Что такое кпа в дизельном двигателе

Что такое система Common Rail и зачем она нужна в дизельных двигателях?

Многие автолюбители наверняка слышали о том, что в дизельных двигателях присутствует система Common Rail, при этом не все знают о том, что же это такое и зачем вообще она там стоит.

Под Common Rail принято понимать систему питания, которую производители машину стали устанавливать в дизельные двигатели, начиная с 1997 года. В эту систему питания горючее попадает из основной топливной магистрали. Причём происходит это в условиях давления 1300-1800 бар. Какой будет дозировка впрыска топлива, определяет непосредственно электронный блок управления, который при определении этого параметра принимает во внимание данные, получаемые от широкого круга датчиков. В частности, учитывается, в каком положении находится педаль акселератора и какое давление присутствует в топливной рампе. Также важным параметром, который принимается во внимание, является нагрузка двигателя, а также температурный режим его эксплуатации. Именно с учетом всех этих показателей и определяется подходящее количество топлива, которое необходимо для работы силового агрегата.

Использование в дизельных силовых агрегатах системы Common Rail обеспечивает максимально точную дозировку порции топлива при работе мотора в различных режимах. Для того чтобы оптимизировать и заметно смягчить процесс сжигания топлива, горючее может подаваться разными по объему порциями. Когда топливо за один такт подается многочисленными порциями, то это приводит к ситуации понижения температуры в камере сгорания. Такое действие способствует заметному уменьшению количества возникающей при сгорании солярки окиси азота.

В настоящий момент выпускаются и устанавливаются на двигатели системы Common Rail двух типов. Первые оснащены электромагнитными форсунками. Вторые – пьезоэлектрическими. Последние имеют в качестве одного из важных преимуществ высокую скорость срабатывания. При работе мотора с системой питания, которая оснащена такими форсунками, снижается токсичность выхлопа. По сравнению с обычными электромагнитными содержание вредных примесей в выхлопе уменьшается на 20%. Кроме того пьезофорсунки обеспечивают увеличение мощности, а также понижают расход горючего. Кроме этого благодаря им происходит уменьшение уровня шума при эксплуатации дизельного двигателя.

Источник

Принцип работы дизельного двигателя Common Rail (CRDi)

Топливные системы большинства современных двигателей используют передовые технологии, известные как CRDi или Common Rail Direct Injection.

Система непосредственного впрыска Common Rail имеет одну направляющую (топливную рампу), в которой находится дизельное топливо под высоким давлением.

Она действует, как общий топливный резервуар для всех форсунок. В системе CRDi топливная рампа постоянно аккумулирует и подает топливо в форсунки электромагнитных клапанов, под требуемым давлением.

Данная система совершенно противоположна топливному насосу высокого давления (ТНВД), подающему дизель через независимые топливопроводы к инжекторам, в топливных системах более раннего поколения.

Технология CRDi работает в тандеме с электронным блоком управления (ЭБУ) двигателя, который получает сигналы от различных датчиков. Затем он рассчитывает точное количество топлива и время впрыска.

Топливная система имеет компоненты, которые являются более интеллектуальными по своей природе и управляются электронно.

Читайте также:  Как помыть двигатель на уаз патриоте

Кроме того, обычные инжекторы заменены на более совершенные электромагнитные инжекторы. Они открываются сигналом ЭБУ в зависимости от таких переменных, как частота вращения двигателя, нагрузка, температура двигателя и т.д.

При прямом впрыске Common Rail сгорание происходит непосредственно в основной камере сгорания, расположенной в полости над головкой поршня.

Сегодня производители используют технологию CRDi для ухода от некоторых недостатков обычных дизельных двигателей, которые были вялыми, шумными и имели низкую производительность.

CRDI также известен под различными именами, разных брендов, которые приведены ниже:

CRDi (система прямого впрыска Common Rail) — Hyundai и Kia

DDIS (система прямого впрыска дизельного топлива) — Suzuki, Fiat Group

TDI (прямой впрыск с турбонаддувом) -Volkswagen

TCDI (прямой впрыск топлива с турбонаддувом Common-Rail) — Chevrolet

TDCi — Ford, Jaguar, Land Rover Volvo и Mazda

MJE (многоструйный впрыск), JTDm, CDTi, TiD, TTiD, DDiS и Quadra jet — группы Fiat

i-CTDI и i-DTEC -Honda

Tier3, Tier4, 4D95 и выше HPCR-серии — Komatsu

Источник

Какая компрессия в дизельном двигателе

Принцип работы дизельных силовых агрегатов основан на воспламенении топливной смеси в цилиндрах под высоким давлением. В отличие от бензинового мотора в дизеле отсутствует система искроподачи с помощью наконечников электродов на свечах: обогащённая кислородом смесь подаётся в камеру сгорания, где высокая температура образуется в процессе сжатия. Вместо образования электрической искры дополнительный предпусковой нагрев обеспечивают свечи накаливания.

Основной параметр для диагностики состояния дизельного двигателя– компрессия, от которой зависит мощность и стабильная работа механизмов цилиндропоршневой группы.

Что такое компрессия в дизельном двигателе

Компрессия – это показатель давления в цилиндре, которое создаётся поршнем в максимальной высшей (мёртвой) точке такта. В технической литературе принято использовать аббревиатуру ВМТ (высшая мёртвая точка). Величина измеряется в кг/см² и зависит от двух основных факторов:

  • Нарушение герметичности камеры сгорания: происходит утечка воздуха, давление в системе падает. Изношенность клапанов, узлов цилиндропоршневой группы, либо неправильная регулировка газораспределительного механизма приводит к снижению компрессии.
  • Состояние коленчатого вала и скорость его вращения: потеря стабильных оборотов приводит к тепловым потерям при сжатии воздуха поршнем. Показатель степени сжатия становится ниже нормы, что напрямую влияет на энергию, которая образуется в результате образования рабочих газов при сгорании топливной смеси в цилиндрах.

Быстрый износ механизмов ЦПГ (цилиндропоршневой группы) зависит от качества смазочных материалов, интенсивности нагрузок в период эксплуатации, количества холодных пусков при минусовой температуре воздуха и часов работы на максимальных оборотах. Некорректная регулировка клапанной системы способствует образованию нагара на стенках камеры сгорания, гильзах цилиндров, коксованию поршневых и маслосъёмных колец. В результате недостаточного давления топливная смесь сгорает не полностью, смешивается с остатками масла, оставляя продукты гари, сажи на узлах ЦПГ. Первый признак изношенности в таком случае– дымный выхлоп и падение мощности двигателя.

Во время запуска и срабатывания стартера коленчатый вал в дизельном агрегате вращается со скоростью 200-300 об/мин: чем выше крутящий момент- тем выше компрессия. Если давление в камере сгорания будет ниже 16 атмосфер- то дизель завести обычным способом с ключа становится невозможным. Теплопотери вызывают уменьшение показателя степени сжатия и нарушению регулировки фаз газораспределения.

Важно! Продолжительная эксплуатация дизельного агрегата с некорректной работой газораспределительного механизма приводит к выходу из строя всего блока цилиндров. Вплоть до заклинивания поршней без возможности восстановления и капитального ремонта.

Норма компрессии в цилиндрах дизельного двигателя

В зависимости от мощности силового агрегата, типа конструкции его камеры сгорания и системы впрыска, норма компрессии может быть разной. Ее необходимо искать в техническом описании каждой конкретной марки. Ниже указаны стандартные показатели соотношения температуры запуска и компрессии, при котором возможен пуск дизельного двигателя любого типа:

  • Менее 18 кг/см² – запуск двигателя невозможен даже с принудительным подогревом системы;
  • 22-24 кг/см² – пуск возможен только на горячем агрегате, после падения температуры ниже 0° С гарантирован отказ запуска со стартера;
  • 24-26 кг/см² – запускается при температуре воздуха – 10° С;
  • 26-28 кг/см² – максимальная температура запуска – 15° С;
  • 28-32 кг/см² – возможен холодный пуск до – 25° С;
  • 32-36 кг/см² – возможен холодный пуск до – 30° С;
  • 36-40 кг/см² – возможен холодный пуск до – 40° С.
Читайте также:  Не происходит автоматического запуска двигателя

Эти нормы компрессии применяют только при исправности всех остальных систем, отвечающих за работу мотора: подача топлива (топливный насос высокого давления), 100% заряд аккумуляторной батареи, исправные узлы ГРМ. Современные типы дизелей с раздельной камерой сгорания и системой впрыска топливной смеси «Common Rail» имеют лучшие результаты: на каждый показатель компрессии в среднем будет плюс пять температурных значений. Так же погрешность увеличивается с количеством цилиндров в агрегате и типом компоновки: V-образные на 6 и 8 цилиндров имеют большее преимущество перед обычными рядными четырёхцилиндровыми.

Как замерять давление в цилиндрах

Снятие показателей компрессии выполняют при помощи специального прибора – компрессометра. Компрессометр работает по принципу манометра: переходник с конструкцией наконечника форсунки или свечи накаливания предназначен для установки в головку блока цилиндров и имеет запорный клапан, который препятствует потере давления во время измерений. Простые устройства снабжены обычной шкалой со стрелкой, более точные профессиональные приборы – электронные цифровые, либо синхронизированы с компьютером.

Внимание! Компрессометр должен быть откалиброван с точностью до 0,1 кгс/см² – в противном случае результаты замеров не будут соответствовать нормам.

Перед измерением дизельный двигатель прогревают на максимальных оборотах до рабочей температуры масла, проверяют работу стартера и состояние заряда аккумуляторной батареи в 100%. Каждый цилиндр замеряют по отдельности.

  • из головки блока вывернуть свечу накаливания или форсунку (в зависимости от типа дизельного агрегата);
  • штуцер переходника компрессометра вставляют на место свечи (форсунки), убедившись в герметичности штатного соединения;
  • включают зажигание, не запуская двигатель до поворота стартера – первичный оборот коленчатого вала (скорость вращения должна быть не менее 200 об/мин);
  • снимают результат замера (в верхней мёртвой точке хода цилиндра);
  • замеряют компрессию в остальных цилиндрах подобным образом;
  • сверяют показатели компрессии всех цилиндров;
  • далее в каждый цилиндр впрыскивают около 50 мл масла;
  • коленчатый вал проворачивают насколько раз стартером со снятыми форсунками (свечами);
  • устанавливают форсунки на места и проводят новые замеры на каждом цилиндре вновь;
  • сверяют разницу показаний с первым замером.

При сверке обращают внимание на расхождение показателя компрессии каждого цилиндра: минимальная погрешность не должна превышать 1 кгс/см². Равные величины замеров свидетельствуют об одинаковом износе узлов и механизмов цилиндропоршневой группы.

Если результаты второго измерения превышают допустимую норму погрешности, то значит система негерметична. Возможные причины нарушений в таком случае: нарушения зазоров клапанов (дефекты), износ поршневых колец, утечка в корпусе головки блока цилиндров (прогар), поломка чашки поршня. При обнаруженной недостаточной компрессии двигателя диагностируют и устанавливают причину неисправности.

Читайте также:  Как отмыть масло двигателя с одежды

Почему компрессия может понижаться

Падение давления в цилиндрах сопровождается следующими характерными признаками:

  • отказ запуска двигателя при низкой температуре либо плохое срабатывание системы зажигания;
  • во время работы на холостых оборотах происходит «троение»;
  • падение мощности с нестабильными оборотами;
  • повышенный расход топлива;
  • чрезмерное потребление масла;
  • посторонние примеси выхлопных газов (дымный выхлоп);
  • сильный шум, вибрации во время открывания дроссельной заслонки.

Пониженная компрессия возникает из-за утечек воздуха в системе газораспределительного механизма, блока цилиндров либо износа элементов и узлов цилиндропоршневой группы. ГРМ может некорректно работать по причине образования нагара на чашках клапанов, поломки приводных механизмов (пружин, седла). Для выявления конкретной причины проводят диагностику клапанной системы – измеряют зазоры клапанов.

В случае износа деталей ЦПГ (цилиндропоршневой группы) демонтируют головку блока цилиндров с целью нахождения изношенной чашки поршня, прокладок, поршневых колец или рабочей поверхности цилиндров. Прогары, трещины на корпусе головки блока можно установить визуально.

Способы устранения проблем

При обнаружении пониженной компрессии проводят полную проверку всех систем. Современные методы диагностики с помощью специального сканера «G‑Scan» позволяют установить причину поломки с точностью до конкретного узла на основе анализа данных топливной смеси, значений компрессии и различных показаний датчиков. Сканер учитывает записи журнала ЭСУД (электронной системы управления двигателем), где отклонения в работе систем детализированы, все сбои в механизмах ГРМ учтены согласно кодам ошибок.

Бортовая компьютерная диагностика обеспечит точное определение нарушения, которое можно пропустить при визуальном осмотре. Например, в процессе недостаточной подачи топливной смеси в цилиндр из-за нарушения зазора какого-либо клапана, блок-контроллер на основании показаний кислородного датчика регулирует дополнительный впрыск на конкретный цилиндр, отдавая команду на исполнительное устройство. При обычной проверке с измерением зазоров всех клапанов, установить причину нагара на конкретном участке бывает невозможно.

Причина снижения давления может быть из-за незначительной утечки воздуха, когда для исправления достаточно простой регулировки или замены прокладки. В случае серьёзного износа важных механизмов ЦПГ потребуется капитальный ремонт двигателя.

Как завести мотор при недостаточной компрессии

При низких показателях компрессии дизельный агрегат не запускается обычным проворотом стартера. Если пуск производится в минусовую температуру на холодном моторе- то усилие для нормальной скорости вращения коленчатого вала требуется большее, так как масло на морозе становится более вязким. Для подогрева кардана используют обычную паяльную лампу, которую устанавливают внизу и разогревают системы двигателя горячим воздухом.

Искусственно повысить компрессию для разового холодного пуска можно также созданием масляной плёнки в цилиндрах. Для этого выворачивают свечи накала, либо форсунки и заливают моторное масло с помощью шприца прямо в камеру сгорания, объёмом не более 50 мл. Повторяют всю процедуру на каждом цилиндре в отдельности. После проворачивают коленчатый вал, чтобы на стенках образовалась равномерная масляная плёнка, которая обеспечит создание герметичности во время пуска. Используя такой способ нужно проследить распределения масла в цилиндра, до запуска двигателя поршень должен сделать несколько тактов стартером, чтобы избежать гидроклина.

Источник