Давление топлива в дизельном двигателе common rail

В описании практически любого современного автомобиля, оснащенного дизельной силовой установкой, можно увидеть информацию, что в двигателе используется система впрыска Common Rail.

Причем встречается она на любой технике, использующей этот вид топлива, от легковых автомобилей до карьерных и сельскохозяйственных машин.

Но далеко не все знают, в чем особенность этой системы, благодаря чему она получила такое широкое распространение и какие у нее достоинства и отрицательные качества.

Система впрыска Common Rail сейчас считается самой передовой технологией обеспечения подачи дизтоплива в дизельных силовых установках.

Появилась она сравнительно недавно, первый автомобиль, оснащенный этой системой, выпустили в 1997 году. Но при этом Common Rail стремительно набрал популярность и практически все дизельные установки им сейчас оснащаются.

Помимо указанного названия, имеется еще одно – аккумуляторная топливная система.

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.

Принцип действия

Теперь о том, как работает Common Rail. Первый контур особо рассматривать нечего. В его задачу входит очистка и подача топлива к ТНВД. Единственное, что можно отметить, так это то, что топливоподкачивающий насос может быть механическим, интегрированным в ТНВД, или же электрическим, установленным отдельно в топливную магистраль.

Принцип работы ТНВД тоже остался прежним. Имеющиеся в конструкции плунжерные пары при работе сжимают дизтопливо, из-за этого повышается давление, и выталкивают его дальше.

Но если раннее, в классической системе, водитель регулировал количество дизтоплива, которое будет подвергаться сжатию, то в Common Rail такой надобности нет. В ней плунжерные пары работают со определенными порциями топлива, которые не изменяются.

Единственное, на создаваемое насосом давление может повлиять блок управления, при надобности отключив плунжерную пару.

Из ТНВД дизтопливо, уже сжатое, по магистрали подается в рампу. За счет установленных на этой рампе датчика и клапана регулировки осуществляется аккумуляция (наращивание) давления до требуемых значений.

Происходит это так: насос, независимо от работы силовой установки постоянно качает топливо, за счет этого давление в магистральном трубопроводе постоянно возрастает. При этом значение давления постоянно контролируется ЭБУ благодаря датчику.

Подержание его в требуемом диапазоне для того или иного режима работы силовой установки осуществляется клапаном регулировки.

Если давление возрастает выше нормы, электронный блок подает сигнал на открытие этого клапана и часть топлива по сливной магистрали сбрасывается в бак, тем самым и производится регулировка.

Помимо аккумуляции давления, рампа выполняет еще одну функцию – сглаживает «толчки» дизтоплива, закачиваемого насосом и устраняет колебания давления при его падении при впрыске.

Топливо сливается не напрямую, а проходит через охладитель, поскольку при сжатии оно достаточно сильно разогревается. Что касается подогревателя, то он включен в первый контур и обеспечивает нагрев дизтоплива для повышения его текучести при сниженных температурах окружающей среды. В задачу же отсекателя входит прекращение подачи дизтоплива на ТНВД в случае возникновения нарушения в системе.

Топливная рампа посредством магистралей соединена с всеми форсунками. А далее уже при надобности происходит открытие той или иной форсунки для впрыскивания порции дизтоплива в камеру сгорания.

Особенности работы форсунок

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

Электрогидравлическая форсунка

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

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

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

Срабатывание форсунки делается за счет подаваемого электрического сигнала с блока. Он, поступая на клапан, приводит к его открытию, при этом канал отпирается и топливо из пространства над иглой уходит в сливную магистраль.

В результате появляется разница давления и дизтопливо, находящееся под иглой, преодолевая усилие пружинки, приподнимает ее, открывая отверстия распылителя – происходит впрыск.

Как только сигнал с ЭБУ пропадет, давление сразу же выровняется, и форсунка закрывается.

Подача топлива

Уже упоминалось, что система впрыска Common Rail использует многократную подачу дизтоплива в цилиндр за один рабочий цикл мотора. Всего применяется три вида впрыска – предварительный, основной и дополнительный.

Предварительный впрыск «подготавливает» среду. Небольшое количество топлива, впрыснутое чуть раньше, приводит к возрастанию давления и температуры в камере сгорания. В дальнейшем это обеспечивает легкое и плавное воспламенение основной части горючей смеси. Благодаря этому впрыску шумность работы дизельной силовой установки снижается.

При основном впрыске в камеру сгорания подается рабочая порция дизтоплива, которая и обеспечивает работу силовой установки.

Дополнительный впрыск происходит уже на цикле рабочего хода, после того, как смесь сгорела. В задачу этого впрыска входит увеличение температуры отработанных газов, обеспечивая сгорание частиц сажи в сажевом фильтре. Тем самым повышается экологичность выхлопа.

График впрыска топлива

Интересно, что ЭБУ может регулировать многократный впрыск, подстраивая подачу под определенные условия работы силовой установки.

К примеру, на холостом ходу предварительных впрысков топлива может быть два, чтобы обеспечить более лучшие условия для сгорания основной порции дизтоплива.

При средней же нагрузке предварительно топливо подается только раз, а при максимальной подготовка уже не требуется.

Как видно, водитель на процесс работы системы Common Rail практически не влияет. Даже нажимая на педаль акселератора, он просто подает сигнал на ЭБУ, который затем обработается и учтется при формировании импульса на открытие форсунок. Вся работа системы питания полностью контролируется и регулируется электронной частью.

Достоинства и недостатки

Несмотря на то, что эта система питания дизеля, сравнительно «молодая», но уже существует несколько ее поколений. Причем разница между ними сводится лишь к давлению впрыска.

Ведь чем оно выше, тем лучше наполняемость цилиндра за единицу времени (форсунка сможет больше впрыснуть), а это в свою очередь – больший выход мощности.

Так, у первого поколения Common Rail рабочее давление составляло 1350 Бар, а у четвертого – уже 2200 Бар.

Система впрыска Audi 3-го поколения

Широкое распространение эта система питания получила благодаря ряду преимуществ перед классической:

1. Высокая точность дозировки топлива. Электронный блок полностью контролирует параметры работы силовой установки и мгновенно реагирует на изменение режима работы, подстраивая под него подачу топлива. Тем самым достигается еще большая экономичность двигателя при лучшем выходе мощности.
2. Давление в системе поддерживается в строго заданных параметрах, что обеспечивает нормальное наполнение цилиндров независимо от скорости вращения коленчатого вала и режима работы (особенно это важно на холостом ходу, и при малых оборотах).
3. В этой системе не требуется подстраивать работу ТНВД под рабочие циклы, его задача – лишь нагнетать в рампу топливо, а за всем остальным следит ЭБУ. К тому же ТНВД конструктивно проще, поэтому легче поддается ремонту.
4. Возможность использования многократного впрыска. Многоразовая подача топлива за один рабочий цикл обеспечивает оптимизацию процессов сгорания в камере сгорания, что снижает шумность работы мотора и повышает его экологичность.

Благодаря таким преимуществам эта система питания и стала столь востребованной, тем более, что она полностью вписывается в нормы экологичности Евро-4.

Но и без недостатков не обошлось. Они у этой системы такие:

• Более сложная конструкция форсунок сказывается на ресурсе их работы;
• Система в случае разгерметизации контура высокого давления полностью перестает функционировать. Если раннее зависание одной из форсунок в открытом положении становилось причиной перебоев, но сам двигатель продолжал работать, то в Common Rail при заклинивании клапана управления сработает отсекатель и мотор прекратит работать;
• Система питания Common Rail более требовательна к чистоте топлива.

Пока система Common Rail считается самой лучшей для использования на дизельных двигателях, и альтернатива ей вряд ли скоро появиться.

Common Rail по-французски: это просто и надежно? Разбираемся в тонкостях

 2089 |  21.09.2017

Концерн PSA первым представил дизельный двигатель с аккумуляторной системой впрыска топлива, более известной как Common Rail (переводится как «общая рампа»).

Суть новой системы впрыска, разработанной для концерна PSD компанией Bosch, состоит в том, что топливный насос высокого давления подает (ТНВД) топливо в общую рампу (аккумулятор), откуда оно распределяется по форсункам.

ТНВД в такой системе отвечает только за подачу топлива под заданным давлением, а количество топлива, подаваемого в камеры сгорания, регулируется форсунками – продолжительностью открытия их клапана. В течение одного цикла работы двигателя топливо впрыскивается несколько раз.

Система Common Rail сделала дизеля тише, экономичнее, мощнее и даже надежнее. Итак, первый двигатель с Common Rail появился в 1998 году. Это 4-цилиндровый 8-клапанный турбодизель, не оснащавшийся интеркулером и сажевым фильтром.

Блок двигателя чугунный, но без съемных гильз. Головка блока сделана из алюминиевого сплава. Клапана с гидравлическими толкателями, которые исключают необходимость ручной регулировки тепловых зазоров.

Привод ГРМ (в который помимо распредвала и помпы также входит ТНВД) – зубчатым ремнем.

Мощность двигателя составляет 90 л.с. Мотор носит обозначение DW10 TD (RHY) и относится к более известной в обиходе линейке HDI. Позже мотор оснастили интеркулером, что позволило увеличить мощность до 109 л.с. Такой двигатель носит обозначение DW10 ATED (RHZ).

С 2001 года выпускную систему этих моторов стали оснащать сажевым фильтром. Блоки цилиндров двигателей DW10 ATED и DW10TD идентичны. Машины с двигателем DW10TD обычно ценятся больше, т.к.

данный силовой агрегат не оснащается сажевым фильтром и двухмассовым маховиком, турбонагнетатель тут проще – без изменяемой геометрии направляющего аппарата турбинной части. При этом тяговые характеристики 90-сильного мотора вполне устраивают его владельцев.

Крутящий момент в максимальные 205 Нм доступен уже при 1750 об/мин – на его волне автомобиль ускоряются бодро и резво. Расход топлива радует владельцев – в среднем можно запросто уложиться в 8 л/100 км. На трассе – 5 л/100 км.

Надежность и ремонтопригодность

Оба силовых агрегата считаются надежными и некапризными. Если двигатели DW10TD (RHY)  и DW10 ATED (RHZ) заправлять хорошим топливом и обслуживать у грамотных специалистов, они легко ходят 400.000 – 500.000 км. Детали к этим моторам не пользуются особым спросом.

Так, например, за форсунки просят около $50, за ТНВД – порядка $150, а контрактный двигатель можно купить за $200.

Если вдруг мотор DW10TD (RHY) довели до того, что потребовался ремонт поршневой группы, лучше сразу искать мотор («столбик») или блок цилиндров – разборка и замена обойдется гораздо дешевле, причем можно быть на 100% уверенным в том, что состояние даже «б/ушного» блока будет очень хорошим.

Типичные «болячки»

Характерные неполадки мотора DW10TD (RHY) хорошо известны и в целом малочисленны. Самым не долгоиграющим (если топливная система Bosch CP1) элементом является подкачивающий топливный насос, отвечающий за подачу топлива из бака к ТНВД. Этот насос подает топливо под давлением порядка 1 атм. Моторчик насоса служит порядка 150.000 км.

Обычно выходят из строя щетки электромотора, возможен также выход из строя его реле (находится под капотом) или банальное засорение сетки грубой очистки. Признаки поломки можно определить на слух: моторчик насоса стоит под задним сиденьем и при включении зажигания издает характерный жужжащий звук, который слышен в салоне.

Насос с разборки предлагают за $30-50, оригинальный новый примерно втрое дороже.

Также может выходить из строя регулятор, контролирующий давление в общей рампе. Признаки скорого его выхода из строя заключаются в неуверенном запуске мотора. Также известны случаи, когда после выключения зажигания мотор продолжает работать буквально пару секунд.

Это внешние признаки поломки регулятора, на которые может обратить внимание владелец автомобиля. В условиях СТО также обнаруживается непостоянное или низкое давление в рампе Common Rail. Часто в неполадках, связанных с регулятором давления, виновато засорение его сеточки. Регулятор с сеткой грубой очистки появился на моторах DW10TD после 2001 года.

Чистка сеточки – в идеале в ультразвуковой ванне – обычно решает описанные выше проблемы.

ТНВД мотора DW10TD довольно редко становится виновником проблем. Прежде всего стоит проверить насос подкачки и регулятор давления. Если они исправны, следует искать проблему именно в ТНВД – придется обращаться к специалистам.

Отдельного упоминания заслуживает топливная система Siemens SID 801, которой была укомплектована малая часть моторов DW10TD (RHY). Узнать, топливная система какого поставщика установлена на двигатель, можно посмотрев обозначения на блоке управления («мозгах»), проверив наличие насоса подкачки под сиденьем (если есть – топливная система от Bosch) или проверив VIN.

Bosch или Siemens?

Принципиальное устройство топливных систем Bosch CP1 и Siemens SID 801 одинаково. Однако подкачивающий насос Siemens SID 801 встроен прямо в ТНВД. «Подкачка» легко завоздушивается: чаще всего это случается, если владелец насухо выезжает бак. Или же после неквалифицированной замены топливного фильтра. При завоздушивании зависает клапан регулировки низкого давления.

Мотор не запускается, прокачка топлива не помогает. Для устранения проблемы приходится обращаться на СТО, где снимут ТНВД и отремонтируют клапан. Кстати, полный ресурсный ремонт ТНВД Siemens обойдется в разы дороже, чем ремонт ТНВД Bosch CP1 и займет дольше времени – из-за малой распространенности детали к этой топливной системе доступны в основном под заказ.

Да и на разборках их практически не найти.

Одним словом, ранние экземпляры моторов с Common Rail сконструированы просто и надежно. Они радуют владельцев экономичностью и неприхотливостью. Если есть выбор, лучше предпочесть 90-сильный силовой агрегат с топливной системой Bosch CP1.

Неисправности топливной системы common rail дизельного двигателя

Механические

Такого рода проблемы как правило связаны с неправильными зазорами в трущихся парах частей и механизмов дизельных форсунок и насосов, и в свою очередь делятся на два типа: А) Естественный износ, либо повышенный износ из-за примесей, посторонних частиц в топливе. Б) Отложения, возникающие в ходе эксплуатации автомобиля

Причины, показанные в обоих пунктах приводят к неправильному (избыточному, либо недостаточному) впрыску, соответственно неправильному сгоранию топлива, а также падению давления в топливной системе. На автомобиле может проявляться следующим образом:

• Дымность выхлопа
• Плохой запуск дизельного двигателя
• Потеря тяги автомобиля
• Неровная работа дизельного двигателя
• Повышенный расход топлива

Корректность работы форсунки проверяется на специализированном дизельном стенде для диагностики форсунок Common Rail.

Неисправности, связанные с износом форсунки устраняются путём полной разборки форсунки, насоса, заменой запчастей (для элементов топливной аппаратуры, оригинальные запчасти и ремкомплекты которых производятся), ультразвуковой чистки, сборкой и регулировкой.

Неисправности, вызванные отложениями в трущихся парах дизельной форсунки устраняются проще. Производится полная разборка форсунки, ультразвуковая и химическая чистка, сборка и регулировка. Эта технология ремонта форсунок Common Rail не требует замены запчастей, актуальна при отсутствии критического износа и обходится гораздо дешевле.

Исходя из вышесказанного, требуйте от сервиса подробного обоснования целесообразности ремонта каждой форсунки в том, или ином объёме, исходя из параметров её работы, показанных при диагностике на стенде для форсунок.

Причины поломок ТНВД

Есть несколько наиболее важных причин выхода из строя насоса высокого давления. Обычно это обусловлено поломкой следующих деталей:

1. Плунжер. Наиболее частой причиной служит загрязнение плунжерной пары. Здесь выделяется два главных фактора. Первый – это характер конструкции (например, слишком маленький зазор). Второй – плохое качество топлива (наличие нежелательных примесей засоряющих устройство). Помимо этого загрязнение может попасть и с мотора – сажа, грязь и т.д. Также на работу влияет износ плунжерной пары, что приводит к сильным перегревам подшипников.
2. Наличие воды в топливе. Влагой может смыть топливный слой защищающий поверхности прецизионных деталей насоса высокого давления, что ведет к снижению срока его эксплуатации и даже возможному заклиниванию.
3. Загрязнения топливного фильтра. Ведет к возможному попаданию грязи в плунжерную пару, к тому же насос работает на износ.
4. Нарушения в подаче и распределении топлива. Также частой причиной этого является неисправность плунжерной пары, а именно износ поводков, зубов на рейке, нагнетательных клапанов и загрязнение форсунок.
5. Брак деталей. Довольно редко, но все же встречается на дешевых насосах. Сюда можно отнести трещины и сколы корпуса, поврежденные подшипники, заклинивание плунжерных втулок и тому подобное.
6. Износ подшипника. Чаще вызвано старением либо браком детали. Ведет к нарушениям работы насоса, а сам подшипник и рядом расположенные детали перегреваются, что уменьшает эксплуатационный срок.
7. Заклинивание поршней и втулок. Приводит к выходу из строя зубчатой рейки, кулачкового вала, шестеренки, регулятора и шпонок. Чаще вызвана попаданием влаги в полость между поршнем и втулкой.
8. Износ узлов ТНВД. Возникает в результате старения либо после проникновения внутрь воды, что приводит к коррозии деталей насоса.
9. Коррозия плунжерной пары. Появляется при наличии в топливе большого количества воды.
10. Нарушения в системе охлаждения. Другими словами при длительном использовании либо больших нагрузках, насос просто перегревается. Неисправность охлаждения может быть вызвана недостаточным количеством антифриза, засорами, поломкой отдельных частей и т.п.

При возникновении подозрений в неисправной работе рейки ТНВД или связанных с ней элементов, необходимо проверить на исправность следующие узлы:

• открепление рейки от деталей регулятора;
• проверить хомуты поводков плунжера;
• заклинивание винтов зубчатых венцов.

Наиболее опасной причиной поломки является неисправности в подвижности рейки подачи топлива.

В случае клина ее на максимальной подаче топлива так, что регулятор не сможет вернуть ее в обратное положение, тогда в моторе резко увеличивается число оборотов коленвала.

Это ведет к тому, что двигатель начинает работать на пределе, а это чревато последствиями. При клине рейки в выключенном положении – двигатель не запуститься.

При эксплуатации авто в условиях пониженных температур встречаются случаи перемерзания деталей и узлов ТНВД. Для предотвращения таких ситуаций следует использовать горючее и масло соответствующие температурному режиму.

В системах аккумуляторного впрыска (или Common Rail) бывают случаи поломки управляющего клапана. Чаще сразу заменяется на новый. Иногда его перебирают и меняют некоторые запчасти.

Электрические

В двух словах, система работает посредством сбора и обработки данных в блоке управления двигателем, которые поступают с датчика давления топливной системы и датчиков, расположенных на двигателе, впускной и выпускной системах.

Если брать непосредственно топливную систему, исходя из алгоритма, прописанного в блоке управления, последний подаёт сигнал на регулятор, изменяя давление и поток топлива. Также блок подаёт импульс на электромагнитные клапана (форсунки Bosch, Delphi, Denso) , либо пьезо элементы (форсунки Piezo Bosch, Piezo Siemens) самих дизельных инжекторов (форсунок).

Соответственно, неисправность, либо некорректная работа любого из перечисленных датчиков, регуляторов может приводить к нестабильной работе топливной системы, что прямо отражается на работе дизельного двигателя.

Диагностика таких неисправностей производится посредством подключения диагностического оборудования к автомобилю и считывания параметров работы двигателя, топливной системы, анализа этих данных и установления причины отклонений в работе дизельного двигателя, или топливной системы common rail/

Следует отметить, что данная диагностика в нашем дизельном автосервисе Дизельбокс отличается от привычной для Российского рынка автоуслуг, когда происходит просто чтение кодов ошибок (бывают случаи, когда они вообще отсутствуют) и дальнейшее «гадание на кофейной гуще». При такой диагностике вы платите за имперический метод диагностики, платите за попытки мастера найти причину неисправности методом поочередной замены узлов и агрегатов автомобиля, будь то форсунки, ТНВД, турбина, или её управление.

Диагностика Common Rail

Прежде всего, необходимо проверить электронные системы: считать коды неисправностей, протестировать датчики и исполнительные механизмы.

Чисто «дизельных» сканеров не существует, поэтому для диагностики используются либо универсальное оборудование, либо специальные сканеры для конкретных моделей. Сигнал от проверяемого устройства должен подаваться на осциллограф.

Покупать этот прибор специально – дорого – выгоднее приобрести сканер с функцией осциллографа.

Проверка низкого давления топлива осуществляется механическим манометром со шкалой до 10 бар. Высокое давление проверяется спецприбором, имеющем диапазон измерения до 2000 бар и набор переходников. Дозирующую способность форсунок определяют специальным набором оборудования.

Ремонт системы Common Rail

Качественно починить ТНВД могут только на специализированной станции, где имеется диагностическое и прецизионное оборудование. Такой ремонт обходится от 7000 рублей. Новый насос стоит порядка 30 тыс. рублей, поэтому восстановленные насосы пользуются у «дизилистов» большим спросом.

Двигатель, оснащенный системой Common Rail, не запускается, если хотя бы одна форсунка не работает. Из-за утечки топлива через ее клапан давление в рампе не может подняться до номинальных значений.

Чтобы проверить давление при пуске используют специальный набор, состоящий из контрольного манометра, датчика давления, соединительной трубки, заглушки отверстий исп.

механизмов и мерных емкостей для обратного слива.

При износе двух и более форсунок имеет смысл заменить весь комплект. Цена форсунок довольно высока и зависит от фирмы-производителя. Параметры каждой новой форсунки необходимо внести в память блока управления двигателем.

Если этого не сделать, то это ухудшит характеристики двигателя.

Несмотря на то, что в любом ЭБУ имеется постоянная корректировка цикловой подачи топлива для равномерной работы двигателя, она не в состоянии подменить не прописанную кодировку.

Наиболее сложные проблемы дизеля – это затрудненный пуск, дымность выхлопа и потеря мощности. Для их решения требуется точный замер расхода воздуха, оценка работы наддува, эффективности рециркуляции, системы выпуска и нейтрализатора. Данные технологии сегодня в совершенстве освоены диагностическими центрами. Кустарный ремонт в данном случае невозможен.

Проверка при помощи оборудования

Проблемы с высоким давлением могут быть из-за:

• неисправности клапана объемного регулирования подачи топлива ТНВД;
• износа плунжеров или перепускных клапанов;
• поломки регулятора на рейке;
• неполадки форсунок.

Так как ремонт или замена топливного насоса высокого давления считаются дорогостоящей операцией, необходимо определить, что проблема не кроется в самой топливной системе. То есть необходимо проанализировать методом исключения составляющие топливной магистрали, так как в большинстве случаев поломки происходят в них. Если данные узлы исправны, значит проблема в ТНВД.

Согласно статистике, в 70 процентах случаев проблем с топливной системой сбой произошел не в ТНВД. Многие неопытные диагносты при первых проблемах с топливной системой «приговаривают» топливный насос высокого давления, что неверно.

На первом этапе диагностики требуется исключить неисправность форсунок.

Второй этап позволяет убедиться, что регулятор давления в рейке не имеет повышенного обратного слива и не мешает регулированию давления.

Исключение форсунок

Требуется исключить повышенный расход дизеля в топливной рампе путем отключения форсунок. При данной операции важно соблюдать чистоту, так как велика вероятность попадания грязи в топливные форсунки.

Для предотвращения попадания грязи используются защитные колпачки. На штуцер топливной рейки накручиваются заглушки.

Данный метод позволяет исключить форсунки, как источник повышенного расхода горючего. Необходимо произвести замер давления без форсунок. Исправный ТНВД без форсунок должен показывать при прокрутке стартера давление более 1000 бар. Данное давление или значение больше его свидетельствует, что ТНВД и подкачивающий контур исправны.

Оценка давления производится при помощи штатного датчика и сканера в фактических параметрах. Необходимо выбрать режим «давление топлива в магистрали» и включить зажигание автомобиля. Во время прокрутки двигателя стартером будут фиксироваться параметры давления. Для точного результата рекомендуется провести данную операцию несколько раз.

Если давление в системе менее 1000 бар, требуется исключить неисправность регулятора давления на рейке. Данные можно посмотреть без сканера, подключив компьютер к автомобилю. Штатный датчик в топливной системе машины зафиксирует необходимое давление.

Исключение регулятора давления в рейке

Проверка производится при помощи мультиметра, переведенного в режим измерения напряжения. Первый щуп устанавливается на любую имитацию «минуса», второй на контактную ножку регулятора (плюсовую).

Напряжение на мультиметре должно быть приблизительно 5 Вольт. Второй этап: установка щупа на плюсовую клемму аккумулятора, второго на минусовую ножку на фишке регулятора. Мультиметр должен показывать 12 Вольт +- 3 Вольта.

Если форсунки и регулятор давления машины исправны, производится проверка подкачивающего контура или контура низкого давления. В случае исправности данного узла проблема кроется в самом ТНВД.

Необходимо определить линию подачи топлива из бака к ТНВД. Разъем данной линии отсоединяется. В SsangYong его лучше поддевать отверткой.

Операцию не рекомендуется проводить в тканевых перчатках. Попадание ворсинок в топливную систему приведет к поломке форсунок.

В разрыв топливной цепи авто подключается манометр. Устройство должно показать давление от 3 до 5 бар. Автомобиль заводится и меряется уровень давления. Если давление ниже номинального, необходимо заменить фильтры, проверить заборный фильтр в баке.

Правда о COMMON RAIL: устройство, принцип работы, эксплуатация, достоинства и недостатки, ремонт и обслуживание

Появление на дорогах нашей страны дизельных автомобилей, оснащенных системой впрыска топлива Common Rail (в первую очередь Mercedes, Alfa Romeo и Fiat, а теперь уже и относительно доступных по цене Peugeot, Citroen и Ford), породило и целый ряд насущных вопросов. А именно: надежность, особенности эксплуатации, обслуживания и ремонта этой мудреной системы впрыска.

Да и вообще, покупать или не покупать? Но самостоятельно разобраться в ходящих среди автолюбителей мифах и «страшилках», правде и домыслах о «великом и ужасном» Common Rail бывает ой как непросто… Что ж, попробуем рассказать об устройстве, особенностях эксплуатации и возможных проблемах системы Common Rail вместе со специалистами СТО «Common Rail Service» ООО «Белтехнодизель».

Немного истории — Первый прототип системы Common Rail (CR) был разработан в конце 60-х годов прошлого века швейцарским инженером Робертом Хубером. Однако, как и многим изобретениям, опередившим свое время, будущей системе впрыска предстояло «пролежать на полке» долгие 30 лет.

Лишь только в середине 90-х годов доктора Шохей Ито и Масахико Мияки, работавшие в японской корпорации DENSO, смогли разработать CR для дизелей коммерческого автотранспорта. Работоспособная версия системы получила обозначение ECD-U2 и была использована на двигателях грузовиков HINO Rising Ranger. В 1995 году технология была продана другим производителям.

Однако именно DENSO вошла в историю как пионер адаптации Common Rail к нуждам автомобилестроения. Примерно в то же время работы по разработке новой системы впрыска для дизелей легковых автомобилей велись общими усилиями компаний Magneti Marelli, Centro Ricerche Fiat и Elasis.

После того как инженеры концерна Fiat разработали дизайн и общую концепцию системы, новая разработка была продана немецкой компании Robert Bosch GmbH для дальнейшей доводки и запуска в массовое производство.

Как показало время, этот шаг стал стратегической ошибкой концерна Fiat, поскольку новая технология впрыска дизельного топлива доказала не только свою жизнеспособность, но и преимущество над другими системами (лучшие экологические данные по выхлопу, меньший шум), вследствие чего получила широкое распространение на современных дизельных моторах.

Однако флагман итальянского автомобилестроения в то время находился в весьма удручающем финансовом положении и не имел собственных ресурсов для самостоятельного завершения разработок и последующего создания массового продукта. Тем не менее впервые в легковом автомобилестроении система Common Rail была применена в 1997 году на дизеле 1.9 JTD итальянского Alfa Romeo 156 (а затем и на 2.4 JTD) и лишь в апреле 1998-го появилась на Mercedes-Benz C 200 CDI.

Как это работает Основным отличием системы CR от других систем впрыска является то, что процессы создания высокого давления топлива и его впрыска в цилиндр разделены. Это позволяет более гибко регулировать давление, количество и момент впрыска. Также преимуществом данной системы является быстродействие и точность подачи топлива.

Само же английское словосочетание Common Rail обозначает единую трубку-аккумулятор (топливную рампу или, как говорят, рейку), откуда топливо с одинаковым высоким давлением распределяется по всем цилиндрам. Подобная топливная рейка имеется и на давно привычных нам бензиновых инжекторных двигателях с электронным управлением распределенным впрыском.

Однако обо всем по порядку…

Топливо из бака подается погружным электрическим топливоподкачивающим насосом (на системах СP1) или вакуумным механическим топливоподкачивающим насосом (приводимым непосредственно самим двигателем) через фильтр к ТНВД, задачей которого (совместно с регуляторами давления топлива) является только создание и поддержание необходимого давления топлива. От ТНВД топливо под высоким давлением подается в вышеупомянутый аккумулятор-рампу (Rail), из которого по коротким топливопроводам равной длины поступает к форсункам (инжекторам). Форсунки имеют электромагнитный или пьезоэлектрический (на системах CP4) управляющий клапан. Момент и продолжительность открытия клапана определяют параметры впрыска. Давление в топливной системе (200-2000 бар) регулируется регулятором давления топлива. Топливо, не использованное системой и ею же нагретое, в зависимости от своей температуры или отправляется обратно в бак через охладитель, или подается на вход топливного фильтра (если есть топливный термостат).

Правильно питаться — это важно По аналогии с тем, что «театр начинается с вешалки», разговор на такую сложную тему, как особенности эксплуатации системы впрыска Common Rail, нужно начинать с обсуждения простого на первый взгляд, но весьма важного вопроса — топливо и системы его очистки.

Несмотря на то что данная тема не раз обсуждалась на страницах специализированных автомобильных изданий, все равно находится огромное число любителей сэкономить на стоимости топливного фильтра и сроках его замены! Сразу оговоримся, что в наших условиях эксплуатации рекомендованный интервал замены топливного фильтра — 8 тысяч километров пробега, превышать его не стоит.

Не нужно также заниматься самоуспокоением и думать, что фильтр хорошего качества спасет от всех бед.

Увы, дешевую солярку «из-под трактора» он не остановит, ведь его функция — очищать, а не модифицировать топливо! Сэкономленные на качестве топливного фильтра 10$ не стоят форсунок, отказавших из-за «смерти» прецизионных деталей, а также регулятора давления в топливной рейке и ТНВД! Если говорить о конкретных фирмах-производителях, то, судя по опыту нашей СТО «Common Rail Service», лучше всего за время длительной эксплуатации зарекомендовали себя фильтры марок Bosch и Delphi, неплохим качеством обладает и продукция Knecht/Mahle Group. И если комплектующие Delphi относительно редко встречаются в продаже и несколько дороже аналогов других фирм, то фильтрующие элементы производства компании Robert Bosch GmbH весьма широко представлены на рынке автозапчастей РБ и достаточно доступны по цене. Так, их стоимость находится в диапазоне 38-68 тысяч рублей в зависимости от конкретной модели автомобиля. Выделяется из этого ряда только топливный фильтр для автомобилей Renault, оснащенных двигателями 1.9 dCi с системой впрыска Common Rail первого поколения (СР1), — в данном случае его стоимость достигает 120 тысяч рублей. Объясняется это тем, что если на большинстве машин топливный фильтр представляет собой бумажную вставку-картридж, то у данного мотора это достаточно замысловатое устройство, имеющее собственный корпус и пять патрубков, подключение к которым топливопроводов требует определенных знаний и навыков… Как ни странно это звучит, иногда банальная замена фильтра-вставки требует некоторого умения. Например, на ставшем «народным» Citroen Xantia (впрочем, как и на многих дизельных машинах концерна PSA с HDI Bosch) картридж фильтра топлива направленный, то есть вставлять его необходимо точно в паз, протерев и продув при замене корпус самого фильтра. Вследствие неквалифицированной замены фильтрующего элемента неочищенное топливо в обход его попадает внутрь системы питания дизеля HDI, тем самым вызывая загрязнение прецизионной «сетки» регулятора давления топлива (РВД). Симптом болезни — при выключении зажигания двигатель еще несколько секунд работает. Чтобы справиться с этой проблемой, «народные умельцы» «скусывают» сетку-микрофильтр на конце регулятора высокого давления, что приводит к его ускоренному выходу из строя (уже после 5-15 тысяч км пробега). Или же, не устранив первопричину, регулятор меняют, но все повторяется! Известны случаи, когда по совету «мастеров на все руки» владелец трижды менял РВД и только потом, отчаявшись, обращался на специализированную СТО! А между тем стоимость РВД в интернет-магазине нашей СТО — 370 тысяч рублей.

Весьма внимательно к замене топливного фильтра нужно относиться и владельцам таких престижных автомобилей, как Audi A8 3.3 TDI, Mercedes-Benz S-klasse 4.0 CDI, BMW 740 D.

Если хозяину такого авто «повезло» и он выездил бак насухо или получил «завоздушивание» ТНВД в результате неквалифицированной замены топливного фильтра, то далеко не каждая сервисная станция поможет в решении данной проблемы…

Лить или не лить? Пожалуй, самый больной и актуальный вопрос для наших «дизелистов» — качество и тип применяемого дизельного топлива. Поэтому сразу оговоримся, что подходящим для дизелей с системой впрыска Common Rail является топливо, удовлетворяющее стандарту EN 590.

Применение биодизельного топлива без комментариев — уж сколько копий было сломано в жарких спорах по этому вопросу на разных интернет-форумах. Лить или не лить — каждый решает сам. Но надо помнить, что биодизельное топливо очень гигроскопично.

А увеличившаяся влажность топлива приводит к повышенному износу компонентов системы впрыска…

В качестве пищи для размышления хотелось бы привести содержание официальных телеграмм Robert Bosch GmbH, получаемых нами вместе с обновлениями Bosch Diagnostics Software.

Использование биодизеля «С точки зрения химии биодизель представляет собой сложный метиловый эфир кислоты жирного ряда (FAME). Ответственность за применение биодизеля несет исключительно производитель автомобиля.

Компания Robert Bosch GmbH не дает разрешения на использование чистого биодизеля. Компания Robert Bosch GmbH допускает добавление максимум 5% биодизеля согласно стандарту EN 14214 по дизельному топливу согласно стандарту EN 590. Смесь также должна соответствовать стандарту EN 590.

Используемое в Европе биодизельное топливо должно соответствовать стандарту EN 14214.

Вследствие сниженной устойчивости биодизеля к старению (в сравнении с традиционным дизельным топливом ископаемого происхождения) длительные простои автомобиля критичны.

Особенно при неблагоприятных условиях эксплуатации и неблагоприятных внешних воздействиях биодизельное топливо в автомобиле подвержено быстрому старению. При использовании биодизеля недостаточной устойчивости к старению эффективная защита компонентов системы впрыска топлива невозможна.

Возможные последствия при использовании биодизеля с недостаточной устойчивостью к старению: — засорение топливного фильтра; — скопления и осмоления в компонентах системы впрыска дизельного топлива; — коррозия.

Вследствие осадков ход компонента ТНВД «исполнительный механизм количества» затрудняется, что приводит к неконтролируемым процессам регулирования, проявляющимся в эксцентричном ходе двигателя и сбоях в режимах работы».

Не менее серьезные требования предъявляются и к воздушному фильтру. Следует помнить, что это не только первичная преграда пыли и грязи для впускного тракта двигателя, но и защитник расходомера (датчика массового расхода воздуха).

А если проворонить сроки замены воздушного фильтра или «попить» воды на автомобилях с низким расположением воздухозаборника при быстром проезде через лужи (фильтр размокает, рвется и начинает пропускать пыль), то «расплачиваться» придется уже расходомером воздуха (100-200$ в зависимости от модели) и, возможно, самим ДВС..

«Экономная» экономика Система впрыска Common Rail вообще не терпит экономии на расходных материалах, а также пренебрежения регламентными работами. Иллюстрацией этого служит простой пример — установка форсунок впрыска на старые уплотнения (медные шайбы). Причина, как правило, банальная лень или переходящая все границы жадность.

Похожая ситуация — использование новых шайб, однако неквалифицированная их установка (на неподготовленную поверхность, а ведь грязь с форсунки сыплется в ее посадочное отверстие, вызывая неплотное прилегание шайбы к форсунке или шайбы к плоскости отверстия). Из-за использования старых шайб также возникает неплотное прилегание.

В обоих случаях из отверстия форсунок начинают выходить выхлопные газы и несгоревшие тяжелые углеводороды — клиент приезжает на СТО с жалобой, что у него из-под форсунки «лезет битум»… Скорее всего, это признак уже крепко «укоревшей» в ГБЦ форсунки, так как к этому моменту ее колодец весь будет заполнен битумными массами.

Стоимость работ по бережному выкручиванию одной форсунки может легко превысить 50$. В запущенных ситуациях нередки их разламывания при попытке выкручивания. Спасти ГБЦ в этом случае может только высверливание форсунки на координатном станке. А потому не надо ждать, когда запах сгорающих коксовых отложений на форсунках достигнет салона.

Надо взять себе за правило и периодически контролировать работу двигателя (слушать на предмет «подсекания» газов) со снятыми защитными кожухами. Достаточно распространенной проблемой вышеописанная ситуация становится на турбодизелях CDI автомобилей Mercedes.

Поэтому, например, скандинавские таксисты — владельцы таких автомобилей взяли за правило с периодичностью раз в 10 тысяч километров пробега снимать форсунки и менять огнеупорные медные шайбы и болты крепления форсунок. Поступать так рекомендуют и многие СТО в нашей стране…

Однако коксование посадочных отверстий форсунок не самое страшное последствие использования старых огнеупорных шайб. Мало кто знает, что они выполняют функцию отвода избытка тепла от распылителя форсунки и, изнашиваясь, теряют свою эффективность. Поэтому если шайба прогорела, то практически со стопроцентной уверенностью можно сказать, что и сам распылитель уже «синий» от перегрева.

А его стоимость — 40-80$. Кстати, «здоровье» распылителей напрямую зависит и от состояния турбоагрегата, а также от качества применяемого моторного масла. При чем тут одно к другому? Дело в том, что все двигатели с CR оборудованы турбинами.

А принцип работы подшипников скольжения турбины — жидкостное трение, когда масло под давлением образует слой, по которому скользит вращающийся с огромной скоростью ротор турбоагрегата. Это и обуславливает высокие требования к качеству моторного масла. Поэтому оговоримся, что льем только «синтетику». Не соответствующее допускам масло не обеспечит должной защиты турбины и приведет к ее преждевременному износу. А когда турбоагрегат пойдет вразнос и двигатель начнет работать на парах моторного масла, то с вероятностью 60 процентов можно предположить, что уже «сгорели» и распылители.

Несколько слов хотелось бы сказать и любителям мыть двигатель до первозданного состояния.

Не надо забывать, что современные турбодизели с электронными системами управления впрыском — это не «безмозглые» дизельные агрегаты конца 80-х годов прошлого века и из-за обилия электронных компонентов и электрических разъемов «купаться» вовсе не любят! А посему после мойки двигателя, если к таковой все же пришлось прибегнуть, очень важно тщательно обдуть сжатым воздухом все электрические разъемы, а также места установки форсунок для предотвращения скапливания воды, приводящей к их «укореванию»…

Автопроизводитель	Обозначение дизелей с системой впрыска Common Rail
BMW	D-двигатели
Chrysler/Dodge/Jeep	CRD
Daimler	CDI
Fiat/Alfa Romeo/Lancia	JTD
Ford of Europe	TDCi
GM: Opel/Vauxhall	CDTi (DTi для Isuzu)
GM: Daewoo/Chevrolet	VCDi
Honda	i-CTDi
Hyundai и KIA	CRDi
Mazda	MZR-CD
Mitsubishi	DI-D
Nissan и Renault	dCi
PSA (Peugeot/Citroen)	HDI или HDi
SsangYong	XDi (двигатели собираются по лицензии Daimler AG)
Suzuki	DDiS (совместная разработка Fiat и GM)
Toyota	D-4D
Volkswagen/Audi/Skoda/SEAT	Традиционное TDI
Volvo	D5

Слушал и записывал Егор АЛЕСИН, фото СТО «Common Rail Service».

Возможные проблемы и неисправности систем впрыска Common Rail конкретных автомобилей будут рассмотрены во второй части материала. Продолжение следует…