Обслуживание дизельных форсунок Common Rail

Обслуживание дизельных форсунок Common Rail

Форсунки CommonRail часто устанавливаются на легковых и грузовых дизельных автомобилях, так как они надежны и практичны. Эта система оснащена электронным блоком управления, который регулирует впрыск топлива в камеру сгорания и подачи к ТНВД. Форсунки обеспечивают экономность потребления топлива, снижение уровня загрязнения выхлопных газов и снижает уровень шума двигателя внутреннего сгорания.

Структура и функционирование форсунок CommonRail

Система CommonRail позволяет более тонко регулировать давление в обширном диапазоне. Она состоит из таких элементов, как регулятор топливного давления, клапан дозирования, рампа, форсунка, топливных насос высокого давления. Правильная работа всей системы, как точное дозирование топлива в цилиндрах, преобразование дизеля в воздушную массу и обеспечение герметичности камеры сгорания зависит от исправности форсунок.

Главные признаки выхода из строя форсунки:

Мотор работает неравномерно, троит, присутствует вибрация – возможна неправильная работа поршня;

Увеличивается объем выхлопного дыма темно-серого или черного цвета;

Увеличение расхода топлива;

Мотор трудно или вовсе не запускается.

Если наблюдаются такие симптомы, необходимо обратиться в специализированный сервис по обслуживанию дизельных автомобилей и пройти диагностику профессиональным диагностическим оборудованием.

Особенности обслуживания форсунок

Продолжительность работы форсунок зависит от качества и своевременности их обслуживания. Периодичность этих операций зависит от конкретного типа мотора, на которые установлены и может варьироваться от 500 до 5000 моточасов.

Специалисты рекомендуют проводить чистку форсунок на специализированном стенде через каждые 100 тысяч километров пробега. Процедура заключается в промывке и прочистке ультразвуком, поэтому сделать ее в домашних условиях невозможно.

Ремотопригодность и способность восстановления неисправного элемента зависит от конкретного производителя:

Bosch – простые, легкие и недорогие в обслуживании. Можно заменить всю форсунку или отдельные элементы;

Delphi – не все мастера готовы работать с ними и восстановление электромагнитных форсунок несколько сложнее;

Denso – надежные и долговечные устройства, которые дороже аналогов;

Siemens – ремонтопригодные функциональные устройства с пьезоэлементом.

Чтобы CommonRail работали безотказно необходимо защищать устройство от влаги, выбирать топливо без присадок, проверять на наличие металлической стружки и пыли, которая производится естественным путем ТНВД. Также рекомендуется не ездить с малым запасом топлива, регулярно проводить чистку топливной системы, менять топливный фильтр.

В остальных случаях поможет интернет-магазин Diesel-Exp, в котором можно приобрести необходимые детали для дизеля от надежных производителей по выгодным ценам и с гарантией качества. Оформлять онлайн заказ могут все категории частных и профессиональных клиентов с недорогой и оперативной доставкой.

Самостоятельное восстановление форсунок дизеля (система Common Rail)

Ремонт и обслуживание

Сегодня система Common Rail применяется практически во всех современных автомобилях, независимо от того, дизельные в них двигатели или бензиновые. У этого явления есть объяснение: система очень эффективна и надёжна. Но далеко не каждый автолюбитель чётко представляет себе, как она работает, когда нужно восстановление или замена детелей этого типа. Да и о ремонте форсунок в этой системе у многих весьма поверхностное представление. Разберёмся в этих моментах подробнее.

Что такое система Common Rail

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

На сегодняшний день топливная система Common Rail считается передовой

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

Отличие Комон Рейл от бензиновых топливных систем

Главное отличие системы Common Rail от бензиновых систем подачи топлива заключается в её невероятной гибкости. Автолюбитель может очень тонко настроить как параметры впрыска, так и уровень давления в топливной рампе в зависимости от режима работы мотора. Всё, что для этого нужно — изменить настройки ЭБУ автомобиля. Изменение настроек позволяет удовлетворять постоянно ужесточающиеся требования к токсичности выхлопных газов, к уровню шума мотора и к его экономичности. Бензиновые системы подобной гибкости не могут обеспечить в принципе. Чтобы изменить хотя бы один из вышеуказанных параметров и подогнать его к желаемому значению, владельцу бензинового мотора придётся очень долго его регулировать.

Основные типы форсунок, используемые в этой системе

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

Пьезоэлектрическая

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

Исполнительный механизм пьезоэлектрической форсунки основан на компактном пьезоэлементе

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

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

Электромагнитная

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

Электромагнитные форсунки Common Rail используются преимущественно в бензиновых двигателях

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

Основные неисправности форсунок

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

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

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

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

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

Для устранения устройство необходимо промыть. Вот основные способы промывки:

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

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

Из-за разрушения уплотнительного кольца форсунка Common Rail может потечь

Вот признаки того, что форсунка потекла:

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

Ремонт

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

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

Последовательность ремонта

1. Съёмник устанавливается на извлекаемую форсунку.

Видео: ремонтируем дизельную форсунку Bosch системы Common Rail

Промывка своими руками

Вначале рассмотрим наиболее приемлемый для автолюбителя вариант: промывка форсунок без их снятия с автомобиля. Для проведения этой процедуры потребуются следующие вещи:

• промывочная жидкость Wynns;
• пустая пластиковая бутылка ёмкостью 1.5 л;
• шланг резиновый длиной 1.5 м;
• 2 соска для автомобильных колёс;
• компрессор автомобильный;
• фильтр для инжектора, 1 штука;
• хомуты стальные для шланга, 4 штуки.

Последовательность промывки

Перед началом промывки придётся собрать простейшее моющее устройство, которое будет работать как капельница для больного.

Резиновый шланг разрезается на две части. Конец первой половики шланга надевается на штуцер рампы. Ко второму концу этой половинки подключается фильтр от инжектора.

Стенд для промывки форсунок

Если самостоятельная очистка не дала результатов, то автовладельцу придётся использовать стенд. Изготовить такое оборудование в условиях гаража не представляется возможным. Поэтому автовладельцу придётся обращаться в специализированный сервисный центр, в котором такие стенды есть.

Промывочный стенд BLUSTAR, используется в большинстве современных автосервисов

При стендовой промывке все детали извлекаются из двигателя, устанавливаются на стенд, где и промываются в специальном сольвенте. Помимо этого они обрабатываются ультразвуком. Такой комплексный подход обеспечивает удаление даже самых стойких и твёрдых загрязнений.

Промывочные стенды для форсунок фирмы BOSCH стали появляться в сервисах относительно недавно

В большинстве центров промывка производится на стендах фирм BOSCH и BLUSTAR. Стоимость стендовой промывки форсунок варьируется в пределах от 1000 до 1800 рублей.

Итак, отремонтировать и промыть форсунку вполне можно и самостоятельно, если только случай не тяжёлый. Ну а если загрязнения оказались очень стойкими и их не взяла даже качественная промывочная жидкость, остаётся лишь один вариант: снимать детали и нести их в сервисный центр, на ультразвуковой стенд.

Диагностика и ремонт топливной системы Common Rail в г. Липецке | МультиДизель

РЕМОНТ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ COMMON RAIL ДЛЯ ЛЕГКОВЫХ И ГРУЗОВЫХ АВТО

Сейчас common rail — это самая развитая и современная топливная система для дизельного двигателя.

Главное достоинство данного оборудования – способность изменять начало и давление в топливе при впрыске. Эта функция появилась вследствие рождения идеи о разделении процесса создания давления и процедуру впрыска.

Диагностику и ремонт топливной системы Common Rail нельзя делать самостоятельно, т.к. за ее управление отвечает электронный блок.

Система CR применима не только на дизельном двигателе легкового автомобиля, но и на грузовом. Но в случае применения на груз. машине, к системе представлены большее число требований, а именно увеличение функций, повышение силы впрыскивания, изменение времени впрыска, управление параметрами относительно условий эксплуатации.

Благодаря электрическим форсункам с соленоидными клапанами, топливо равномерно распределяется среди цилиндров, а его излишек вновь возвращается в бак. Тем самым эта система сэкономит топливо, минимизирует шумы от двигателя и снизит количество вредного вещества в выхлопных газах.

Ремонт дизельной топливной системы понадобиться только при поломке одной из ее элементов. Основные части системы: аккумулятор, магистрали, датчики и контуры давления, дизельные форсунки, насос, система подачи воздуха и др.

Форсунка с уникальным электромагнитным клапаном моментального действия — ключевая особенность системы CR. Он регулирует процесс впрыска топлива в цилиндрах и открывание закрывание распылителя.

За счет того, что двигатель управляется электронным способом, это позволило регулировать все узлы по-отдельности.

Серьёзный ремонт Commom Rail не требует, т.к. оборудование системы достаточно износоустойчивое и прочное, предполагающая нагрузку(ведь топливо подаётся под сильным давлением, иногда доходящее до 18 тыс. бар).

Проблемы с двигателем начинаются, когда нарушаются основные правила его эксплуатации.

Типичные причины неисправностей:

• Низкокачественное топливо – следствием применения дешёвого топлива является быстрое изнашивание форсунок. Это случается при перепадах напряжения, и при неправильном хранении автомобиля. В случае сильного износа потребуется непростой и не дешёвый ремонт топливных форсунок, но иногда можно обойтись лишь реставрацией распылителя. Поэтому нужна своевременная чистка и проверка форсунок Cоmmon rail для выявления проблем в самом их начале, не доводя их до серьезных поломок.
• Симптомы поломки форсунок – неравномерная работа двигателя, сизый дым из выхлопной трубы, потеря мощности двигателя и сильный стук, повышенный расход топлива.
• Попадание грязи в ТНВД(топливный насос высокого давления) что приводит к поломке всей системы. Виной этого тоже неправильное топливо, из-за него идет натирание стружки, которая попадает в двигатель, это приводит к полной замене системы. Ремонт топливной аппаратуры обойдётся не дешево. Механические частицы, проникшие в систему, способны вывести из строя сам насос, но это случается крайне редко.

Регулировка форсунки начинается с ее диагностики на специальном стенде, на котором проверяют герметичность, качество распыления топлива и давление начала впрыска. При выявление каких-либо отклонении от нормальной работы форсунки потребуется ее регулировка.

МультиДизель рекомендует регулярную диагностика и ремонт топливной систем Common Rail для легковых и грузовых автомобилей. Анализ проводят на предназначенном для этого стенде, для этого полчаса в разных режимах тестируют оборудование, в результате получаем всю информацию о двигателе, и представляем в каком состоянии находиться топливная система Commom Rail. Правила эксплуатации системы: использовать только качественное топливо, регулярно проводить анализ всей системы, при возникновении незначительных признаков неисправности не медлите, проверьте систему. Эти советы позволят избежать дорогого ремонта дизельных топливных систем.

Аккумуляторная топливная система

Аккумуляторная топливная система или система типа «коммон-рэйл» (англ.  common rail  — общая магистраль) — система подачи топлива, применяемая в дизельных двигателях. В системе типа common rail насос высокого давления нагнетает дизельное топливо под высоким давлением (до 30 МПа, в зависимости от режима работы двигателя) в общую топливную магистраль существенного объёма (аккумулятор) [1] .

Управляемые электроникой электрогидравлические форсунки с электромагнитным или пьезоэлектрическим приводом управляющих клапанов впрыскивают дизельное топливо под высоким давлением в цилиндры. В зависимости от конструкции форсунок и класса двигателя, может впрыскиваться до 9 порций топлива за 1 цикл.

Одной из ключевых особенностей систем common rail является независимость процессов впрыскивания от угла поворота коленчатого вала и от режима работы двигателя, что делает возможным достижение высокого давления впрыскивания на частичных режимах, что необходимо для удовлетворения современных и перспективных экологических требований.

Содержание

Конструкция и принцип действия [ править | править код ]

Топливо из топливного бака забирается топливоподкачивающим насосом (низкого давления), и через топливный фильтр поступает в топливный насос высокого давления (ТНВД). ТНВД подаёт топливо в напорную магистраль, которая играет роль аккумулятора давления. Блок управления регулирует производительность ТНВД для поддержания необходимого давления в магистрали по мере расхода топлива.

Топливная магистраль соединяется топливопроводами с форсунками. В каждую форсунку встроен управляющий клапан — электромагнитный или пьезоэлектрический. По команде от блока управления клапан открывается, впрыскивая необходимую порцию топлива в цилиндр.

Сравнение с другими системами подачи топлива [ править | править код ]

• В отличие от традиционной системы подачи топлива, используется одноканальный ТНВД, постоянно подающий топливо в магистраль;
• Необходимо корректировать цикл работы исходя из пропускной способности каждой форсунки, из-за чего требуется настройка электронного блока после каждой замены форсунок.

• Давление, при котором происходит впрыск топлива, можно поддерживать вне зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя и оно остаётся практически постоянно высоким в течение всего цикла подачи топлива, что особенно важно для стабилизации горения на холостом ходу и на малых оборотах при работе с частичной нагрузкой;
• При использовании аккумуляторной системы подачи топлива момент начала и конца подачи может в широких пределах регулироваться ЭБУ. Это позволяет более точно дозировать топливо, а также осуществлять подачу топлива несколькими порциями в течение рабочего цикла — для более полного сгорания топлива;
• Конструкция common rail проще, чем у системы ТНВД с форсунками, её ремонтопригодность выше.

• Более сложные форсунки, которые требуют относительно частой замены, по сравнению с традиционной системой подачи топлива;
• Система перестаёт работать при разгерметизации любого элемента высокого давления, например, при неисправности одной из форсунок, когда её клапан постоянно находится в открытом положении;
• Более высокие требования к качеству топлива, чем у традиционных систем.

Таким образом, для удовлетворения перспективных экологических нормативов, таких как Euro-VI, Tier-IV, Euro Stage IV для тяжёлых дизелей, системы common rail были признаны наиболее подходящими для дизелей всех классов.

Носители системы [ править | править код ]

На данный момент [ когда? ] до 70 % всех выпускаемых дизельных двигателей оснащается системами common rail, и эта доля растёт [2] . По прогнозам компании Robert Bosch GmbH доля системы CR на рынке к 2016 году достигнет 83 %, а в 2008 году их число составляло лишь 24 %. Таким образом, сегодня практически каждый производитель двигателей всех классов: от малых легковых и до крупных судовых, освоил применение аккумуляторных систем.

Среди производителей топливоподающей аппаратуры и систем common rail в частности, лидерами являются следующие компании: R. Bosch, Denso, Siemens VDO, Delphi, L’Orange, Scania.

История [ править | править код ]

В 1934—1935 годах был сконструирован, а в 1936 году показан на авиашоу в Париже дизельный двигатель Коатален (L. Coatalen). Отличием дизеля Коаталена от иных дизелей был впрыск топлива в цилиндры не гидравлическим открыванием клапана форсунки, а механическим открыванием и применением гидроаккумулятора, топливо в который нагнетается независимым от распределительной системы ТНВД. Фактически был показан работоспособный двигатель, на котором был применён прообраз системы common rail. Такой системой впрыска топлива Луи Коатален обогнал время на 60 лет [3] [4] .

Впервые система непосредственного впрыска топлива на дизельных двигателях была разработана и внедрена в 1939 году советскими инженерами при создании двигателя семейства В-2 на Харьковском паровозостроительном заводе.

Прототип системы common rail был создан в конце 1960-х годов Робертом Хубером в Швейцарии, далее технологию разрабатывал доктор Марко Гансер из Швейцарской высшей технической школы Цюриха.

Разработки электронно управляемых аккумуляторных систем питания дизельных двигателей и электро-гидравлических форсунок проводились ещё в 60-80 годах XX века в СССР в лаборатории автоматики и систем питания ДВС Коломенского филиала ВЗПИ под руководством профессора Ф. И. Пинского. Первые в мире работоспособные электронно-управляемые аккумуляторные топливные системы дизелей были реализованы на дизелях Коломенского Завода и НПО Звезда (г. Ленинград). Отсутствие производства в СССР малогабаритных электромагнитных исполнительных устройств для форсунок не позволило применить тогда эти системы на автомобильных дизелях. Электронно-управляемые аккумуляторные топливные системы дизелей в документах для служебного пользования фирмы R.Bosch до 1988 года имели обозначение «русские топливные системы», так как описание таких систем, разработанных в Коломне, существовало только на русском языке [5] [6] .

В середине 1990-х годов доктор Сёхэй Ито и Масахико Мияки из корпорации Denso разработали систему common rail для коммерческого транспорта и воплотили её в системе ECD-U2, которая стала использоваться на грузовиках Hino Rising Ranger; в 1995 году они 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 электрически, а не механически. Эта технология была детально разработана общими усилиями компаний Magneti Marelli, Centro Ricerche Fiat и Elasis. После того как концерн Fiat разработал дизайн и концепцию системы, она была продана немецкой компании Robert Bosch GmbH для разработки массового продукта. Это оказалось большим просчетом Fiat, поскольку новая технология стала очень выгодна, но в то время итальянский концерн не имел финансовых ресурсов для завершения работ. Тем не менее, итальянцы первые применили систему common rail в 1997 году на Alfa Romeo 156 1.9 JTD, и только потом она появилась на Mercedes-Benz C 220 CDI.