Форсунки common rail, каковые начали устанавливаться на дизельные иномарки ещё с 90-х годов прошлого века, заменили со временем более простые механические дизельные форсунки, срабатываемые от давления горючего. И по сей день под капотом практически любой дизельной иномарки (не считая более ветхих автомобилей) установлены форсунки для того чтобы типа. В данной статье будет детально обрисован устройство и принцип работы современных дизельных форсунок совокупности common rail, какие конкретно они бывают и другие нюансы.
Для начала направляться заявить, что инженеры многих автомобильных держав ещё в 70 годах начали разрабатывать форсунки аналогичного типа, причём достаточно успешные работы проводились и в Советском Альянсе.
Но первые промышленные образцы, каковые удалось поставить на поток приблизительно во второй половине 90-ых годов двадцатого века, удалось создать компании «Robert Bosch», причём совместно с компаниями GmbH, Elasis и Fiat.
В случае если быть правильным, то форсунки для дизелей с совокупностью common rail бывают двух главных типов: электро-гидравлические и пьезо-электрические. Оба типа используются на современных дизелях и оба типа форсунок будут детально обрисованы ниже.
Устройство и принцип работы форсунки common rail.
Устройство электро-гидравлической форсунки продемонстрировано на рисунке 1. Из топливной рампы (рейки) ДТ поступает по трубопроводу большого давления в форсунку через входной штуцер 4. После этого через жиклёр 10 и канал 7 горючее поступает в так именуемую камеру гидро-управления 8. Эта камера соединяется с линией обратки через жиклер 6, что раскрывается и закрывается посредством селеноидного электро-клапана.
Рис. 1 — электро- гидравлическая форсунка . А — форсунка закрыта, Б — форсунка открыта (впрыск). 1 — сливной канал обратки, 2 — клемма (электроразъём), 3 — электромагнитный клапан (селеноид), 4 — впускной канал (штуцер трубопровода большого давления), 5 — шариковый клапан, 6 — жиклер, 7 — жиклер впускного канала, 8 — гидрокамера, 9 — плунжер, 10 — топливный канал, 11 — запорная игла форсунки.
В случае если жиклер 6 перекрыт, то силы давления горючего, каковые воздействуют на управляющий плунжер 9, значительно больше силы давления, приложенного к конусу в средней части запорной иглы 11 (давление давит на иглу снизу, и стремиться немного поднять её, но это давление до тех пор пока меньше давления, влияющего сверху на плунжер 9 и иглу 11). От этого запорный конус иглы достаточно хорошо прижат к собственному седлу и надёжно перекрывает поступление горючего, находящегося под громадным давлением, в камеру сгорания двигателя.
Но в то время, когда подаётся электро-сигнал на управляющий селеноид электроклапана, жиклер 6 тут же раскрывается, наряду с этим давление в камере гидро-управления мгновенно понижается и сила давления горючего, давящая на плунжер 9 сверху также понижается. И сейчас сила давления, действующая на плунжер 9 сверху, делается меньше, чем сила давления горючего, влияющего на запорную иглу снизу.
Наряду с этим сила давления, действующего на запорную иглу снизу, ещё и преодолевает сопротивление пружины, указанной красной стрелкой на рисунке 1 а. Соответственно сейчас конус иглы отделяется от собственного седла и горючее впрыскивается в камеру сгорания двигателя.
Обрисованное выше действие на запорную иглу форсунки, посредством разности давления (так называемая мультипликаторная совокупность, трудящаяся посредством управляющей дозы горючего), разрешает мгновенно влиять на иглу, весьма скоро отрывая конус иглы от её седла, для происхождения впрыска горючего, что нереально было бы сделать посредством прямого действия электрического клапана на иглу (селеноид электроклапана срабатывает значительно медленнее).
Наряду с этим так называемая управляющая доза горючего, благодаря которой игла раскрывается мгновенно, не впрыскивается в камеру сгорания, а направляется обратно, через жиклер 6 гидро-управляющей камеры в трубопровод обратки (указан белой стрелкой) и потом в топливный бак.
Сейчас мало обрисую работу форсунки common rail в ходе четырёх этапов её работы.
Исходное состояние, в то время, когда форсунка закрыта с приложенным большим давлением от рампы — это первый этап работы. После этого второй этап, в то время, когда форсунка раскрывается и происходит начало впрыска. Третий этап, в то время, когда форсунка всецело открыта (запорная игла немного поднята над отверстиями распылителя).
Ну и четвёртый этап, в то время, когда конус запорной иглы садится на собственное место в седле и игла перекрывает отверстия распылителя, другими словами форсунка закрывается (финиш впрыска).
Эти четыре рабочих этапа результат действия сил давления, приложенных к внутренним подробностям форсунки.
А сейчас все эти 4 этапа поподробнее, в ходе работы форсунки:
При исходном состоянии форсунка закрыта (смотрите рисунок А), другими словами её запорный конус хорошо прижат к собственному седлу ещё и посредством пружины и перекрывает поток горючего в камеру сгорания (очевидно впрыск неосуществим). Наряду с этим ДТ из топливной рампы по трубопроводу большого давления при давлении приблизительно не меньше 300 кг/см? поступает через полость и 4 входной штуцер указанную тёмной стрелкой во вовнутрь форсунки.
В определённый необходимый момент впрыска горючего, от ЭБУ на селеноид 3 поступает импульс напряжения, наряду с этим электро-магнитный клапан раскрывается (см. рисунок Б), шарик 5 также приподнимается над выходным отверстием и открывает выход горючему, ну и горючее начинает стравливаться в обратку (по белой стрелке на рисунке).
От этого давление горючего в управляющей камере понижается, а давление горючего, давящее на иглу снизу возрастает и преодолевая упрочнение пружины, давление приподнимает иглу, отрывая её конус от седла распылителя и открывая распыляющее отверстие распылителя для впрыска горючего в камеру сгорания дизельного двигателя, под давлением, фактически равным давлению в топливной рейке (рампе).
Когда ЭБУ отключит управляющее напряжение от клеммы 2 селеноида электро-клапана, он тут же закрывается и давление в камере управления тут же возрастает, от давления создаваемого в рампе и поступающего по трубопроводу большого давления в форсунку, и снова создаётся внутреннее давление, давящее на плунжер 9 сверху через жиклер 7.
И соответственно плунжер давит на иглу сверху, и совместно с пружиной хорошо прижимает запорный конус иглы к собственному седлу, перекрывая отверстие распылителя. И потом всё повторяется, в то время, когда ЭБУ снова в необходимый момент подаст управляющее напряжение (импульс) на клемму 2 селеноида электро-клапана форсунки.
В случае если внутреннее давление в форсунки отсутствует, то игла закрывает отверстие распылителя лишь от действия запорной пружины (указана красной стрелкой на рисунке).
доступность и Ремонт запчастей для электро-гидравлических форсунок значительно несложнее, чем ремонт пьезо-форсунок, каковые будут обрисованы ниже. И техвозможности многих специальных центров в больших городах, разрешают вернуть фактически все электро-гидравлические форсунки от известной компании «Bosch», чуть сложнее с запчастями для компании «Delphi» (новые корпуса форсунок, наконечники, запорные клапаны, катушки селеноидов иногда весьма тяжело отыскать для данной компании, но в больших городах либо через интернет на данный момент уже всё вероятно).
Ну, а уникальные запчасти для форсунок японской компании «Denso»отыскать невозможно (не смотря на то, что неспешно интернет налаживает обстановку), ну разве что подделки от какой то азиатской компании.
какое количество проработают такие запчасти неизвестно. Цена ремонта конечно зависит от региона, где находится СТО, конечно от количества заменяемых подробностей, ну и от производителя этих самой форсунки и деталей. И очевидно, чем больше изношенных подробностей заменено, тем дороже ремонт форсунки, исходя из этого правильную цифру не берусь озвучивать.
Потолок ремонта бошевских форсунок образовывает приблизительно сто пятьдесят $, а большая цена ремонта форсунок «Denso» либо «Delphi обойдётся приблизительно на сотню $ дороже (на «Denso» как правило будут установлены неоригинальные запчасти).
Сохраняю надежду устройство и принцип работы электро-гидравлической форсунки common rail ясно новичкам, и ниже будет обрисован второй тип форсунки, которая именуется пьезо-электрической.
Устройство пьезо-электрической форсунки продемонстрировано на рисунке 2. Пьезо-форсунки на данный момент являются более идеальными форсунками современных дизельных машин с совокупностью common rail. Причём пьезоэффект содержится в трансформации длины пьезокристалла, под действием напряжения, поступающего из блока управления.
Форсунка пьезо-гидравлическая 1 — игла форсунки, 2 — уплотнение, 3 — пружина иглы, 4 — блок дросселей, 5 — переключающий клапан, 6 — пружина клапана, 7 -поршень клапана, 8 — поршень толкателя, 9 — пьезоэлемент, 10 — сливной канал, 11 — сетчатый фильтр 12 — электрический разъем, 13 — нагнетательный канал.
И пьезоэлемент таких форсунок срабатывает приблизительно в четыре раза стремительнее, чем электромагнитный клапан вышеописанных электро-гидравлических форсунок. Это главное преимущество даёт возможность осуществлять многократный впрыск горючего за один цикл работы форсунки и это разрешает более совершенно верно дозировать порцию впрыскиваемого в камеру сгорания горючего.
Но принцип работы у пьезо-форсунки кроме этого основан на гидравлической совокупности, другими словами от уменьшения давления и действия стравливания горючего над запорной иглой, но об этом подробнее ниже. В то время, когда на клемму 12 пьезо-форсунки не подаётся электрическое напряжение, запорная игла своим конусом перекрывает отверстия распылителя за счёт большого давления горючего, влияющего на поршень (конечно от действия запорной пружины 3, которая давит на иглу кроме того в то время, когда нет давления горючего в совокупности).
В то время, когда нужно произвести впрыск горючего, в необходимый момент от ЭБУ на клемму 12 пьезоэлемента 9 подаётся напряжение, от которого возрастает протяженность пьезокристала и он начинает давить на поршень толкателя 8, а тот со своей стороны давит и открывает переключающий клапан 5, и через данный уже открытый клапан, ДТ начинает поступать в горючее-провод обратки (сливного канала 10).
Наряду с этим давление горючего, давящее сверху на запорную иглу 1 ощутимо понижается, и от этого давление горючего, давящее на иглу снизу, уже способно немного поднять иглу и открыть отверстия распылителя для осуществления впрыска. Причём количество впрыскиваемого в камеру сгорания ДТ зависит от длительности действия напряжения на пьезоэлемент форсунки (продолжительность определяется ЭБУ), и зависит от созданного давления в топливной рейке (рампе) топливной совокупности современного дизеля.
Плюсы пьезо-форсунок были обрисованы выше, а основной их минус это то, что полноценный их ремонт нереален (особенно форсунок от компаний «Denso», «Bosch» и компании «Delphi»). С электро-гидравлическими форсунками этих компаний и с запчастями для них значительно несложнее, чем с пьезо-форсунками.
Чуть несложнее с запчастями для некоторых пьезо-форсунок от компании Siemens (на данный момент Continental).
Возможно само собой разумеется частично вернуть их работоспособность и устранить последствия отечественного страшного горючего, сняв промыв и наконечники их на ульразвуковом стенде. Ну и после этого проверить работу форсунок на особом диагностическом стенде, в случае если отвезти их в какой нибудь специальный центр.
Мы разглядели оба типа форсунок common rail, их устройство и принцип работы, и минусы форсунок и основные плюсы каждого типа. И сейчас перейдём более детально к их производителям, каковые мало были обрисованы выше.
Производители форсунок common rail и их ремонтопригодность.
Bosch, Delphi, Continental (бывший Siemens) и Denso — четвёрка мировых производителей форсунок для современных дизелей с совокупностью common rail.
Всем узнаваемый Bosch есть пионером производства форсунок ещё со времён первых аппаратуры и дизельных двигателей к ним и без сомнений есть фаворитом в данной области, в том числе и в производстве самых современных форсунок common rail.
К тому же с ремонтом электро-гидравлических форсунок данной известной компании способны совладать фактически все СТО, да и с запчастями неприятностей нет. А вот пьезо-электрические форсунки данной компании как правило неремонтопригодны (ну лишь только вернуть ультразвуком их наконечники, как было обрисовано выше, способны проработать приблизительно 200 тысяч, а новые возможно отыскать приблизительно за 300$).
Разобрать и вернуть работоспособность электро-гидравлической бошевской форсунки для грамотного эксперта неприятностей не образовывает (в случае если желаете стать таким и получать приличные деньги, то кликайте на баннер под данной статьёй), а проверка и переборка форсунок на диагностическом стенде может потребоваться по окончании двухсот тысяч км пробега, при более менее обычном горючем. А на качественном европейском горючем бошевские форсунки способны проработать до 500 тысяч км. Цена ремонта, как было сообщено выше, в пределах 150$.
Японская корпорация Denso создаёт самые качественные форсунки common rail. К тому же дефицит запасных частей для форсунок данной японской компании неспешно уходит в прошлое и в больших городах уже возможно приобрести фактически все необходимые запчасти. проверка и Ремонт на диагностическом стенде в специальном центре может обойтись приблизительно в 150$, но так как это дешевле, чем брать новую форсунку за 400 — 450$ (возможно и дороже у некоторых «дилеров» где нибудь в глубинке).
Что касается восстановления пьезо-электрических форсунок компании Denso, то они как и бошевские неразборные и ремонту не подлежат. Но пьезо-электрические форсунки данной компании достаточно надёжные (способны проработать до 500 тысяч на европейском горючем и до 200 тысяч на отечественном), и используются они в большинстве случаев на некоторых респектабельных машинах, таких как Лексус (ну и на некоторых джипах Таёта).
Ну а вдруг появится необходимость заменить пьезоэлектрические форсунки на вашей машине (к примеру по окончании определённого пробега) то нужно будет потратиться на 2000 зелёных денег, поскольку цена новой форсунки приблизительно 500$. Ну а вдруг ваш дизельный двигатель имеет не 4 цилиндра, а больше (к примеру в случае если под капотом вашей автомобили живёт шести, либо восьми цилиндровый V-твин, то нужно будет потратиться вдвое больше. Исходя из этого в случае если надумаете брать себе машину с многоцилиндровым двигателем, то получайте дизельную иномарку с электрогидравлическими форсунками, ремонт которых обойдётся значительно дешевле (приблизительно 150$ за шт).
Производитель форсунок компания Delphi так же производит качественные изделия, но форсунки данной компании в большинстве случаев более чувствительны к качеству ДТ и исходя из этого их ресурс на отечественном горючем меньше, чем у форсунок того же Боша (приблизительно 150 тыс.км.).
Ну а что касается цене ремонта, то проверка и восстановление на стенде электро-гидравлической форсунки данной компании обойдётся чуть дороже, чем ремонт форсунок вышеописанных компаний, приблизительно 200$ (из-за необходимости firmware кода, при замене нового распылителя).
Но очевидно цена возможно и второй, в зависимости от крутизны и региона СТО. Но на данный момент вероятно отыскать новую форсунку приблизительно за 250 — 270$, соответственно для многих гаражных мастеров имеется суть приобрести и установить новую форсунку, чем заморачиваться с ремонтом бэушной форсункой данной компании.
Что касается пьезоэлектрических форсунок данной компании, то распространены они мало (показались на некоторых Мерседесах, к примеру Mерседес E250 CDI), но при их дебюте в 2009 году из-за них довольно часто оказались перебои в работе дизеля и в последствии они были усовершенствованы. по поводу ремонтопригодности пьезо-форсунок данной компании, но как и других компаний, сказать не приходится в виду их не разборной конструкции.
Мало продолжить ресурс окажет помощь очистка распылителей в ультразвуковом стенде.
Производитель форсунок Continental (бывший Siemens), так же создаёт достаточно долговечные форсунки (пробег достигает 200 тысяч, а на европейском горючем очевидно ещё больше), как электрогидравлические, так и пьезоэлектрические.
Кроме того электрогидравлические форсунки данной компании ещё совсем сравнительно не так давно считалось невозможно вернуть, из-за нехватки запасных частей, но на данный момент обстановка значительно несложнее, к тому же этому содействует развитие интернет магазинов. И многие специальные центры на данный момент уже берутся за ремонт электрогидравлических форсунок данной компании (цена приблизительно 200$). А новая форсунка обойдётся приблизительно в 300 — 350$.
Что касается пьезо-форсунок данной компании, то они как были, так и остаются неремонтопригодны.
Ну и напоследок пара советов новичкам, правильнее пара обстоятельств, каковые подтвердят вам, что форсунки вашего автомобиля требуют грамотной мастерской с диагностическим стендом в специальном сервисе.
Первая обстоятельство для переборки форсунок — это тяжёлый запуск дизельного двигателя — из-за чего не заводится машина возможно уточнить вот в данной статье (очевидно тяжёлый запуск возможно и по вторым обстоятельствам, в особенности при похолодании и подробнее об этом читаем вот тут). Повышенный расход горючего двигателем. Тёмный дым (о диагностике мотора по цвету выброса читаем вот тут).
Утрата мощности двигателем (ещё о вторых обстоятельствах утраты мощности читаем вот тут). Работа двигателя с перебоями. Троит дизельный двигатель (при выходе из строя одной форсунки). Перегрев дизельного двигателя.
Очевидно вышеперечисленные обстоятельства смогут быть не только из-за неисправных форсунок, но и из-за неполадок в ТНВД (о его диагностике и ремонте читаем вот тут), либо от неисправностей регулятора давления горючего, либо из-за выхода из строя какого именно то датчика, что должен был подавать данные на электронный блок управления.
Нюансов сбоев в работе современного дизеля возможно пара, в этот самый момент в пределах одной статьи всё обрисовать нереально. Потребуется диагностика двигателя, ну а кто желает стать высокооплачиваемым диагностом и грамотным современных дизелей common rail, рекомендую изучить нужный видеокурс, кликнув на баннер под данной статьёй.
В случае если же выяснится, что неприятность как раз в какой то форсунке, то направляться её демонтировать с двигателя, после этого проверить её работу на стенде.
Ну а дальше потребуется разборка элементов форсунки, деффектовка подробностей, замена негодных подробностей и промывка годных, после этого потребуется сборка и измерение и регулировка форсунки её параметров работы. Ну и для некоторых форсунок (к примеру компании Delphi) потребуется обновление firmware кода в зависимости от установленного экземпляра).
Детально о ремонте форсунок простого типа я уже писал вот тут, но о ремонте форсунок common rail как нибудь по возможности напишу. Ну и напоследок ещё пара советов новичкам: при установке отремонтированных форсунок на собственный двигатель, в обязательном порядке замените их уплотняющие бронзовые шайбы новыми (об этом я уже писал в статье про ремонт простых форсунок, и как демонтировать форсунки также), конечно направляться в обязательном порядке заменить все топливные фильтры, и в обязательном порядке промойте фильтр неотёсанной очистки в топливном баке, и сам бак также. Ну и не помешает промыть все топливопроводы.
Кроме этого не помешает промывка топливной совокупности от продуктов износа подробностей ТНВД (от небольшой железной пыли, которая неспешно образуется в ходе работы подробностей насоса, в особенности от кулачкового привода плунжера).
Вот помой-му и всё, в случае если что то отыщу в памяти, то в обязательном порядке допишу. Сохраняю надежду эта статья была нужна начинающим дизелистам и сейчас вы понимаете, что не такие уж они и сложные форсунки common rail, удач всем.