Познавательно: ​Дизель системы Common Rail (Кратко: Что это, История, примеры)

Существует система впрыска топлива для дизельных двигателей Common Rail, позволяющая одновременно снижать расход топлива, токсичность отработавших газов и уровень шума. Вдобавок, Common Rail повышает экономичность и плавность работы двигателей. Казалось бы — слишком много, и ждать сразу стольких эффектов от впрыска топлива не стоит — и напрасно.

Это самый современный этап эволюции бензиновых и дизельных двигателей с прямым впрыском топлива. Отличие его от традиционных дизелей с низким давлением подачи топлива: наличии рампы и подача топлива с очень большим давлением (более 1000 бар), которое далее распределяется между электрическими форсунками с соленоидными клапанами. Третье поколение систем Common Rail отличается применением пьезоэлектрических инжекторов для увеличения точности впрыска, количественное увеличение фаз впрыска, а также повышения давления подачи топлива в рампу(до 1800бар). Сейчас есть системы до 2200 бар (легковые а/м) и 2500 бар (грузовые а/м).

История Common Rail

Прототип системы Common Rail был разработан в конце 60-х годов Робертом Хубером в Швейцарии. Далее его технология была развита Марко Гансером из Швейцарского Федерального Института Технологии в Цюрихе. В середине 90-х годов Доктор Шохей Ито и Масахико Мияки из Корпорации DENSO, Япония, разработали систему Common Rail для коммерческого транспорта и воплотили ее в системе ECD-U2, которая стала использоваться на грузовиках HINO Rising Ranger, а потом в 1995 году продали технологию другим производителям. Поэтому DENSO считается пионером в адаптации системы Common Rail к нуждам автомобилестроения. Современные системы Common Rail работают по тому же принципу. Они управляются Блоком Электронного Управления, который открывает каждый инжектор электронно, а не механически. Эта технология была детально разработана общими усилиями компаний Magneti Marelli, Centro Ricerche Fiat и Elasis. После того, как FIAT разработал дизайн и концепцию системы, она была продана немецкой компании Robert Bosch GmbH для последующего завершения разработки массового продукта. В целом, это стало большим просчетом компании FIAT, поскольку новая технология стала очень выгодна. Но итальянский концерн был в то время в удручающем финансовом состоянии и не имел ресурсов для завершения выполненых работ. Тем не менее итальянцы первые применили систему Common Rail в 1997 на Alfa Romeo 156 1.9 JTD и только потом она появилась на Mercedes-Benz C 220 CDI.

Принцип работы системы Common Rail состоит в том, чтобы добиться минимального размера впрыскиваемых в камеру сгорания капель и использовании повышенного давления впрыска. Для этого вместо индивидуальных насосов-форсунок на каждом цилиндре установлен один центральный топливный насос высокого давления, нагнетающий давление в рампе. Это позволяет использовать форсунки с очень малым временем срабатывания, точно дозирующие впрыск за счет электронного управления.

Благодаря этой передовой системе дизельное топливо за один рабочий такт впрыскивается в камеры сгорания в несколько этапов. На этапе предварительного впрыска подается небольшое количество топлива, затем следует основная порция и, наконец, серия завершающих впрыскиваний (если в этом есть необходимость). Предварительный впрыск обеспечивает равномерное нарастание давления в камере сгорания, снижая уровень шума от работающего двигателя. А серия завершающих впрыскиваний дожигает несгоревшие частицы, улучшая состав отработавших газов Для нормальной работы некоторых типов систем необязательно поддерживать постоянно самое высокое давление. Трубки рампы имеют одинаковую длину и оканчиваются инжекторами. На рампе также расположен регулятор давления, который отправляет лишнюю часть топлива обратно в бак через охладитель. С помощью датчика давления в рампе Блок Управления Двигателем может получать информацию о давлении в рампе и контролировать его.

Датчики и исполнительные механизмы:

Основными датчики, которые используются в системе - это датчик давления в рампе, датчик потока воздуха, датчики распредвала и коленвала, температурные датчики двигателя и входящего воздуха, датчик положения педали акселератора, система подогрева.

Исполнительные механизмы в системе Common rail: это инжектора, клапан регулятор давления в рампе, клапан турбонадува и клапана рециркуляции выхлопных газов.

Инжектора включаются по команде контроллера - блока EDC посредством магнитного соленоида. Гидравлическая сила давления позволяет открывать и закрывать инжектор, однако активация происходит с блока управления. Некоторые инжектора имеют пьезокристаллы. Под влиянием магнитного поля они увеличиваются в размерах. В инжекторе типа Piezo Inline кристалл находится близко к игле и поэтому в нем не используется механических деталей для включения иглы. В ранних системах применялся двойной впрыск - пилотный и основной для предотвращения детонации. В современных системах используется до шести фаз впрыска. Каждый инжектор производится и тестируется в лаборатории, где ему присваивают определенный код по измеренным данным его работы. После замены инжекторов код должен быть прописан в память блока управления с помощью сканера.

Причины вытеснения традиционных дизелей: Лучшие экологические данные по выхлопу, меньший шум, более дешевое производство компонентов.

Common Rail сегодня

В настоящее время каждый производитель имеет собственную аббревиатуру, которая обозначает систему COMMON RAIL:

— BMW: D-двигатели (также используются Land Rover Freelander как TD4)

— Cummins и Scania: XPI (Совместная разработка)

— Cummins: CCR (Насос Cummins с инжекторами Bosch)

— Daimler: CDI (для автомобилей Chrysler и Jeep - CRD)

— Fiat: Fiat, Alfa Romeo and Lancia - JTD (также называется MultiJet, JTDm, Ecotec CDTi, TiD, TTiD , DDiS, Quadra-Jet)

— Ford Motor: TDCi Duratorq и Powerstroke

— General Motors: Opel/Vauxhall - CDTi (производится Fiat и GM Daewoo) и DTi для Isuzu

— General Motors: Daewoo/Chevrolet - VCDi (лицензирован от VM Motori также имеет брэнд Ecotec CDTi)

— Honda: i-CTDi

— Hyundai и Kia: CRDi

— Mahindra: CRDe

— Maruti Suzuki: DDiS (производится по лицензии Fiat)

— Mazda: CiTD

— Mitsubishi: DI-D (недавно разработано новое поколение 4N1 с давлением

— в системе впрыска до 2000 bar)

— Nissan: dCi

— PSA Peugeot Citroen: HDI или HDi (Volvo S40/V50 использует двигатели от PSA 1,6D & 2,0D, также используется брэнд JTD)

— Renault: dCi

— SsangYong: XDi (двигатели собираются по лицензии Daimler AG)

— Subaru Legacy: TD (с января 2008)

— Tata: DICOR

— Toyota: D-4D

— Volkswagen Group: Двигатель 4.2 V8 TDI и самые последние 2.7 и 3.0 TDI(V6) сменили старые электронные дизеля. Двигатель 2.0 TDI используется на Volkswagen Tiguan и Audi A4. Новые 2.0 TDI скоро также будет доступен для Passat и в 2009 для Jetta.

— Volvo: 2.4D и D5

— Skoda: TDI

Как проводить диагностику систем Common Rail?

На сегодняшний день существенно возрастает доля автомобилей оснащенных системой Common Rail в сегменте кроссоверов, внедорожников, а на коммерческом транспорте в 95% автомобили оснащены системой Common Rail.

Современная методика и оборудование позволяет достаточно успешно применять методики диагностики для выявления неисправностей систем Common Rail, приглашаем Вас пройти в нашей лаборатории Мастер-класс "Диагностика дизельных систем Common Rail"