Idag är Common Rail den vanligaste typen av bränslesystem som används på personbilar med dieselmotorer. Det finns också i lastbilar.
Nedan ges en kort beskrivning av detta system, dess tekniska egenskaper och nyanser av drift av bränsleutrustning från olika tillverkare, och frisläppandet av Common Rail är engagerat i varumärken Denso, Delphi, Bosch och ett antal andra.
Maximal enkelhet av Common Rail
Mot bakgrund av alla tidigare bränsletillförselsystem har Common Rail ett minimalt antal delar, och som ett resultat är det mycket mer tillförlitligt och bekvämt i reparationsprocessen.
Bränslepumpning utförs i de flesta fall med hjälp av en elektrisk pump monterad direkt i bilens tank. Sällsynta system med placeringen av elementet under bilens botten eller i underhuven. Bilar utan en sådan pump är mycket sällsynta. Som ett alternativ eller dessutom kan dieseln få en mekanisk pump för byte. Ett sådant system används på system från Denso eller Delphi, och Siemens integrerar ofta funktionaliteten för bränslepumpning direkt i bränsleinsprutaren. För Common Rail från Bosch placeras den mekaniska pumpen tillsammans med bränslepumpen, men inte inuti huset utan utanför. Om vi pratar om de nyaste bilmodellerna, så är nedsänkta pumpar direkt i tanken utbredda här.
Common Rail-bränsleinsprutaren behövs endast för att bilda det nödvändiga arbetstrycket i systemet. Det deltar inte i fördelningen av bränsleflöden till injektorerna, kontrollerar inte injektion och andra åtgärder. Med tanke på dess inblandning i processerna är det det enklaste systemet som endast ansvarar för bränsletillförseln, inga “smarta” funktioner tillhandahålls. Därav det mycket lägre antalet haverier.
Den första generationens bränsleinsprutare kunde, beroende på företagstillverkare, skilja sig åt i fråga om drivenheter och kolvar. De mest ovanliga konstruktionerna erbjöds av Denso och Delphi. Till exempel tillhandahåller Denso HP2-modellen ett par högtryckssektioner och ett par kolvar för var och en. Rotationen av de rörliga elementen tillhandahålls av en ellips. För Delphi HPF tillhandahålls kolvarnas rörlighet av en roterande bur med en kamprofil.
Bosch och Siemens har inte skapat så komplexa konstruktioner, deras pumpar påminner mer om stjärnformade flygplansmotorer. I dem har kolvarna ett radiellt arrangemang som stöds av en push-pull-koppling. Denna har en excenter inuti sig, vilket gör att kolvarna accelereras växelvis. Senare blev denna typ av kolvdrift standard för andra tillverkare av Common Rail-utrustning. Följaktligen har designen av bränsleinsprutaren på de nyaste bilarna inte allvarliga skillnader, oavsett vilket företag som inte har släppt det. Bland de senaste tekniska förbättringarna, till exempel på Denso DFP6/Bosch CP4-pumpar, ersätts excentriker med kammar. Antalet kolvar är också reducerat och oftast finns det en enda utloppssektion i pumpen.
Reglerventiler
Alla Common Rail-tillverkare använder reglerventiler. Vanligast är systemet med två sådana regulatorer, varav den ena är placerad direkt på bränsleinsprutaren och den andra på bränsleskenan. Ett sådant system används av Bosch för sin bränsleutrustning. De arbetar samtidigt beroende på kraftenhetens driftsätt. Ventilen på rampen är nödvändig för att eliminera övertryck genom att dra tillbaka en del av bränslet i “returen”.
Alla tillverkare använder ventilen på bränsleinsprutarens hus, dess huvuduppgift är att kontrollera volymen bränsle i kolvarna, samt delvis eliminering av övertryck i systemet. Som ett resultat ändrar ECU genom styrventilerna bränslesystemets prestanda. PWM-signaler används för styrning.
Bosch- och Denso-företag sätter ibland inte en regulator på bränsleinsprutaren och ersätter den med en nödventil, som har en mekanisk styrenhet och avlastar övertrycket i systemet. Men bara tillförlitligheten hos denna ventil är minimal, det räcker med flera misslyckanden för att kräva att den ersätts med en ny.
Delphi-företaget installerade i vissa fall inga övertrycksregulatorer på sina bränsleställ. I dem utförs tryckutjämning direkt genom injektorerna.
Andra sensorer
Beroende på den specifika typen av dieselmotor används dess eget styrsystem. I själva verket är det Common Rail som blir det centrala elementet i hela systemet, i samband med det och beroende på det är startaren, ECU, gaspedalen och andra element. Som ett resultat, i reparationsprocessen, kommer det inte att vara möjligt att kombinera delar av bränslesystem från flera tillverkare. Till exempel kommer Bosch-injektorer inte att fungera med tryckregulatorn från Delphi. Undantag är fall då initialt vid skapandet av bilutvecklarna använder i bränslesystemelementen från flera tillverkare, samma Delphi och Bosch.
Bränsleinjektorer
Identisk i design för Common Rail-systemet är injektorer, oavsett vem deras tillverkare är. Det ackumuleras i ett komprimerat tillstånd i rampen, varifrån det matas in i cylindrarna. I detta system deltar injektorerna följaktligen inte i kompressions- eller tryckregleringsprocesserna.
Efter att ha kommit in i injektorerna delas bränslet mellan två kanaler. Den första kanalen slutar med en finfördelare, den andra med en kontrollkammare. En kontrollkolv är placerad i utrymmet mellan dem. I injektorns stängda tillstånd verkar tryck från båda sidor på den.
Motorns ECU ger ett kommando, varefter låsmekanismen öppnas och bränslet släpps ut från kontrollkammaren till “returen”. Under inverkan av bränsletrycket lyfts finfördelarnålen och bränslet finns i förbränningskammaren. Injektionen stoppas genom att koppla bort spänningsmatningen till injektorn, låsningselementet återgår till sitt ursprungliga läge under påverkan av en mekanisk fjäder. Bränslet kommer in i kontrollkammaren och spridaren stängs.
Denna princip motsvarar Common Rail-systemet för personbilar, oavsett utrustningstillverkare.
De viktigaste fördelarna med systemet
Idag finns det helt enkelt inget mer effektivt bränslesystem för personbilar med diesel än Common Rail. Vilka är dess verkliga styrkor? För det första bidrar den elektroniska styrningen till flexibilitet, när insprutningsmomentet väljs av systemet i enlighet med den faktiska belastningen på kraftenheten. I allmänhet är systemet helt oberoende i prestanda från det varvtal som dieselmotorn körs med. Det innebär att maximala insprutningsvärden kan uppnås även vid låga varvtal. Andra fördelar med systemet är snabb prestanda och lägre energiförbrukning. De trekolvsinjektorer som används i systemet kräver nio gånger mindre energi än system som använder bränsleinjektorer av distributörstyp.
Antal insprutningar
Det finns flera steg i bränsleinsprutningsprocessen. Först pilotinsprutningar (upp till 2). De görs så tidigt som möjligt, men detta har sitt syfte. De första bränsleportionerna är minimala i volym, deras tändning sker före huvudtändningen, värmer upp kammaren och ger optimalt tryck för bättre förbränning av huvuddelen av bränslet som kommer in i kammaren. Bränsletändning i en kall kammare bidrar till att kyla gaserna, vilket resulterar i långsammare tändning.
Närvaron av det nödvändiga trycket optimerar också förbränningsprocesserna när det gäller jämnhet för att nå arbetstrycket för gaser, vilket i sin tur optimerar den smidiga driften av kraftenheten, minskar dess buller.
Huvudinsprutningen ger en minsta fördröjning, och dess varaktighet bestäms av ECU med hänsyn till de faktiska belastningarna. För Common Rail når bränsleinsprutningstiden upp till 36° RPM efter TDC. Detta är till stor del orsaken till det ökade vridmoment som kännetecknar dieselmotorer.
I samband med efterförbränningen av restbränslet gör systemet ytterligare en, mindre insprutning. Det är nödvändigt för efterförbränning, sot som bildas under förbränningsprocessen. Bränsleinsprutningen i det nedre kolvläget är utformad för att brinna genom partikelfiltret. Dess förbränning värmer avgaserna som kommer in i filtret genom avgassystemet.
Nackdelar med Common Rail
Trots alla sina fördelar saknar systemet inte vissa svagheter och stunder, som det är nödvändigt att ägna ökad uppmärksamhet åt under driftsprocessen.
Common Rail-element kännetecknas av en minimal fördelning av friktionspar, men samtidigt är systemet i sig mycket beroende av kvaliteten på dieselbränsle. Förekomsten av föroreningar eller otillräcklig rengöring från svavel kommer att orsaka accelererat slitage av friktionspar. Injektorerna lider av sådant bränsle, vilket resulterar i att karakteristiska spår uppträder i låselementets säte och finfördelaren slits ut snabbt.
Vid slitage börjar Common Rail-injektorer att ge ut en betydande del av bränslet i returen. De kan helt enkelt inte hålla kvar det i kontrollkammaren. Som ett resultat flödar bränsle in i returrören i alla steg av injektorns drift. Med en betydande grad av slitage på injektorerna börjar finfördelaren lida, i samband med vilken dess hål lider, är det möjligt att läckor uppträder eller helt enkelt fastnar.
Nackdelar med bränsleinsprutaren
För bränsleinsprutaren kännetecknas också av beroende av bränslekvaliteten, men i detta fall kommer accelererat slitage mycket långsammare. Den del av pumpen som ansvarar för att pumpa bränslet lider mest.
Exempel, Delphi DFP1. I denna pump är bytessektionen komplex i design, antalet blad inuti är fyra. Förekomsten av fukt i bränslet eller fasta föroreningar är helt enkelt destruktivt. I avsnittet visas i stora mängder metallflis, spridda i hela systemet med bränsle. Det bör noteras att det är Delphi-utrustningen som alltid har haft de strängaste kraven på bränsle, så de ursprungliga filtren är obligatoriska.
En liknande swap-design har en modell av Denso HP2 bränsleinsprutare. Samtidigt är det lite mer motståndskraftigt mot spånbildning på grund av bränsle av låg kvalitet. Ett liknande problem har observerats med Denso HP3, som använder en växelbytespump.
Problem med chips observerades också i Siemens, kanske bara bränslepumpar från Bosch visade utmärkt motståndskraft mot konsekvenserna av att arbeta med bränsle av dålig kvalitet, även om de inte helt utesluter utseendet på metall. Tyvärr är detta karakteristiskt endast för modellerna CP1 – CP3, i den nyare CP4-bränslepumpen är problemet extremt akut, luften i bränslet leder till en kränkning av kolvvalsens position, varefter aktiv friktion av metall börjar med alla efterföljande konsekvenser.
Det är nödvändigt att ta hänsyn till det bättre serviceunderhållet av Common Rail under de senaste produktionsåren, till exempel ändras bränslefilter enligt tillverkarens villkor. Det är nödvändigt att observera tekniken för ersättning, till exempel att pumpa bränsle med en diagnostisk skanner, det återspeglas i instruktionerna och inte av “folkliga” metoder. Annars kommer reparationen av bränslesystemet att kosta ägarna ett allvarligt belopp.
När det är nödvändigt att vädja till experterna på bensinstationen?
Så hur förstår man att det finns funktionsfel i bränslesystemets funktion? Det är värt att söka hjälp av bränslesystemspecialister i följande fall:
- motorn startar inte, men startmotorn vrider sig;
- på kall start är lång och problematisk;
- på varmt finns det också problem med start;
- tomgångshastigheten är ojämn;
- avgaserna har en blå färg med en lukt av diesel vid låga hastigheter;
- närvaro av svart sot i avgaserna;
- oväntat stannar motorn när du arbetar med en belastning;
- förekomst av bränsletryckfel.
Möjliga problem med bränslesystemet
Omedelbart måste det sägas att oförmågan att starta diesel ofta är förknippad med bristen på bränsletillförsel, och det orsakas av lågt tryck i systemet (minst 200 bar krävs). I sin tur bildas trycket av en fullfjädrad bränslepumpning. I sällsynta fall kan bilägare stöta på en nedbrytning av tryckregulatorn eller utseendet på en rampgenomskärning.
Instabil drift av dieselmotorn kan indikera ett svagt bränsletryck i rampen. I de flesta fall beror detta på att alltför stora volymer dieselbränsle sprutas ut i returledningen. Detta gäller särskilt för Denso-injektorer om de har betydande slitage.
Förekomsten av blå rök indikerar slitna finfördelare, men röken av svart färg på underskottet av luft i blandningen, medan det inte finns några problem med motorns kompression. Det är möjligt att det verkar som ett resultat av injektorernas dåliga kvalitetsarbete.
Motoravstängning under belastning kan uppstå på grund av överdrivet tryck när kraftenheten går i nödläge. Eller motsatt situation, trycket är inte tillräckligt. Sådan avstängning är karakteristisk för motorer som inte är utrustade med nödtryckutjämningsventiler. Utseendet på information om övertryck indikerar ett fel i regulatorn. Det måste bytas ut.
Sällan för dieselmotorer med Common Rail kan du möta situationen när elektroniken inte producerar några fel, men samtidigt röker motorn, producerar inte ström. Oftast händer det efter ominstallation av injektorer och beror på misstag av mästare. Användningen av eldfasta brickor med större tjocklek eller flera brickor leder till att finfördelaren rör sig uppåt, vilket resulterar i att bränslet bara missar förbränningskammaren. Samtidigt lyckas sådana “mästare” dra åt tryckplattorna så mycket att högtrycksrörets fästelement lider. I allmänhet är problemet rent “mänskligt”, inte fabriksmässigt.
Remotståndlighet
Mycket under driften av bränsleutrustning beror inte bara på graden av dess tillförlitlighet utan också reparerbarhet. Här är det nödvändigt att ta hänsyn till tillgängligheten av lämpliga tekniska kapaciteter för biltjänsten. Om vi pratar om Bosch-injektorer (elektromagnetiska), är de väl reparerbara, originalreservdelar finns tillgängliga, tekniker för reparationsarbeten utarbetas.
För piezoinjektorer från den tyska tillverkaren med originalreservdelar, men tillgängliga på marknaden har analoger ganska anständig kvalitet. Piezoelement saknas helt på marknaden, så i händelse av fel kommer det att kräva en fullständig ersättning av munstycket eller ett försök att hitta ett begagnat element på skrotgårdarna. Situationen är liknande med Delphi-injektorer, och båda typerna, piezoelektriska och elektromagnetiska.
Tillräcklig reparerbarhet har och injektorer från Denso. Originalreservdelar kommer att kosta ett öre, men det finns bra analoger på marknaden, och en av företagets funktioner är en öppen tillgång till reparationsteknologier, så om du vill i bensinstationen kan du organisera reparation av injektorer enligt tillverkarens teknik. Naturligtvis finns det vissa särdrag och nyanser, till exempel att binda till en viss region, men detta hindrar inte rätt tillvägagångssätt för att säkerställa kvalitetsreparation.
Det finns inga problem att hitta delar till Siemens/Continental-injektorer, och nyligen har de erbjudits på marknaden endast i versionen med piezoelement. De är helt reparerbara, du kan använda originalreservdelar eller deras analoger, men ingen producerar piezoelement för injektorer från dessa tillverkare.
I processen för reparation av injektorer tillhandahålls för deras justering, bänktestning, generering av korrigeringskod. I normala verkstäder bör specialister framgångsrikt lösa problem med att länka injektorer till ECU efter deras reparation. Samtidigt har varje fall sina egna nyanser.
I allmänhet, för Common Rail-system, kan endast injektorer och bränsleinjektorer repareras. Regulatorer kan rengöras (ta bort chips), men denna reparationsteknik ger ingen signifikant effekt. Det enda undantaget är regulatorer installerade av Denso-företaget på HP3-bränsleinsprutare. Det ger möjlighet till demontering och polering av spolen för att förbättra bränslesystemets effektivitet och stabiliteten i motordriften.
Korrigering av bränslet
En av de procedurer som ofta används för att optimera dieselmotorns prestanda är bränslekorrigering. Den ger en bedömning av motorns eller bränslesystemets tillstånd baserat på data från den minst slitna av cylindrarna. I moderna bilar får ECU:n data om cylinderns prestanda från vevaxelns lägesgivare. Varje tändning av bränsle åtföljs av acceleration som överförs till vevaxeln. Men samtidigt är prestandasiffrorna också beroende av elementens tillstånd, både injektorer och cylindrar. Det är här bränslekorrigering kommer till nytta.
Förfarandet utförs endast vid tomgång, i närvaro av belastning på motorn tenderar korrigeringsvärdena att vara noll.
Vad är bränslekorrigering? Det är ett förfarande för att kontrollera bränsletillförseln för att utjämna prestandan mellan cylindrarna. I det optimala tillståndet är korrigeringsvärdet 0 när motorn går på tomgång. Detta påstående gäller för alla Common Rail-tillverkare utom Siemens/Continental. Beroende på kraftenhetens storlek kan korrektionsstorleken uppgå till 5-6 enheter. För Siemens-utrustning är det vanligt att korrigera värden i procent.
En “-“-korrigering indikerar en minskning av bränsletillförseln, och en “+”-korrigering indikerar att den behöver ökas. För att se cylindrarnas verkliga prestanda är det nödvändigt att under operationen begära en utskrift av data om cylindrarna på bensinstationen eller (åtminstone) demonstrera parametrarna på skärmen. ECU-korrigering utförs, det vill säga en standarddiagnostisk skanner är helt tillräcklig för att återspegla alla justeringar som gjorts av elektroniken.
Vilket system skulle vara bättre?
Till och med för tio år sedan, när man övervägde Common Rail, var det möjligt att bilda tillförlitlighetsbetyg av tillverkningsföretag som bedriver produktion av sådan utrustning. Idag har sådana frågor förlorat sin relevans. Det finns inga grundläggande skillnader mellan tillverkarna. Oavsett företag repareras Common Rail med säkerhet, och priserna förblir i de flesta fall ganska överkomliga och liknande i storlek.
På sin tid hanterade utvecklarna framgångsrikt barndomssjukdomarna i den första Common Rail. Under de senaste åren har det varit mycket mindre problem med försäljning av bränsle av låg kvalitet i Ryssland, och kvaliteten på tjänsten har förbättrats. Förresten är det en viktig del av framgångsrik drift av bränsleutrustning, särskilt i samband med byte av bränslefilter.
Om några problem uppstår i dieslar med ett sådant system orsakas de av felaktig drift och ignorering av de enklaste reglerna för underhåll och service av utrustning.