Корзина
2 отзыва
+7914 5505155
+7914 5505155
+7
914
550-51-55
+7
914
556-02-06
+7
416
250-51-55
+7
416
256-02-06
Запчасти для спецтехники и грузовиков

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ COMMON RAIL

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ СИСТЕМЫ COMMON RAIL
После получения технологии прямого впрыска дизельного двигателя с системой COMMON RAIL компании ROBERT BOSCH Gmbh удалось с успехом разработать эффективную схему контроля впрыска, которая получила наибольшее распространение и в мире, благодаря своей

08.08.17

После получения технологии прямого впрыска дизельного двигателя с системой COMMON RAIL компании ROBERT BOSCH Gmbh удалось с успехом разработать эффективную схему контроля впрыска, которая получила наибольшее распространение и в мире, благодаря своей простоте и надежности. Системы COMMON RAIL от BOSCH классифицируются по типам насоса высокого давления и могут иметь несколько разновидностей в зависимости от задач двигателя. Системы управления топливоподачей BOSCH могут быть трех типов: с регулированием давления в рампе на стороне высокого давления, регулирование потока топлива на стороне высокого давления при выходе топлива из ТНВД и так называемый "двойной контроль", когда регулировка происходит с помощью датчика контроля потока в ТНВД и посредством регулятора давления на топливной рампе с помощью дозирующего клапана на линии низкого давления на входе в ТНВД.

Система Bosch CP1

Насосы Bosch первого поколения типа CP1 приводятся в работу с помощью вала, соединенного с распредвалом двигателя. Они могут иметь модификации CP1K - компактный дизайн и CP1S - стандартный дизайн, но с регулятором давления на корпусе насоса. Система характеризуется наличием погружного электрического топливного насоса, который подает топливо к ТНВД под давлением 2,6 бар и с производительностью 160 л/час (может меняться в зависимости от модели автомобиля). Электрический топливный насос постоянно активирован при работающем двигателе. Лишнее топливо отводится через предохранительный клапан на блоке топливного фильтра в топливный бак. Блок топливного насоса и указателя уровня топлива оснащен еще одним предохранительным клапаном. При заблокированном топливопроводе предохранительный клапан открывается и подаваемое топливо снова возвращается напрямую в топливный бак. Это позволяет избежать повреждений топливной системы.

ТНВД системы СР1 имеет три плунжера, расположенных радиально к друг другу под углом в 120 градусов. В центре корпуса топливного насоса установлен приводной вал. Привод плунжерных пар осуществляется посредством эксцентрикового кулачка напрямую от выпускного распределительного вала через соединительный элемент. Передаточное число привода топливного насоса соответствует передаточному числу коленчатого вала относительно распределительного вала 2 : 1. ТНВД СР1 не имеет клапана дозирования топлива. Давление в топливной рампе регулируется исключительно посредством регулятора давления топлива (DRV). ТНВД должен создавать минимальное давление в рампе на уровне 170-200 бар на холостом ходе и 1350 бар на максимальных оборотах. После входного штуцера на линии низкого давления в ТНВД имеется специальный клапан, который переводит часть топлива для смазки внутренних поверхностей насоса. Пружина клапана настроена так, что если давление в магистрали ниже 0,8 бар, то топливо направляется на смазку и охлаждение насоса и затем сливается в линиию обратки. Если давление выше 0,8 бар, то пружина сжимается и большая часть топлива подаётся к плунжерам для сжатия. По мере вращения приводного вала, эксцентрик нажимает на трехгранную втулку, а она надавливает на поршень плунжера. Когда эксцентрик не давит на поршень плунжера, поршень под действием возвратной пружины двигатется к центру насоса, создавая разряжение в камере, которое открывает впускной клапан и топливо попадает в камеру. После нажима эксцентрика на поршень, тот двигается вверх, сжимая топливо и высокое давление в камере перекрывает впускной клапан (как только давление станет около 1 бара), одновременно выдвигая шарик контрольного клапан на впуске и выпуская топливо из камеры уже под высоким давлением. После этого движение поршня вниз снова создает разряжение и шарик перекрывает выпускное отверстие и впускной клапан открывается снова. Такт повторяется. Некоторые варианты насоса могут иметь клапан деактивации одного из плунжеров. Причина его использования - снижение нагрузки на ТНВД на малых оборотах, а также быстрое понижение давления в системе при переходе блока управления в аварийный режим. Клапан деактивации состоит из электромагнита и штока, который перекрывает подачу топлива для сжатия. После подачи сигнала с ЭБУ на клапан, соленоид прижимает шток с золотником клапана к впускному отверстию.

Регулятор давления топлива является частью топливной рампы или расположен на корпусе ТНВД. Клапан на насосе располагается после выпускного штуцера подачи топлива в рампу и отводит часть топлива в линию обратки. Клапан состоит из соленоида и подпружиненного штока, который упирается в шарик для перекрытия сливного канала. Открытие форсунок и работа плунжеров приводят к сильным гидравлическим колебаниям топлива. Шарик в клапане призван гасить эти колебания. Если давление в клапане больше 100 бар, то пружина сжимается и топливо утекает в магистраль обратки. Под управлением сигнала частоты с ЭБУ соленоид двигает шток вперед и он перекрывает слив в обратку, повышая давление в линии. Если ЭБУ не управляет клапаном, то давление находится на уровне 100 бар. Если клапан на рампе, то он находится на линии слива топлива в магистраль обратки и регулирует топливо по сигналу частотной модуляции с блока управления двигателем. Также на рампе устанавливается датчик измерения давления. Он с высокой точностью и за соответственно короткое время измеряет мгновенное давление топлива в рампе и передает в ЭБУ сигнал напряжения, соответствующий имеющемуся давлению. Датчик функционирует вместе с регулятором давления топлива в замкнутом контуре регулирования. Также в рампе может располагаться датчик температуры топлива. Его сопротивление при температуре 25 градсов - 2400 Ом, при температуре 80 градусов - 270 Ом.

Обычно в двигателях с системой Bosch СР1 используются форсунки электромагнитного типа. Принцип работы в следующем: 
Топливо из рампы под выскоим давлением через трубку направляется к форсунке и далее по топливной галерее в форкамеру распылителя, а также через впускной дроссель в управляющую камеру клапана. Управляющая камера клапана соединена с линией возврата топлива в бак через выпускной дроссель, который может открываться электромагнитным клапаном. В закрытом состоянии (электромагнитный клапан обесточен) выпускной дроссель закрыт шариком клапана, поэтому топливо не может выйти из управляющей камеры клапана. В этом положении в форкамере распылителя и в управляющей камере клапана устанавливается одинаковое давление (баланс давления). На иглу распылителя действует дополнительно усилие собственной пружины, поэтому игла распылителя остается закрытой (гидравлическое давление и усилие пружины иглы распылителя). Топливо не попадает в камеру сгорания. При активации электромагнитного клапана открывается выпускной дроссель. За счет этого возрастает давление в управляющей камере клапана, а также гидравлическое усилие, действующее на управляющий золотник клапана. Как только гидравлическая сила в управляющей камере клапана станет меньше гидравлической силы в форкамере распылителя и пружины иглы распылителя, игла распылителя открывается. Топливо через отверстия распылителя впрыскивается в камеру сгорания. Спустя заданное программой время подача электропитания к электромагнитному клапану прерывается. После этого выпускной дроссель снова закрывается. С закрытием выпускного дросселя в управляющей камере клапана через впускной дроссель восстанавливается давление из топливной рампы. Это повышенное давление с большим усилием воздействует на управляющий золотник клапана. Эта сила и сила упругости пружины иглы распылителя теперь превосходят силу в форкамере распылителя и игла распылителя закрывается. Скорость закрывания иглы распылителя определяется расходом впускного дросселя. Впрыск прекращается, как только игла распылителя достигает своего нижнего упора. Косвенное приведение в действие иглы распылителя посредством системы гидравлического сервопривода применяется, когда усилие, необходимое для быстрого открывания иглы распылителя с помощью электромагнитного клапана, не может быть создано напрямую. Для этого дополнительно к объему впрыскиваемого топлива в возврат топлива через дроссели управляющей камеры подается требуемый "управляющий объем". Дополнительное к управляющему объему имеются объемы утечек на перемещение иглы распылителя и управляющего золотника клапана. Электромагнитные форсунки калибруются во время производства и имееют несколько вариантов кодировки. Ранние версии разделены на классы (например, Х, Y, Z у Hyundai) и в случае замены классы форсунок необходимо комбинировать по определенному принципу. В более поздних системах используется код : 8-значный (ЕВРО IV) или 9-значный (ЕВРО V), который представляет собой поправочный коэффициент для коррекции топлива и выгравирован на поверхности головки топливной форсунки. В случае замены форсунок в память ЭБУ необходимо вводить новый код. Также необходимо вводить коды форсунок при замене ЭБУ на новый в память нового блока.

Система Bosch CP1Н

Система Bosch CP1H относится к второму поколению и стала применяться с 2001 года. В отличие от насосов CP1 в СР1Н на стороне подачи топлива в рампу расположен соленоидный клапан контроля количества топлива, подаваемого из насоса в рампу. Эта конструкция впервые была применена на типе СР3, но добавлена к СР1 для увеличения производительности насоса. Это позволяет увеличить эффективность насоса, понизив температуру топлива, нагрузку и повысив создаваемое давление. Привод топливного насоса осуществляется напрямую от выпускного распределительного вала через соединительный элемент. Передаточное число привода соответствует передаточному числу коленчатого вала относительно распределительного вала 2 : 1. Топливный насос может вырабатывать максимальное давление топлива от 1600 до 1800 бар. Еще одна особенность системы СР1Н - использование деактиватора одного из плунжеров в случае, если нет необходимости развивать максимальное давление в рампе.

В случае, если в системе не используется погружной электрический насос, ТНВД может быть оборудован подкачивающим насосом шестеренного типа. Основные конструктивные детали – две находящихся в зацеплении шестерни, вращающиеся друг навстречу другу и подающие топливо, защемленное во впадинах между зубьями, из полости всасывания в полость нагнетания. Контактная линия шестерен между полостью всасывания и полостью нагнетания уплотнена, что исключает возможность обратного перетекания топлива. Подача насоса примерно пропорциональна частоте вращения двигателя. В этой связи требуется регулирование подачи / переходного давления. Величина переходного давления, нагнетаемого зубчатыми колесами, зависит от дросселирующих отверстий и их проходного сечения в перепускном дроссельном клапане. Перепускной дроссельный клапан интегрирован в контур низкого давления топливного насоса. Создание высокого давления (до 1800 бар) вызывает высокую температурную нагрузку на отдельные детали топливного насоса. Поэтому для обеспечения выносливости механические детали топливного насоса должны обильно смазываться. Перепускной дроссельный клапан спроектирован так, чтобы при любом режиме эксплуатации обеспечить оптимальное смазывание и, соответственно, охлаждение. При низкой частоте вращения топливного насоса (низкое давление подкачивающего насоса) управляющий золотник лишь немного смещается со своего седла. Потребность в смазке/охлаждении, соответственно, мала. Открывается малая подача топлива через дроссель на конце управляющего золотника для смазки/охлаждения насоса. Некоторые ТНВД могут быть снабжены автоматической вентиляцией (Форд). Через дроссель отводится воздух, который может находиться в топливном насосе. С ростом частоты вращения топливного насоса (ростом давления подкачивающего насоса) управляющий золотник сильнее поджимает нажимную пружину. При растущей частоте вращения топливного насоса требуется усиленное охлаждение топливного насоса. При заданном давлении открывается байпасное охлаждение топливного насоса и расход топливного насоса увеличивается. При высокой частоте вращения топливного насоса (высоком давлении подкачивающего насоса) управляющий золотник сильнее поджимает нажимную пружину. Теперь байпасное охлаждение топливного насоса полностью открыто (максимальное охлаждение). Избыток топлива через байпас обратного потока возвращается в полость всасывания подкачивающего насоса. Таким образом внутреннее давление топливного насоса СР1Н (как и СР1) ограничивается значением 6 бар.

Привод топливного насоса осуществляется от приводного вала, а конструкция, в целом, аналогична CP1. На приводном валу жестко смонтирован эксцентрик, который перемещает три плунжера насоса возвратно-поступательно в соответствии с профилем кулачка эксцентрика. На впускной клапан подается давление топлива от подкачивающего насоса. Если переходное давление превышает внутреннее давление камеры высокого давления (плунжер превышает положение TDC (верхняя мертвая точка)), то впускной клапан открывается. Заполнение камеры высокого давления функционирует комбинировано: С одной стороны, топливо под воздействием переходного давления нагнетается в камеру высокого давления. Давление при этом зависит от проходного сечения клапана дозирования топлива. С другой стороны, топливо при движении плунжера вниз засасывается в камеру высокого давления. Если пройдена BDC (нижняя мертвая точка) плунжера, то впускной клапан закрывается вследствие возросшего давления в камере высокого давления. Топливо больше не может проходить в камеру высокого давления. Как только давление в камере высокого давления превысит давление в топливной рампе, открывается выпускной клапан, и топливо через подсоединение высокого давления нагнетается в топливную рампу (ход подачи). Плунжер насоса подает топливо до тех пор, пока не будет достигнута TDC. Затем давление падает, и выпускной клапан закрывается. Оставшееся топливо более не находится под давлением; плунжер насоса движется вниз. Если давление в камере высокого давления ниже переходного давления, впускной клапан снова открывается, и процесс начинается сначала.

Линия подачи топлива под высоким давлением в рампу имеет ответвление, которое проходит через Клапан регулировки давления для слива лишнего топлива в бак. Клапан установлен или сбоку или позади ТНВД в зависимости от конструкции.

Система Bosch CP3

Система BOSCH CP3 появилась в 2003 году и стала третьим поколением систем BOSCH для прямого впрыска дилеьного топлива. Базовый дизайн насоса CP3 идентичен СР1 и СР1Н. Но в этом типе применена новая технология контроля давления не в линии высокого давления, в на стороне подачи топлива в ТНВД. Для этого применен новый элемент - клапан контроля количества подаваемого в насос топлива (IMV). Корпус имеет новую форму моноблока со сниженным уровнем трения. Другая отличительная особенность - не прямое воздействие эксцентрика на плунжер, а передача усилия через толкатель, что позволяет увеличить нагрузку и добиться максимального давления в 1800 бар. Эти насосы используются как на легковых, так и на коммерческих автомобилях. Версии СР3.1 ~ СР3.4 отличаются размером и уровнем давления в зависимости от выполняемой автомобилем задачи. Версия СР3.4 используется только на грузовиках и автобусах.

Одна из отличительных особеннгостей системы - использование механического передающего насоса, расположенного в задней части ТНВД на линии низкого давления. Насос может быть шестеренчатого типа, как у CP1H, а может быть роторный роликового типа. Такой тип насоса включает в себя эксцентрично расположенную камеру с установленным в ней ротором и роликами, которые могут перемещаться в прорезях ротора. Вращение ротора вместе с создаваемым давлением топлива заставляют ролики перемещаться на периферию прорези, прижимаясь к рабочим поверхностям. В результате ролики действуют как вращающиеся уплотнители, посредством чего между роликами соседних прорезей и внутренней, рабочей поверхностью корпуса насоса, образуется камера. Создание давления определяется тем, что при закрытии входной серпообразной полости объем камеры постоянно уменьшается, и когда выходное отверстие открывается, топливо течет через электромотор и выходит из штуцера в крышке на нагнетательной стороне насоса.

Система Bosch CP4

Система Bosch CPN2

Насосы типа CPN2 используются только в коммерческих автомобилях. Их отличие - два вертикально расположенных в линию качающих плунжера. В некоторых редких случаях применялись насосы с четырьмя качающими элементами.

Сравнительная Таблица Насосов Высокого давления Bosch

Тип ТНВД

Максимальное давление в рампе (Бар)

Тип смазки

CP1

1350

Диз. Топливо

CP1+

1350

Диз. Топливо

CP1H

1600 / 1800

Диз. Топливо

CP1H+OWH

1100

Диз. Топливо

CP3.2

1600

Диз. Топливо

CP3.2+

1100

Диз. Топливо

CP3.3

1600

Диз. Топливо

CP3.4

1600 / 1800

Масло

CP3.4+

1600

Диз.Топливо

CP2

1400

Масло

CP2.2

1600

Масло

CP2.2+

1600

Масло

CP2.4

1600

Масло

CP4.1

1800 / 2000

Диз. Топливо

CP4.2

1100 / 2000

Диз. Топливо

Список автомобилей, на которых используется система COMMON RAIL типа BOSCH:

IVECO 190 E40=EUROTECH CURSOR 10
IVECO 380/400/410 T42
IVECO 180E24,E27,190224, 190E27,190E31,190E35,260E24,260E27 
IVECO CURSOR 8 
IVECO STRALIS
SCANIA DSC
MERCEDES ACTROS
SCANIA R420/R500/R580
SCANIA R380/480 
MERCEDES ACTROS 
MERCEDES ACTROS/TRAVEGO
VOLVO FH12 / BOSCH 
VOLVO FH 12 / EURO I-II (BOSCH - MARK2 PUMP)
VOLVO FH12 EURO II / BOSCH EQUIP. 
MERCEDES ATEGO,CITARO 
MERCEDES ACTROS 
MERCEDES CITARO/AXOR/TRAVEGO
IVECO 180=190 E38 EUROSTAR=400/440 E38 EUROSTAR 
RENAULT MAGNUM 400/440/480 E-TECH=DAF=KHD
AUDI A4/A6=SKODA SUPERB=VW PASSAT 1.9TDI 
AUDI A3=SEAT LEON/TOLEDO=VW BORA/PASSAT/GOLF 1.9 TDI 
AUDI A2/A4/A6 1.4/1.9 TDI=SEAT AROSA 1.4 TDI=VW LUPO
AUDIA3/A4=VW PASSAT/POLO/BORA=SKODA FABIA/SUPERB 1.9TDI
VW 1.9 TD ENGINE AXR 
VW VAN 
BMW 330D/XD/530D/730D/X5 3.0D 
LAND ROVER FREELANDER I 2.0 TD4
CHRYSLER VOYAGER 2.5/2.8 CRD 
RENAULT KERAX/PREMIUM 370 Dci with pump CP2
OPEL MOVANO+RENAULT MASTER 2.5 Dci 16v.
TOYOTA SR 
VW LT 28/35/46 2.8 Tdi+CHEVY BLAZER 2.8 DE+NISSAN FRONTIER 2.8 
ISUZU 
FIAT=OPEL ASTRA/VECTRA/ZAFIRA 1.9 Cdti 
HYUNDAI ACCENT II/MATRIX/i30 1.5 CRDi, TUSCAN/SANTA FE'/TRAJET 2.0 CRDi, H1/STAREX/PORTER/IX35/IX55
RENAULT KERAX/PREMIUM 370/420 Dci with pump CP2 
KIA 2.0 CRDi-VGT 
FIAT DOBLO'/IDEA/PANDA/G.PUNTO+LANCIA MUSA/Y 1.3 MULTIJET 
ALFA MITO+FIAT 500/PANDA/QUBO+OPEL CORSA 1.3 
MERCEDES C/E/S/ 200/220/270/280/320 CDI
MERCEDES VITO 108/110/112/E/ML/S/V/CLK 200/220/320/370 CDI
MERCEDES G 270 CDI/E/ML/S 400 CDI/SPRINTER 
KIA SORENTO 2.5 CRDI ALLA156P1265+ 
MERCEDES C30 CDI AMG/C30 CDI AMG 
HYUNDAI LIBERO/STAREX+KIA SORENTO 2.5 CRDI 
MERCEDES SPRITER 208/308/408 CDI 2.2cc
BMW 320D/330D/530D/730D/740D 
DODGE RAM 2500/3500 
IVECO DAILY/DUCATO 2.8/ RENAULT MASTER 2.8 
IVECO DAILY 29L 10/L12/35C10/C12/35S10/S12//RENAULT MASTER
VOLVO 
RENAULT/MACK TRUCKS 
RENAULT ESPACE IV+LAGUNA II+MASTER+MEGANE+SCENIC 1.9 DCI
REMAULT MEGANE/ LAGUNA 1.9 DCI
FIAT ULYSSE/DUCATO 2.0 JTD ENGINE PSA 
CITROEN XANTIA+PEUGEOT 406 2.0 HDI
FIAT ULYSSE 2.0 JTD (MOTORE PEUGEOT) 
IVECO 100 E 17/65+CUMMINS 
VW CONTELLATION+VOLKSBUS+13.180/15.190 ELECTRONIC 
ALFA ROMEO 147/156/166(1.9/2.4 JTD) 
CITROEN 2.0 HDI/PEUGEOT 2.0 HDI 
FIAT PUNTO JTD 
OPEL MOVANO/VIVANO+RENAULT MASTER+TRAFIC 2.5 DCI 
ALFA ROMEO 166+FIAT BRAVO/BRAVA+MULTIPLA+LANCIA 1.9/2.4 JTD
BMW 530D+730D ENGINE E39 
TOYOTA HILUX VIGO 3.0 TD 
OPEL MOVANO 2.2 DTI 
PEUGEOT 206.307 1.4 HDI=CITROEN XSARA 1.4 HD
MERCEDES CDI VARIE CC./SPRINTER VARIE 
MERCEDES 316CDI SPRINTER/VITO 108/110/112 CDI/V200/220 CDI 
MERCEDES E 200 CDI / E 220 CDI / E 270 CDI
MERCEDES CLASSE A 160/170 CDI 
MERCEDES C/E/VITO/SPINTER 220/270 CDI 
MERCEDES CLASSE A 160/170 CDI