Дизельні двигуни CRDi (Common Rail) - що це, плюси і мінуси.

Двигуни внутрішнього згоряння системи Common Rail - це найсучасніший тип дизельних двигунів з прямим впорскуванням палива. Відмінність його від традиційних дизелів, з низьким тиском подачі палива, полягає в наявності загальної рампи (Common Rail), куди під великим тиском (понад 1000бар) подається дизельне паливо, який далі розподіляється між електричними форсунками з соленоидными клапанами.

Третє, сучасне покоління систем Common Rail має наступні відмінності від попередніх поколінь:

використовуються п'єзоелектричні інжектори, істотно збільшують точність упорскування;

збільшено кількість фаз упорскування;

ще більший тиск подачі палива в рампу (до 1800бар).

Що таке Common Rail (Каммон Райл)? Який загальний принцип роботи? Чим відрізняється ця система від простої, які в ній переваги і недоліки, плюси і мінуси?

Ще досі багато автолюбителів вважають, що якась екзотична і малопоширена, а тому ненадійна система живлення двигунів. Це помилкова оману. Насправді, цю систему використовують на багатьох своїх машинах самі різні виробники, тільки називають її по-різному.:

Наприклад:

- Daimler: CDI, CRD;

- Fiat: JTD, CDTi Ecotec, TTiD , DDiS;

- Ford Motor: TDCi;

- General Motors: CDTi, VCDi;

- Hyundai і Kia: CRDi (Common Rail Direct Injection);

- Volkswagen Group: TDI;

Також, двигуни з такою системою, широко використовуються в суднобудуванні та на ЗАЛІЗНИЧНИХ локомотивах.

COMMON RAIL - це, якщо перекладати з англійської дослівно,"Загальна рейка» (Загальна магістраль).

Принцип роботи цієї системи заснований на подачі палива до форсунок від загального акумулятора високого тиску паливної рампи («Загальної рейки»). Тиск в паливній системі створюється і підтримується незалежно від частоти обертання колінчастого вала двигуна, ні від кількості уприскуваного палива.

Це перше головна відмінність від традиційних дизелів з ТНВД з кулачковим приводом і низьким тиском подачі палива.

Самі форсунки впорскують паливо за командою контролера блоку EDC, за допомогою

вбудованих в них магнітних соленоїдів, активація яких відбувається з блоку управління.

Спрощено загальна схема виглядає так:

Паливо, готову для вприскування, постійно знаходиться під високим тиском в рампі, куди воно нагнітається спеціальним насосом відразу ж, як тільки двигун починає робити перші оберти. Далі по паливопроводів паливо під загальним тиском постійно надходить до форсунки.

Це друге головна відмінність системи Common Rail (CRDi) від двигунів з звичайним ТНВД кулачкового типу - підйом голки форсунки здійснюється за допомогою соленоїда, а не просто тиском палива. Сама ж циклова подача палива (кількість) визначається діями водія, а кут випередження і тиск впорскування - програмою, закладеної в блок управління (ЕБУ). Створення тиску і безпосередній процес вприскування у акумуляторної паливній системі CR повністю розділені. У цьому випадку головна перевага - можливість формувати процес двофазного та багатофазного упорскування, а так само відповідно тиску уприскування швидкісного і навантажувальному режимів двигуна. Крім того, це дозволяє застосовувати декілька фаз упорскування за один робочий такт. У ранніх системах застосовувався подвійний впорскування - пілотний і основний для запобігання детонації. У більш сучасних системах використовується до 9 (дев'яти) фаз уприскування.

У чому ж перевага Common Rail перед колишніми системами «звичайних» дизелів? Чому автовиробники все нові моделі автомобілів застосовують?

Перевагу і вибір обумовлені відразу декількома факторами. Основні з них:

По-перше, жорсткі вимоги до двигунів по економічності і екологічності, які підвищуються з кожним роком. Дизельні двигуни зі старою системою живлення принципово нездатні укладатися в рамки запропонованих вимог щодо захисту навколишнього середовища від шкідливих викидів.

По-друге, Система Common Rail забезпечує економію палива за рахунок підвищеного

тиску палива і, отже, більш тонкого розпилу палива в камері згоряння. Ніж під більш високим тиском можна подати паливо в камеру згоряння, тим більш тонкого його розпилу можна добитися. Це, в свою чергу, веде до більш повного і ефективного згоряння суміші з мінімальним викидом шкідливих речовин і зростання потужності при менших витратах палива рівні шуму. У теж час, протягом всієї тривалості упорскування (тобто часу, коли форсунка відкрита) постійний високий тиск в магістралі дозволяє отримати точне дозування палива. Створити «підвищений» тиск в системі з «звичайному» ТНВД принципово неможливо. При будь-якій зміні витрати палива в трубопроводах від ПНВТ до форсунок виникають хвилі тиску, «пульсуючі» по паливопроводу. Таке виникає «хвильовий гідравлічний тиск» неминуче призведе до руйнування паливопроводів. В силу цього обмеження ТНВД, розвиваючих тиск на форсунки понад 300 бар ( це трохи більше 300 кг\см2 ) не існує. Система

ж CRDi розвиває тиск у кілька разів більше (до 2000 бар), а вся робота відбувається всередині форсунки і без значних руйнівних коливань тиску.

Умовні мінуси і недоліки Система Common Rail (CRDi):

1. Підвищена вимогливість до чистоти і якості дизельного палива. Елементи

паливної системи виконані з прецизійною точністю при попаданні навіть дрібних

сторонніх частинок під дією високого тиску ушкоджуються і виходять з ладу. У першу чергу це стосується керованих електронікою форсунок з електромагнітними або п'єзоелектричними клапанами. Спроби використовувати низькоякісне паливо або невідповідні паливні фільтри можуть призвести до передчасного дорогому ремонту або навіть до заміни системи.

2. Використання в системі великого числа різного роду датчиків, активаторів та інших

елементів управління: датчик тиску в рампі, датчик потоку повітря, датчики положень розподільного валу і коленвала, температурні датчики двигуна і вхідного повітря, датчик положення педалі акселератора, датчик системи підігріву, соленоїди, клапан регулятор тиску в рампі, клапан турбонадуву і клапана рециркуляції вихлопних газів.

3. Відносно висока вартість деталей і запасних частин системи.

4. Утруднення або неможливість здійснити ремонт або налаштування системи власними силами, тому що потрібен спеціальний стенд та інструменти.

5. Все ще недостатній рівень кваліфікації персоналу для діагностики, ремонту і

налаштування систем Common Rail у багатьох спеціалізованих сервісах.

Причини витіснення традиційних дизелів системами Common Rail:

Кращі екологічні дані викидів, менша витрата палива, менший шум, більш дешеве виробництво компонентів.

Інформація підготовлена за матеріалами сайту www.common-rail.ru