Как прокачать топливную систему дизельного двигателя хендай

Комплект для ремонта форсунок.

Комплект для ремонта форсунок.
Комплект для ремонта форсунок.

Уже в режиме прокрутки коленвала стартером ТНВД создает пусковое давление 350–400 бар. На минимальных оборотах холостого хода — до 500–600 бар, а при максимальной нагрузке — до 1300–1500 бар. Есть насосы с давлением и до 2000 бар. Его величину задает регулятор, расположенный на корпусе ТНВД либо на рампе и подчиненный электронному блоку управления двигателем. Выдавая команды, ЭБУ опирается на сигналы датчика давления в рампе.

По трубкам высокого давления топливо подается к форсункам, открывающимся под действием электрического сигнала. Есть два варианта конструкции — электромагнитная либо с пьезоэлементом. Первая поначалу не отличалась быстродействием, что и вынудило конструкторов искать альтернативу. В пьезофорсунке напряжение подается на пьезокристалл, который мгновенно расширяется. Золотник сжимает пружину, игла форсунки открывает путь топливу — и оно впрыскивается в камеру сгорания. Впрочем, конструкторы продолжают совершенствовать и электромагнитные устройства, — на современных двигателях успешно работают оба варианта.

имеют следующие элементы: — Распылитель форсунки и иглу; — Корпус форсунки с впускным отверстием и отверстием для слива в обратку; — Катушку клапана, интегрированную внутрь корпуса; — Фильтр на впуске топлива; — Адаптивная планка с контролирующей ёмкостью и калиброванными отверстиями для управления иглой; — Клапан в корпусе форсунки; — Уплотнительная шайба; Максимальное давление, которое используется в системе с форсунками DFI 1.1-1.4 до 1800 бар и сила, которая поднимает иглу форсунки очень велика. Это означает, что невозможно управлять иглой форсунки напрямую электромагнитным клапаном, поскольку это требует очень высокой силы тока. Время насыщения такой силы тока сравнительно велико, а игла должна управляться в гораздо более короткие промежутки времени. Кроме того, такая сила тока требует повышенной мощности DCU и может перегреть форсунку. Таким образом, игла внутри форсунки управляется с помощью клапана, который контролирует давление в емкости, расположенной прямо над иглой. В начале впрыска, когда игла должна подняться и открыть отверстия в нижней части распылителя, клапан открывается и содержимое ёмкости сливается в обратку. Для закрытия иглы клапан создаёт давление внутри емкости и опускает иглу вниз. Задача клапана в форсунке потреблять наименьшее количество энергии для своей работы. Поэтому у него небольшой вес и клапан двигается с минимальным усилием. В закрытом положении клапан должен находиться в гидравлическом равновесии. Этот баланс достигается с помощью идентичной геометрии ёмкости так, чтобы давление на клапан во всех местах было одинаковым. Таким образом для удержания клапана на месте можно использовать очень мягкую пружину, которую легко прижать, подав нагрузку на клапан, и так поднять иглу. Проблемы, связанные с грязным топливом, привели к изменению конструкции форсунки в целях контроля температуры и использовании углеродного покрытия (DLC — Diamond Like Carbon) на внутренних поверхностях клапана. Адаптивная втулка находится в месте крепления клапана. Она соединяет контрольную камеру с тремя жиклерами: подача на впрыск, обратка с контрольной камеры и входное отверстие для наполнения камеры топливом. Распределение давления в форсунке можно разделить на несколько этапов: — Перед тем, как наполнить адаптивную втулку, топливо под большим давлением подаётся внутрь форсунки, наполняет сначала канал к контрольной камере, далее канал к топливной галереи форсунки, потом подаётся к каналу камеры клапана; — Под большим давлением топливо наполняет контрольную камеру, адаптивную втулку и спиральные канавки в игле. По достижении этого этапа топливо внутри форсунки становится сбалансированным, а сама форсунка закрыта. Давление топлива в выемках с двух сторон в корпусе клапана внутри форсунки находится на одном уровне в состоянии покоя. Когда блок DCU активирует катушку, клапан открывается. Если усилие клапана становится сильнее усилия пружины. Открытие клапана позволяет топливу слиться в обратку, понижая давление в камере клапана, потом в канале к топливной галерее и потом в канале к контрольной камере. Но сама игла находится на месте, потому что в самой контрольной камере давление не падает. Движение иглы начинается тогда, когда падение давления распространяется на контрольную камеру и на обоих концах клапана появляется дисбаланс давления. Поскольку на конце иглы давление становится выше, чем в контрольной камере, игла двигается вверх, открывая путь топливу через топливную галерею в камеру сгорания. При этом, проходя через жиклер в конце галереи давление падает по сравнению с давлением в рампе. На максимальном давлении в рампе, потеря давления после топливной галереи будет около 100 бар. Когда DCU снимает ток с катушки клапана, его сила становится слабее усилия пружины и она толкает клапан обратно, закрывая клапан. Давление внутри форсунки растет, но игла не закрывает форсунку, поскольку, чтобы ее закрыть, необходимо создать разницу давления на разных концах иглы. Эта разница создаётся путем потери давления в канале к топливной галерее по отношению к контрольной камере, где давление такое же, как в рампе. Как только в контрольной камере давление становится больше, чем на конце иглы, игла двигается вниз и закрывается.

Магистраль для слива топлива обратно в бак крепится к форсунке либо через резиновый ниппель с металлической трубкой, или через специальный пластиковый адаптер. Форсунки этого типа могут производить от двух до пяти индивидуальных открытий в течение одного цикла впрыска: Отдельный пилотный, Близкий пилотный, Предварительный, Основной, Близкий последующий впрыск, Пост впрыск, Дополнительный пост впрыск. Кроме того, инжекторы данного типа имеют такую особенность, как слив топлива в обратную магистраль в аварийном случае (кроме моделей с клапаном HPV). Это необходимо в случае резкого снятия ноги с педали газа или в случае возникновения кода ошибки, который требует резкого понижения давления в рампе. Для этого катушка форсунки получает импульс с DCU, которого достаточно для того, чтобы поднять клапан и соединить топливо в рампе с обратной магистралью, но которого недостаточно для того, чтобы поднять иглу и открыть доступ топлива в двигатель. Такой контроль возможен только в том случае, если точно известно время между началом движения клапана и началом открытия иглы. Это время зависит от физических свойств каждого конкретного инжектора и от степени его износа. Поэтому программе в блоке управления необходимо точно знать физическое состояние каждой форсунки. Это достигается путем калибровки форсунок на заводе и присвоении каждой форсунки индивидуального кода. Компания DELPHI использует два типа калибровки форсунок : -C2I (Correction Individual Injector). Использование шестнадцатиричного кода (16 символов). -C3I (Improved Induvidual Injector Correction). Более точная калибровка форсунок на производстве и использование буквенно-цифровой кода (20 знаков). Код вводится в память DCU при замене форсунки на новую или код со старых форсунок вводится в новый блок при замене DCU с помощью сканера. Опираясь на калибровочные данные, которые закодированы в коде, блок управления проводит коррекцию по каждой форсунке.

Современная форсунка — компактное, но непростое устройство.

Современная форсунка — компактное, но непростое устройство.
Современная форсунка — компактное, но непростое устройство.

О том, с какой тщательностью специалисты доводили рабочий процесс дизеля, говорит его малошумность. Так, предварительный впрыск перед основной дозой ощутимо смягчил воспламенение смеси — одно это сделало дизели CR молчаливее предшественников. Есть в дизелях CR и «послевпрыск». Его роль служебная — очищать сажевый фильтр. Дополнительная порция топлива, не сгорая в цилиндрах, поступает в фильтр и разогревает его до температур, при которых сажа полностью выжигается.

Устройство

По своей конструкции система Common Rail представляет собой контур высокого давления. При работе двигателя осуществляется непосредственный впрыск топлива (то есть горючее поступает сразу в камеру цилиндров). Есть несколько элементов, которые связаны с работой системы Common Rail. Что это за составляющие? В первую очередь это топливный насос высокого давления. Также в работе используется клапан дозирования и регулятор давления.

Кроме этого, в конструкции есть топливная рампа и форсунки. Common Rail – достаточно сложная система, и чтобы понять ее принцип работы, рассмотрим особенности каждой составляющей.

ДИАГНОСТИРУЕМ

Есть минимум оборудования, без которого приступать к работе неразумно. Диагностика электронных систем начинается со считывания кодов неисправностей, проверки датчиков, исполнительных механизмов. Особых дизельных сканеров нет, есть универсальные, то есть для широкого круга автомобилей, либо дилерские — на определенную марку. Для изучения сигнала с проверяемого устройства нужен осциллограф. Но он дорог, выгоднее купить сканер с дополнительной функцией осциллографа.

Давление топлива проверяют манометрами. Низкое — механическим, со шкалой до 10 бар, а высокое — специальным прибором с переходниками и диапазоном не ниже 2000 бар. А для измерения количества топлива, сливаемого из форсунок, нужен свой набор.

Алгоритм поиска неисправности зависит от характера отказа. Если двигатель не заводится (электронные блокировки и забытые секретки не в счет), проверяем целостность привода ГРМ. Если стартер вращает коленвал с усилием, это неплохо для владельца, а если без сопротивления, порадуются ремонтники: работа предстоит дорогостоящая. Ведь дизельные двигатели «втыковые» — при разрушении привода ГРМ поршни гнут клапаны, а дальше как повезет.

Стенд для проверки форсунок и насосов высокого давления.

Стенд для проверки форсунок и насосов высокого давления.
Стенд для проверки форсунок и насосов высокого давления.

Если привод ГРМ в порядке, переходим к проверке топливоподачи. Электрический подкачивающий насос вступает в работу с поворотом ключа. При износе или повреждении этого насоса меняется потребляемая им мощность, ЭБУ фиксирует это как неисправность и записывает в память системы ее код. Но полностью полагаться на электронику не стоит, поэтому подключаем манометр к магистрали низкого давления. (У механического подкачивающего насоса для удобства контроля есть штуцер.) Если здесь давление в норме, переходим к ТНВД.

Проверим давление топлива в рампе в режиме прокрутки коленвала стартером. Эта часть системы оснащена датчиком давления топлива, — воспользуемся его услугами. Подключаем к диагностическому разъему сканер и находим нужный параметр. Если он ниже нормы, ищем, где скрывается неисправность. Виноваты могут быть форсунки, электромагнитные клапаны (регуляторы) и сам ТНВД.

Схема системы питания дизеля «коммон рейл»:

Common Rail. Диагностика и ремонт форсунок.

Дизельные двигатели совершенствуются и усложняются, однако используемая при их производстве система Common Rail технически более проста по сравнению, например, с ранее применяемыми системами с механическим ТНВД. На сегодняшний день система Common Rail занимает главенствующие позиции на рынке, вытеснив с него конкурентов с насос-форсунками. В этой статье поговорим о том, возможно ли выполнить ремонт форсунок Common Rail и насколько этот процесс сложный.

Преимущества и недостатки форсунок систем Common Rail

Система функционирует за счет общего аккумулятора, иначе называемого топливной рампой, передающего горючее форсункам. В переводе с английского «Common Rail» означает «общая рампа». Разработкой всех элементов системы впрыска занимались специалисты концерна Bosch, снискавшие доверие благодаря дотошному подходу к своим разработкам.

Благодаря системе Common Rail:

• минимизируется расход топлива;
• снижается уровень шума работающего двигателя;
• сокращается токсичность выхлопов.

Система Common Rail обладает неоспоримым преимуществом – широким диапазоном регулировки топливного давления и момента начала впрыска. Подобные характеристики были достигнуты за счет того, что процессы нагнетания давления в топливной системе и впрыск были разделены.

Что касается конструктивных особенностей, система представлена следующими элементами:

• комплексом датчиков;
• электронным блоком управления;
• электронасосом;
• ТНВД;
• фильтрующим элементом;
• форсунками;
• топливной рампой, являющейся основой всей системы.

Разница с традиционными системами подачи топлива в цилиндры двигателя заключается в использовании топливного насоса высокого давления, имеющего всего один канал. Благодаря бесперебойной подаче дизельного топлива двигатель работает более эффективно.

Система Common Rail обладает следующими преимуществами:

• поддержанием стабильно высокого давления, независящего от скорости вращения коленвала – это обеспечивает стабильность работы двигателя как на холостом ходу, так и при высоких оборотах;
• максимально точным дозированием объемов топлива, поступающих в двигатель, что достигается за счет электронного блока управления – благодаря такому принципу работы каждая порция горючего сгорает полностью;
• простотой конструкции и легкостью ремонта, поскольку проблем с приобретением необходимых запчастей для системы Common Rail не возникает.

Впрочем, система обладает и определенными недостатками:

• необходимостью использования сложных по конструкции форсунок, а также их достаточно частой заменой;
• при разгерметизации даже одного элемента топливной системы происходит полное прекращение подачи топлива в ГБЦ;
• необходимостью использования только качественного дизельного топлива, в противном случае система в скором времени выйдет из строя.

РЕМОНТИРУЕМ

Восстановление работоспособности насоса по силам лишь специализированной мастерской — с квалифицированным персоналом и диагностическим оборудованием. Стоимость ремонта — от 7 тыс. руб., дальше зависит от сложности. При некоторых повреждениях разумнее купить новый ТНВД. Обычная цена, около 30 тыс. руб., шокирует прижимистого дизелиста, оттого в ходу отремонтированные или восстановленные изделия.

Дизель CR с большим пробегом часто невозможно пустить из-за неисправности хотя бы одной из форсунок. Утечка топлива через ее клапан не позволяет давлению в рампе подняться до пусковых значений. Для проверки давления при пуске есть специальный диагностический набор. В него входят контрольный манометр, датчик давления, трубки для подключения, заглушки вместо исполнительных механизмов и мерные емкости обратного слива.

ТНВД с клапаном отключения плунжерной секции в разрезе.

ТНВД с клапаном отключения плунжерной секции в разрезе.
ТНВД с клапаном отключения плунжерной секции в разрезе.

Изношенные форсунки разумно менять комплектом. Разброс цен очень велик: в зависимости от модели и фирмы-производителя, стоят они от 8 тыс. до 25 тыс. руб. за штуку. Характеристики каждой новой форсунки необходимо записать в память блока управления двигателем, ибо нет двух форсунок с одинаковой производительностью. Разная же не только плохо отражается на равномерности работы двигателя и его динамических нагрузках, но и ухудшает характеристики автомобиля. Хотя в каждом ЭБУ присутствует динамическая адаптация (постоянная корректировка цикловой подачи топлива для равномерной работы мотора), нужно помнить, что она не может подменить кодировку, если последнюю, например, забыли записать.

Проблема затрудненного пуска дизеля — одна из распространенных. А владелец порой недоволен, например, сниженной мощностью двигателя или дымностью выхлопа. Эти проблемы наиболее сложны, ибо требуют оценки точности измерения расхода воздуха или работы наддува, эффективности работы рециркуляции, системы выпуска отработавших газов, включая сажевый фильтр (DPF) и нейтрализатор. Впрочем, ныне эти технологии отлично освоены мастерами диагностики.

Благодарим

за помощь в подготовке материала.

Изучаем Common Rail: всё путем

Форсунки Common Rail: основные виды

Система подачи топлива Common Rail постепенно вытеснила с рынка конкурирующие решения, вроде насос-форсунок. Действительно, CR характеризуется долговечностью, ровной тихой работой, высоким КПД при низком расходе топлива и низким выбросом выхлопных газов.

Корректная работа системы строится на исправной работе форсунок, которые выполняют три основные функции:

• точная дозировка топлива в цилиндрах;
• преобразование топлива из жидкого состояния в воздушную массу;
• сохранение герметичности камеры сгорания.

На большинство дизельных двигателей устанавливаются форсунки Common Rail с электронным управлением двух видов, а именно электрогидравлические и пьезоэлектрические.

Электрогидравлические дизельные форсунки устроены более просто, они, как правило, ремонтопригодны и служат без проблем порядка 200 тысяч километров пробега.

Пьезоэлектрические дизельные форсунки обеспечивают мгновенную реакцию и способны впрыскивать топливо микродозами в камеру до 9 раз за один цикл, что делает работу дизельного двигателя равномерной, как по аналогии с бензиновым мотором. Их срок службы порядка 200 тысяч километров, но, в отличие от электромагнитных, ремонту они не подлежат. Стоимость пьезоэлектрических дизельных форсунок высокая.

Ресурс и ремонтопригодность дизельных форсунок CR отличительных производителей

В легковых автомобилях где используются системы Common Rail разных производителей. Лидерами отрасли до сих пор считаются производители топливной дизельной аппаратуры:

• BOSCH;
• DELPHI;
• DENSO;
• CONTINENTAL (ранее — SIEMENS)

BOSCH производит электромагнитные и пьезоэлектрические форсунки.

DELPHI и DENSO тоже производят оба вида форсунок, но немного в меньших масштабах.

CONTINENTAL выпускает только пьезоэлектрические форсунки.

Примечательно, что некоторые двигатели подзволяют использовать форсунки от разных производителей.

Электромагнитные форсунки

Самые ремонтопригодные — BOSCH. Они легко разбираются и ремонтируются, ресурс их составляет примерно 200 тыс. км, а на отдельных моторах и до 500 тыс. км.

Самые чувствительные к топливу и недолговечные это форсунки от компании — DELPHI. Тоже ремонтируются, но надо менять распылитель и кодировать (прописывать в ЭБУ) восстановленную форсунку. Из-за этого эти форсунки дороже в ремонте. В среднем ресурс составляет 150 тыс.км.

Самые надёжные, но сложные в ремонте из-за трудностей с поиском комплектующих (производитель предписывает только замену вышедшего из строя элемента) — форсунки японского производителя DENSO.

Пьезоэлектрические форсунки

Из всех пьезофорсунок отремонтировать можно только отдельные модели CONTINENTAL: для них выпускаются спеальные распылители. Ресурс форсунок этого производителя порядка 200 тыс. км.

Пьезофорсунки BOSCH имеют примерно такой же ресурс — 200 тыс. км., но ремонту и восстановлению не подлежат.

Пьезофорсунки DENSO считаются неремонтируемыми и в случае выхода из строя подлежат замене. Это дорогой неразборный механизм, правда, они считаются наиболее ресурсными из всех.

Пьезофорсунки DELPHI считаются весьма требовательными к качеству топлива и самыми недолговечными из всех представленных форсунок других производителей. Первые проблемы могут появиться уже спустя 140 тыс. км пробега.

Неремонтируемые, как и в случае с пьезофорсунками BOSCH и DENSO, всё, что доступно владельцу в случае поломки — снять распылитель и почистить ультразвуком, а затем провести стендовую диагностику.

Подробнее о признаках неисправностей топливных дизельных форсунок и способах их ремонта узнаете из статьи «Почему дизельные топливные форсунки выходят из строя и как их ремонтируют».

Советы по обслуживанию дизельных форсунок Common Rail

Чтобы дизельные форсунки не засорялись и работали равномерно и исправно, их важно периодически обслуживать. Периодичность обслуживания дизельных форсунок зависит от типа двигателя и варьируется от 500 до 5000 моточасов. Обслуживание сводится к чистке форсунок ультразвуком и промывке.

Желательно чистить топливные дизельные форсунки на стенде каждые 100 тыс. км пробега.

При возникновении признаков неисправностей топливной системы владелец должен сразу же обращаться в сервис и проверять работу каждой форсунки на диагностическом стенде. Если устанавливается, что проблема в форсунке, её разбирают и ремонтируют, заменяя повреждённые части. Правда, это возможно только если конструкция форсунки позволяет её разобрать, а в продаже имеются запчасти форсунки.

• Проще и дешевле всего обходится восстановление и ремонт форсунок BOSCH, поиск запчастей не представляет проблем, можно заменить любую часть электромагнитной форсунки и буквально собрать новую на основе старой.
• С восстановлением электромагнитных форсунок DELPHI работают не все специалисты, найти запчасти не так просто. Зато в продаже есть распылители DELPHI и клапаны-мультипликаторы, позволяющие устранить неисправности самых ходовых частей форсунки.
• Ремонт электромагнитных форсунок DENSO обойдётся дороже всего, но сами по себе эти форсунки надёжнее и долговечнее конкурентов.

Основные враги долгожительства топливных дизельных форсунок — вода, сомнительное топливо и металлическая пыль и стружка, которую часто производит сам ТНВД, после того как его плунжерные пары пострадали от примесей в некачественном топливе. Отсюда основные рекомендации владельцам.

Выбирать лучшее топливо из доступных

Единственная заправка «из-под трактора» способна приговорить чувствительную топливную систему современных дизелей. Осадок, отложения и вода в топливе вызовут выход из строя всей топливной системы. Поэтому выбирайте только проверенные заправки и не заливайте в бак сомнительное ДТ.

Не ездить «на лампочке»

Пустой бак — это прямая угроза насосу, он захватит со дна остатки топлива вместе с осадком и мусором, а затем передаст это всё в топливную магистраль. Другая проблема — вместе с остатками дизельного топлива насос может «хлебнуть воды», конденсата на стенках пустого бака в зимнее время. Это вызовет завоздушивание системы, плунжер начнёт работать «на сухую», ТНВД — «гнать стружку», и это быстро прикончит форсунки.

Чистите топливную систему регулярно

Это совсем не популярная в нашей стране мера, но тем не менее из-за качества отечественного топлива — очень необходимая. Дело в том, что в нашем топливе большее сождержание серы, чем в европейском. Кроме того, в самом баке со временем накапливается грязь и песок: попадает с заправочным пистолетом, проникает с осадком топлива «из канистры» и так далее.

Поэтому важно:

• регулярно чистить фильтр-отстойник;
• промывать топливный бак со снятием 1-2 раза в год.

Не пользоваться присадками (ничего не заливать в бак, кроме топлива)

Чрезмерно агрессивная химия в составе любых присадок и добавок в топливо, от антигелей до «очистителей топливной системы», убивает чувствительную топливную аппаратуру на раз-два.

Особенно вредят добавки в бак пьезофорсункам: из-за изменяемого после добавления присадки температурного режима сгорания топлива перекаливаются распылители, плавятся уплотнительные шайбы, деформируется форсунка.

Для подготовки к зиме достаточно заменить топливный фильтр и заправляться качественным зимним дизтопливом.

То же самое касается советов по добавлению в бак керосина, бензина и прочих иссушающих жидкостей: при работе детали ТНВД смазываются топливом, иссушаем топливо — вынуждаем плунжер работать «на сухую» — получаем металлическую пыль и стружку в магистрали и забитые распылители форсунок.

Менять топливный фильтр вовремя

В среднем рекомендуется менять топливный фильтр на дизельном ДВС раз в 10 тыс. км, вопреки рекомендациям производителя. Экономия на расходниках выйдет боком: при забитом фильтре в топливную систему попадают посторонние частицы, осадок и вода.

Для отдельных топливных систем CR специалисты вообще рекомендуют установить дополнительный фильтр тонкой очистки, чтобы задерживать микрочастицы, которые пропускает штатный топливный фильтр, тем самым спасти распылитель форсунки от поломки.

Также рациональным выглядит установка бандажа подогревания на топливный фильтр. Он позволит быстро прогреть топливо зимой, и хлопья парафина, циркулируя по системе, не повредят распылитель форсунки. Даже если такого бандажа фильтра нет, рекомендуется прогревать топливный бак и фильтр другими мерами: устройствами типа вебасто или по-дедовски, строительным феном.