Common Rail - що це таке? Принцип роботи

В останні роки все більше автомобілістів віддають перевагу використовувати дизельні автомобілі. Раніше такі двигуни встановлювалися лише на комерційну техніку. Однак зараз вони активно використовуються і на легкових авто, особливо в країнах Європи. Напевно кожен з нас чув про таку систему, як Common Rail. Що це таке і як вона влаштована, розглянемо в нашій статті.

Характеристика

«Коммон Райл» - це система вприскування палива для дизельних ДВЗ. Її принцип роботи ґрунтується на подачі пального до форсунок від загального тиску рампи. Система була розроблена німецькими фахівцями компанії «Бош». Common Rail Bosch повсюдно використовується на таких автомобілях, як «Вольво», «Мерседес», БМВ і інших.

У чому особливість?

Головна відмінна риса системи – здатність видавати потрібну потужність при мінімальному споживанні палива. Також паливна Common Rail здатна знизити рівень токсичності вихлопних газів. Відгуки автомобілістів кажуть, що машина з такою системою уприскування працює набагато тихіше (немає такого характерного «рокоту», як на старих дизелях). «Коммон Рейл» володіє широким діапазоном регулювання тиску пального і моментів початку уприскування.

Пристрій

По своїй конструкції система Common Rail являє собою контур високого тиску. При роботі двигуна здійснюється безпосередній впорскування палива (тобто пальне надходить відразу в камеру циліндрів). Є кілька елементів, які пов'язані з роботою системи Common Rail. Що це за складові? В першу чергу це паливний насос високого тиску. Також у роботі використовується клапан дозування і регулятор тиску. Крім цього, в конструкції є паливна рампа і форсунки. Common Rail – досить складна система, і щоб зрозуміти її принцип роботи, розглянемо особливості кожної складової.

Насос

Отже, ТНВД. Даний механізм служить для створення високого тиску рідини. Рівень залежить від завантаженості двигуна і оборотів колінчастого валу. Як відомо, на дизелях оберти регулюються не відкриттям дросельної заслінки, а саме порцією подаваного палива. За це і відповідає ТНВД. Пристрій досить складне, тому даний елемент – найдорожча складова в дизельному автомобілі (звичайно, за винятком основних агрегатів, таких як ДВС і КПП).

Регулятор і клапан Common Rail

Що це за елемент? Клапан служить для регулювання кількості палива, що подається до насоса. Конструктивно елемент об'єднаний з ТНВД. Існує також регулятор тиску палива. Він встановлюється в паливній рампі і управляє роботою двигуна в залежності від його навантаження.

Рампа

Даний вузол виконує відразу декілька функцій. Це накопичення пального під високим тиском, пом'якшення коливань тиску і розподіл палива з форсунок. Є частиною системи впуску.

Форсунки

Варто зазначити, що такі встановлюються як на бензинові (інжектор), так і дизельні двигуни. Однак головна їх відмінність – це тиск, який вони створюють. У нашому випадку форсунка «Коммон Рейл» ще й управляє кількістю палива, що подається безпосередньо в циліндр. Елемент пов'язаний безпосередньо з рампою. На даний момент використовується два види форсунок:

Пьезофорсунки («Бош»).

Електрогідравлічні (основний виробник – «Делфи»).

В останньому випадку подача палива здійснюється за рахунок роботи електромагнітного клапана. У пьезофорсунках за це відповідають спеціальні кристали. Швидкість роботи таких елементів на порядок вище, тому вони більш поширені. Однак ремонт Common Rail (форсунок) зробити своїми руками неможливо із-за складності конструкції і точних налаштувань. Тому всі роботи по обслуговуванню системи здійснюються тільки на спеціалізованих СТО. Це і є головний недолік таких автомобілів.

Як працює?

Робота системою уприскування контролюється системою управління дизелем. В останню входять виконавчі механізми, датчики і ЕБУ. Враховуються всі параметри – положення педалі газу, температура охолоджуючої рідини, кількість повітря, що подається, і навіть склад вихлопних газів (лямбда-зонд). Що стосується виконавчих механізмів, ними і є перераховані вище форсунки, рампа, ТНВД, регулятор і клапани. Отже, як діє ця система? На підставі сигналів, що сприймають контролюючі датчики, системою формується потрібну кількість палива. Воно подається через дозуючий клапан. Пальне потрапить в насос, а потім під тиском йде на рампу. Потрібний тиск у ній утримується спеціальним регулятором. У певний момент від ЕБУ надходить сигнал на форсунки, і ті здійснюють відкриття каналів на певний проміжок часу. В залежності від режиму роботи двигуна, кількість палива і тиск може автоматично змінюватися системою на підставі даних з кисневого датчика. Однак розбіг повинен бути невеликим. Істотні відхилення говорять про несправності з системою «Коммон Рейл».

Типи уприскування Common Rail

Що це таке? Розрізняють кілька типів упорскування палива в системі:

Попередній.

Основний.

Додатковий.

Перший проводиться перед основним з метою підвищити тиск і температуру в камері згорання. Так здійснюється прискорене самозаймання основного заряду і зниження шуму роботи двигуна. Попередній впорскування може бути різним, в залежності від режиму роботи двигуна. Так, на холостому ходу він проводиться двічі. При підвищенні навантаження – один раз. При повному навантаженні попередній впорскування не здійснюється. Мета основного уприскування – забезпечити безпосередньо роботу двигуна. На підтипи він не підрозділяється. Додатковий вприскування служить для зниження рівня токсичності відпрацьованих газів. Так, з кисневого датчика надходить інформація на ЕБУ, після чого подається ще одна порція палива. Шкідливі речовини допалюються в каталітичному нейтрализаторе (ще його називають фільтром сажі).

Покоління «Коммон Рейл»

Варто відзначити, що перше покоління системи з'явилося в 1999-му році. Вона видавала тиск в 145 МПа. Через два роки з'явилося наступне покоління системи (160 МПа). Common Rail 3 розроблено у 2005-му році. На даний момент автомобілі оснащуються системою «Коммон Рейл» четвертого покоління. Форсунки працюють під тиском 220 МПа. Чому така увага приділяється тиску? Чим вище даний показник, тим більше пального впорскується в циліндр. Відповідно, за певний проміжок часу реалізується більше потужності, зростає ККД двигуна.

Висновок

Отже, ми з'ясували, що собою являє система безпосереднього уприскування, як вона влаштована і як працює. Варто відзначити, що "Коммон Рейл" використовується на більшості дизельних автомобілів, зокрема, європейського виробництва. Система, незважаючи на її складність, має величезний потенціал.