Топливная система коммон рейл Камаз

Система впрыска топлива CoMon Rail (CR) позволяет удовлетворить более широкий спектр требований к впрыску топлива, т.е:

• более высокое давление впрыска;
• переменный момент начала впрыска;
• доставка до и после инъекции;
• Регулировка давления впрыска в соответствии с условиями эксплуатации двигателя КАМАЗ и автомобиля.

Система подачи топлива «Common Rail» включает в себя:

• электронный блок управления;
• датчиков (см. фото Установка датчиков на двигатель с системой подачи топлива «Cmmon Rail»):
• датчик давления топлива в топливном аккумуляторе высокого давления («Rail»);
• датчик положения распределительного вала;
• датчик температуры и давления топлива;
• Датчик температуры и давления масла;
• Датчик температуры охлаждающей жидкости;
• Индикатор температуры и давления наддувочного воздуха;
• Датчик положения коленчатого вала;
• Инжектор с быстродействующим электромагнитным клапаном, который управляет процессом впрыска в каждом цилиндре;
• Топливный насос высокого давления (ТНВД) с регулятором расхода топлива и топливоподкачивающим насосом.
• Кнопка вспомогательной тормозной системы. На автомобилях КАМАЗ с системой подачи топлива «Соmmоn Rail» вспомогательная тормозная система включается при движении со скоростью не менее 30 км/ч.
• круиз-контроль/выключатель ограничения скорости;
• переключатель режима диагностики двигателя;
• контрольная лампа диагностики двигателя;
• педаль подачи топлива;
• датчик педали тормоза;
• датчик стояночного тормоза;
• Клапан аварийной остановки двигателя;
• Датчик педали сцепления.

Установка датчика на двигатель с системой подачи топлива CoMon Rail
1 — насос впрыска топлива; 2 — электронный блок управления; 3 — инжектор; 4 — топливный аккумулятор, высокое давление; 5 — датчик давления топлива в топливном аккумуляторе, высокое давление; 6 — датчик положения распределительного вала; 7 — датчик температуры и давления топлива; 8 — датчик температуры и давления масла; 9 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 10 — датчик температуры и давления наддувочного воздуха; 11 — датчик положения коленчатого вала; 12 — жгут системы управления двигателем; 13 — жгут системы управления питанием

Схема системы и деталей

Высокое давление 230-1800 бар.

Давление в обратной магистрали инжектора, 10 бар.

Давление в напорной линии, давление в обратной линии.

1. топливоподкачивающий насос.
Топливный насос непрерывно нагнетает топливо в напорную магистраль.

2. топливный фильтр с клапаном предварительного нагрева.
Клапан предварительного нагрева предотвращает засорение фильтра кристаллизованным парафином при низких температурах окружающей среды.

3. вспомогательный топливный насос.
Подает топливо из напорной магистрали к топливному насосу.

4. сетчатый фильтр.
Предотвращает попадание посторонних частиц в насос высокого давления.

5. датчик температуры топлива.
Измеряет текущую температуру топлива.

6. насос высокого давления (HPP).
Создает давление, необходимое для работы системы впрыска.

7. клапан дозирования топлива.
Регулирует количество топлива, подаваемого в аккумулятор высокого давления.

8. регулятор давления топлива.
Регулирует давление топлива в линии высокого давления.

9. аккумулятор давления (топливная рейка).
Собирает топливо под высоким давлением, необходимое для впрыска во все цилиндры.

10. манометр для измерения давления топлива.
Измеряет текущее давление топлива в линии высокого давления.

Читайте также: Как продать подержанный автомобиль

11. регулятор давления.
Поддерживает давление в обратной магистрали инжектора на уровне 10 бар. Это давление необходимо для работы форсунок.

12. форсунки.

Система впрыска Common Rail

Common Rail — это система впрыска Common Rail для дизельных двигателей с аккумулятором высокого давления. Термин «Common Rail» означает «общий пучок или рампа» и используется для обозначения общего топливного
(аккумулятор давления) для всех форсунок в нескольких цилиндрах.

В этой системе процесс впрыска отделен от процесса высокого давления. Высокое давление, необходимое для системы впрыска, создается отдельным топливным насосом высокого давления (ТНВД).
Топливо под высоким давлением хранится в аккумуляторе давления (топливная рейка)
и подается к форсункам через короткие трубопроводы высокого давления.
Система впрыска Common Rail управляется системой управления двигателем Bosch EDC.

Система впрыска common-rail имеет широкий диапазон регулируемых давлений и доз впрыска, адаптированных к конкретной работе двигателя. Это делает его хорошо подходящим для удовлетворения растущих потребностей системы впрыска в улучшении экономии топлива, снижении выбросов и повышении уровня шума.

В этой системе впрыска Common Rail используются пьезофорсунки.

Управление форсунками осуществляется с помощью привода, который основан на использовании пьезоэлектрического элемента. Скорость переключения этого механизма во много раз выше, чем у инжектора с электромагнитным клапаном.

Масса подвижной иглы пьезосопла также примерно на 75% меньше, чем у сопла с электромагнитным приводом.

Это дает пьезофорсунке следующие преимущества:

* короткое время переключения
* несколько инъекций могут быть сделаны в течение цикла воздействия
* точность дозирования инъекций

Работа пьезоинжектора Common Rail

И просто так. Как выглядит заводская реализация пьезоинжектора Common Rail.

Высокая скорость переключения пьезоинжектора позволяет гибко и точно управлять фазами впрыска и дозировкой топлива. В результате процесс впрыска можно точно контролировать в соответствии с потребностями двигателя в любой момент времени. За один прием можно сделать до пяти отдельных инъекций.

НАСОС ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Насос высокого давления представляет собой одноплунжерный насос. Насос приводится в действие зубчатым ремнем на коленчатом валу с той же скоростью, что и двигатель. Насос высокого давления предназначен для создания давления до 1 800 бар в топливной магистрали, что необходимо для работы системы впрыска. С помощью двух кулачков, повернутых на 180° на приводном валу, синхронно с впрыском создается скачок давления во время рабочего хода соответствующего цилиндра. Это обеспечивает равномерную нагрузку на привод насоса и уменьшает колебания давления в диапазоне высокого давления.
Для уменьшения трения при передаче усилия от приводных кулачков к поршню насоса между кулачками установлен вал.

Конструкция насоса высокого давления

Схематическое изображение насоса высокого давления.

На смену старым системам питания дизелей с рядным топливным насосом высокого давления пришла более совершенная конструкция — «коммон рейл» (Common Rail, CR), что в переводе означает «общий путь».

Первые серийные автомобили с этой системой, разработанной компанией Bosch, появились в 1996 году. Свое название он получил из-за единственной топливной рейки, по которой топливо поступает к форсункам. Основным преимуществом этой системы является соответственно высокое давление топлива на всех режимах работы двигателя, что способствует лучшему смесеобразованию в зоне сгорания и общему сгоранию. Сохраняя умеренный аппетит своих предшественников, дизельный CR лучше соответствует экологическим стандартам, а сам автомобиль зачастую более динамичен и почти так же тих.

Сердцем системы является топливный насос высокого давления — компактный агрегат с одним, двумя или тремя цилиндрами и механическим приводом. Корпус топливного насоса изготовлен из алюминиевого сплава, а плунжерные вставки — из стали. Для того чтобы насос не перекачивал топливо на холостом ходу и при небольших нагрузках, в некоторых трехсекционных насосах одна секция отключается автоматически, а в двухсекционных насосах управление осуществляется с помощью дозирующего устройства. Само топливо подается из бака под давлением 6-7 бар с помощью подкачивающего насоса. Этот насос является либо шестеренчатым, либо шестеренчатым насосом.

Топливный насос либо шестеренчатый и встроен в корпус топливного насоса, либо электрический — в модуле впуска топлива или в магистрали.

Комплект для ремонта форсунок.

Уже в режиме кривошипа коленчатого вала ТНВД создает начальное давление 350-400 бар. На минимальном холостом ходу он достигает 500-600 бар, а при максимальной нагрузке — 1300-1500 бар. Насосы выпускаются с давлением до 2000 бар. Его значение устанавливается регулятором, который расположен на корпусе ТНВД или на рампе и подчиняется ЭБУ двигателя. ЭБУ использует сигналы от датчика давления на рампе для подачи команд.

Линии высокого давления подают топливо к форсункам, которые открываются под действием электрического сигнала. Существуют две конструкции — электромагнитная или с пьезоэлектрическим элементом. Первый вариант изначально был не очень быстрым, что заставило дизайнеров искать альтернативу. В пьезоэлементе напряжение подается на пьезокристалл, который мгновенно расширяется. Золотник сжимает пружину, игла форсунки открывает путь топливу — и оно впрыскивается в камеру сгорания. Однако развитие электромагнитной технологии продолжается, и оба варианта успешно работают в современных двигателях.

Современная форсунка — компактное, но непростое устройство.

Тщательная тонкая настройка рабочего процесса дизельного двигателя отражается в его тихом характере. Например, предварительный впрыск перед основным впрыском заметно сгладил воспламенение смеси — уже одно это сделало дизели CR тише своих предшественников. Дизели CR также имеют «вторичный впрыск». Его роль заключается в очистке сажевого фильтра дизеля. Дополнительное топливо, не сгорая в цилиндрах, достигает фильтра и нагревает его до температуры, при которой сажа полностью сгорает.

ДИАГНОСТИРУЕМ

Существует минимум оборудования, без которого неразумно начинать работу. Диагностика электронных систем начинается со считывания кодов неисправностей, проверки датчиков и исполнительных механизмов. Специальных сканеров для дизелей не существует, есть универсальные, т.е. для широкого спектра автомобилей, или дилерские сканеры для конкретной марки. Для проверки сигнала от проверяемого устройства необходим осциллограф. Но это дорого, выгоднее приобрести сканер с дополнительной функцией осциллографа.

Давление топлива проверяется с помощью манометров. Низкий — механический, со шкалой до 10 бар, и высокий — специальный манометр с адаптерами и диапазоном не менее 2000 бар. А для измерения количества топлива, выходящего из форсунок, необходим штатный комплект.

Алгоритм определения места повреждения зависит от характера повреждения. Если двигатель не запускается (электронные блокировки и забытые секретки не в счет), проверьте целостность ремня привода ГРМ. Если стартер проворачивает коленчатый вал с усилием, это неплохо для владельца, а если без сопротивления, то ремонтники будут довольны: работа будет дорогой. На самом деле, дизельные двигатели грязные — поршни гнут клапаны при отказе привода ГРМ и далее — как повезет.

Читайте также: какие документы нужны для продления водительских прав?

Стенд для проверки форсунок и насосов высокого давления.

Если синхронизация в порядке, перейдите к проверке подачи топлива. Насос электроусилителя включается при повороте ключа. Если этот насос изношен или поврежден, его энергопотребление изменяется, ЭБУ определяет это как неисправность и сохраняет код неисправности в памяти системы. Однако не стоит полагаться на электронику, поэтому подключите манометр к линии низкого давления. (На механическом подкачивающем насосе есть штуцер для облегчения проверки). Если давление здесь в норме, переходим к ТНВД.

Проверим давление топлива в рампе при вращении коленчатого вала стартером. Эта часть системы оснащена датчиком давления топлива — давайте воспользуемся им. Подключите сканер к диагностическому разъему и найдите нужный параметр. Если он ниже нормы, мы ищем, где кроется причина. Виновниками могут быть форсунки, электромагнитные клапаны (регуляторы) и сам насос впрыска топлива.

Схема дизельной топливной системы — «common rail»:

1 no copyright

1 — топливоподкачивающий насос;

2 — топливный фильтр; 3 — ТНВД

4 — клапан дозирования топлива; 5 — датчик давления топлива

датчик давления топлива; 6 — топливо

рампа; 7 — регулятор давления топлива

8 — форсунки.

РЕМОНТИРУЕМ

Работоспособность насоса может быть восстановлена только в специализированной мастерской с квалифицированным персоналом и диагностическим оборудованием. Стоимость ремонта — от 7 тысяч рублей, а дальше зависит от сложности. При некоторых повреждениях разумнее купить новый топливоподкачивающий насос. Обычная цена, около 30 тысяч рублей, шокирует скупых водителей дизелей, поэтому в моду входят отремонтированные или восстановленные агрегаты.

Дизель CR с большим пробегом часто невозможно запустить из-за неисправности хотя бы одной форсунки. Утечка топлива из клапана форсунки не позволяет давлению в рейке подняться до стартового давления. Для проверки пускового давления используется специальный диагностический набор. Сюда входят манометр, датчик давления, соединительные линии, заглушки вместо приводов и измерительные емкости для обратного потока.

ТНВД с клапаном отключения плунжерной секции в разрезе.

Изношенные форсунки разумно заменять комплектом. Разброс цен велик: в зависимости от модели и фирмы-производителя они стоят от 8 тыс. до 25 тыс. рублей за штуку. Характеристики каждой новой форсунки должны быть занесены в память ЭБУ двигателя, поскольку ни одна из двух форсунок не имеет одинаковых характеристик. Иное не только влияет на равномерность работы двигателя и его динамическую нагрузку, но и ухудшает характеристики автомобиля. Хотя в каждом ЭБУ есть динамическая адаптация (постоянная регулировка циклической подачи топлива для равномерной работы двигателя), следует помнить, что она не может заменить кодировку, если последнюю, например, забыли записать.

Проблема затрудненного запуска дизеля является одной из распространенных. И владелец иногда бывает недоволен, например, снижением мощности двигателя или дымным выхлопом. Эти проблемы являются наиболее сложными, поскольку требуют оценки точности измерения расхода воздуха или работы наддува, эффективности рециркуляции, системы выпуска отработавших газов, включая сажевый фильтр и каталитический нейтрализатор. Однако сегодня эти методы хорошо освоены техниками-диагностами.