Система питания дизельного двигателя Common Rail (коммон рейл): назначение и устройство

Содержание

Common rail: дизельный впрыск

Раскрыть…

Упрощённо конструкцию Common Rail можно описать так:

топливо, готовое для впрыска, постоянно находится под высоким давлением в рампе, куда оно нагнетается специальным насосом сразу же, как только двигатель начинает совершать первые обороты;
по топливопроводам топливо под общим давлением постоянно поступает к форсункам;
форсунки открываются для впрыска по командам ЭБУ.

Система Common Rail

В целом Common Rail состоит из трех основных частей: контура низкого давления, контура высокого давления и системы датчиков.

Устройство системы Common Rail

В контур низкого давления входят: топливный бак, подкачивающий насос, топливный фильтр и соединительные трубопроводы. Подкачивающий насос засасывает топливо из бака, пропускает его через фильтр тонкой очистки и доставляет под давлением 6–7 бар к контуру высокого давления (ТНВД). Он либо шестеренчатый и тогда встроен в корпус ТНВД, либо электрический и находится в модуле топливозаборника или в магистрали.

Система Common Rail

Контур высокого давления состоит из ТНВД с контрольным клапаном, аккумуляторного узла высокого давления (рампы) с датчиком давления, форсунок и соединительных трубопроводов высокого давления. Аккумуляторный узел представляет собой длинную трубу с поперечно расположенными штуцерами для подсоединения форсунок и выполнен двухслойным. ТНВД подает топливо в аккумуляторный узел, где оно находится при максимальном давлении (обеспечено контрольным клапаном). Если контрольный клапан ТНВД открывается (по команде ЭБУ), топливо от насоса по сливному трубопроводу поступает обратно в топливный бак. Каждая форсунка соединяется с аккумуляторным узлом отдельным трубопроводом высокого давления, а внутри форсунки имеется управляющий соленоид (электромагнитный либо пьезокристаллический клапан).

Система Common Rail

На современных дизелях Common Rail применяют ТНВД радиально-плунжерного или плунжерного типа (компактное устройство с одним, двумя или тремя плунжерами и механическим приводом). Корпус ТНВД — из алюминиевого сплава, гильзы плунжеров стальные. Чтобы на холостом ходу и при малых нагрузках насос не гонял топливо зря, на некоторых трехплунжерных ТНВД автоматически отключается одна секция, а двухплунжерные регулируются дозирующими устройствами (клапан дозирования топлива, управляет количеством топлива на входе ТНВД в зависимости от потребностей двигателя).

Уже в режиме прокрутки коленвала стартером ТНВД создает пусковое давление 350–400 атмосфер. На минимальных оборотах холостого хода — до 500–600 атмосфер, а при максимальной нагрузке — до 3000 атмосфер. Величину рабочего давления задает регулятор, расположенный на корпусе ТНВД либо на рампе и подчиненный ЭБУ двигателя на основе сигналов датчика давления в рампе.

Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций: накопления топлива и содержание его под высоким давлением, смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД, распределения топлива по форсункам.

Система Common Rail

Форсунка непосредственно осуществляет впрыск топлива в камеру сгорания двигателя по командам ЭБУ. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. Используются электрогидравлические форсунки (клапан электромагнитного типа, относительно «медленный») или пьезофорсунки (клапан на основе пьезокристаллов, обладающий значительно более высоким быстродействием). На современных двигателях успешно применяются оба варианта. Золотник сжимает пружину, игла форсунки открывает путь топливу — и оно впрыскивается в камеру сгорания. Впрыск продолжается, пока клапан форсунки не отключится по команде ЭБУ. Таким образом, именно ЭБУ определяет время начала впрыска и его продолжительность (т.е. — количество топлива в цилиндре), анализируя показания датчиков и производя постоянный контроль работоспособности системы.

В системе управления используется множество датчиков: оборотов двигателя, положения коленчатого вала (датчик Холла), положения распредвала, перемещения педали «газа», давления наддува, температуры воздуха и охлаждающей жидкости, массового расхода воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд).

[свернуть]

Выходные сигналы

Микропроцессор передает выходные сигналы через определенные выходные каскады на исполнительное устройство. Выходные сигналы для исполнительных устройств могут иметь различную форму.

Коммутационные сигналы включают и выключают исполнительное устройство, например, муфту кондиционера. Сигналы PWM – это сигналы прямоугольной формы с постоянной частотой, но с переменным временем включения.

С помощью этих сигналов можно, например, электропневматические преобразователи (например, электромагнитный клапан управления давлением наддува) или серводвигатели (например, электрический клапан EGR (рециркуляция отработавших газов)) настроить в любое положение.

Скважность импульсов (продолжительность времени включения к продолжительности времени выключения) устанавливает управляющий ток к исполнительному устройству.

При этом имеет решающее значение, управляется ли исполнительное устройство подачей тактовых импульсов массы или плюса.

Подача тактовых импульсов-плюс: длительное время включения = высокий управляющий ток, короткое время включения = низкий управляющий ток.
Подача тактовых импульсов-масса: При этом к исполнительному устройству постоянно подводится напряжение включения. Ток в цепи управления получается из времени переключения на массу: короткое время включения на массу = низкий управляющий ток, длительное время включения на массу = высокий управляющий ток.

Мощные компоненты для непосредственного управления исполнительными устройствами так интегрированы в PCM, что обеспечивается очень хороший отвод тепла к корпусу.

При диагностике датчиков с помощью интегрированной диагностики проверяется, достаточно ли электропитание датчиков и находится ли сигнал в допустимом диапазоне. Кроме того, с помощью управляющей программы в PCM проверяется, находится ли сигнал датчика в допустимом диапазоне.

Системы, работающие с замкнутой цепью управления (например, система EGR), дополнительно диагностируются на отклонение от заданного диапазона регулирования.

Цепь сигнала считается неисправной, если имеется ошибка предварительно определенного времени. Неисправность вместе с условиями, при которых она возникла, (например, ECT, частота вращения коленчатого вала и т.д.) записывается в память неисправностей PCM.

Для большей части неисправностей реализовано распознавание Wieder-Intakt (снова исправен). Для этого цепь сигнала должна в течение заданного времени распознаваться как исправная.

Если сигнал отклоняется от допустимого заданного значения, PCM переключается на заданное значение. Этот метод применяется, например, со следующими входными сигналами:

ECT, IAT;
MAP, BARO (Барометрический);
MAF (массовый расход воздуха).

Для некоторых функций вождения с повышенным приоритетом (например, датчик APP) имеются резервные функции, которые делают возможным, например, продолжение поездки до ближайшей специализированной мастерской.

PCM выполняет самопроверку для обеспечения правильности работы. Отказы аппаратного или программного обеспечения PCM выводятся на индикатор в виде DTC (код неисправности). Для этого имеются различные виды контроля.

При контроле опорного напряжения так называемые компараторы (приборы для сравнительного измерения) сравнивают отдельные, запрограммированные в PCM опорные напряжения для соответствующих датчиков, находятся ли они в допустимых пределах. Если установленное опорное напряжение опускается ниже установленной предельной величины, это ведет к записи неисправности и выключению ДВС.

Контроль EPROM (стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство). В EPROM хранятся данные настройки двигателя, а также условия, при которых возникали неисправности.

Условия, при которых возникла неисправность, составляют часть EOBD (Европейская система бортовой диагностики). Записи неисправностей распознаются и отображаются соответствующим кодом неисправности.

Двс и его виды. часть 7. механический впрыск, common rail.

200 Ньютонов примем равными двадцати килограммам. То есть если приделать к хвостовику коленвала метровую палку и на ее конец повесить гирю весом в 20кг, то двигатель сможет ее поднять. Это и есть крутящий момент, или то самое УСИЛИЕ. Это основная характеристика, от нее зависит максимальное усилие, развиваемое на колесах, то есть от крутящего момента зависит тяговая характеристика, но не разгон до сотни, хоть и на него тоже влияет. Мощность же, это величина чисто математическая, и она измеряется по формуле. Если объяснять максимально просто, то чтобы вычислить мощность, нам надо крутящий момент умножить на обороты. Мощность, это РАБОТА, которую мотор способен выполнить за единицу времени. Как в электрике, мощность это произведение силы тока на напряжение, где сила тока играет роль крутящего момента, ибо СИЛА, а напряжение играет роль оборотов, ибо напряжение это характеристика «скорости». Мощность измеряется в Ваттах, а мощность двигателя мы привыкли измерять в лошадиных силах. Одна лошадиная сила равна 735 Ваттам, эту мощность необходимо развить, чтобы поднять груз весом в 75 кг на высоту 1 метр за одну секунду. Как видим, мощности всегда сопутствует время. Мощность это характеристика, которая характеризует способность преодолевать сопротивление, такие вот противоречия. От мощности зависит максимальная скорость автомобиля, а от момента то, как быстро достигнет автомобиль этой скорости.

Еще пример, для того, чтобы было проще осознать. Возьмем простейший образец очень длинноходного мотора с высоким крутящим моментом, но низкой мощностью. Знакомьтесь, велосипедист.

Посчитаем его характеристики. Длина рычага педального узла 170мм, или 0.17м, вес велосипедиста 80кг, или примерно 800 Ньютонов, итого, если велосипедист просто встанет на педаль своим весом, он разовьет момент около 136 Нм, это показатели неплохого бензинового автомобильного мотора рабочим объемом 1.6л, или показатель очень лютого спортбайка, только спортбайк валит, а велосипедист нет. А весь секрет в мощности. Максимальная скорость вращения «коленвала» велосипедиста — ну скажем 180 обмин, причем на высоких скоростях крутящий момент стремительно падает, а спортбайк выдает данный крутящий момент на 11000 обмин, и от того совершает огромное количество работы, и у него высокая мощность, он может эффективно сопротивляться сопротивлению воздуха, и у него высокая максимальная скорость, а велосипедист обладает отличными тяговыми характеристиками, он может спокойно тянуть свою массу на прямой передаче, и он быстро достигает своей максимальной скорости, которая не высока, ибо мощности не завезли. Исходя из этого можно подумать, что идеальный мотор — длинноходный и оборотистый, крутящего момента море, а если еще и оборотов подкинуть, у него и мощность огромная будет, но тут хоба

Скорость поршня, будь она неладна. Поэтому длинноходные моторы стараются делать низовыми и тяговитыми, машина с ним при грамотном подборе передаточных чисел будет отлично срываться с места, и таскать тяжелый прицеп в гору, однако максимальная скорость будет не высокой, ибо большие обороты не набрать, а без них не видать мощности.

Вот типичный график внешней скоростной характеристики низового мотора

Для красноречивости возьмем дизель. Момент конский, а мощности нет, Такой мотор будет отлично тащить на установившемся режиме, однако максимальная скорость машины будет низкой. Чтобы провести столько-же работы, сколько может провести двигатель мотоцикла

Ему надо гораздо больше времени. Отсюда и выходит, что у мотоцикла момент в два раза меньше, а мощность в два раза больше, так как дизель кончается там, где бензин еще спит. Надеюсь, теперь стало немножко понятнее.

Второй вопрос, волнующий людей, это сбалансированность моторов. Сильно вдаваться не буду, опишу самое основное, так как вибрации это целая наука, и там легко можно диссертацию писать.

Сразу скажу, наиболее сбалансированные компоновки это R6, B6, R8, V12, В12, где R -рядный, В — оппозитный, V — V-образный.

Вот табличка

Как видим, два основных источника вибраций это:

1. Силы инерции

2. Моменты от сил инерции

Каждый из этих факторов имеет степень значимости, или порядок. То есть первый порядок наиболее сильный, второй порядок слабее, есть еще третий, четвертый и так далее, но ими пренебрегают, так как их можно растворить в подвеске силового агрегата.

Силы инерции, это силы, возникающие от частей, совершающих обратно-поступательные движения, то есть поршни, шатуны, клапаны, толкатели клапанов. Силы первого порядка, это силы создаваемые движением поршней. Поршень, разгоняясь в цилиндре, накапливает кинетическую энергию, и отдает ее при торможении, пытаясь утянуть за собой мотор за коленвал, эти силы в основном уравновешиваются другими поршнями, движущимися в противофазе, если мотор не одноцилиндровый. Это источник самой сильной вибрации, поэтому так важен одинаковый до грамма вес поршней.

Силы второго порядка, это силы инерции создаваемые центром массы шатуна, движущимся по сложной траектории, эти силы пытаются раскачать двигатель в поперечной плоскости, частота вибрации от сил инерции второго порядка в два раза превышает частоту вращения коленвала, поэтому ее чаще всего гасят уравновешивающим валом, вращающимся с удвоенной частотой, однако тут возникает момент инерции от самого балансирного вала, который приходится гасить вторым балансирным валом, вращающимся в противоположную сторону. Вообще любые силы можно задушить балансиром, только их придется навешать штук шесть, что вообще никак не выгодно, плюс они съедают часть мощности.

Но помимо сил инерции, есть еще моменты от сил инерции. Это когда под действием сил инерции мотор пытается развернуться вокруг своей оси, если сила приложена не по центру.

На схеме обозначены направления моментов от сил инерции первого порядка, то есть от поршней. Как видим, в рядной четверке эти силы взаимоуравновешиваются, как и моменты от сил инерции второго порядка, а вот в оппозите моменты от сил инерции второго порядка остаются свободными, и пытаются развернуть мотор.

В двигателе еще очень много факторов, влияющих на получаемую вибрацию, это и вспышки в цилиндрах, и отталкивание поршня от стенки цилиндра во время рабочего хода, когда мотор пытается и вверх подпрыгнуть и вокруг оси развернуться. Это довольно сложные процессы, и от них в поршневом ДВС никуда не деться.

Ну вроде с волнующими вопросами разобрались, поехали к изначальной теме.

Компоновка CIH хоть и выигрывала у OHV в некоторых моментах, но все-же имела свои недостатки, это и паразитный вес толкателей или гидрокомпенсаторов, и сложность изготовления, требующая внедрения распределительного вала в тело головки блока, и невозможность разнести впуск и выпуск по разные стороны головки, так как с одной стороны вдоль обитал распредвал. Поэтому параллельно CIH стала набирать обороты компоновка OHC Over Head Camshaft, распредвал НАД головкой)

И тут мне бы надо вставить наглядную схему, но дело в том, что компоновка ОНС, это самая резиновая компоновка, у которой есть огромнейшее количество вариаций.

Есть компоновка с рокерами и неподвижными регулировочными опорами, либо гидрокомпенсаторами.

Такая схема использовалась очень широко в различных восьмиклапанных моторах, а любители жигулей сразу увидели в картинке что-то родное) В данной компоновке получилось кардинально снизить вес подвижных частей ГРМ, остался только клапан с тарелкой, да половина рокера. И в производстве такая схема оказалась дешевле и проще, особенно по сравнению с CIH

Распределительный вал в такой компоновке как правило устанавливался в отдельную постель

Которая бутербродом прикручивалась к головке или сквозняком прямо к блоку цилиндров, как на C20NE и его модификациях

С противоположной стороны от клапана, рокер опирался либо на регулировочную опору, либо на гидрокомпенсатор.

Кстати про гидрики. Многие ведь слышали, как стучат мифические гидрики? Сейчас расскажу.

Так получилось, то металлы, да и не только, при нагревании расширяются, тоже самое происходит и с клапаном, его ножка при нагреве удлиняется. Не трудно догадаться, что если зазора в механизме привода клапана не будет, при нагреве клапан приоткроется. В лучшем случае сильно нарушится герметичность камеры сгорания и мотор заглохнет, в худшем — продолжит работать со сниженной мощностью, так как клапан будет приоткрыт, и не будет плотно прилегать к седлу, в связи с чем быстро перегреется и в итоге прогорит. Для избежания такого сценария в механизме привода клапанов предусмотрен тепловой зазор.

При нагреве, ножка клапана удлиняется, выбирая этот зазор, и плотность прилегания тарелки клапана к седлу не нарушается. Зазор этот везде разный и зависит от конструктивных особенностей мотора. типичными для легковых автомобилей считаются зазоры в 0.15мм для впускных клапанов, и 0.25 для выпускных, но это средняя по палате температура, рекомендуемые зазоры могут гулять очень сильно в обе стороны. Зазор на впускном клапане меньше, так как он гораздо меньше греется. Моторы с такой системой имеют повышенную шумность работы на холодную, так как эти зазоры приводят к соударению элементов привода ГРМ, что и вызывает своеобразный стрекот. Данная конструкция очень надежна, однако требует сравнительно частой регулировки, что не очень-то радует автовладельца

Дабы избавить мотор от назойливых звуков и исключить из регламентных работ по ТО мотора лишнюю процедуру, конструкторы придумали гидравлический компенсатор клапанного зазора, в народе гидрик.

Он представляет собой подпружиненную плунжерную пару, которая под действием пружины раздвигается, засасывая в пространство под плунжером масло, которое не может покинуть это пространство из-за обратного шарикового клапана, таким образом гидрокомпенсатор полностью выбирает клапанный зазор и в то-же время не дает поджать клапан, так как масло медленно просачивается в зазор плунжерной пары и позволяет компенсатору медленно, но складываться при необходимости. Компенсаторов бывает много видов, в зависимости от конструкции мотора, но все они выполняют одну функцию.

Из-за того, что гидрокомпенсатор может складываться при продолжительном на него воздействии, мотор оборудованный ими, может издавать повышенный шум не более пяти секунд при холодном запуске, пока в системе смазки не поднимется давление, и компенсатор не раздвинется до необходимой длины, набрав масла в пару.

И так, к главному.

Компоновок OHC было много, да почти у каждого из вас под капотом ОНС мотор, только производители по разному подошли к такой компоновке. Бывают компоновки не с рокерами, а с коромыслами, некое подобие CIH, только лучше

В такой схеме коромысла со стороны распредвала могут иметь ролики, для снижения трения. Это схема с одним распредвалом, ее к примеру уважает Mitsubishi. SOHC(Single Over Head Camshaft)

Как видим тут очень хорошая схема с одним распредвалом, на котором присутствуют по три кулачка на цилиндр, роликовые коромысла с встроенными в них гидрокомпенсаторами. Мотор имеет по 4 клапана на цилиндр.

Ну и самая популярная схема, это схема с прямым приводом на толкатели клапанов, многие узнают свою

Вазовские переднеприводные восьмиклапанники, тьма фольксвагенов восьмиклапанных выполнена по такой схеме.

Ну и конечно DOHC (Double Over Head Camshaft) С двумя распредвалами.

Эта схема наверно вообще, самая популярная и самая современная. Хотя, постойте, кто это у нас тут возмущается?

V12, DOHC, 4 клапана на цилиндр… Неужто семерка БМВ? Бааа, да это-ж старичок В-2 с танка Т-34! То есть пока бОльшая часть мира сношалась с нижнеклапанными чудовищами и первыми OHV, наши деды давили немчуру на DOHC)) Вот поэтому не поворачивается язык называть то или иное современным, все уже давным давно придумали, просто некоторые решения раньше было нецелесообразно отдавать на массовое использование. Да и бензин еще был слишком хреновым, для внедрения такой компоновки, а вот дизелям — счастье.

Ну, с компоновками разобрались более-менее, теперь к не менее интересному.

Когда речь идет о создании мотора с четкими характеристиками, все хорошо и просто. Например нужен нам мотор с повышенной тяговой характеристикой на низких оборотах. Берем длинноходную компоновку, напяливаем на нее головку с двумя клапанами на цилиндр для экономии, ставим впускной коллектор с патрубками большой длины, и выпускной коллектор схемы 4-2-1 метровой длины для экономии опять-же, и получаем трактор

Или опелевский С20NE, видим пик момента на 3000 обмин. Хорошая тяга с низов. А что будет, если подправить фазы газораспределения, поставить распределительный вал, с более широкими фазами, да еще поставить головку, с 4 клапанами на цилиндр, впускной коллектор с более короткими патрубками, и выпускной коллектор 4-1? Получим мы знаменитый С20ХЕ

Видим, куда уполз крутящий момент, ах на 5000 обмин, и дошел почти до 200Нм, а был 165. Почему так происходит? Потому-то резонанс. Вспоминаем тему про двухтактники и их выхлоп, то как сильно влияет на мощность резонансная характеристика выхлопной системы. Так вот в четырехтактнике все тоже самое, только на впуске. Наша главная задача, как можно больше затолкать воздуха в цилиндр, а при высоких скоростях вращения коленчатого вала, воздух становится похожим на кисель, с инерцией и массой. Во время впуска, когда впускной клапан открыт, во впускном патрубке образуется разряжение, и после закрытия клапана, в патрубок устремляется свежая волна воздуха, фронт высокого давления, и для качественного наполнения, нам надо открыть впускной клапан как раз когда фронт достигнет его тарелки, чтобы воздушная масса не снижая скорости прошла в цилиндр, если не успеем, она отразится от закрытого клапана и пойдет обратно, сильно ухудшив наполнение. Чем длиннее впускной патрубок, тем ниже его резонансная частота, и наоборот, поэтому низкооборотистые моторы имеют большой впускной коллектор, с раннерами большой длины, с низкой резонансной частотой.

Это впускной коллектор ЗМЗ-409, с очень длинными каналами, для улучшения наполнения на низких оборотах.

А на высокооборотистых моторах коллектор вообще практически отсутствует

Вот весь впуск мотоцикла yamaha R1. Вся его суть направлена на высокую пропускную способность и высокую резонансную частоту.

Но с тяговитыми и гоночными моторами понятно, а как-же сделать универсальный мотор, ведь люди хотят чтоб и низы были, и на верхах мотор не кис. Выход есть, и инженеры придумали системы изменения эффективной длины впускного тракта, для изменения его резонансной характеристики. Рассмотрим опять-же на примере опеля, они активно занимались этими делами в свое время. Итак, система Dual RAM, конец 80х

Эта система впуска содержала в себе по сути два впускных тракта, переключаемых заслонкой.

О которой мне придется рассказать в другой части, так как пикабу напомнил о максимальной длине поста, я тут ни при чем, правда) До встречи!

Линия возврата топлива (“обратка”)

Как правило, топливный насос имеет постоянную производительность, то есть закачивает топливо из бака в рампу под постоянным давлением. Двигатель же работает на разных режимах, потребляя разное количество топлива, в зависимости от его нагрузки. Таким образом, возникает необходимость контролировать давление и количество топлива в топливной рампе.

Этим занимается регулятор давления топлива, который сливает излишки топлива обратно в бак через линию возврата топлива, так называемую “обратку”. В настоящий момент существует два вида топливных систем, отличающихся наличием или отсутствием линии возврата топлива (обратной магистрали).

Система подачи топлива с линией возврата. Топливо, которое не было впрыснуто форсункой, является избыточным и оно возвращается обратно в бак через регулятор, который расположен на топливной рампе, и линию возврата. Таким образом в топливном коллекторе поддерживается постоянное давление.
Топливная система без линии возврата. Регулятор давления топлива в таких системах обычно устанавливается в модуле погружного топливного насоса. Избыточное топливо, подаваемое насосом, возвращается обратно в бак через короткую линию возврата. При этом в топливную рампу подается только то количество топлива, которое впрыскивается форсунками. Данная система имеет следующие преимущества – меньшая стоимость и меньший подогрев топлива в баке.

Система контроля компонентов, отвечающих за снижение токсичности выбросов (ccm)

Система контроля компонентов, отвечающих за снижение токсичности выбросов (CCM), постоянно проверяет при работающем ДВС, работают ли датчики и исполнительные устройства, отвечающие за снижение токсичности выбросов, в диапазоне специальных допусков.

Если датчик или исполнительное устройство находится вне диапазона допусков, это распознается системой контроля, и в память заносится код неисправности.

Работа системы EGR контролируется для определения неисправностей, которые могут привести к повышенной токсичности выбросов и превышению пороговых значений EOBD.

Эта система контроля разработана, чтобы, в частности, можно было проверить характеристику потока системы EGR.

Контроль давления наддува: регулирование давления наддува функционирует через электромагнитный клапан регулирования давления наддува и датчик MAP в замкнутой цепи управления. Давление наддува постоянно проверяется по датчику MAP.

Контроль давления топлива: регулирование давления топлива функционирует через клапан дозирования или регулятор давления топлива (только некоторые системы). Обратная связь по фактическому давлению осуществляется через датчик давления топлива.

MIL предупреждает водителя о том, что системой EOBD обнаружена неисправность отвечающих за снижение токсичности выбросов компонентов или систем. Если определена неисправность, связанная со снижением токсичности выбросов, или эта неисправность подтверждена во время третьей поездки, то включается MIL.

При включении MIL в PCM составляется протокол неисправности. В протокол неисправности вносятся данные о типе неисправности и отсчете времени с момента включения MIL. Включением MIL обеспечивается своевременное распознавание неисправности. Можно заблаговременно выполнить ремонт и избежать высоких выбросов отработавших газов.

Однократно возникшая неисправность обозначается в базе данных неисправностей как предполагаемая неисправность (Pending Code) и заносится в запоминающее устройство. Если при следующей проверке неисправность не подтверждается, она стирается.

Тем не менее, если такая неисправность подтверждается во время третьего ездового цикла (Drive Cycle), предполагаемая неисправность автоматически превращается в подтвержденную неисправность (Continuous Code). При этом база данных неисправностей не изменяется. Она остается той же, что и при первом появлении неисправности.

MIL загорается только в том случае, если неисправность была сохранена как подтвержденная неисправность. Если ошибка не появилась во время трех ездовых циклов, MIL гаснет в четвертом ездовом цикле. Однако код неисправности остается в памяти.

Неисправность, которая больше не появляется, автоматически стирается из памяти после 40 циклов прогрева двигателя. Если во время поездки распознан сигнал неисправности, и соответствующий код неисправности сохранен, прекращаются все проверки, в которых этот сигнал используется в качестве опорной величины.

Благодаря этому предотвращается запись последующих ошибок. Коды неисправности могут считываться или стираться с помощью диагностического прибора.

Ездовой цикл (Drive Cycle) начинается пуском двигателя (двигатель холодный или теплый) и заканчивается выключением двигателя. В зависимости от сложности неисправности продолжительность контроля может быть различной: для контроля простой электрической неисправности достаточно менее пяти минут.

Для контроля системы (например, системы EGR), где, для полной проверки, в том числе, требуются разные условия эксплуатации, проверка может длиться до примерно 20 минут.

Цикл прогрева (Warm Up Cycle) начинается при пуске двигателя, причем температура охлаждающей жидкости должна составлять не менее 22°C, и заканчивается, как только температура охлаждающей жидкости превысит 70°C.

Форсунки common rail электромагнитными клапанами

Чтобы понимать принцип работы форсунки коммон рейл, необходимо знать функциональные блоки, из которых состоят форсунки – это распылитель форсунки, гидравлическая сервосистема и электромагнитный клапан.

Повторное использование уплотнительных колец камеры сгорания не допускается. Подробное описание порядка надлежащей установки уплотнительных колец, а также пластмассовых колец можно найти в литературе по техническому обслуживанию.

Топливо от подсоединения высокого давления через подводящий канал направляется в форкамеру распылителя, а также через впускной дроссель в управляющую камеру клапана. Управляющая камера клапана соединена с возвратом топлива через выпускной дроссель, который может открываться электромагнитным клапаном.

Когда форсунка закрыта (электромагнитный клапан обесточен), выпускной дроссель закрыт шариком клапана, поэтому топливо не может выйти из управляющей камеры клапана.

В этом положении в форкамере распылителя и в управляющей камере клапана устанавливается одинаковое давление (баланс давления). На иглу распылителя действует дополнительно усилие собственной пружины, поэтому игла распылителя остается закрытой (гидравлическое давление и усилие пружины иглы распылителя). Топливо не попадает в камеру сгорания.

Форсунка открывается при активации электромагнитного клапана – открывается выпускной дроссель. За счет этого возрастает давление в управляющей камере клапана, а также гидравлическое усилие, действующее на управляющий золотник клапана.

Как только гидравлическая сила в управляющей камере клапана станет меньше гидравлической силы в форкамере распылителя и пружины иглы распылителя, игла распылителя открывается. Топливо через отверстия распылителя впрыскивается в камеру сгорания. На рисунке (ниже) показана схема топливной системы дизельного двигателя с форсунками управляемыми электромагнитными клапанами.

Спустя заданный PCM срок подача электропитания к электромагнитному клапану прерывается – форсунка закрывается. После этого выпускной дроссель снова закрывается. С закрытием выпускного дросселя в управляющей камере клапана через впускной дроссель восстанавливается давление из топливной рампы.

Это повышенное давление с большим усилием воздействует на управляющий золотник клапана. Эта сила и сила упругости пружины иглы распылителя теперь превосходят силу в форкамере распылителя и игла распылителя закрывается. Скорость закрывания иглы распылителя определяется расходом впускного дросселя. Впрыск прекращается, как только игла распылителя достигает своего нижнего упора.

Косвенное приведение в действие иглы распылителя посредством системы гидравлического сервопривода применяется, когда усилие, необходимое для быстрого открывания иглы распылителя с помощью электромагнитного клапана, не может быть создано напрямую.

https://www.youtube.com/watch?v=OpIEJqh1t24

Для этого дополнительно к объему впрыскиваемого топлива, в возврат топлива через дроссели управляющей камеры, подается требуемый «управляющий объем». Дополнительное к управляющему объему, имеются объемы утечек на перемещение иглы распылителя и управляющего золотника клапана. Эти объемы утечек также отводятся в возвратную магистраль.