Аккумуляторная система непосредственного впрыска Common Rail
Система впрыска с предварительной аккумуляцией топлива под высоким давлением была изобретена для применения в дизельных двигателях. Постепенно, по мере начала применения в бензиновых двигателях непосредственного впрыска, многие ее детали, такие как ТНВД, "перекочевали" в конструкцию топливной аппаратуры бензиновых двигателей. Основная часть системы Common rail - топливный аккумулятор, в котором поддерживается высокое давление.
История создания системы Common Rail
Первый прототип современной системы аккумуляторного впрыска построил Роберт Хьюбер еще в шестидесятых годах прошлого века. Но электроника, один из основных элементов этой системы, на тот момент была развита слабо. Поэтому работы в этом направлении были заброшены.
Основные поставщики оборудования для систем Common Rail - Robert Bosch, Delphi, Denso и Siemens
Та же судьба постигла разработки инженеров с Коломенского тепловозостроительного завода имени В. В. Куйбышева, работавших над созданием аналогичной системы в шестидесятые годы.
Первую работоспособную систему аккумуляторного впрыска на серийный грузовик HINO (подразделение концерна Toyota) установила японская компания Denso в 1994 году. Год спустя ноу-хау купили итальянцы из FIAT и Magnetti Marelli. Благодаря их усилиям была разработана современная архитектура компонентов Common Rail. В дальнейшем технология, название которой переводится как "общая магистраль", была приобретена компанией Bosch для установки на автомобили немецкого производства.
Первым в мире серийным легковым автомобилем с аккумуляторным впрыском стал Alfa Romeo 156 с мотором 1,9 JTD. И лишь год спустя, в 1998, на рынок вышел Mercedes Benz E220 CDI, с топливной системой Common Rail производства компании Bosch.
Современные бренды системы Common Rail по производителям
В настоящее время большинство дизельных моторов, в районе 70%, оснащается аккумуляторным впрыском топлива, и эта цифра постоянно растет. Системы непосредственного впрыска есть у всех современных производителей, хотя называться они могут по-разному. К примеру: Chevrolet - VCDi, Fiat - JTD, Ford - TDCi, Duratorq, Hyundai & Kia – CRDi и так далее.
Системы непосредственного впрыска топлива, построенные по аналогичному принципу, применяются и на бензиновых двигателях.
Устройство и принцип работы системы Common Rail
В системе предусмотрено предварительное накопление или аккумуляция топлива в магистрали под высоким давлением (до 1800 бар в системе третьего поколения). Аккумулированное топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры, через индивидуальные пьезоэлектрические форсунки или форсунки с электромагнитными клапанами.
Термин "общая магистраль" появился в результате того, что все форсунки в системе впрыска Common Rail питаются из единого топливного аккумулятора
Основные элементы системы – топливный насос высокого давления (ТНВД), топливная рампа (аккумулятор) с регулятором давления, форсунки и электронный блок управления двигателем.
Электронасос низкого давления, установленный в баке, подает топливо в ТНВД. Насос высокого давления нагнетает дизтопливо в рампу под высоким давлением. Блок управления, руководствуясь показаниями датчиков при помощи регулятора поддерживает в рампе постоянный напор. Если давление превышает заданное значение, происходит сброс топлива через специальный клапан обратно в бак.
Форсунки присоединены к топливной рампе, через переходные трубки или без, в зависимости от конструкции. Внешне форсунка Common Rail похожа на механическую, но устроена иначе. В нижней части стоит обычный распылитель, а в верхней расположен соленоид, который активируется по команде блока управления. Запитанный соленоид поднимает шток клапана, и порция топлива попадает через распылитель в цилиндр. Преимущество электронного управления в скорости срабатывания, которая во много раз превышает "отклик" механической форсунки.
Среднестатистическая стоимость ремонта топливной аппаратуры дизельного двигателя корейского производства - в районе 100 тысяч рублей. Ремонт европейских дизелей обходится еще дороже
Первые системы Common Rail подавали топливо в цилиндры в два этапа. При подходе поршня к верхней мертвой точке впрыскивается небольшая часть топлива, которая тут же воспламеняется. Благодаря этому вторая порция дизтоплива сгорает полнее и эффективнее, выделяя больше энергии. В современных системах Common Rail впрыск топлива происходит до десяти раз за один такт, что позволяет сжигать его с максимальной эффективностью, добиваясь значительной экономии. Этот принцип получил название "послойный впрыск".
Достоинства и недостатки системы Common Rail
Начало применения аккумуляторного впрыска без преувеличения было эволюционным прорывом в двигателестроении. Благодаря системе Common Rail дизельный мотор перестал ассоциироваться с коптящим «движком» трактора.
Многоступенчатый впрыск позволил практически избавиться от характерных для этого типа двигателей вибраций при работе. Современные "дизели" работают почти бесшумно. Таким образом, применение Common Rail позволило добиться повышения мощности, снижения расхода топлива и уменьшения вредных выбросов.
Для защиты системы Common Rail от примесей воды в топливе "родилась" новая система очистки - топливный сепаратор
Недостаток системы в том, что применение сложной электроники и прецизионных механизмов не лучшим образом отразилось на цене таких моторов. Топливная система, рассчитанная на высокое давление, требует высочайшей точности обработки деталей и сборки. Еще один минус: аккумуляторный впрыск крайне требователен к качеству топлива. Вода, грязь и высокое содержание серы в топливе «убивают» форсунки и ТНВД. При этом, стоимость ремонта с заменой насоса и форсунок исчисляется трехзначными цифрами. Поэтому многие производители автомобилей до сих пор не поставляют дизельные модели на российский рынок, предполагая, очевидно, высокий процент отказов по причине низкого качества топлива.
Эксплуатация и обслуживание системы Common Rail
Первое, что нужно помнить владельцу дизеля с аккумуляторным впрыском – это необходимость в частой замене масла по сравнению с бензиновыми двигателями. Цилиндро-поршневая группа двигателя с Common Rail испытывает высокие нагрузки и очень требовательна к смазке, поэтому менять масло желательно не реже чем раз в 10 тысяч, а в идеале, раз в 7-8 тысяч километров.
Заправлять машину с Common Rail следует только на проверенных заправках - «тепловозная» солярка выведет из строя систему питания в считанные минуты.
За время существования автомобилей с Common Rail производители успели собрать статистику. Самые распространенные поломки связаны с электрикой. На втором месте расположились неисправности топливных форсунок, на третьем – топливного насоса высокого давления. Их можно отремонтировать, но рекомендуется все же устанавливать новые запчасти. Как показала практика, восстановленные форсунки и ТНВД редко «отхаживают» и половину изначального ресурса при стоимости ремонта в районе 70% цены новых деталей. Исходя из этого от покупки подержанного дизельного автомобиля с Common Rail, вероятно, следует воздержаться.
