În prezent, cel mai frecvent tip de sistem de alimentare utilizat la autoturismele cu motoare diesel este Common Rail. Acesta se găsește, de asemenea, în camioane.
Mai jos va fi dată o scurtă descriere a acestui sistem, caracteristicile sale tehnice și nuanțele de funcționare a echipamentelor de combustibil de la diferiți producători, iar eliberarea Common Rail este angajată în mărcile Denso, Delphi, Bosch și o serie de altele.
Simplitatea maximă a Common Rail
Pe fundalul tuturor sistemelor anterioare de alimentare cu combustibil, Common Rail are un număr minim de piese și, ca urmare, este mult mai fiabil și mai convenabil în procesul de reparații.
Pomparea combustibilului în majoritatea cazurilor se realizează prin intermediul unei pompe electrice montate direct în rezervorul mașinii. Scheme mai rare cu amplasarea elementului sub partea inferioară a mașinii sau în capotă. Automobilele fără o astfel de pompă sunt foarte rare. Ca alternativă sau în plus, motorina poate primi o pompă mecanică pentru schimb. O astfel de schemă este utilizată pe sistemele de la Denso sau Delphi, iar Siemens integrează adesea funcționalitatea de pompare a combustibilului direct în injectorul de combustibil. Pentru Common Rail de la Bosch, pompa mecanică este plasată împreună cu pompa de combustibil, dar nu în interiorul carcasei, ci în exterior. Dacă vorbim despre cele mai noi modele de mașini, atunci aici sunt răspândite pompele imersate direct în rezervor.
Injectorul de combustibil Common Rail este necesar numai pentru formarea presiunii de lucru necesare în sistem. Acesta nu participă la distribuția fluxurilor de combustibil către injectoare, nu controlează injecția și alte acțiuni. Din punctul de vedere al implicării sale în procese, este cel mai simplu sistem responsabil doar pentru alimentarea cu combustibil, nu sunt prevăzute funcții „inteligente”. De aici și numărul mult mai mic de defecțiuni.
Injectoarele de combustibil din prima generație, în funcție de companie-fabricant, ar putea diferi în ceea ce privește acționările și plungerii. Cele mai neobișnuite modele au fost oferite de Denso și Delphi. De exemplu, modelul Denso HP2 oferă o pereche de secțiuni de înaltă presiune și o pereche de plungeri pentru fiecare. Rotația elementelor mobile este asigurată de o elipsă. Pentru modelul Delphi HPF, mobilitatea pistoanelor este asigurată de o cușcă rotativă cu profil de camă.
Bosch și Siemens nu au creat modele atât de complexe, pompele lor amintind mai degrabă de motoarele de avion în formă de stea. La acestea, pistonii au o dispunere radială susținută de un cuplaj push-pull. Acesta are în interior un excentric, care face ca pistonii să fie accelerați alternativ. Ulterior, acest tip de funcționare a pistonului a devenit standard pentru alți producători de echipamente Common Rail. În consecință, pe cele mai noi mașini, designul injectorului de combustibil nu are diferențe serioase, indiferent de compania care nu a lansat-o. Printre cele mai recente îmbunătățiri tehnice, de exemplu, pe pompele Denso DFP6/Bosch CP4 excentricele sunt înlocuite cu came. Numărul de plungere este, de asemenea, redus, iar cel mai adesea există o singură secțiune de evacuare în pompă.
Vane de reglare
Toți producătorii Common Rail utilizează supape de reglare. Cea mai comună este schema cu două astfel de regulatoare, dintre care una este amplasată direct pe injectorul de combustibil, iar cealaltă pe șina de alimentare. O astfel de schemă este utilizată de Bosch pentru echipamentele sale de combustibil. Acestea funcționează simultan în funcție de modul de funcționare al unității de alimentare. Supapa de pe rampă este necesară pentru a elimina presiunea excesivă prin retragerea unei părți din combustibil în „retur”.
Toți producătorii utilizează supapa de pe carcasa injectorului de combustibil, sarcina sa principală este de a controla volumul de combustibil din plungere, precum și eliminarea parțială a excesului de presiune din sistem. Ca urmare, ECU prin supapele de control modifică performanța sistemului de combustibil. Semnalele PWM sunt utilizate pentru control.
Companiile Bosch și Denso uneori nu pun un regulator pe injectorul de combustibil, înlocuindu-l cu o supapă de urgență, care are un dispozitiv de control mecanic și eliberează presiunea excesivă în sistem. Dar numai fiabilitatea acestei supape este minimă, este suficient mai multe eșecuri pentru a necesita înlocuirea sa cu una nouă.
În unele cazuri, compania Delphi nu a instalat niciun regulator de suprapresiune pe rafturile sale de combustibil. În ele, egalizarea presiunii se realizează direct prin injectoare.
Alți senzori
În funcție de tipul specific de motor diesel, este utilizat propriul său sistem de control. De fapt, este Common Rail care devine elementul central al întregului sistem, în legătură cu acesta și în funcție de acesta sunt starterul, ECU, pedala de accelerație și alte elemente. Ca urmare, în procesul de reparație, nu va fi posibilă combinarea elementelor sistemelor de combustibil ale mai multor producători. De exemplu, injectoarele Bosch nu vor funcționa cu regulatorul de presiune de la Delphi. Excepțiile sunt cazurile în care, inițial, în stadiul de creare a dezvoltatorilor de automobile folosesc în elementele sistemului de combustibil de la mai mulți producători, același Delphi și Bosch.
Injectoare de combustibil
Identice ca design pentru sistemul Common Rail sunt injectoarele, oricare ar fi producătorul lor. Acesta este acumulat în stare comprimată în rampă, de unde este introdus în cilindri. În consecință, în acest sistem, injectoarele nu participă la procesele de comprimare sau de reglare a presiunii.
După ce intră în injectoare, combustibilul este împărțit între două canale. Primul canal se termină cu un atomizor, iar al doilea cu o cameră de control. În spațiul dintre acestea este amplasat un piston de control. În starea închisă a injectorului, presiunea din ambele părți acționează asupra acestuia.
ECU a motorului dă o comandă, după care mecanismul de blocare este deschis și combustibilul este evacuat din camera de control în „retur”. Sub acțiunea presiunii combustibilului, acul atomizorului este ridicat, iar combustibilul se află în camera de ardere. Injecția este oprită prin deconectarea alimentării cu tensiune a injectorului, elementul de blocare revine la poziția inițială sub influența unui arc mecanic. Combustibilul intră în camera de control și atomizorul este închis.
Acest principiu corespunde sistemului Common Rail al autoturismelor, indiferent de producătorul echipamentului.
Principalele avantaje ale sistemului
Astăzi pur și simplu nu există un sistem de combustibil mai eficient pentru autoturismele cu motorină decât Common Rail. Care sunt punctele sale forte reale? În primul rând, controlul electronic contribuie la flexibilitate, atunci când cuplul de injecție este selectat de sistem în funcție de sarcina reală a unității de putere. În general, performanța sistemului este complet independentă de turația la care funcționează motorul diesel. Ca urmare, valorile maxime de injecție pot fi atinse chiar și la turații reduse. Alte avantaje ale sistemului includ performanța rapidă și consumul redus de energie. Injectoarele de combustibil cu trei pistonașe utilizate în sistem necesită de nouă ori mai puțină energie decât sistemele care utilizează injectoare de combustibil de tip distribuitor.
Număr de injecții
Procesul de injectare a combustibilului are mai multe etape. În primul rând, injecțiile pilot (până la 2). Acestea sunt efectuate cât mai devreme posibil, dar acest lucru are scopul său. Primele porțiuni de combustibil sunt minime ca volum, aprinderea lor are loc înainte de aprinderea principală, încălzind camera și oferind o presiune optimă pentru o ardere mai bună a porțiunii principale de combustibil care intră în cameră. Aprinderea combustibilului într-o cameră rece contribuie la răcirea gazelor, ceea ce va duce la o aprindere mai lentă.
Prezența presiunii necesare optimizează, de asemenea, procesele de ardere în ceea ce privește buna atingere a presiunii de lucru a gazelor, ceea ce, la rândul său, optimizează buna funcționare a unității de putere, reduce zgomotul acesteia.
Injecția principală prevede o întârziere minimă, iar durata acesteia este determinată de ECU luând în considerare sarcinile reale. Pentru Common Rail, timpul de injecție a combustibilului ajunge până la 36° RPM după TDC. Acest lucru este în mare parte responsabil pentru cuplul crescut caracteristic motoarelor diesel.
În procesul de postcombustie a combustibilului rezidual, sistemul efectuează o altă injecție, mai mică. Aceasta este necesară pentru postcombustie, funingine formată în timpul procesului de ardere. Injecția de combustibil în poziția inferioară a pistonului este concepută pentru a arde prin filtrul de particule. Arderea sa încălzește gazele de eșapament care intră în filtru prin sistemul de evacuare.
Dezvantaje ale sistemului Common Rail
Pentru toate avantajele sale, sistemul nu este lipsit de anumite slăbiciuni și momente, cărora este necesar să li se acorde o atenție sporită în procesul de funcționare.
Elementele Common Rail sunt caracterizate de o distribuție minimă a perechilor de frecare, dar în același timp sistemul în sine este foarte dependent de calitatea motorinei. Prezența impurităților sau curățarea insuficientă de sulf va provoca o uzură accelerată a perechilor de frecare. Injectoarele suferă din cauza unui astfel de combustibil, în urma căruia apar caneluri caracteristice în scaunul elementului de blocare și atomizorul se uzează rapid.
În caz de uzură, injectoarele Common Rail încep să cedeze o parte semnificativă din combustibil în retur. Pur și simplu nu îl pot reține în camera de control. Ca urmare, combustibilul curge în conductele de retur în toate etapele de funcționare a injectorului. Cu un grad semnificativ de uzură a injectoarelor, atomizorul începe să sufere, în legătură cu care găurile sale suferă, este posibil să apară scurgeri sau pur și simplu să se blocheze.
Dezvantajele injectorului de combustibil
Pentru injectorul de combustibil este, de asemenea, caracterizat de dependența de calitatea combustibilului, dar în acest caz uzura accelerată vine mult mai lent. Secțiunea pompei responsabilă cu pomparea combustibilului suferă cel mai mult.
Exemplu, Delphi DFP1. În această pompă, secțiunea de schimb este complexă ca design, numărul de palete din interior fiind de patru. Prezența umidității în combustibil sau a contaminanților solizi este pur și simplu distructivă. În secțiune apare în cantități mari de așchii metalice, răspândite în întregul sistem de către combustibil. Trebuie remarcat faptul că este echipamentul Delphi a avut întotdeauna cele mai stricte cerințe pentru combustibil, astfel încât filtrele originale sunt obligatorii.
Un design de swap similar are un model de injector de combustibil Denso HP2. În același timp, este un pic mai rezistent la formarea cipurilor din cauza combustibilului de calitate scăzută. O problemă similară a fost observată cu Denso HP3, care utilizează o pompă swap cu angrenaje.
Probleme cu cipurile au fost observate și la Siemens, poate doar pompele de combustibil de la Bosch au demonstrat o rezistență excelentă la consecințele lucrului cu combustibil de calitate slabă, chiar dacă nu au exclus complet apariția metalului. Din păcate, acest lucru este caracteristic numai pentru modelele CP1 – CP3, în pompa de combustibil CP4 mai nouă problema este extrem de acută, aerul din combustibil duce la o încălcare a poziției rolei pistonului, după care începe frecarea activă a metalului cu toate consecințele care decurg din aceasta.
Este necesar să se ia în considerare întreținerea mai bună a serviciului Common Rail din ultimii ani de producție, de exemplu, filtrele de combustibil sunt schimbate în conformitate cu termenii producătorului. Este necesar să se respecte tehnologia de înlocuire, de exemplu, pentru a pompa combustibil cu un scaner de diagnosticare, se reflectă în instrucțiuni și nu prin metode „populare”. În caz contrar, repararea sistemului de combustibil îi va costa pe proprietari o sumă serioasă.
Când este necesar să apelați la experții stației de service?
Deci, cum să înțelegeți că există disfuncționalități în funcționarea sistemului de combustibil? Merită să solicitați ajutorul specialiștilor sistemului de combustibil în următoarele cazuri:
- motorul nu pornește, dar demarorul se rotește;
- la rece, pornirea este lungă și problematică;
- la cald există, de asemenea, probleme cu pornirea;
- viteza de ralanti este inegală;
- gazele de eșapament au o culoare albastră cu miros de motorină la viteze mici;
- prezența funinginii negre în gazele de eșapament;
- în mod neașteptat se oprește motorul atunci când se lucrează cu o sarcină;
- apariția erorilor de presiune a combustibilului.
Posibile probleme ale sistemului de alimentare cu combustibil
Imediat trebuie spus, incapacitatea de a porni motorina este adesea asociată cu lipsa alimentării cu combustibil și este cauzată de presiunea scăzută din sistem (este necesar un minim de 200 bar). La rândul său, presiunea este formată de o pompare de combustibil cu drepturi depline. În cazuri rare, proprietarii de mașini se pot confrunta cu o defecțiune a regulatorului de presiune sau cu apariția unei rampe tăiate.
Funcționarea instabilă a motorului diesel poate indica o presiune slabă a combustibilului în rampă. În majoritatea cazurilor, acest lucru se datorează volumelor excesiv de mari de motorină ejectate în conducta de retur. Acest lucru este valabil în special pentru injectoarele Denso dacă au o uzură semnificativă.
Prezența fumului albastru indică atomizoare uzate, dar fumul de culoare neagră pe deficitul de aer în amestec, în timp ce nu există probleme cu compresia motorului. Este posibil ca acesta să apară ca urmare a muncii de slabă calitate a injectoarelor.
Oprirea motorului sub sarcină poate apărea din cauza presiunii excesive, atunci când unitatea de putere trece în modul de urgență. Sau situația opusă, presiunea nu este suficientă. O astfel de oprire este caracteristică motoarelor care nu sunt echipate cu supape de egalizare a presiunii de urgență. Apariția informațiilor despre suprapresiune indică o eroare în regulator. Acesta va trebui să fie înlocuit.
Rareori pentru motoarele diesel cu Common Rail puteți întâlni situația în care electronica nu produce nicio eroare, dar în același timp motorul fumegă, nu produce putere. Cel mai adesea se întâmplă după reinstalarea injectoarelor și se datorează greșelilor maeștrilor. Utilizarea șaibelor refractare de grosime mai mare sau a mai multor șaibe duce la deplasarea atomizorului în sus, în urma căreia combustibilul ratează de puțin camera de ardere. În același timp, astfel de „maeștri” reușesc să strângă plăcile de presiune atât de mult încât elementele de fixare ale tubului de înaltă presiune suferă. În general, problema este pur „umană”, nu de fabrică.
Remontabilitatea
Mult în timpul funcționării echipamentului de combustibil depinde nu numai de gradul de fiabilitate al acestuia, ci și de reparabilitate. Aici este necesar să se ia în considerare disponibilitatea capacităților tehnice adecvate ale service-ului auto. Dacă vorbim despre injectoarele Bosch (electromagnetice), acestea sunt bine reparabile, piesele de schimb originale sunt disponibile, tehnologiile lucrărilor de reparații sunt elaborate.
Pentru injectoarele piezoelectrice ale producătorului german cu piese de schimb originale, dar disponibile pe piață analogii au o calitate destul de decentă. Elementele piezoelectrice lipsesc complet de pe piață, astfel încât, în cazul defectării sale, va fi necesară o înlocuire completă a duzei sau o încercare de a găsi un element second-hand la depozitele de fier vechi. Situația este similară cu injectoarele Delphi, și ambele tipuri, piezoelectrice și electromagnetice.
Suficientă reparabilitate au și injectoarele de la Denso. Piesele de schimb originale vor costa un ban, dar există analogi buni pe piață, iar una dintre caracteristicile companiei este un acces deschis la tehnologiile de reparații, deci dacă doriți în stația de service puteți organiza repararea injectoarelor în conformitate cu tehnologiile producătorului. Desigur, există anumite particularități și nuanțe, de exemplu, care se leagă de o anumită regiune, dar acest lucru nu împiedică abordarea corectă pentru a asigura o reparație de calitate.
Nu există probleme în a găsi piese de schimb pentru injectoarele Siemens/Continental, iar recent acestea au fost oferite pe piață numai în versiunea cu elemente piezoelectrice. Ele sunt complet reparabile, puteți utiliza piese de schimb originale sau analogii lor, dar nimeni nu produce elemente piezo pentru injectoarele acestor producători.
În procesul de reparare a injectoarelor este prevăzută ajustarea acestora, testarea la banc, generarea codului de corecție. În atelierele obișnuite, specialiștii ar trebui să rezolve cu succes problemele legate de conectarea injectoarelor la ECU după repararea acestora. În același timp, fiecare caz are propriile sale nuanțe.
În general, pentru sistemele Common Rail, numai injectoarele și injectoarele de combustibil pot fi reparate. Regulatoarele pot fi curățate (îndepărtarea așchiilor), dar această tehnologie de reparație nu dă un efect semnificativ. Singura excepție este regulatoarele instalate de compania Denso pe injectoarele de combustibil HP3. Acesta prevede posibilitatea dezasamblării și lustruirii bobinei pentru a îmbunătăți eficiența sistemului de combustibil și stabilitatea funcționării motorului.
Corecția combustibilului
Una dintre procedurile adesea utilizate pentru optimizarea performanțelor motoarelor diesel este corecția combustibilului. Aceasta oferă o evaluare a stării motorului sau a sistemului de combustibil pe baza datelor de la cel mai puțin uzat dintre cilindri. În automobilele moderne, ECU primește date privind performanța cilindrilor de la senzorul de poziție al arborelui cotit. Fiecare aprindere de combustibil este însoțită de o accelerație transmisă arborelui cotit. Dar, în același timp, cifrele de performanță depind și de starea elementelor, atât a injectoarelor, cât și a cilindrilor. Acesta este momentul în care corecția combustibilului devine utilă.
Procedura se efectuează numai la ralanti, în prezența sarcinii pe motor, valorile de corecție tind spre zero.
Ce este corecția combustibilului? Este o procedură de control al alimentării cu combustibil pentru a egaliza performanțele între cilindri. În starea optimă, valoarea corecției este 0 atunci când motorul este la ralanti. Această afirmație este valabilă pentru toți producătorii Common Rail, cu excepția Siemens/Continental. În funcție de mărimea unității de putere, mărimea corecției poate ajunge la 5-6 unități. Pentru echipamentele Siemens, este o practică obișnuită să se corecteze valorile în procente.
O corecție „-” indică” o scădere a furnizării de combustibil, iar o corecție «+» indică necesitatea de a o crește. Pentru a vedea performanțele reale ale cilindrilor este necesar ca în timpul operațiunii să se solicite o printare a datelor privind cilindrii la stația de service sau (cel puțin) să se demonstreze parametrii pe ecran. Corecția ECU este efectuată, adică un scaner de diagnostic standard este destul de suficient pentru a reflecta toate ajustările efectuate de sistemul electronic.
Ce sistem ar fi mai bun?
Chiar și în urmă cu zece ani, atunci când se lua în considerare Common Rail, era posibil să se formeze ratinguri de fiabilitate de către companiile de producție angajate în producția de astfel de echipamente. Astăzi, astfel de întrebări și-au pierdut relevanța. Nu există diferențe fundamentale între producători. Indiferent de companie, Common Rail sunt reparate cu încredere, iar prețurile în majoritatea cazurilor rămân destul de accesibile și similare în dimensiune.
În timpul lor, dezvoltatorii au făcut față cu succes bolilor din copilărie ale primului Common Rail. În ultimii ani, au existat mult mai puține probleme cu vânzările de combustibil de calitate scăzută în Rusia, iar calitatea serviciilor sa îmbunătățit. Apropo, este un element important al funcționării cu succes a echipamentelor de combustibil, în special în contextul schimbării filtrelor de combustibil.
Dacă apar probleme la motoarele diesel cu un astfel de sistem, acestea sunt cauzate de funcționarea necorespunzătoare și de ignorarea celor mai simple reguli de întreținere și revizie a echipamentelor.