от бензинового

Особенность этой системы, по отношению к классической механической, заключена в предварительном аккумулировании давления топлива перед подачей его в цилиндры. Отсюда и название – аккумуляторная топливная система.

Как и ранее на дизельных моторах, система питания делится на два контура – низкого и высокого давления. Дополнительно в конструкцию Common Rail добавили электронную часть, осуществляющей контроль и управление исполнительной частью.

Контур низкого давления

Эта составляющая конструктивно практически не изменилась. В его состав входят:

• бак,
• фильтрующие элементы (грубой и тонкой очистки);
• насос подкачки топлива;
• топливные трубопроводы.

Контур низкого давления

Дополнительно в этот контур включены еще некоторые детали – охладитель и подогреватель топлива, а также отсекатель. Об этих составных частях – ниже.

Контур высокого давления

А вот этот контур конструктивно значительно изменился, поскольку в него добавились новые составные элементы. Устройство этой части включает в себя:

• ТНВД;
• магистраль высокого давления;
• центральный магистральный трубопровод (рампа);
• форсунки;
• датчик и клапан регулировки давления.

Контур высокого давления

Суть этой конструкции заключена в том, что насос высокого давления качает топливо не к каждой форсунке по отдельности, как это было в механической системе, а закачивает его в магистральный трубопровод (рампу). А уже из нее оно подается на форсунки.

Использование в конструкции рампы позволяет поддерживать давление дизтоплива перед подачей в требуемом значении, при этом обороты мотора не оказывают на него никакого влияния. Это свою очередь оказывает положительное влияние на процесс подачи топлива при разных режимах функционирования мотора.

Основными рабочими элементами в этом контуре, как и раннее, являются ТНВД и форсунки.

Насос имеет механический привод, а количество плунжерных пар, создающих давление, может варьироваться от 1 до 3. Примечательно, что в таком насосе, поскольку нет надобности качать для каждой форсунки, на некоторых режимах плунжерные пары могут отключаться.

А вот форсунки конструктивно изменились. В Common Rail применяются электрогидравлические форсунки, оснащенные электромагнитными или пьезоэлектрическими клапанами управления. Применение их позволило обеспечить многократный впрыск, повышающий эффективность работы силовой установки.

Электронная составляющая

Что касается электронной части, то она практически полностью идентична используемой на инжекторных моторах. То есть, состоит она из электронного блока управления и ряда датчиков:

• давления в магистральном трубопроводе;
• скорости вращения коленвала;
• положения акселератора (педали газа);
• расхода воздуха;
• лямбда-зонда;
• температуры дизтоплива и воздуха.

На некоторых моторах применяется еще ряд других датчиков. Назначение электронной части идентично бензиновому мотору. Датчики передают информацию о работе систем и механизмов силовой установки и ряд других параметров. Поступающие данные блок сравнивает с табличными, занесенными в память, и на основе этого подает импульс на срабатывание форсунок.