Топливная система камаз евро 4 схема коммон рейл

Обновлено: 11.05.2024

Устройство и принцип работы системы Common Rail

1. Подкачивающий топливный насос.
Осуществляет постоянную подкачку топлива в напорную магистраль.

2. Топливный фильтр с клапаном предварительного подогрева.
Клапан предварительного подогрева препятствует при низких температурах окружающей среды засорению фильтра кристаллизующимися парафинами.

3. Дополнительный топливный насос.
Подаёт топливо из напорной магистрали к топливному насосу.

4. Сетчатый фильтр.
Предохраняет насос высокого давления от попадания инородных частиц.

5. Датчик температуры топлива.
Измеряет текущую температуру топлива.

6. Насос высокого давления (ТНВД).
Создаёт давление, необходимое для работы системы впрыска.

7. Клапан дозирования топлива.
Регулирует количество топлива, которое необходимо подать в аккумулятор высокого давления.

8. Регулятор давления топлива.
Регулирует давление топлива в магистрали высокого давления.

9. Аккумулятор давления (топливная рампа).
Накапливает под высоким давлением топливо,необходимое для впрыска во все цилиндры.

10. Датчик давления топлива.
Измеряет текущее давление топлива в магистрали высокого давления.

11. Редукционный клапан.
Поддерживает давление в обратной магистрали форсунок системы впрыска на уровне 10 бар. Такое давление необходимо для работы форсунок.

12. Форсунки.

Система впрыска Common Rail

Система впрыска Common Rail представляет систему впрыска топлива для дизельных двигателей с аккумулятором высокого давления. Термин «Common Rail» означает «общая балка или рампа» и служит для обозначения общей топливной рампы
(аккумулятора давления) для всех форсунок ряда цилиндров.

В данной системе процесс впрыска отделён от процесса создания высокого давления. Необходимое для системы впрыска высокое давление создаётся с помощью отдельного топливного насоса высокого давления (ТНВД).
Топливо, находящееся под высоким давлением, накапливается в аккумуляторе давления (топливной рампе)
и через короткие топливопроводы высокого давления подаётся к форсункам.
Управление системой впрыска Common Rail осуществляется системой управления двигателя Bosch EDC.

Система впрыска Common Rail располагает большими возможностями для регулирования давления и параметров впрыска в соответствии с режимом работы двигателя. Это создает хорошие предпосылки для удовлетворения постоянно растущих требований к системе впрыска в плане улучшения экономичности, снижения токсичности ОГ и шумности двигателя.

В данной системе впрыска Common Rail используются пьезоэлектрические форсунки.

Управление форсунками осуществляется исполнительным механизмом, основанном на использовании пьезоэлемента. Скорость переключения такого механизма во много раз выше, чем у форсунки с электромагнитным клапаном.

Кроме того, масса подвижной иглы у распылителя пьезоэлектрической форсунки примерно на 75 % меньше, чем у форсунки с электромагнитным приводом.

Это обеспечивает пьезоэлектрическим форсункам следующие преимущества:

* короткое время переключения
* возможность произвести несколько впрысков в течение рабочего такта
* точность дозировки впрыска

Работа пьезофорсунки Common Rail

И для интереса. Как изготавливается форсунка Common Rail Piezo на заводе.

Процесс впрыска

Высокая скорость переключения пьезоэлектрической форсунки позволяет гибко и с высокой точностью управлять фазами впрыска и дозировать подачу топлива. Благодаря этому управление процессом впрыска топлива может осуществляется в точном соответствии с потребностью двигателя в определённый момент времени. За время такта может быть произведено до пяти отдельных впрысков.

ТНВД

Насос высокого давления представляет собой одноплунжерный насос. Привод насоса осуществляется через зубчатый ремень коленвала с частотой, равной частоте оборотов двигателя. ТНВД предназначен для создания в топливной магистрали давления до 1800 бар, необходимого для работы системы впрыска. С помощью двух кулачков, развёрнутых на приводном вале на 180°, скачок давления формируется синхронно с впрыском во время рабочего такта конкретного цилиндра. Это обеспечивает равномерную нагрузку привода насоса и снижает колебания давления в области высокого давления.
Для снижения трения при передаче усилия от приводных кулачков к плунжеру насоса между ними установлен ролик.

Схема аккумуляторной топливной системы Common Rail

Аккумуляторная топливная система Common Rail включает в себя ступень низкого давления, ступень высокого давления и ЭБУ. Схема топливной системы Common Rail показана на рисунке.

Создание низкого давления

Ступень низкого давления в топливной системе Common Rail включает в себя:

топливный бак (1) с фильтром-топливоприемником (2);
топливоподкачивающий насос (3);
фильтр тонкой очистки топлива (4);
трубопроводы линии низкого давления (5).

Топливный бак

Как следует из его названия, топливный бак служит для хранения топлива. Он должен быть выполнен из материала, устойчивого к коррозии, и не иметь утечек топлива даже при давлении, в два раза превышающем рабочее, но по крайней мере при превышении давления на 0,3 бар. Топливный бак должен быть оснащен предохранительными клапанами, чтобы сбрасывать избыточное давление. Не должно быть утечек топлива ни после топливозаливной горловины, ни через устройства выравнивания давления. Это также относится к случаям воздействия неровностей дороги, поворотам (закруглениям дороги) или наклонным положениям автомобиля.

Топливный бак и двигатель должны отстоять достаточно далеко один от другого, чтобы в случае аварии была исключена опасность пожара. Это не относится к тракторам с открытой кабиной, мотоциклам и мопедам. Для транспортных средств с открытой кабиной, тракторов и автобусов принимаются специальные правила, касающиеся расположения топливных баков и защитных экранов.

Трубопроводы линий низкого давления топлива

В качестве альтернативы стальным трубкам, в линиях низкого давления могут использоваться пламезащитные армированные гибкие шланги. Они должны быть защищены от механических повреждений и проложены таким образом, чтобы исключить возможность появления капель или испарения топлива, скапливающегося на нагретых деталях, где оно может воспламениться.

В случае деформирования кузова при аварии или перемещении двигателя не должны иметь место разрушающие последствия топливной системы. Все трубопроводы топливной системы должны быть защищены от нагрева. В автобусах топливные трубопроводы не должны располагаться в пассажирском салоне или в кабине водителя, и не должна осуществляться подача топлива под действием сил тяжести.

Компоненты ступени низкого давления

Подкачивающий насос

Подкачивающий насос может быть либо электрическим с фильтром-топливоприемником, либо шестеренчатым. Насос забирает топливо из топливного бака и непрерывно подает его в необходимом количестве в насос высокого давления.

Фильтр тонкой очистки топлива

Недостаточная фильтрация топлива может привести к повреждению элементов ТНВД, нагнетательных клапанов и форсунок. Топливный фильтр очищает топливо до его поступления в ТНВД и, таким образом, предотвращает преждевременный износ прецизионных деталей ТНВД.

Создание высокого давления

Ступень высокого давления в аккумуляторной топливной системе Common Rail включает в себя следующие компоненты:

ТНВД (6) с редукционным клапаном;
трубопроводы линии высокого давления (7);
аккумулятор топлива высокого давления (8) с датчиком давления, клапаном- регулятором давления и ограничителем подачи;
форсунки (9);
линии возврата топлива (10).

Компоненты ступени высокого давления

ТНВД повышает давление топлива в системе до 1350 бар и направляет его через топливопроводы высокого давления в аккумулятор топлива.

Аккумулятор топлива

Даже после осуществления впрыска топлива форсункой, давление в аккумуляторе остается практически постоянным. Этот эффект происходит в аккумуляторе в результате свойственной топливу сжимаемости. Давление топлива в аккумуляторе измеряется датчиком давления и поддерживается на требуемом уровне предохранительным клапаном (регулятором давления), который ограничивает давление в аккумуляторе с максимальным значением 1500 бар. Топливо под высоким давлением направляется из аккумулятора к форсункам через ограничитель подачи, который предохраняет от излишней подачи топлива в камеру сгорания.

Форсунки в системе Common Rail открываются по пусковому сигналу электромагнитного клапана и впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания.

Избыточное топливо, которое требуется для открытия форсунки, направляется обратно в топливный бак по линии возврата топлива. Топливо, перепускаемое клапаном-регулятором давления, вместе с топливом из линии низкого давления и топливом, служащим для смазки деталей ТНВД, также направляется в линию возврата топлива.

Трубопроводы линии высокого давления

Через трубопроводы топливо подается под высоким давлением. Поэтому они должны выдерживать максимальное давление в топливной системе и возможные высокочастотные пики давления, возникающие в интервалах между впрысками. Трубопроводы линии высокого давления изготовляются из стальных трубок и обычно имеют наружный диаметр 6 мм и внутренний диаметр 2,4 мм.

Все трубки между аккумулятором и форсунками должны быть одинаковой длины. Разница в расстояниях между аккумулятором и конкретными форсунками компенсируется изгибами трубок, при этом трубопроводы линии высокого давления должны быть по возможности короткими.

vitalxbc › Блог › Система впрыска топлива Common Rail дизельных ДВС.

Система впрыска Common Rail является самой современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Работа системы Common Rail основана на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы, наподобие бензиновых ДВС (Common Rail в переводе означает общая рампа). Система впрыска разработана специалистами фирмы Bosch.

Наибольшее распространения получили четыре типа систем COMMON RAIL, названным по имени их производителя. BOSCH, DELPHI, DENSO и SIEMENS. Каждый автопроизводитель имеет собственную аббревиатуру, которая обозначает как систему, так и ее отдельные элементы :

BMW : D-двигатели (также используются Land Rover как TD4)
Cummins и Scania : XPI
Cummins : CCR
Daimler : CDI (для автомобилей Chrysler и Jeep — CRD)
Fiat : Fiat, Alfa Romeo и Lancia — JTD (MultiJet, JTDm, Ecotec CDTi, TiD, TTiD, DDiS, Quadra-Jet)
Ford Motor : TDCi Duratorq и Powerstroke
General Motors : Opel/Vauxhall — CDTi и DTi для Isuzu
General Motors : Daewoo/Chevrolet — VCDi (VM Motori — Ecotec CDTi)
Honda : i-CTDi
Hyundai и Kia : CRDi
Mahindra : CRDe
Maruti Suzuki : DDiS
Mazda : CiTD
Mitsubishi : DI-D
Nissan : dCi
PSA Peugeot Citroen : HDI, HDi (Volvo S40/V50 использует двигатели PSA 1,6D & 2,0D, JTD)
Renault : dCi
SsangYong : XDi
Subaru : TD
Tata : DICOR
Toyota : D-4D
Volkswagen Audi Group (Skoda) : TDI. CR в 2005 году пришла на смену насос-форсункам.
Volvo : D3, D4 и D5

Применение данной системы позволяет достигнуть снижения расхода топлива, токсичности отработавших газов, уровня шума дизеля. Главным преимуществом системы Common Rail является широкий диапазон регулирования давления топлива и момента начала впрыска, которые достигнуты за счет разделения процессов создания давления и впрыска.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

1. топливный бак
2. топливный фильтр
3. топливный насос высокого давления
4. топливопроводы
5. датчик давления топлива
6. топливная рампа
7. регулятор давления топлива
8. форсунки
9. электронный блок управления
10. сигналы от датчиков
11. усилительный блок (на некоторых авто)

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. Современные топливные насосы высокого давления — плунжерного типа. Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.
Регулятор давления топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной 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. Форсунка важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки. Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

Управление работой системой впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, Холла, положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и другие. Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

На основании сигналов, поступающих от датчиков, блок управления двигателем определяет необходимое количество топлива, которое топливный насос высокого давления подает через клапан дозирования топлива. Насос накачивает топливо в топливную рампу. Там оно находится под определенным давлением, обеспечиваемым регулятором давления топлива. В нужный момент блок управления двигателем дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.
С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

Предварительный впрыск небольшого количества топлива производится перед основным впрыском для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускорение самовоспламенения основного заряда, снижение шума и токсичности отработавших газов. В зависимости от режима работы двигателя производится:

2 предварительных впрыска — на холостом ходу;
1 предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
0(предварительный впрыск не производится) — при полной нагрузке.
Основной впрыск обеспечивает стабильную работу двигателя.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и улучшения сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Развитие системы впрыска Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска:

1 поколение – 140 МПа, с 1999 года;
2 поколение – 160 МПа, с 2001 года;
3 поколение – 180 МПа, с 2005 года;
4 поколение – 220 МПа, с 2009 года.

Чем выше давление в системе впрыска, тем больше топлива можно впрыснуть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность.

ТНВД является одним из основных ко элементов в конструкции системы впрыска двигателя. Он выполняет, как правило, две важнейшие функции: 1- нагнетание определенного количества топливной жидкости; 2- регулирование по времени начала впрыскивания. С момента появления аккумуляторных систем впрыска работа по регулированию времени начала впрыска была возложена на управляемые электроникой форсунки.
Основу ТНВД составляет плунжерная пара. Данный механизм составляет поршень (другое название- плунжер) и цилиндр (другое название — втулка) совсем небольшого размера. Плунжерную пару изготавливают из стали высокого качества и делают это с высочайшей точностью. Так, что между плунжером и втулкой имеется минимальный зазор (сопряжение прецизионное). В системе Common Rail используется Магистральный ТНВД.

Магистральный ТНВД

С конструктивной точки зрения магистральный насос может иметь 1(один), 2(два) или 3(три) плунжера. Приводы плунжеров осуществляются с помощью использования кулачкового вала либо кулачковой шайбы.

При вращательном движении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружинки плунжер двигается вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под воздействием разряжения воздуха открывается клапан впуска, и топливная жидкость поступает в камеру. При движении плунжера вверх происходит возрастание давления в камере, клапан впуска закрывается. При создании определенного давления открывается клапан выпуска и топливная жидкость поступает в рампу. Управление подачей топливной жидкости производится в зависимости от потребностей двигателя и осуществляется с помощью клапана дозирования топливной жидкости. В исходном (обычном) положении этот клапан открыт. Но по сигналу электронного блока управления он закрывается на определенную ширину, тем самым регулируется количество затекающей в компрессионную камеру топливной жидкости.

Форсунка (инжектор), являясь элементом конструкции системы впрыскивания, предназначена для того, чтобы качественно дозировать подачу топливной жидкости, его распыление в камере сгорания (коллекторе впуска) и образование топливно-воздушной смеси. Форсунки используются в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных вариантах двигателей устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыскивания. В зависимости от того, каким способом осуществляется впрыскивание, различают нижеприведённые виды форсунок:

1. электромагнитные
2. электрогидравлические
3. пьезоэлектрическая

Электромагнитная форсунка

Устанавливается, как правило, на бензиновые двигатели, в том числе оборудованные системой непосредственного впрыска. Имеет достаточно простое и надежное устройство. Оно включает электромагнитный клапан с иголкой и сопло.

Работа электромагнитной форсунки осуществляется так: в соответствии с заложенным в него алгоритмом электронный блок управления точно обеспечивает подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана в нужный момент. При всём этом создается электромагнитное поле, оно, преодолевая усилия пружинки, втягивает якорь с иголкой и освобождает сопло. В результате производится впрыск топливной жидкости. С исчезновением напряжения пружка возвращает иголку форсунки на седло.

Электрогидравлическая форсунка

Используется на дизельных двигателях, в том числе на оборудованных системой впрыскивания Common Rail. В конструкцию электрогидравлической форсунки входит электромагнитный клапан, камера управления, впускной и сливной дроссели.

Принцип работы этой форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыскивании, так и при его прекращении. В начальном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, иголка форсунки прижата к седлу по средствам силы давления топливной жидкости на поршень в камере управления. Впрыскивание топливной жидкости не происходит. При этом давление топлива на иголку, ввиду разности площадей контакта, меньше давления на поршень. По точной команде электронного блока управления запускается работа электромагнитного клапана, открывая сливной дроссель. Топливная жидкость из камеры управления идёт через дроссель к сливной магистрали. Впускной дроссель при этом препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и в магистрали впуска. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не претерпевает изменений. Игла поднимается, происходит впрыск топливной жидкости.

Пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка)

Это самое совершенное устройство, обеспечивающее впрыск топливной жидкости. Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.

К преимуществам пьезофорсунки относят: быстроту срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), как следствие этого, возможность многократного впрыскивания топливной жидкости в течение одного цикла работы, точную дозировку впрыскиваемой топливной жидкости. Всё вышеперечисленное стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой. Он основан на изменении длины пьезокристалла, которое происходит под действием напряжения. Конструкция самой пьезоэлектрической форсунки включает следующие элементы : пьезоэлемент, толкатель, клапан переключения и иголку. Все они помещены в корпус.

В работе форсунки данного вида, так же как и в электрогидравлическом аналоге, используют гидравлический принцип. В начальном положении иголка сидит на седле в результате высокого давления топливной жидкости. Во время подачи электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина. Передается усилие на поршень толкателя, открывается переключающий клапан и топливная жидкость поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы снижается. Иголка за счет давления в нижней части поднимается, таким образом производится впрыск топливной жидкости.

Электронная система управления двигателем КамАЗ с системой топливоподачи Сommon Rail

Система топливоподачи типа « Соmmоn Rail» (CR) позволяет обеспечить более широкий спектр требований по впрыску топлива, а именно:

повышенное давление впрыскивания;
изменяемый момент начала впрыскивания;
обеспечение предварительного и последующего впрыскивания;
регулирование давления впрыскивания в зависимости от условий эксплуатации двигателя КамАЗ и автомобиля.

Система топливоподачи «Соmmоn Rail» содержит:

электронный блок управления;
датчики ( см. рис. Установка датчиков на двигателе с системой топливоподачи «Соmmоn Rail»):
датчик давления топлива в топливном аккумуляторе высокого давления («Rail»);
датчик положения кулачкового вала;
датчик температуры и давления топлива;
датчик температуры и давления масла;
датчик температуры охлаждающей жидкости;
датчик температуры и давления наддувоч-ого воздуха;
датчик положения коленчатого вала;
инжектор с быстродействующим электромагнитным клапаном, который регулирует процесс впрыскивания топлива в каждом цилиндре;
топливный насос высокого давления (ТНВД) с регулятором расхода топлива и топливоподкачи-вающим насосом.
кнопку вспомогательной тормозной системы. На автомобилях с двигателями КамАЗ с системой топливоподачи Соmmоn Rail , включение вспомогательной тормозной системы происходит при движении со скоростью не ниже 30 км/ч.
переключатель круиз - контроля/ограничения скорости;
переключатель режима диагностики двигателя;
контрольную лампу диагностики двигателя;
педаль подачи топлива;
датчик педали тормоза;
датчик стояночного тормоза;
клапан аварийного останова двигателя;
датчик педали сцепления.

Установка датчиков на двигателе с системой топливоподачи «Соmmоn Rail»
1 - ТНВД; 2 - электронный блок управления; 3 - инжектор; 4 - топливный аккумулятор высокого давления; 5 - датчик давления топлива в топливном аккумуляторе высокого давления; 6 - датчик положения кулачкового вала; 7 - датчик температуры и давления топлива; 8 -датчик температуры и давления масла; 9 - датчик температуры охлаждающей жидкости; 10 - датчик температуры и давления наддувочного воздуха; 11 - датчик положения коленчатого вала; 12 - жгут системы управления двигателем; 13 - жгут системы управления силовой

"Энциклопедия автоэлектрика"

Электронная система управления двигателем (ЭСУД) предназначена для управления цикловой подачей топлива двигателя в зависимости от режимов работы двигателя, его температурного состояния, регулировочных характеристик и параметров окружающей среды.

Установка компонентов ЭСУД на двигателе:

1 – форсунка (инжектор);

2 – топливный аккумулятор высокого давления;

3 – датчик положения кулачкового вала;

4 – жгут системы управления двигателем;

5 – датчик температуры охлаждающей жидкости;

6 – датчик температуры и давления масла;

7 – датчик положения коленчатого вала;

8 – электронный блок управления (ЭБУ);

9 – жгут системы управления силовой;

10 – датчик температуры и давления наддувочного воздуха;

11 – датчик давления топлива в топливном аккумуляторе высокого давления;

12 – топливный насос высокого давления (ТНВД);

13 – датчик температуры и давления топлива

Система обеспечивает выполнение следующих функций:

Полный перечень выполняемых ЭСУД функций определяется при проектировании изделия, на котором применен двигатель.

В состав ЭСУД входят:

ЭЛЕМЕНТЫ ЭСУД И ИХ ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ НА ДВИГАТЕЛЯХ КАМАЗ

В системе используются следующие элементы:

ДАТЧИКИ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И ПОЛОЖЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО И КУЛАЧКОВОГО ВАЛОВ

0 281 002 898 фирмы «BOSCH» 3 и 7 (рисунок ниже)

Индукционные, используются для измерения частоты вращения коленчатого и распределительного валов двигателя. Датчик положения коленчатого вала устанавливается в отверстие, выполненное в передней крышке. Для формирования сигналов датчика и определения положения коленчатого вала применяется специальный передний противовес коленчатого вала с количеством зубьев 60-2.

Датчик положения кулачкового вала устанавливается в специальное отверстие, выполненное в корпусе редуктора привода топливного насоса высокого давления. Для формирования сигналов датчика применяется специальное колесо, которое 8 зубьев и один дополнительный зуб синхронизации (всего 9), представленное на рисунке:

ДАТЧИК ТЕМПЕРАТУРЫ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ

0 281 002 209 фирмы «BOSCH» 5 (рисунок ниже) используется для определения температурного состояния двигателя. Устанавливается в отверстие коробки термостатов системы охлаждения двигателя. Сигнал датчика используется в функции ограничения цикловой подачи при превышении допустимой температуры двигателя с выдачей предупреждения на диагностическую лампу, сигнала на корректировку стартовой подачи и начала впрыскивания топлива в зависимости от температурного состояния двигателя.

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ НАДДУВОЧНОГО

ВОЗДУХА

0 281 002 576 фирмы «BOSCH» 10 (рисунок ниже), устанавливаемый в соединительном патрубке, определяет температуру и давление воздуха во впускных коллекторах двигателя. Значения температуры и давления воздуха необходимы для определения необходимого массового расхода воздуха и корректировки цикловой подачи топлива с целью ограничения дымности отработавших газов двигателя.

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ МАСЛА

0 261 230 112 фирмы «BOSCH» 6 (рисунок ниже), устанавливаемый на передней крышке, определяет температуру и давление масла в главной масляной магистрали двигателя. Значения температуры и давления используются для определения состояния двигателя и его защиты при аварийных ситуациях.

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ ТОПЛИВА

0 261 230 112 фирмы «BOSCH» 13 (рисунок ниже), устанавливаемый в специальном корпусе в системе низкого давления топлива после топливоподкачивающего насоса, определяет температуру и давление топлива на входе в насос высокого давления. В зависимости от его сигнала корректируется объем цикловой подачи топлива по температуре, а по давлению осуществляется диагностика системы топливоподачи.

ДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА В АККУМУЛЯТОРЕ (рампе)

фирмы «BOSCH» 11 (рисунок ниже) служит для определения давления топлива в топливном аккумуляторе, устанавливается в переднем торце левого аккумулятора.

ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ

EDC7UC31 фирмы «BOSCH» 8 (рисунок ниже) обеспечивает прием и обработку сигналов датчиков, переключателей, передаваемой информации по шине CAN. В ЭБУ анализируется вся поступающая информация о режимных параметрах, о состоянии двигателя и автомобиля, обрабатывается в соответствии с заданными алгоритмами и далее выдаются управляющие сигналы на форсунки, регулятор расхода топлива, электроуправляемый вентилятор, клапан перепуска ОГ, обеспечивая необходимую защиту двигателя от перегрузок и строгое соответствие требуемого режима работы двигателя. Через шину CANвозможен обмен сигналами с другими системами автомобиля, через К-line осуществляется диагностика системы.

ОБСЛУЖИВАНИЕ ЭСУД

Элементы ЭСУД относятся к необслуживаемым в эксплуатации изделиям и не требуют подстроек, регулировок и технического обслуживания в процессе эксплуатации.

Срок службы ЭСУД – не менее срока службы двигателя.

Ремонт электронного блока управления должен проводиться на предприятии изготовителе или на специализированных предприятиях, имеющих на то разрешение изготовителя.

НЕ ДОПУСКАЕТСЯ КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ ВЫВОДОВ КОНТАКТНОГО РАЗЪЕМА БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ НА МАССОВЫЙ ИЛИ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ПОЛЮС ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ.

НЕ ДОПУСКАЕТСЯ ИЗМЕНЕНИЕ ПОЛЯРНОСТИ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ.

НЕ ДОПУСКАЕТСЯ ПРОИЗВОДИТЬ РАЗМЫКАНИЕ – СМЫКАНИЕ КОНТАКТНОГО РАЗЪЕМА ЭЛЕКТРОННОГО БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ ПРИ ВКЛЮЧЕННОМ ИСТОЧНИКЕ ПИТАНИЯ.

Электронный блок управления EDC7UC31 фирмы «BOSCH»

Электронный блок управления устанавливается с помощью специального кронштейна на корпусе водяных каналов в передней части двигателя.

ПЕДАЛЬ ПОДАЧИ ТОПЛИВА

фирмы «TeleflexMorse» устанавливается в кабине изделия и служит для выбора требуемого режима работы двигателя водителем. Сигнал выходного напряжения передается в электронный блок управления, где он преобразуется в значение цикловой подачи топлива.

КОНТРОЛЬНАЯ ЛАМПА ДИАГНОСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ

(лампа «Check Engine»), установленная на щитке приборов в кабине автомобиля, служит для контроля работы двигателя и выдачи кодов неисправности – блинк-кодов.

После включения зажигания тестируется лампа диагностики двигателя, в ходе теста она загорается на три секунды. Если лампа диагностики продолжает гореть, либо она загорается при работе двигателя, это означает, что в ЭСУД возникла неисправность и для ее устранения необходимо обратиться в сервисный центр. Информация о неисправностях хранится в ЭБУ и может быть прочитана либо при помощи диагностического прибора, либо при помощи лампы диагностики. После устранения неисправности лампа диагностики гаснет.

ДИАГНОСТИКА ДВИГАТЕЛЯ

Установленный в кабине изделия включатель режима диагностики имеет три положения – среднее (фиксированное), верхнее и нижнее (нефиксированные). В верхнем и нижнем положении электронный блок управления двигателем находится в режиме диагностики.

Диагностика двигателя проводится нажатием и удерживанием включателя в верхнем или нижнем нажатом положении более 2 секунд. После отпускания включателя лампа диагностики промигает блинк-код неисправности двигателя в виде нескольких вспышек, разделенных «паузами» – потухшей лампой диагностики. Блинккод неисправности двигателя будет представлен трехзначным числом. Например, 2-4-3 или 5-1-2.

При следующем нажатии на включатель лампа будет мигать блинк-код следующей неисправности. Таким образом, выводятся все неисправности, хранящиеся в электронном блоке. После вывода последней запомненной неисправности блок начинает заново выводить первую неисправность.

Cчитанный код ошибки указывает на активную ошибку, т.е. имеется ли в данный момент на автомобиле неисправность, или же показана записанная в память информация об ошибке, произошедшей ранее. Эта информация доступна лишь при использовании диагностического оборудования.

Для стирания выводимых лампой диагностики блинк-кодов неисправностей из памяти блока управления при нажатом включателе режима диагностики включите зажигание и после этого удерживайте включатель режима диагностики еще около 5 секунд.

Пример:

Неисправность в цепи датчика частоты вращения вентилятора (блинк-код 3-1-2) диагностическая лампа промигает 3 вспышки, пауза, 1 вспышка, пауза, 2 вспышки.

Топливная система камаз евро 4 схема коммон рейл

1.4.8 ЭЛЕКТРОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ КАМАЗ 740.60-360, 740.61-320, 740.62-280, 740.63-400, 740.64-420, 740.65-240, 740.70-280, 740.71-320, 740.72-360, 740.73-400, 740.74-420 и 740.75-440

1 – форсунка (инжектор); 2 – топливный аккумулятор высокого давления; 3 – датчик положения кулачкового вала; 4 – жгут системы управления двигателем; 5 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 6 – датчик температуры и давления масла; 7 – датчик положения коленчатого вала; 8 – электронный блок управления (ЭБУ); 9 – жгут системы управления силовой; 10 – датчик температуры и давления наддувочного воздуха; 11 – датчик давления топлива в топливном аккумуляторе высокого давления; 12 – топливный насос высокого давления (ТНВД); 13 – датчик температуры и давления топлива

Система обеспечивает выполнение следующих функций:

- нормирование пусковой подачи топлива;

- коррекция цикловой подачи топлива для ограничения дымности отработавших газов;

- ограничение цикловой подачи топлива при достижении предельной температуры охлаждающей жидкости;

- управление муфтой включения вентилятора системы охлаждения;

- защита двигателя по минимальному давлению масла;

- управление реле блокировки стартера;

- отключение подачи топлива в режиме «горный тормоз»;

- ограничение максимальной скорости автомобиля;

- обеспечение аварийного останова двигателя;

- осуществление взаимодействия с другими системами изделия по линии CAN ;

- осуществление диагностических функций и передача диагностической информации через диагностический разъем по линии K - line и CAN ;

- индикация о неисправности ЭСУД контрольной лампой « Check Engine »;

- обеспечение взаимодействия с другими системами управления автомобиля;

- обеспечение аварийно-предупредительной сигнализации и защиты и др.

В состав ЭСУД входят:

- электронный блок управления (ЭБУ);

- жгуты проводов в комплекте с датчиками, переключателями и разъемами для подключения устройств диагностирования системы в условиях эксплуатации.

ЭЛЕМЕНТЫ ЭСУД И ИХ ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ НА ДВИГАТЕЛЯХ КАМАЗ

В системе используются следующие элементы:

ПЕДАЛЬ ПОДАЧИ ТОПЛИВА фирмы « TeleflexMorse » устанавливается в кабине изделия и служит для выбора требуемого режима работы двигателя водителем. Сигнал выходного напряжения передается в электронный блок управления, где он преобразуется в значение цикловой подачи топлива.

КОНТРОЛЬНАЯ ЛАМПА ДИАГНОСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ (лампа « Check Engine »), установленная на щитке приборов в кабине автомобиля, служит для контроля работы двигателя и выдачи кодов неисправности – блинк-кодов.

ДИАГНОСТИКА ДВИГАТЕЛЯ

C читанный код ошибки указывает на активную ошибку, т.е. имеется ли в данный момент на автомобиле неисправность, или же показана записанная в память информация об ошибке, произошедшей ранее. Эта информация доступна лишь при использовании диагностического оборудования.

Пример: Неисправность в цепи датчика частоты вращения вентилятора (блинк-код 3-1-2) диагностическая лампа промигает 3 вспышки, пауза, 1 вспышка, пауза, 2 вспышки.

Система впрыска Common Rail

В описании практически любого современного автомобиля, оснащенного дизельной силовой установкой, можно увидеть информацию, что в двигателе используется система впрыска Common Rail. Причем встречается она на любой технике, использующей этот вид топлива, от легковых автомобилей до карьерных и сельскохозяйственных машин. Но далеко не все знают, в чем особенность этой системы, благодаря чему она получила такое широкое распространение и какие у нее достоинства и отрицательные качества.

Система впрыска Common Rail сейчас считается самой передовой технологией обеспечения подачи дизтоплива в дизельных силовых установках. Появилась она сравнительно недавно, первый автомобиль, оснащенный этой системой, выпустили в 1997 году. Но при этом Common Rail стремительно набрал популярность и практически все дизельные установки им сейчас оснащаются. Помимо указанного названия, имеется еще одно – аккумуляторная топливная система.

Особенность системы, ее составные части

Если в целом посмотреть на устройство Common Rail, то можно обнаружить очень сильное сходство с инжекторными бензиновыми системами питания, особенно непосредственного впрыска. По сути, конструкторы просто позаимствовали все положительные качества, которыми обладает инжектор, и перенесли их на дизельную установку, но с учетом особенностей работы этого типа мотора.

Особенность этой системы, по отношению к классической механической, заключена в предварительном аккумулировании давления топлива перед подачей его в цилиндры. Отсюда и название – аккумуляторная топливная система.

Как и ранее на дизельных моторах, система питания делится на два контура – низкого и высокого давления. Дополнительно в конструкцию Common Rail добавили электронную часть, осуществляющей контроль и управление исполнительной частью.

Контур низкого давления

Эта составляющая конструктивно практически не изменилась. В его состав входят:

бак,
фильтрующие элементы (грубой и тонкой очистки);
насос подкачки топлива;
топливные трубопроводы.

Контур низкого давления

Дополнительно в этот контур включены еще некоторые детали – охладитель и подогреватель топлива, а также отсекатель. Об этих составных частях – ниже.

Контур высокого давления

А вот этот контур конструктивно значительно изменился, поскольку в него добавились новые составные элементы. Устройство этой части включает в себя:

ТНВД;
магистраль высокого давления;
центральный магистральный трубопровод (рампа);
форсунки;
датчик и клапан регулировки давления.

Контур высокого давления

Суть этой конструкции заключена в том, что насос высокого давления качает топливо не к каждой форсунке по отдельности, как это было в механической системе, а закачивает его в магистральный трубопровод (рампу). А уже из нее оно подается на форсунки.

Использование в конструкции рампы позволяет поддерживать давление дизтоплива перед подачей в требуемом значении, при этом обороты мотора не оказывают на него никакого влияния. Это свою очередь оказывает положительное влияние на процесс подачи топлива при разных режимах функционирования мотора.

Основными рабочими элементами в этом контуре, как и раннее, являются ТНВД и форсунки.

Насос имеет механический привод, а количество плунжерных пар, создающих давление, может варьироваться от 1 до 3. Примечательно, что в таком насосе, поскольку нет надобности качать для каждой форсунки, на некоторых режимах плунжерные пары могут отключаться.

А вот форсунки конструктивно изменились. В Common Rail применяются электрогидравлические форсунки, оснащенные электромагнитными или пьезоэлектрическими клапанами управления. Применение их позволило обеспечить многократный впрыск, повышающий эффективность работы силовой установки.

Электронная составляющая

Что касается электронной части, то она практически полностью идентична используемой на инжекторных моторах. То есть, состоит она из электронного блока управления и ряда датчиков:

давления в магистральном трубопроводе;
скорости вращения коленвала;
положения акселератора (педали газа);
расхода воздуха;
лямбда-зонда;
температуры дизтоплива и воздуха.

На некоторых моторах применяется еще ряд других датчиков. Назначение электронной части идентично бензиновому мотору. Датчики передают информацию о работе систем и механизмов силовой установки и ряд других параметров. Поступающие данные блок сравнивает с табличными, занесенными в память, и на основе этого подает импульс на срабатывание форсунок.

Принцип действия

Теперь о том, как работает Common Rail. Первый контур особо рассматривать нечего. В его задачу входит очистка и подача топлива к ТНВД. Единственное, что можно отметить, так это то, что топливоподкачивающий насос может быть механическим, интегрированным в ТНВД, или же электрическим, установленным отдельно в топливную магистраль.

Принцип работы ТНВД тоже остался прежним. Имеющиеся в конструкции плунжерные пары при работе сжимают дизтопливо, из-за этого повышается давление, и выталкивают его дальше. Но если раннее, в классической системе, водитель регулировал количество дизтоплива, которое будет подвергаться сжатию, то в Common Rail такой надобности нет. В ней плунжерные пары работают со определенными порциями топлива, которые не изменяются. Единственное, на создаваемое насосом давление может повлиять блок управления, при надобности отключив плунжерную пару.

Из ТНВД дизтопливо, уже сжатое, по магистрали подается в рампу. За счет установленных на этой рампе датчика и клапана регулировки осуществляется аккумуляция (наращивание) давления до требуемых значений.

Происходит это так: насос, независимо от работы силовой установки постоянно качает топливо, за счет этого давление в магистральном трубопроводе постоянно возрастает. При этом значение давления постоянно контролируется ЭБУ благодаря датчику. Подержание его в требуемом диапазоне для того или иного режима работы силовой установки осуществляется клапаном регулировки. Если давление возрастает выше нормы, электронный блок подает сигнал на открытие этого клапана и часть топлива по сливной магистрали сбрасывается в бак, тем самым и производится регулировка.

Помимо аккумуляции давления, рампа выполняет еще одну функцию – сглаживает «толчки» дизтоплива, закачиваемого насосом и устраняет колебания давления при его падении при впрыске.

Топливо сливается не напрямую, а проходит через охладитель, поскольку при сжатии оно достаточно сильно разогревается. Что касается подогревателя, то он включен в первый контур и обеспечивает нагрев дизтоплива для повышения его текучести при сниженных температурах окружающей среды. В задачу же отсекателя входит прекращение подачи дизтоплива на ТНВД в случае возникновения нарушения в системе.

Топливная рампа посредством магистралей соединена с всеми форсунками. А далее уже при надобности происходит открытие той или иной форсунки для впрыскивания порции дизтоплива в камеру сгорания.

Особенности работы форсунок

Но форсунки в системе впрыска Common Rail функционируют не так, как на механической схеме. Если раннее их открытие осуществлялось за счет превышения определенного значения давления, то здесь этим процессом полностью управляет ЭБУ.

Принцип работы электрогидравлических форсунок следует рассмотреть несколько подробнее. Открытие для подачи топлива осуществляется все так же – за счет давления, но сам принцип работы несколько иной.

Суть такова: на запорной игле распылителя сделан ободок, который играет роль поршня. Топливо под давлением подается и под этот поршень, и над ним. За счет равности давления и усилия пружины игла прижата к седлу и распылитель закрыт.

Пространство над иглой объединено каналом с магистралью слива. Но в этом канале размещается электромагнитный или пьезоэлектрический клапан, который перекрывает его.

Срабатывание форсунки делается за счет подаваемого электрического сигнала с блока. Он, поступая на клапан, приводит к его открытию, при этом канал отпирается и топливо из пространства над иглой уходит в сливную магистраль. В результате появляется разница давления и дизтопливо, находящееся под иглой, преодолевая усилие пружинки, приподнимает ее, открывая отверстия распылителя – происходит впрыск. Как только сигнал с ЭБУ пропадет, давление сразу же выровняется, и форсунка закрывается.

Подача топлива

Уже упоминалось, что система впрыска Common Rail использует многократную подачу дизтоплива в цилиндр за один рабочий цикл мотора. Всего применяется три вида впрыска – предварительный, основной и дополнительный.

Предварительный впрыск «подготавливает» среду. Небольшое количество топлива, впрыснутое чуть раньше, приводит к возрастанию давления и температуры в камере сгорания. В дальнейшем это обеспечивает легкое и плавное воспламенение основной части горючей смеси. Благодаря этому впрыску шумность работы дизельной силовой установки снижается.

При основном впрыске в камеру сгорания подается рабочая порция дизтоплива, которая и обеспечивает работу силовой установки.

Дополнительный впрыск происходит уже на цикле рабочего хода, после того, как смесь сгорела. В задачу этого впрыска входит увеличение температуры отработанных газов, обеспечивая сгорание частиц сажи в сажевом фильтре. Тем самым повышается экологичность выхлопа.

График впрыска топлива

Интересно, что ЭБУ может регулировать многократный впрыск, подстраивая подачу под определенные условия работы силовой установки. К примеру, на холостом ходу предварительных впрысков топлива может быть два, чтобы обеспечить более лучшие условия для сгорания основной порции дизтоплива. При средней же нагрузке предварительно топливо подается только раз, а при максимальной подготовка уже не требуется.

Как видно, водитель на процесс работы системы Common Rail практически не влияет. Даже нажимая на педаль акселератора, он просто подает сигнал на ЭБУ, который затем обработается и учтется при формировании импульса на открытие форсунок. Вся работа системы питания полностью контролируется и регулируется электронной частью.

Достоинства и недостатки

Несмотря на то, что эта система питания дизеля, сравнительно «молодая», но уже существует несколько ее поколений. Причем разница между ними сводится лишь к давлению впрыска. Ведь чем оно выше, тем лучше наполняемость цилиндра за единицу времени (форсунка сможет больше впрыснуть), а это в свою очередь – больший выход мощности. Так, у первого поколения Common Rail рабочее давление составляло 1350 Бар, а у четвертого – уже 2200 Бар.

Система впрыска Audi 3-го поколения

Широкое распространение эта система питания получила благодаря ряду преимуществ перед классической:

Высокая точность дозировки топлива. Электронный блок полностью контролирует параметры работы силовой установки и мгновенно реагирует на изменение режима работы, подстраивая под него подачу топлива. Тем самым достигается еще большая экономичность двигателя при лучшем выходе мощности.
Давление в системе поддерживается в строго заданных параметрах, что обеспечивает нормальное наполнение цилиндров независимо от скорости вращения коленчатого вала и режима работы (особенно это важно на холостом ходу, и при малых оборотах).
В этой системе не требуется подстраивать работу ТНВД под рабочие циклы, его задача – лишь нагнетать в рампу топливо, а за всем остальным следит ЭБУ. К тому же ТНВД конструктивно проще, поэтому легче поддается ремонту.
Возможность использования многократного впрыска. Многоразовая подача топлива за один рабочий цикл обеспечивает оптимизацию процессов сгорания в камере сгорания, что снижает шумность работы мотора и повышает его экологичность.

Благодаря таким преимуществам эта система питания и стала столь востребованной, тем более, что она полностью вписывается в нормы экологичности Евро-4.

Но и без недостатков не обошлось. Они у этой системы такие:

Более сложная конструкция форсунок сказывается на ресурсе их работы;
Система в случае разгерметизации контура высокого давления полностью перестает функционировать. Если раннее зависание одной из форсунок в открытом положении становилось причиной перебоев, но сам двигатель продолжал работать, то в Common Rail при заклинивании клапана управления сработает отсекатель и мотор прекратит работать;
Система питания Common Rail более требовательна к чистоте топлива.

Пока система Common Rail считается самой лучшей для использования на дизельных двигателях, и альтернатива ей вряд ли скоро появиться.

Читайте также: