Common rail — что это такое? принцип работы

Диагностика системы

После длительного износа механизм может иметь нарушения в работе или вовсе выйти из строя. Нужно заблаговременно определить неисправности, так как ремонт обходится в большие деньги. В первую очередь нужно протестировать датчики и механизмы, показывают ли они сбои в работе. Поскольку сканеров для дизельных моторов не существует, рекомендуют использовать универсальное оборудование с функцией осциллографа.

Частой проблемой в системах Common Rail является падение давления. Его проверяют с помощью манометра со шкалой 10 бар. Для высокого давления используют специальный прибор с диапазоном до 2000 бар

Также важно проверить дозировку форсунок. Они управляются через специальные электрические импульсы в 80 вольт, что поступают с пульта управления

Вся диагностика зависит от самой поломки. Когда двигатель не запускается, нужно сделать проверку привода ГРМ. Признаком его выхода из строя является малая нагрузка для стартёра. После этого осматривают топливоотдачу. Это делается со специальными датчиками и манометром. При отсутствии поломок исследуют ТНВД — давление топлива измеряется специальными сканерами.

Починить поломку

У многих автомобилистов бывают ситуации, когда форсунки «закипали». В таком случае они требуют срочной замены. Необходимо провести продув посадочных гнёзд и залить их маслом. Если топливная система Common Rail требует ремонта, этим должны заниматься специальные службы сервиса. Минимальная стоимость будет составлять 7000 рублей, а средняя цена на новый насос обходится в 30 тысяч рублей. По этой причине часто встречаются подержанные механизмы.

Если из строя выходят несколько форсунок, то есть смысл заменить весь набор. Это связано с тем, что стоимость отдельных элементов выше, чем всех сразу, и старые форсунки могут сбить ритм подачи топлива. При наблюдении затруднённого спуска или повышенной дымности выхлопной трубы, проверяется наддув воздуха и его расход.

Сегодня дизельная система Common Rail стала главным двигателем в развитии дизельного автомобилестроения. Её современное выполнение позволяет получить отличный прирост к мощности и скорости движения, а затраты топлива сводятся к минимуму. Она щадяще относится к экологии, поэтому набирает большую популярность. Но такой системе требуется своевременная диагностика и грамотный ремонт, так как это сложная технология.

Если вы используете в дизельных двигателях систему Common Rail, тщательно следите за работоспособностью всех механизмов

Очень важно не допустить поломки, потому что ремонт обойдётся очень дорого. Это же касается и топлива, которое всегда должно быть наилучшего качества

Каждый кулик хвалит свое болото

В рекламных буклетах каждый производитель хвалит свой продукт, как лучшее решение. Как Вы уже догадались, на практике у многих из них часто выявляется целый ряд недостатков. Простейшую конструкцию имеют электромагнитные форсунки Bosch. Ремонт немецких форсунок не сложен. Delphi хотел пойти дальше и разработал для своих электромагнитных форсунок гораздо более сложную систему управления. В результате его продукт оказался наиболее чувствительным к качеству топлива и, к сожалению, не слишком долговечным. Среди электромагнитных форсунок наиболее надежными считаются Denso, но есть сложности с доступностью запасных частей для ремонта. Наиболее сбалансированными считаются пьезоэлектрические форсунки конструкции Бош и Сименс (Континенталь), а также отчасти Denso. Форсунки похожи друг на друга, как в техническом плане, так в плане надежности. Из этой группы выбивается только Delphi, пьезофорсунки которого на протяжении всего времени слыли менее выносливыми.

Роль насоса, форсунок и их устройство

Именно последние вместе с насосом ТНВД являются одними из основных отличительных особенностей системы. Форсунки применяются пьезоэлектрического принципа действия. Такой механизм переключается намного быстрее, чем у форсунок, оборудованных электромагнитным клапаном. У пьезоэлектрической форсунки игла весит на ¾ меньше, чем у ее электромагнитного аналога. Благодаря этому достигаются следующие преимущества:

  • быстрота переключения;
  • совершение нескольких впрысков на протяжении одного и того же такта;
  • точная дозировка.

С высокой скоростью переключения становится возможным точнее корректировать фазы впрыска и дозировать подачу горючего. Именно поэтому впрыск идеально подстраивается под потребности дизель-мотора в том или ином режиме его работы.

Еще одна интересная деталь — ТНВД. Это устройство одноплунжерного типа. Его привод связан  зубчатым ремнем с коленвала, а частота подстроена под частоту оборотов мотора. Он создает высокое давление в агрегате, которое может достигать 1800 бар — именно такое необходимо для эффективного впрыска. Пара кулачков, которые развернуты на 180 градусов способствует созданию скачка давления вместе с впрыском в течение рабочего такта отдельно взятого цилиндра. Благодаря этому формируется равномерная нагрузка привода насоса, а также снижаются колебания давления.

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:

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.
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).
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.
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.

Что представляет собой эта технология?

Common Rail — это специальная технология впрыскивания горючего, используя высокое давление. Она использует аккумуляцию топлива и применяется в двигателях дизельного типа. Со временем использования для «дизелей» непосредственного впрыска многие детали технологии перешли к таким моторам (ТНВД). Основным элементом Common Rail считается топливный аккумулятор, работающий под воздействием высокого давления.

История устройства

Первым прототипом для системы аккумуляторного впрыскивания была построенная модель Робертом Хубером в 64-м году прошлого века. В то время электроника ещё не имела широкого развития, поэтому разработку быстро забросили. Это же случилось и с трудами инженеров Коломенского завода, которые также не получили признания.

В 1994 году компания Denso из Японии установила первую рабочую модель технологии аккумуляторного впрыскивания на грузовик серийного производства от Toyota. Через год эту технологию начали использовать и итальянцы. Уже в 1998 году рынок увидел флагман Mercedes Benz модели E220 CDI с этой системой.

Чьи форсунки можно отремонтировать?

С точки зрения возможности ремонта наиболее предпочтительны турбодизели с классическим впрыском Common Rail компании Bosch. С восстановлением форсунок этого типа способны справиться практически все специализированные центры. Но конечный результат зависит от усердия и честности мастера. Электромагнитные форсунки Delphi также поддаются ремонту, но требуют замены наконечника и кодировки форсунки после ремонта. Это увеличивает стоимость ремонта, но без кодировки двигатель будет работать с перебоями. Электромагнитные форсунки Denso одни из самых долговечных, но ремонт возможен лишь при наличии запасных частей. А вот с этим как раз не все хорошо.

Пьезофорсунки Delphi и Bosch считаются неремонтопригодными. В случае с Siemens (Continental) появились наконечники впрыска, позволяющие изменять размер, что позволяет восстановить работоспособность форсунки. Однако, это касается лишь некоторых моделей с двигателями PSA 2.0 HDI 16V. Различные модификации данного турбодизеля применяются в автомобилях Ford Mondeo IV, Focus, Galaxy, S-Max и Volvo S40, S60.

Toyota 2.0/2.2 D-4 D

Краткое описание:

— 4-цилиндровый

— 16-клапанный

— система питания Common Rail

— турбонаддув

— для легковых автомобилей компактного и среднего класса и SUV

Наибольшее распространение двигатели серии AD получили в Avensis II после рестайлинга. Чтобы не было никакой путаницы, уточняем: до рестайлинга в 2003-2006 гг. в Авенсис второго поколения использовался дизель 2.0D-4D серии 1CD-TV, а после рестайлинга в 2006-2008 гг. серии 1AD/2AD-FTV.

Тойота разрабатывала дизельные двигатели серии AD полностью с нуля. Алюминиевый блок получил чугунные гильзы цилиндров, а в системе питания Common Rail использовались форсунки DENSO, несомненное преимущество которых – высокая надежность. Ресурс форсунок — 250 тыс. км не предел, а в случае необходимости они поддаются восстановлению. К сожалению, стоимость новой форсунки 18-19 тыс. рублей, что существенно превышает стоимость популярной европейской Bosch – около 12 тыс. рублей. В двигателях последнего поколения уже используются пьезоэлектрические форсунки, восстановление которых невозможно.

С 2008 года все двигатели серии AD оснащаются фильтром твердых частиц, а 2,2-литровый версии D-CAT с самого начала получил DPF-фильтр в качестве стандартного оборудования с расширенной системой очистки DPNR. Кстати, мотор 2.2 D-CAT стал единственным дизельным двигателем, попавшим в линейку силовых агрегатов Lexus.

К сожалению, значительное число двигателей серии AD, собранных до 2009 года пострадали, от производственного дефекта — эрозия блока двигателя на стыке с ГБЦ. Производитель отозвал большое число двигателей по гарантии. В настоящее время данной проблемы не существует.

Эксплуатация и типичные неисправности

Конструктивный дефект двигателя серии AD сильно подорвал репутацию Тойоты – новый Avensis II пользовался на рынке меньшим спросом, чем первое поколение, а версий D-CAT клиенты избегали, опасаясь высокой стоимости обслуживания.

Эрозия блока двигателя

Со временем на стыке алюминиевого блока и алюминиевой головки блока цилиндров появляются микрополости. Охлаждающая жидкость начинает попадать в масло. Ремонт требует снятия головы, замены прокладки и шлифовки блока, с целью избавления от полостей. Такую процедуру можно провести всего один раз, так как после  повторного шлифования существует риск удара поршня по клапанам. Дефект проявляется после 100-180 тыс. км, в зависимости от условий эксплуатации. Во многих автомобилях (в основном Авенсис второго поколения) двигатель был отремонтирован или заменен по гарантии. Вероятно, одна из причин появления проблемы – реакция металла на взаимодействие с охлаждающей жидкость. Если на проблемный автомобиль гарантия не распространяется, тогда для ремонта необходимо подготовить около 60-70 тыс. рублей.

Сажа в двигателе

К сожалению, моторы серии AD склонны постепенно накапливать большое количество сажи во впускном коллекторе, а затем и в камере сгорания. Проблема решается с помощью очистки специальными жидкостями.

Низкий ресурс двойного маховика

Чем сильнее двигатель, тем большую нагрузку испытывает двухмассовый маховик. Для двигателя 2AD его стоимость составляет до 40 000 рублей!

Технические характеристики Toyota 2.0/2.2 D-4 D

Версия

1AD-FTV — 124

1AD-FTV — 126

2AD-FTV — 136

2AD-FTV — 150

2AD-FTV — 177

Система впрыска

Common Rail

Common Rail

Common Rail

Common Rail

Common Rail

Рабочий объем

1995 см3

1995 см3

2231 см3

2231 см3

2231 см3

Расположение цилиндров /

количество клапанов

R4/16

R4/16

R4/16

R4/16

R4/16

Мощность

124 л,с./4000

126 л.с./4000

136 л.с./4000

150 л.с./4000

177 л.с./4000

Макс.  крутящий момент 

310 Нм /   1600-2400

300 Нм /   1800-2400

310 Нм /   2000-2800

310 Нм /   2000-3200

400 Нм /   2000-2600

Привод ГРМ

цепь

цепь

цепь

цепь

цепь

Применение двигателя 2.0 D-4 D 1 AD/2 AD

Этот двигатель используется и по сей день, но за время своего существования претерпел несколько изменений. В линейке силовых агрегатов текущей Toyota Corolla (Е18) этот двигатель отсутствует.

Lexus IS220d: 05.2010-03.2013

Toyota Auris I: с 10.2006

Toyota Avensis II: 10.2005-11.2008

Toyota Avensis III: с 02.2009

Toyota Corolla: с 10.2006

Toyota RAV4 III: с 11.2005

Toyota RAV4 IV: с 12.2012

Toyota Verso/Corolla Verso: с 10.2005

Оценка: ☆☆

Сложно считать этот двигатель успешным. Погоня за современными технологиями и снижение издержек при производстве привели к созданию несовершенной конструкции. Раскрывшийся конструктивный дефект имеет действительно большие масштабы и не допустим в современных двигателях. Утешением послужит тот факт, что в 2009 году проблема была решена, и дизель серии AD стал не опасен.

Альтернатива

Чуть более прожорливый бензиновый 1,8-литровый двигатель позволит сохранить душевное спокойствие.

Система впрыска Common Rail: от истоков до наших дней

Для начала окунёмся в историю. система впрыска Common Rail, относящаяся к системам непосредственного впрыска, массово используется на легковом автотранспорте с середины 90-х годов, и до нынешних времён пережила несколько этапов модернизаций.

Хотя её автором и официальным владельцем считается компания Bosch, идейным создателем системы является концерн Fiat.

Именно итальянцы создали концепцию современной Common Rail и затем, из-за недостатка финансовых средств продали технологию немцам.

Стоит сказать, что мысли о подобных способах питания дизельных двигателей инженерные умы вынашивали с середины ХХ века, но только с развитием дешёвой электроники эти идеи стали повседневной реальностью.

Пора вернуться в наши дни и разобраться, что такое система впрыска Common Rail и что скрывает это загадочное словосочетание.

На самом деле, всё просто, в дословном переводе на русский оно означает – общая рампа.

И действительно, элемент с таким названием, который без лишнего пафоса можно назвать ключевым, имеется в данной системе.

Также его именуют аккумулятором высокого давления или топливной рампой.

В этот узел под большим давлением нагнетается дизельное топливо, которое затем распределяется по форсункам, а они, в свою очередь, по команде впрыскивают солярку в нужный момент прямо в цилиндры.

По сути, в этом и заключается главная «фишка» Common Rail – процессы нагнетания давления и впрыска разделены, что позволило инженерам без лишних «напрягов» управлять моментом начала инжекции горючего и в широких пределах регулировать его напор.

Наверное, вы заметили, что Common Rail имеет общие черты с системой непосредственной инжекции бензиновых моторов.

Так и есть, архитектуры похожи, но если в бензиновом двигателе впрыск происходит под давлением около 20 МПа, то в его дизельном собрате эти цифры больше в 10 раз!

Как работает система Коммон Рейл

Принцип работы Common Rail такой: электронасос подает топливную смесь к ТНВД. Подача совершается под давлением 2,6-7 бар, и давление продолжает нагнетаться. Оно может достичь и 600 бар, если прокручивать двигатель стартером. А запуск мотора приведет к нагнетанию давления до 1500-2000 бар.

В рейке давление все время поддерживается на нужном уровне. Управляет уровнем специальный датчик. Излишки топливной смеси поступают в магистраль возвратного слива. Регулирующее устройство размещают как в корпусе ТНВД, так и в топливной рейке. В рейке может находиться дроссель быстрого сброса топлива, способный предотвратить образование трещин на стенках при возникновении нештатной ситуации.

На некоторых системах стоят температурные датчики для более точной работы. Иногда встречается отдельная форсунка, которая нужна для увеличения дозировки топливной смеси и прожигания отложений в сажевом фильтре. Есть системы, где прожиг сажевых отложений в фильтре осуществляется путем изменения подаваемой в цилиндры дизеля топливной массы или корректировки момента впрыска при помощи ЭБУ.

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.

Как проверить форсунки?

Заливая даже самое качественное дизельное топливо не защитит от того, что инжекторы обычно после пробега 150-200 тыс. км сильно изношены. Однако это не значит, что машина станет клином на обочине дороги. Стоит помнить, что форсунки имеют допустимый диапазон отклонений от оптимальных параметров, в пределах которого компьютер сам может корректировать свою работу, уменьшая или увеличивая давление.

Именно такие кода ошибок сообщат автомеханику о неисправности форсунок. Однако подключение автомобиля к компьютеру это минимум информации, это не точная диагностика состояния форсунок. Чтобы точно проверить форсунки, их нужно проверить на специальном стенде (стоимость: около 600 руб / шт. Плюс разборка / сборка прибл. 2000 руб).

Технология, проверенная временем

Идея насос-форсунки заключается в том, чтобы физически объединить насос высокого давления (ТНВД) и форсунку в единый узел, впрыскивающий топливо непосредственно в цилиндр мотора.

В отличии от Common Rail, где ТНВД один на весь силовой агрегат, в нашем сегодняшнем варианте насосов, по сути, столько, сколько и самих форсунок.

О том, какие преимущества имеет подобная схема и имеет ли вообще, мы поговорим позже, а пока окунёмся на несколько мгновений в историю.

Считается, что массовое внедрение впрыска насос-форсунками началось в конце 90-х годов прошлого столетия, а пошли по такому пути инженеры концерна Volkswagen.

На самом деле, так и есть, но, правда, если рассматривать только сегмент легковых авто. Другое дело грузовая техника. Оказывается, ещё в 30-х годах в США была разработана технология, аналогичная современным насос-форсункам.

Интересовались ею и в СССР, причём настолько плотно, что закупили у американцев оборудование для производства моторов с такой системой и выпускали их на заводе ЯАЗ, периодически модернизируя, вплоть до 1992 года.

Что же представляет собой эта технология?

История

Топливная система Common Rail на двигателе грузовика Volvo

Викерс первым применил систему впрыска Common Rail в двигателях подводных лодок. Двигатели Vickers с топливной системой Common Rail были впервые применены в 1916 году на подводных лодках G-класса . В нем использовались четыре плунжерных насоса, обеспечивающих давление до 3000 фунтов на квадратный дюйм (210 бар; 21 МПа) каждые 90 ° вращения, чтобы поддерживать давление топлива в рампе на достаточно постоянном уровне. Подачу топлива в отдельные цилиндры можно было перекрыть с помощью клапанов в инжекторных линиях. Doxford Engines использовала систему Common Rail в своих судовых двигателях с оппозитными поршнями с 1921 по 1980 год, где многоцилиндровый поршневой топливный насос создавал давление около 600 бар (60 МПа; 8700 фунтов на квадратный дюйм), а топливо хранилось в баллонах-аккумуляторах. Регулирование давления достигалось регулируемым ходом нагнетания насоса и «переливным клапаном». Механические распределительные клапаны с распределительным валом использовались для питания подпружиненных форсунок Brice / CAV / Lucas, которые впрыскивали через боковую часть цилиндра в камеру, образованную между поршнями. Ранние двигатели имели пару кулачков газораспределительного механизма, один для движения вперед, а другой для заднего. Более поздние двигатели имели по два инжектора на цилиндр, а последняя серия двигателей с турбонаддувом постоянного давления оснащалась четырьмя инжекторами на цилиндр. Эта система использовалась для впрыска как дизельного топлива, так и мазута (600 сСт, нагретого до температуры около 130 ° C).

Двигатели с системой Common Rail уже некоторое время используются в судостроении и локомотивах . Купер-Бессемер GN-8 ( около 1942) представляет собой пример с гидравлическим управлением Common Rail дизельного двигателя, известный также как модифицированная общей топливная магистраль.

Прототип системы Common Rail для автомобильных двигателей был разработан в конце 1960-х годов Робертом Хубером из Швейцарии, а дальнейшее развитие технологии получил доктор Марко Гансер из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, позже компания Ganser-Hydromag AG (эст. 1995) в Оберэгери.

Первое успешное использование в серийных автомобилях началось в Японии к середине 1990-х годов. Доктор Шохей Ито и Масахико Мияки из Denso Corporation , японского производителя автомобильных запчастей, разработали топливную систему Common Rail для большегрузных автомобилей и применили ее на практике в своей системе Common Rail ECD-U2, установленной на грузовике и продана для общего пользования в 1995 году. Denso заявляет о первой коммерческой системе Common Rail высокого давления в 1995 году.

Современные системы Common Rail, хотя и работают по тому же принципу, управляются блоком управления двигателем , который открывает каждую форсунку электрически, а не механически. Он был широко проработан в 1990-х годах в сотрудничестве между Magneti Marelli , Centro Ricerche Fiat и Elasis. После исследований и разработок, проведенных группой Fiat , конструкция была приобретена немецкой компанией Robert Bosch GmbH для завершения разработки и доработки для массового производства. Оглядываясь назад, можно сказать, что продажа Fiat показалась стратегической ошибкой, поскольку новая технология оказалась очень прибыльной. У компании не было иного выбора, кроме как продать Bosch лицензию, так как в то время у нее было плохое финансовое положение и не хватало ресурсов для завершения разработки самостоятельно. В 1997 году они распространили его на легковые автомобили. Первым легковым автомобилем, использующим систему Common Rail, была модель 1997 года Alfa Romeo 156 с 2,4- литровым двигателем JTD , а позже в том же году Mercedes-Benz представила ее в своей модели W202 .

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.