Сайт За рулем

≪

Первые серийные автомобили с этой системой, разработанной компанией «Бош», появились в 1996 году. Названием она обязана единой рампе, откуда горючее поступает к форсункам. Главное преимущество системы – достаточно высокое давление топлива во всех режимах работы двигателя, что способствует лучшему смесеобразованию в зоне горения и полному сгоранию. Сохранив умеренный аппетит предшественников, дизель CR лучше отвечает экологическим нормам, причем такой автомобиль зачастую динамичнее бензинового и почти так же малошумен.

Сердце системы – топливный насос высокого давления, компактное устройство с одним, двумя или тремя плунжерами и механическим приводом. Корпус ТНВД – из алюминиевого сплава, гильзы плунжеров стальные. Чтобы на холостом ходу и при малых нагрузках насос не гонял топливо зря, на некоторых трех-плунжерных автоматически отключается одна секция, а двухплунжерные регулируются дозирующими устройствами. К самому же ТНВД топливо подается из бака под давлением 6–7 бар подкачивающим насосом. Он либо шестерен

чатый и встроен в корпус ТНВД, либо электрический – в модуле топливозаборника или в магистрали.

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.

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.

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.

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»:

1 – топливоподкачивающий насос;

4 – клапан дозировки; 5 – датчик

давления топлива; 6 – топливная

рампа; 7 – регулятор давления

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.

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.

Материалы: http://www.zr.ru/content/articles/537052-izuchajem_common_rail_vso_putem/

2 ≫

Что представляет собой топливная система дизельного двигателя common rail? Подобное новшество разрабатывалось по причине ужесточения правил экологической безопасности, предъявляемых к автомобильным моторам. Ниже приводится описание топливной системы common rail и принцип работы нового механизма. Вниманию автолюбителей предлагается технология будущего, разработанная в Европе.

Современные системы впрыска

Требования к разрабатываемым устройствам впрыска непрерывно возрастают. Дизельные двигатели становятся менее токсичными и намного более мощными, благодаря высокому давлению впрыскивания, ускорению срабатывания установленных форсунок, а также гибкости адаптирования рабочего процесса ко всем условиям эксплуатации транспортного средства. Возможность использования дизельных моторов на машинах высшего класса появилась, благодаря интеграции системы впрыска в электронный механизм управления.

Что являет собой система

Топливная система Common Rail представляет собой инновационную систему подачи топлива под высоким давлением. Отличительной особенностью механизма является аккумуляция горючего в моторах дизельного типа. Сегодня многие автолюбители отдают предпочтение ТНВД Common rail. Главным элементом современной конструкции является топливный аккумулятор, функционирующий под высоким давлением.

Для функционирования устройства используются форсунки Common rail, пропускающие топливо. Оно двигается от аккумуляторов под высоким давлением, обеспечиваемым топливной рампой. Воздействие давления обеспечивается независимо от состояния вала или объемов поступающего горючего.

При помощи блока управления водитель может активировать специальный командный контроллер EDC, после чего форсунки осуществляют впрыск в процессе работы магнитных соленоидов. Аккумуляторный узел системы common rail вместе с разделительными каналами, выполняющими функцию подачи горючего, является основой механизма. Точность выполняемого процесса обеспечивается благодаря разделению впрыскивания.

Использование впрыска дизельного горючего в системе common rail дает возможность снизить его расход на 15% , мощность мотора при этом повышается до 40%. Об особенностях устройства форсунки common rail говорит само название. Топливная система common rail представляет собой составную часть используемого топливного контура силового агрегата, работающего на дизельном топливе, и обеспечивает прямое поступление бензина непосредственно в цилиндры под максимально возможным давлением.

Принцип действия

Топливо из бака выкачивается под низким давлением и, проходя предварительную фильтрацию, направляется в ТНВД. Необходимый объем горючего определяется блоком управления мотором после получения соответствующих сигналов. Затем ТНВД осуществляет подачу горючего в топливную рампу через специальный клапан, отвечающий за дозирование. Производительность ТНВД настраивается при помощи блока управления для того, чтобы можно было поддерживать оптимальное давление во всей магистрали в процессе сжигания топливных материалов. Нужное количество горючего впрыскивается в цилиндр.

Диагностика

Система впрыска Common Rail может хуже работать после продолжительного износа или совсем перестать функционировать. Диагностика Common Rail должна выполняться квалифицированными специалистами. Все возможные неисправности желательно определить заблаговременно и поспособствовать их предотвращению, поскольку ремонт практически всегда обходится в кругленькую сумму. Прежде всего, рекомендуется проверить исправность механизмов и встроенных датчиков.

Проверка форсунок Common Rail своими руками должна выполняться исключительно при наличии соответствующих навыков и необходимого оборудования. Поскольку в промышленности не разрабатываются сканеры для дизельных двигателей желательно применять специальную технику, которая может выполнять функцию осциллографа.

Падение давления можно назвать наиболее распространенной неисправностью, если используется система впрыска common rail для дизельных двигателей. Проверка системы выполняется при помощи специального прибора манометра со шкалой 10 бар. Для устройств с высоким давлением применяется прибор, диапазон которого составляет 2 000 бар.

Диагностика топливной системы Common Rail выполняется в определенной последовательности. При запуске мотора рекомендуется проверить качество работы привода газораспределительного механизма. Небольшая нагрузка для стартера считается прямым свидетельством снижения его функциональных возможностей. После проверки привода ГРМ необходимо осмотреть устройство теплоотдачи. Процедура выполняется при помощи манометра и специальных датчиков. Если неисправности не обнаружены, нужно осмотреть ТНВД. Диагностика форсунок common rail или других элементов зависит от характера наблюдаемой неисправности.

Устранение неисправности

У многих водителей, использующих систему прямого впрыска Common Rail, нередко возникают ситуации, когда «закипают» форсунки. В подобных случаях эти комплектующие требуют незамедлительной замены. Посадочные гнезда должны быть залиты маслом и предварительно прочищены.Диагностика всех элементов конструкции и проверка форсунок Common Rail в особенности требует участия достаточно квалифицированных специалистов. Минимальная стоимость услуги ремонта в автосервисе приблизительно составит 7 000 рублей. Покупка нового насоса в среднем может обойтись в 30 000 руб. Именно по причине такой высокой стоимости на рынке нередко встречаются механизмы б/у.

Отличие от других конструкций

Прежде всего, рассмотрим основные преимущества механизма:

Когда работает аккумуляторный механизм подачи горючего, можно регулировать время его действия при помощи электроники. Таким образом, дозировка топлива выполняется с большей точностью или порционно на протяжении работы мотора для стопроцентного сгорания.
Конструкция Common Rail намного удобнее по сравнению с механизмом с насос-форсунками и проще ремонтируется.

Рассмотрим недостатки механизма впрыска:

Самостоятельный ремонт или регулировка практически невозможны без наличия специального оборудования;
в конструкции применяется огромное количество датчиков и других элементов управления;
если происходит разгерметизация, весь механизм прекращает функционировать, подобное возможно по причине всего-навсего одной форсунки с нерабочим клапаном;
устройство требовательно к качеству сжигаемого горючего;
замена форсунок выполняется чаще, если сравнивать устройство с обычной системой.

На сегодняшний день система Common Rail является основой развития отрасли дизельного автомобилестроения. Инновационный механизм дает возможность существенным образом повысить скорость передвижения транспортного средства и уменьшить расход бензина. Повышение популярности системы обусловлено минимизацией вредоносных выбросов, загрязняющих атмосферу. Однако технология изготовления подобного механизма подразумевает определенные сложности, поэтому диагностика и ремонт должны выполнять профессионалы.

Сегодня системы Common Rail устанавливаются почти на 70% всех производимых дизельных моторов. Количество таких моделей транспортных средств возрастает с каждым днем. Корпорация Robert Bosch GmbH, опираясь на исследование статистики, утверждает, что к 2017 году количество транспортных средств, укомплектованных в соответствии с современной технологией прямого впрыска топлива, составит 90%. Поэтому почти все заводы-изготовители моторов сегодня используют аккумуляторные системы.

Среди всех компаний, занимающихся изготовлением механизмов подачи топлива, лидерами являются:

Посмотрев представленный видеоролик, можно получить подробную информацию об этой системе:

Материалы: http://mashintop.ru/articles.php?id=2900

3 ≫

Двигатель

Аккумуляторная топливная система или система типа Common Rail (англ. «общая магистраль») — система подачи топлива дизельных двигателей, в которой насос (ТНВД) подаёт дизельное топливо под высоким давлением (до 3000 атмосфер) в общую топливную магистраль существенного объёма (аккумулятор), откуда оно впрыскивается в цилиндры электро- или пьезогидравлическими форсунками.

Впервые прототип системы Common Rail был реализован в дизельном авиационном двигателе (L.Coatalen, 1934-35), а первый серийный дизельный двигатель Common Rail был создан в 1939 году в СССР (семейство дизелей В-2 для танка Т-34) на Харьковском паровозостроительном заводе.

Одной из ключевых особенностей системы Common Rail является независимость процессов впрыска от угла поворота коленчатого вала и режима работы двигателя, что обеспечивает высокое давление впрыска на частичных режимах и необходимо для удовлетворения современных и перспективных экологических требований.

Система Common Rail принципиально является системой непосредственного впрыска дизельного топлива высокого давления, обеспечивающей исключительно хороший распыл топлива и многократное точное дозирование впрыска в пределах одного рабочего цикла. Ключевыми отличиями системы Common Rail от традиционных дизелей с ТНВД с кулачковым приводом и низким давлением подачи топлива являются:

топливо к форсункам подается под очень высоким давлением (до 3000 атмосфер) не непосредственно от ТНВД, а от общего накопителя – топливной рампы или аккумулятора топлива;
применен одноканальный ТНВД, постоянно подающий топливо в магистраль, и прецезионные исполнительные механизмы (ТНВД, форсунки);
высокое давление впрыска обеспечивает исключительный распыл топлива и тем самым лучшее сгорание;
подъём иглы форсунки осуществляется по командам ЭБУ отдельным исполнительным механизмом, а не давлением топлива;
процессы создания давления и впрыска топлива полностю разделены, цикловая подача топлива (количество) определяется действиями водителя, а угол опережения и давление впрыска — программой ЭБУ.

Создать столь высокое давление в системе с «обычном» ТНВД принципиально невозможно, т.к. форсунки в «обычных» системах открываются давлением топлива, и в трубопроводах от ТНВД к форсункам возникают «волны» гидравлического давления, неизбежно приводящие к разрушению трубопровода при превышении некоторого критического порога. В силу этого ограничения «обычных» ТНВД с давлением более 300 атмосфер не существует. Common Rail развивает давление до 3000 атмосфер и работает без значительных колебаний давления.

Преимущества системы Common Rail:

постоянно высокое давление в течение всего цикла подачи топлива, что обеспечивает хорошее смесеобразование и полное сгорание смеси на холостом ходу и на малых оборотах с частичной нагрузкой;
момент начала и конца подачи топлива определяется электроникой и может меняться в широких пределах, что позволяет точно дозировать топливо и подавать его несколькими порциями в течение рабочего цикла для более полного его сгорания (до 9 порций топлива за цикл, в ранних системах применялся двойной впрыск — пилотный и основной);
предварительный впрыск топлива перед основной дозой улучшает воспламенение смеси, что снижает шумность;
«послевпрыск» позволяет очищать сажевый фильтр — дополнительная порция топлива, не сгорая в цилиндрах, поступает в фильтр и разогревает его до температур, при которых сажа полностью выжигается;
в целом — снижение расхода топлива и шума двигателя при росте мощности двигателя и крутящего момента, улучшении экологичности;
механически конструкция Common Rail проще, чем у системы ТНВД с форсунками, её ремонтопригодность выше.

Недостатки системы Common Rail:

более сложные форсунки относительно традиционных систем впрыска (требуют более частой замены), более высокая стоимость запчастей;
затруднение или невозможность произвести ремонт или настройку системы собственными силами, т.к. требуется специальный стенд и инструменты, также очень высокие требования к квалификации персонала сервиса для диагностики, ремонта и настройки систем Common Rail;
необходимость для достижения максимального эффекта большого числа разного рода датчиков, активаторов и иных элементов управления: датчик давления в рампе, датчик потока воздуха, датчики положений распредвала и коленвала, температурные датчики двигателя и входящего воздуха, датчик положения педали акселератора, датчик системы подогрева, соленоиды, клапан регулятор давления в рампе, клапан турбонаддува, клапан рециркуляции выхлопных газов;
систему необходимо настраивать под пропускную способность каждой форсунки, в т.ч. после замены форсунок;
отказ системы при разгерметизации любого элемента высокого давления, например, при «зависании» клапана любой форсунки в открытом положении;
высокие требования к качеству топлива, риск поломки системы из-за мелких посторонних частиц в топливе.

Упрощённо конструкцию Common Rail можно описать так:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Диагностика системы Common Rail

Диагностика электронных систем начинается со считывания кодов неисправностей, проверки датчиков, исполнительных механизмов. Особых дизельных сканеров нет, есть универсальные для широкого круга автомобилей либо дилерские — на определенную марку. Для изучения сигнала с проверяемого устройства нужен осциллограф, но 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 3000 бар. Измерение количества топлива, сливаемого из форсунок, требует отдельного набора.

Алгоритм поиска неисправности зависит от характера отказа. Если двигатель не заводится, сначала проверяем целостность привода ГРМ. Если стартер вращает коленвал с усилием — привод ГРМ цел, хорошо. Если без сопротивления — плохо: дизельные двигатели «втыковые», при разрушении привода ГРМ поршни гнут клапана.

Если привод ГРМ в порядке, переходим к проверке топливоподачи. Электрический подкачивающий насос включается с поворотом ключа зажигания. При износе или повреждении этого насоса меняется потребляемая им мощность, ЭБУ фиксирует это как неисправность и записывает в память системы её 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.

Проверяем 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.

Дизель Common Rail бывает 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 (контрольный манометр, датчик давления, трубки для подключения, заглушки вместо исполнительных механизмов и мерные емкости обратного слива).

Восстановление работоспособности насоса по силам лишь специализированной мастерской — с квалифицированным персоналом и диагностическим оборудованием. Ремонт дорогой, иногда разумнее купить новый ТНВД, но в ходу и отремонтированные или восстановленные изделия.

Изношенные форсунки разумно менять комплектом, при этом разброс цен очень велик. Характеристики каждой новой форсунки необходимо записать в память блока управления двигателем, ибо нет двух форсунок с одинаковой производительностью, что при отсутствии настройки плохо отражается на равномерности работы двигателя и его динамических нагрузках. Хотя в каждом ЭБУ присутствует динамическая адаптация (постоянная корректировка цикловой подачи топлива для равномерной работы мотора), она не может подменить собой начальную настройку системы.

В 1934-35 гг. был сконструирован, а в 1936 г. был показан на авиашоу в Париже дизельный двигатель Коатален (L.Coatalen). Отличием дизеля Коаталена от иных дизелей был впрыск топлива в цилиндры не гидравлическим открыванием клапана форсунки, а механическим открыванием и применением гидроаккумулятора, топливо в который нагнетается независимым от распределительной системы ТНВД. Фактически был показан работоспособный двигатель с прообразом системы Common Rail.

Впервые система непосредственного впрыска топлива на дизельных двигателях была разработана и внедрена в 1939 году Советскими инженерами при создании двигателя семейства В-2 (для танка Т-34) на Харьковском паровозостроительном заводе. Позже, в середине XX века, разработки аккумуляторных систем питания проводились в СССР на Коломенском Заводе, однако ввиду недостаточного развития электроники в те времена удачных реализаций подобных систем не было.

Прототип автомобильной системы Common Rail был создан в конце 1960-х годов Робертом Хубером в Швейцарии, далее технологию разрабатывал доктор Марко Гансер из Швейцарской высшей технической школы Цюриха.

В середине 1990-х годов доктор Шохей Ито и Масахико Мияки из корпорации Denso разработали систему Common Rail для коммерческого транспорта и воплотили её в системе ECD-U2, которая стала использоваться на грузовиках Hino Rising Ranger; в 1995 году они продали технологию другим производителям. Поэтому Denso считается пионером в адаптации системы Common Rail к нуждам автомобилестроения.

Технология электронного управления форсунками была детально разработана общими усилиями компаний Magneti Marelli, Centro Ricerche Fiat и Elasis. После того, как Fiat разработал дизайн и концепцию системы, она была продана немецкой компании Robert Bosch GmbH для разработки массового продукта. Это оказалось большим просчетом Fiat, поскольку новая технология стала очень выгодна, но в то время итальянский концерн не имел финансовых ресурсов для завершения работ. Тем не менее, итальянцы первые применили систему Common Rail в 1997 году на Alfa Romeo 156 1.9 JTD и только потом она появилась на Mercedes-Benz C220CDI.

Дизель В-2

В-2 — советский V-образный 12-цилиндровый четырёхтактный дизельный танковый двигатель водяного охлаждения со струйным распылением топлива. Серийное производство В-2 началось 1 сентября 1939 года. Принят на вооружение РККА в том же году в трёх модификациях: В-2 (500 л.с., основное применение — танк Т-34), В-2К (600 л.с., для тяжелых танков КВ) и В-2В (375 л.с.).

Объём дизеля 38,8 литра, степень сжатия 14 и 15 (разная для левой и правой групп поршней). Номинальная мощность двигателя 450лс при 1750 об/мин, эксплуатационная — 400лс при 1700 об/мин, максимальная — 500лс при 1800 об/мин. Диаметр цилиндра 150 мм. Ход поршней левой группы 180 мм, правой — 186,7 мм. Цилиндры располагались V-образно под углом 60 градусов.

Изначально двигатель разрабатывался для применения на тяжёлых бомбардировщиках, что определило некоторые конструктивные особенности дизеля, нехарактерные для двигателей сухопутных машин, и обусловило весьма высокое техническое совершенство двигателя. Среди них:

облегчённая конструкция с широким использованием лёгких сплавов (в середине войны из-за недостатка алюминия пришлось на время заменить силумин чугуном);
верхнее расположение распределительных валов, по два в каждой головке двигателя (DOHC);
4 клапана на цилиндр;
сухой картер;
непосредственный впрыск топлива, струйное смесеобразование;
привод всех агрегатов и систем двигателя посредством конических зубчатых передач и промежуточных наклонных валов;
использование стальных шпилек в качестве основного силового элемента для стягивания головки, блока цилиндров и картера.

Однако довести мощность до требований авиаторов (1000—1500 л.с.) даже путём применения наддува не удалось, и конструкция двигателя была откорректирована для установки на танки.

Двигатель В-2 является родоначальником целого семейства быстроходных дизелей, применяемых в тяжелом автотранспорте, на речных судах, военной технике, тракторах, железнодорожных локомотивах, генераторных электроустановках. По состоянию на 2012 год дизели Д6, Д12, Д20 продолжают производиться на ОАО «Барнаултрансмаш», а дизели В-31, В-46, В-58, В-59, В-84, В-92С2Ф на ЧТЗ.

Разработанные в основе своей в 30-х годах дизели Д12 и В-2 даже по состоянию на начало XXI века характеризуются высокими удельными параметрами, их удельная масса составляет всего 2,05 кг/лс, а удельный расход топлива — 165 г/лс*ч. Недостатки же обусловлены главным образом технологическими и иного характера ограничениями, имевшимися на момент разработки двигателя и его постановки в производство, в частности:

неэффективная работа маслосъёмных колец устаревшей конструкции и тем самым большой расход масла на угар — 20 г/лс*ч;
сложная схема приводов распределительных валов, содержащая большое количество механических передач (в 1930-х годах ещё не существовало приводных цепей, способных работать на высоких скоростях) и тем самым повышенный уровень шума, низкий ресурс, сложность в обслуживании;
сложный сборный коленвал, стоимость которого составляет около 30% от всего двигателя — в 1930-х годах ещё не существовало способов объёмной штамповки столь крупных деталей;
неэффективная система электростартерного пуска (низкий КПД стартера СТ-712, неоптимальное передаточное число);
высокая скорость роста давления на поршневую группу (т.н. жесткость работы двигателя), ведущая к уменьшению общего ресурса (причина — в не совсем эффективном смесеобразовании из-за выбранной формы камеры сгорания, количества сопловых отверстий и некоторых других деталей);
отсутствие совместной балансировки коленчатого вала и маховика, что не позволяет существенно увеличить ресурс.

За долгие годы серийного выпуска дизелей В-2, Д12 и Д6 их конструкция, несмотря на появление новых материалов и технических решений, позволяющих сравнительно легко устранить указанные недостатки, практически не претерпела изменений.

Материалы: http://carguts.ru/articles/common-rail/

≪