ТОПЛИВНЫЕ СИСТЕМЫ КОММОН РЭЙЛ И НАСОС-ФОРСУНКИ.          Симоненко В. К. инженер
СИСТЕМА КОММОН РЭЙЛ
Принцип работы системы CR основан на аккумулировании топлива под
определенным давлением (до 1600 бар) в общем накопителе (рэйле), от которого запитаны
все форсунки. Впрыск топлива производится в момент определенный программой
управления двигателем на конкретном режиме работы.
Насос высокого давления нагнетает топливов рэйл. Давление в рэйле регулируется
электромагнитным клапаном в соответствии с запрограммированным рабочим процессом.
Основным рабочим органом в системе CR является форсунка, которая позволяет
произвести четыре, а с пьезодатчиком до пяти впрысков топлива в конце такта сжатия и
на такте рабочего хода, в зависимости от режима работы двигателя. Управлениемоментом
впрыска производится электромагнитным клапаном, который открывает запирающий
канал, топливо из запирающего канала сливается в обратку, а топливо из рэйла поступает
к игле распылителя, поднимает ее и происходит впрыск. Главным критерием
работоспособности форсунок CR является гидроплотность (это время падения давления в
секундах со 100 бар до 70 бар) и производительность (цикловая подача топлива на
соответствующей частоте вращения при заданной скважности электросигнала), которые, в
основном, определяютсясостоянием распылителя, запорного клапана и целостностью
уплотняющего кольца. Нарушение гидроплотности приводит к снижению давления в
рэйле и, соответственно, потере мощности или, вообще, остановке двигателя. Снижение
производительности форсунки происходит из-за потери гидроплотности или
закоксованности распыливающих отверстий распылителя. Ремонт форсунки, в настоящее
времяв условиях сервиса сводится, в основном, к замене распылителя и (или) проставки ,
уплотнительных колец, оегулировке давления открытия распылителя и проверке на стенде
производительности и объема перетекания топлива в обратку. Если есть критический
износ седла запорного клапана или соединения «штанга-золотник - дроссель клапана», то
форсунка бракуется и в сервисных условиях восстанвлению не подлежит.
ТНВД системы коммон рэйл плунжерные (дву, трех), эксцентриковые, приводятся во
вращение от главного ремня двигателя. Принцып работы – постоянное нагнетание
топлива в рэйл. Каждый плунжер имеет свою клапанную группу, состоящую из двух
клапанов. Основные отказы системы не связанные с нарушением правил эксплуатации:
износ: износ клапанной группы , износ плунжерной пары (пар), протечки топлива
вследствие потери эластичности уплотнительными элементами (резиновыми кольцами) и
выход из строя электромгнитного клапана (клапанов). Топливоподкачивающий насос
предназначен для подачи топлива из бака кТНВД и наполнению надплунжерного
пространства ТНВД. Применяют различные схемы системы низкого давления: погружной
электрический топливоподкачивающий насос в баке постоянного действия; механический
топливоподкачивающий насос (лопастной или шестеренчатый); комбинированная –
электронасос в баке, работающий в период запуска двигателя и отключающийся после
запуска, вместе с механическим топливоподкачивающим насосом.
Рэйл – накопитель включает в себя: датчик давления,клапан – регулятор давления и
присоединительные отводы. Конструктивно может быть выполнен в виде трубы,
расположенной вдоль блока цилиндров или компактного резервуара. На V-образных
двигателях устанавливают два рэйла, по одному на каждый блок. Рэйл предназначен для
накопления топлива под высоким давлением и распределении его по цилиндрам.
В связи с высокими требованиями к качеству топлива на системах CR применяют
улучшенные топливные фильтры со степенью очистки до 2 мкм, т.е. способностью
задерживать абразивные частицы величиной 2 микрона. Напомню, что зазор в
прецизионных узлах «плунжерная пара» и «распылитель» бывает от 1,5 до 2,5 мкм. Для
повышения моторессурса системы CR производители топливной аппаратуры
рекомендуют применять только оригинальные топливныефильтры с высокой степенью
очистки.
Некоторые системы CR позволяют выборочноотключать цилиндры двигателя на
режимах частичных нагрузок и х.х.
Восстановление работоспособности компонентов системы CR предъявляет
повышенные требования как к помещениям сервиса, так и к оборудованию. Помещения
должны быть с низкой степенью запыленности и термоконстантными. Ремонтируемые
компоненты должны проходить обязательную мойку деталей в ультразвуке. Чистота
деталей и качество сборки гарантируют работоспособность форсунок и ТНВД на
двигателе при соблюдении правил эксплуатации автомобилей с системами CR.
СИСТЕМА НАСОС-ФОРСУНКИ
Принцип системы насос-форсунки (PDE – помпа дюзе эквипмент) основан на
впрыскивании топлива в цилиндр двигателявпроцессе рабочего хода (подъема) плунжера,
который определяется поворотом кулачка кулачкового вала двигателя.
Насос-форсунки – это такие компоненты, в которых в одном узле соединены и
рабочий и исполнительный органы: плунжерная пара и распылитель. Насос-форсунки
известны давно и ранее они применялись с механическими приводами от центробежных
регуляторов, зачастую, на двухтактных дизелях. Электронные системы управления
двигателями позволили применять этот компонент очень эффективно. Индивидуальное
регулированиепроцесса впрыскивания по колличеству и по углу вкупе с высоким (до 2000
бар) давлением распыливания позволяют получать экономичные, мощностные и
экологические показатели, отвечающие требованиям ЕВРО 4 и ЕВРО 5.
Насос-форсунка устанавливается в головке блока цилиндров, в которой выпонены
подводящий и отводящий топливные каналы, причем топливо подводится к нижней части
насос-форсунки и улучшает отвод тепла от распылителя, далее, топливо перетекает в
обратку при закрытом клапане управления и охлаждает зону плунжерной пары,
нагревшейся во время рабочего хода, создавая давление 1400...2000 бар. Кстати,
охлаждение насос-форсункитопливом кроме положительного фактора имеет и
отрицательный момент. Нагретое топливо, перетекая обратно в бак, сильно искажает
показания датчика запасатоплива. Для борьбы с этим негативным явлением применяют
охладители топлива.
Привод плунжера производится от распредвала через коромысла у легковых
автомобилей; через толкатели, штанги, коромысла – у грузовых. Величина рабочего хода
плунжеразависит от профилякулачка распредвала. Максимальная цикловая подача
определяется ходом и диаметром плунжера.
Управление впрыском производится в насос-форсунках первого поколения
электромагнитными клапанами. Насос-форсунки с электромагнитным клапаном
позволяют сделать до 2-х впрысков за время рабочего хода, причем цикловая подача
предварительного впрыска находится в пределах 1...3 куб мм. В силу конструктивных
особенностей (электрогидромеханическое управление подачей топлива) уменьшить ее не
удается.
Система низкого давления включает в себя топливоподкачивающий насос в баке и
лопастной топливоподкачивающий насос, спаренный с вакуумным насосом, топливный
фильтр и сливной (обратный) клапан для поддержания давления в системе 2,5...3,0 бара.
Топливная система с насос-форсунками обеспечивает наибольший КПД среди всех
систем впрыска, достигается более высокий крутящий момент, минимизируются
содержание окислов азота.
Характерные дефекты, возникающие при эксплуатации: износ клапана
электромагнита, износ распылителяпо запорному конусу, закоксовывание
распыливающих отверстий распылителя, протечки топлива по стыкам в форсуночной
части, потеря эластичности уплотнительных резиновых колец, износ (излом) фиксатора
плунжера, износ контактов электромагнита и износ корпуса насос-форсунки в месте
соединения с головкой блока цилиндров. Эти дефекты начинают проявляться при пробеге
от 250 000 км, а последний дефект от 300 тысяч и более.
Восстановление работоспособности компонента насос-форсунка, также, как и
восстановление компонентов CR, требует повышенных требований к помещениям и
оборудованию, а, также, соответствующего информационного обеспечения. Кстати,
полное восстановление насос-форсунок производится на специализированных заводах
корпорации Бош и Бош-сервисам технология ремонта пока не раскрывается. Тоже
происходит и с компонентами CR.
Симоненко В. К. инженер
При подготовке статьи использовались информационные материалы:
http://parkoffra.ru/instr/audi/html/4_3_1-2.htm
http://dizelist.ru/index.php?id=73
http://article/service/1998_12_A_2005_11_18-14_31_43/
http://www.germanmotors.cjm.ua/vw_world … tions/tdi/
BOSCH Системы управления дизельными двигателями. Узлы и агррегаты. Первое
издание. Издательство «За рулем». 2004.
BOSCH Автомобильный справочник. Первое издание. Издательство «За рулем».
2002.