Promlebedka.ru

Авто ДРайв
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как установить двигатель с системой common rail

УСТАНОВКА ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ВПРЫСКА COMMON RAIL НА ДВИГАТЕЛЬ Д-245 АВТОБУСА ПАЗ-4234 Левицкая Е.В.,Кодинцев Н.П.

Калужский филиал Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана

ISSN (печатный вариант): 2073-0071

Ключевые слова

Common Rail, дизель, автобус, Common Rail, diesel, bus

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Ваш браузер не поддерживает фреймы

Аннотация к статье

В данной статье рассматривается вариант установки системы Common Rail на дизельный 4-х цилиндровый двигатель Д-245.

Текст научной статьи

В течение нескольких лет система впрыска топлива Common Rail завоевала широкую популярность во всем мире. И в настоящее время почти на каждый второй дизельный джип, внедорожник, или пикап устанавливается данная система впрыска дизельного топлива. Common Rail — революционная система впрыска топлива в цилиндры через общую магистраль под высоким давлением. Её появление было вызвано ужесточением законодательных экологических и экономических требований, предъявляемых к дизельным двигателям [1]. В данной статье рассматривается вариант установки данной системы на дизельный 4-х цилиндровый двигатель Д-245 автобуса ПАЗ-4234. Устанавливаемая система состоит из четырёх основных элементов (рис. 1): топливный насос высокого давления 1 плунжерного типа служащий для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе 4. 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 пьезофорсункам 3. Управление всей системой осуществляется из электронного блока управления 2, который получает сигналы от множества датчиков, таких как положения педали акселератора, частоты вращения вала двигателя, температуры охлаждающей жидкости и топлива, подъема иглы форсунок, скорости движения автомобиля, давления наддува и температуры воздуха на впуске [2]. Рис. 1. Система впрыска топлива Common Rail Установка системы Common Rail на двигатель Д-245 заключается в следующем. Снимаем старый топливный насос и устанавливаем ТНВД системы Common Rail и подсоединяем его к распределительному валу при помощи полумуфты. После этого совмещаем проверочные отверстия со стороны распределительного вала и топливного насоса. Прокручиваем коленчатый вал по часовой стрелке. Проверяем совмещение метки ВМТ на шкиве коленчатого вала с меткой на кожухе ГРМ. Затем блокируем поршень 1-го цилиндра в ВМТ на такте сжатия. Устанавливаем топливный аккумулятор к головке блока цилиндров при помощи 2-х болтов. Пьезофорсунки (рис. 2) подсоединяются к аккумулятору топлива короткими трубками высокого давления и уплотняются с камерой сгорания медными прокладками. Пьезофорсунки устанавливаются в головке блока цилиндров посредством конических фиксаторов. Рис. 2 Пьезофорсунка системы Common Rail Корпуса пьезофорсунок модернизируем под размеры прежних форсунок, для того чтобы не изменять отверстия в головке блока цилиндра. Далее осуществляем, как показано на рис. 3, установку датчика массового расхода воздуха 1, датчика положения распределительного вала 2, электронного блока управления 3, датчика положения педали газа 4, датчика температуры охлаждающей жидкости 5, датчика частоты вращения коленчатого вала 6, датчика давления топлива 7 [3]. После установки всех датчиков их соединяем с ЭБУ и производим его настройку под параметры двигателя Д-245. Рис. 3. Расположение датчиков системы Common Rail С появлением системы впрыска топлива Common Rail дизельный двигатель Д-245 перестанет быть шумным и дымным. Существенно улучшается мягкость его работы, приемистость и улучшаются топливно-экономические показатели на 15 %. И все это достигается на любом режиме работы двигателя. Это увеличивает потребительскую привлекательность автобуса ПАЗ 4234 и способствует его активному распространению в классе средних коммерческих автобусов. А также позволит внедрить данную систему впрыска топлива на автобусах особо больших размеров. Однако в результате установки множества датчиков увеличивается стоимость двигателя, что приводит к росту цены на автобус, возрастает требовательность к чистоте и качеству дизельного топлива. Вырастут требования к уровню квалификации персонала для диагностики, ремонта и настройки системы Common Rail во многих специализированных сервисах.

Читать еще:  Что нужно чтобы поменять бензиновый двигатель на дизельный

Принцип работы

Принцип работы основан на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы. Давление в топливной системе создается и поддерживается независимо ни от частоты вращения коленвала двигателя, ни от количества впрыскиваемого топлива. Сами форсунки впрыскивают топливо по команде контроллера блока EDC, посредством встроенных в них магнитных соленоидов, активация которых, происходит с блока управления.

Сравнение с другими системами подачи топлива [ править | править код ]

  • В отличие от традиционной системы подачи топлива, используется одноканальный ТНВД, постоянно подающий топливо в магистраль;
  • Необходимо корректировать цикл работы исходя из пропускной способности каждой форсунки, из-за чего требуется настройка электронного блока после каждой замены форсунок.
  • Давление, при котором происходит впрыск топлива, можно поддерживать вне зависимости от скорости вращения коленчатого вала двигателя и оно остаётся практически постоянно высоким в течение всего цикла подачи топлива, что особенно важно для стабилизации горения на холостом ходу и на малых оборотах при работе с частичной нагрузкой;
  • При использовании аккумуляторной системы подачи топлива момент начала и конца подачи может в широких пределах регулироваться ЭБУ. Это позволяет более точно дозировать топливо, а также осуществлять подачу топлива несколькими порциями в течение рабочего цикла — для более полного сгорания топлива;
  • Конструкция common rail проще, чем у системы ТНВД с форсунками, её ремонтопригодность выше.
  • Более сложные форсунки, которые требуют относительно частой замены, по сравнению с традиционной системой подачи топлива;
  • Система перестаёт работать при разгерметизации любого элемента высокого давления, например, при неисправности одной из форсунок, когда её клапан постоянно находится в открытом положении;
  • Более высокие требования к качеству топлива, чем у традиционных систем.

Таким образом, для удовлетворения перспективных экологических нормативов, таких как Euro-VI, Tier-IV, Euro Stage IV для тяжёлых дизелей, системы common rail были признаны наиболее подходящими для дизелей всех классов.

Достоинства и недостатки системы Common rail

Изначально уровень давления, создаваемый на топливной рампе, составлял 140 МПа. Начиная с четвертого поколения, система позволила достигать показателей до 220 МПа. Такой прогресс позволил добиться увеличения объема топлива, впрыскиваемого в цилиндры мотора за один цикл, а следовательно, повысить мощность дизельных автомобилей.

Аккумуляторные топливные системы используют целый комплекс датчиков, позволяющих учитывать:

  • давление в магистральном трубопроводе;
  • скорость вращения коленчатого вала;
  • расход воздуха, положение педали газа;
  • температуру топлива и воздуха;
  • данные лямбда-зонда.

Сигналы, поступающие от этих датчиков, дают возможность ЭБУ максимально оптимизировать работу дизельного двигателя. В сравнении с системами ТНВД с насос-форсунками, ремонтопригодность Common Rail выше в силу более простого устройства.

Читать еще:  Аварийный датчик температуры охлаждающей жидкости 402 двигатель

Среди недостатков системы Коммон Рейл – необходимость использования топлива более высокого качества. Поскольку в таких двигателях используются конструктивно сложные форсунки, их ресурс ниже. Также очень важно обеспечение полной герметичности. Так, например, при поломке форсунки, ее клапан будет постоянно находиться в открытом положении, и топливная система перестанет работать.

Появление топливной системы Common Rail стало настоящим прорывом в производстве дизельных двигателей. Она обеспечила возможность применения для дизелей всех классов высоких экологических стандартов, активно внедряемых в развитых странах.

Проще или сложнее эксплуатировать технику с Common Rail?

Этот как раз один из ключевых моментов, который вызывает негативную реакцию на Common Rail. Но почему именно он?

Все просто: это инерция пользователей (механиков) и порой владельцев, обычная реакция на что-либо новое. Потому что для тех, кто знаком с CR, изучил, как она работает, как ее обслуживать, как контролировать состояние топливной системы, с ней работать просто. У тех же, кто с ней не знаком, она, как все неизвестное, вызывает опасения. Система недешевая, и механики предприятий уже опасаются, не разобравшись, вслепую ее ремонтировать и настраивать.

При этом только в технике Komatsu система CR работает уже второй десяток лет, в том числе в самых суровых условиях на Крайнем Севере. А на автомобильном рынке уже больше 80 % дизелей оснащено электронно-управляемым впрыском. То есть система комплексным опытом эксплуатации доказала свою жизнеспособность. Вопрос лишь в том, чтобы научиться с ней работать. И вот что это может дать.

Электронная система = лучше контролируемая система. Ее состояние легче отследить, легче предотвратить поломку, причем можно отследить неполадки до того, как они скажутся на работе машины. Для этого у Komatsu есть система мониторинга KOMTRAX. Раз система впрыска электронная, значит, KOMTRAX может снимать с нее множество показателей в отличие от старого дизеля, способного только показывать общий расход топлива. Владелец техники или его механики получают данные с монитора и видят, есть ли какие-то неравномерности впрыска. Можно принять меры, пока ремонт не встал слишком дорого: своими силами или вовремя обратиться к сервису дистрибьютора техники. Система еще работает, а мы уже сейчас можем предугадать ремонт, заказать распылители, выбрать время для ремонта, чтобы максимально сократить простой техники. Все как на ладони, главное — научиться пользоваться.

А на механике мы видим или белый дым — техника работает, или черный дым — она уже не работает, пора покупать запчасти, а техника и работа стоят.

Все о Common Rail

Прежде всего, стоит отметить, что за корректную работу всей системы CR отвечает специальный электронный блок управления (ЭБУ). Именно он, основываясь на различных данных, поступающих с датчиков температуры воздуха, давления наддува, положений коленвала и распредвала и прочее, дает команду на начало впрыска и регулирует все сопутствующие процессы .

Все элементы системы поделены на 3 крупные группы:

  • контур низкого давления, к нему относятся бак с топливной массой, подкачивающий насос и фильтр топлива ;
  • контур высокого давления, который включает в себя ТНВД, совмещенный с контрольным клапаном, топливную рампу со всеми входящими контроллерами и форсунки с управляющими элементами;
  • датчики.
Читать еще:  Фольксваген пассат б3 двигатель 2е инжектор характеристики

Схематично принцип функционирования Common Rail выглядит так: подкачивающий насос забирает топливный материал из хранилища, проводит его через специальный фильтр предварительного подогрева и подает его к КВД. Далее ТНВД доставляет горючее в топливную рампу, где оно содержится под большим давлением. Форсунки присоединены к рампе посредством небольших трубопроводов, поэтому, когда ЭБУ подает сигнал о начале процесса впрыска, клапан каждой форсунки открывается и производит порционную подачу топлива. За один рабочий цикл Ф могут совершить до 9 впрысков. ЭБУ контролирует не только сам процесс ввода горючего материала, но и работоспособность всех элементов Common Rail.

Главными преимуществами CR являются простота конструкции, точная дозировка топлива, поддержка давления ввода горючего на одном уровне в течение всего цикла подачи .

К недостаткам системы можно отнести жесткие требования к качеству топлива и зависимость работы всего комплекса от исправности каждой составляющей.

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:

  1. 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.
  2. 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).
  3. 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.
  4. 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.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector