Дизель Common Rail: кормилец — журнал За рулем

Дизель Common Rail: кормилец

Оцениваем самую популярную систему питания современных дизельных двигателей — Common Rail.

Сегодня ей комплектуется около 80% всех сходящих с конвейера коммерческих автомобилей и спецтехники экологических стандартов Euro 4 и выше. А раз так, самое время поговорить об особенностях ее ремонта и эксплуатации с учетом российской специфики и, в частности, качества отечественного дизельного топлива.

Российские перевозчики и мастера СТО накопили значительный опыт по эксплуатации, обслуживанию и ремонту автомобилей с системой Common Rail (СR), что позволяет не только структурировать проблемы, которые возникают с компонентами СR в гарантийный период и после его окончания, но и дать рекомендации, как их избежать.

Особое внимание уделяйте электрическим контактам форсунок

Особое внимание уделяйте электрическим контактам форсунокОсобое внимание уделяйте электрическим контактам форсунок
Особое внимание уделяйте электрическим контактам форсунок

То, что основной причиной выхода из строя насосов и инжекторов является некачественное топливо, сегодня ни для кого не секрет. В России на данный момент производится и реализуется на автозаправках два основных вида топлива, соответствующих ГОСТ Р 52368–2005 (ЕН 590:2004) и ГОСТ 305–82. При этом, по своим физическим и химическим характеристикам, в частности, в процентном содержании серы, смазывающих способностях, они существенно разнятся. Так, смазывающая способность топлива по ГОСТ Р 52368–2005 регламентируется как не более 460 микрон, а у выпущенного по ГОСТ 305–82 данный параметр не регламентирован. Какое именно топливо попадает в бак автомобиля, часто не знают даже сотрудники бензоколонки — что бензовоз привез, то и залили в резервуары.

В то же время специалист-топливщик без особого труда определит, чем кормили двигатель. Правда, для этого ему придется провести разборку вышедших из строя узлов и агрегатов топливной системы или, по крайней мере, провести их диагностику на специальных стендах. Сильнее всего по карману перевозчика бьет выход из строя топливного насоса.

Система питания Common Rail управляется электронным контроллером

Система питания Common Rail управляется электронным контроллеромСистема питания Common Rail управляется электронным контроллером
Система питания Common Rail управляется электронным контроллером

Перспективный дизель ярославского завода ЯМЗ-534 с Common Rail

Перспективный дизель ярославского  завода ЯМЗ-534 с Common RailПерспективный дизель ярославского завода ЯМЗ-534 с Common Rail
Перспективный дизель ярославского завода ЯМЗ-534 с Common Rail

Привод насоса Common Rail надежен и долговечен — хлопот не доставляет

Привод насоса Common Rail надежен  и долговечен — хлопот не доставляетПривод насоса Common Rail надежен и долговечен — хлопот не доставляет
Привод насоса Common Rail надежен и долговечен — хлопот не доставляет

Неисправности топливного насоса

Одной из наиболее часто встречающихся неисправностей топливного насоса является течь топлива по стыку уплотнительной манжеты кулачкового вала. Явление чаще всего наблюдается в холодную погоду почти у всех насосов, в которых топливо выполняет функцию смазки. Замечено, что при прогреве двигателя до рабочей температуры течь обычно прекращается. Причиной течи почти всегда является повышенное давление топлива внутри насоса. Максимальное же, измеряемое на сливном трубопроводе не должно превышать 1,2 бара.

Система питания. Схема

  Система питания. Схема Система питания. Схема
Система питания. Схема

Для наглядности приведу типичный случай из опыта эксплуатации. Температура воздуха минус 15 градусов Цельсия. После пуска мотора топливо тут же начинает подкапывать в месте стыка насоса с двигателем. Примерно через две минуты работы течь пропадает. За это время утечка топлива может составить около 100 мл. Однако при проверке насоса на стенде никаких проблем в его работе не наблюдается. Если данный дефект имеет место, не торопитесь разбирать насос. Попробуйте померить давление на сливе — скорее всего задросселирована магистраль слива топлива.

Возможная причина возникновения течи может скрываться и в повышенной вязкости топлива. На трескучем морозе даже качественная зимняя солярка густеет, что уж говорить про летние сорта топлива, которые недобросовестные бизнесмены продают зимой. В системе CR количество топлива, проходящего через слив (обратную топливную магистраль), несоизмеримо больше, чем в классической системе. Так, например, инжектор дает в «обратку» примерно столько же топлива, сколько впрыскивает в цилиндр. Одним словом, подтекание топлива по стыку уплотнительной прокладки не является дефектом или неисправностью.

Несмотря на то, что линия высокого давления является очень высоконагру- женной зоной, первостепенное внимание должно уделяться линии низкого давления, так как именно в этих зонах легко может образовываться повы- шенное давление (на сбросе) и повышенное разряжение (на всасывании)

Несмотря на то, что линия высокого давления является очень высоконагру- женной зоной, первостепенное внимание должно уделяться линии низкого  давления, так как именно в этих зонах легко может образовываться повы- шенное давление (на сбросе) и повышенное разряжение (на всасывании)Несмотря на то, что линия высокого давления является очень высоконагру- женной зоной, первостепенное внимание должно уделяться линии низкого давления, так как именно в этих зонах легко может образовываться повы- шенное давление (на сбросе) и повышенное разряжение (на всасывании).
Несмотря на то, что линия высокого давления является очень высоконагру- женной зоной, первостепенное внимание должно уделяться линии низкого давления, так как именно в этих зонах легко может образовываться повы- шенное давление (на сбросе) и повышенное разряжение (на всасывании).

Другой важнейший момент — разряжение перед топливоподкачивающим насосом. Если его величина составляет ниже 0,2 бара, это приведет к нестабильной работе топливоподкачивающего насоса и его ускоренному износу. Разряжение зависит, опять же, от вязкости топлива, состояния предварительного фильтра, чистоты сетки топливоприемника в баке и от состояния топливопровода на линии всасывания. Последний может иметь вмятины, уменьшающие его сечение.

Цикловая подача зависит от силы тока на дозаторе. Чем выше ток, тем больше подача. Мельчайшие частицы могут привести к потере подвижности штока и, соответственно, нарушению подачи топлива

Цикловая подача зависит от силы тока на дозаторе. Чем выше ток, тем больше подача. Мельчайшие частицы могут привести к потере подвижности штока и, соответственно,  нарушению подачи топливаЦикловая подача зависит от силы тока на дозаторе. Чем выше ток, тем больше подача. Мельчайшие частицы могут привести к потере подвижности штока и, соответственно, нарушению подачи топлива.
Цикловая подача зависит от силы тока на дозаторе. Чем выше ток, тем больше подача. Мельчайшие частицы могут привести к потере подвижности штока и, соответственно, нарушению подачи топлива.

Часто возникновение проблем в системе питания провоцирует дозировочный блок (у Bosch — ZME). Если в Rail наблюдается недостаточное или повышенное давление, то причина скорее всего кроется в неадекватной работе дозировочного блока, который, являясь прецизионным изделием, крайне чувствителен к попаданию в него посторонних частиц. Воздействие абразива на прецизионную пару блока приводит к зависанию его штока, что выражается в нерегулируемой подаче топлива к Rail и подаче топлива в цилиндр. При этом промывка дозировочного блока малоэффективна. Проблему решает только его замена новым.

Но и она в некоторых случаях, увы, приносит лишь временный эффект. Так, после замены ZME или инжектора первое время двигатель работает как швейцарские часы, а спустя короткое время автомобиль теряет тягу, увеличивается расход топлива, ухудшается пуск. Диагностика даст однозначное заключение: причина неисправности аналогична той, что была зафиксирована до ремонта — износ прецизионной начинки дозировочного блока из-за попадания в него абразивных частиц или воды. Вывод: чтобы избежать потерь, требуйте от работников сервиса максимально тщательной очистки топливной системы (вплоть до промывки топливного бака и Rail) и обязательной замены всех топливных фильтров.

Наиболее «капризный» размер в инжекторе — ход анкера. Он измеряется микронами, но от него зависит точность подачи топлива

Наиболее «капризный» размер в инжекторе — ход анкера. Он измеряется микронами, но от него  зависит точность подачи топливаНаиболее «капризный» размер в инжекторе — ход анкера. Он измеряется микронами, но от него зависит точность подачи топлива.
Наиболее «капризный» размер в инжекторе — ход анкера. Он измеряется микронами, но от него зависит точность подачи топлива.

Не менее страшна образующаяся внутри насоса коррозия. Если она поразила его детали, то, как правило, насос уже не восстановить. Поврежденные прецизионные плунжерные пары ремонту и восстановлению не подлежат! Самое же печальное то, что, если в каком-либо одном компоненте CR была обнаружена коррозия, будьте уверены, что и другие компоненты поражены тем же недугом, а значит, для восстановления работоспособности системы питания придется заменить все (!) ее компоненты. Стоит это очень дорого. Проще предотвратить болезнь, нежели ее лечить.

Важно

В практике часто бывают случаи, когда на деталях топливной системы вообще нет следов коррозии. Однако шариковый клапан при этом может быть негерметичен. Как следствие, топливо идет в линию слива, а потому топливоподача не соответствует норме. Причина разрушения седла клапана — кавитационные явления топлива, которые начинают разрушать седло. Из-за высоких давлений и, как следствие, огромных скоростей топлива седло начинает стремительно разрушаться.

Это топливо, слитое из фильтра нового автомобиля, мотор которого внезапно заглох. Вероятнее всего ни один компонент CR после работы на таком дизтопливе восстановлению подлежать не будет

Это топливо, слитое из фильтра  нового автомобиля, мотор которого  внезапно заглох. Вероятнее всего  ни один компонент CR после работы  на таком дизтопливе восстановлению  подлежать не будет Это топливо, слитое из фильтра нового автомобиля, мотор которого внезапно заглох. Вероятнее всего ни один компонент CR после работы на таком дизтопливе восстановлению подлежать не будет
Это топливо, слитое из фильтра нового автомобиля, мотор которого внезапно заглох. Вероятнее всего ни один компонент CR после работы на таком дизтопливе восстановлению подлежать не будет

Фильтрация топлива

Система питания Common Rail предъявляет к чистоте топлива строгие требования, поэтому для фильтрации солярки применяются особые фильтры, обладающие высокой степенью и тонкостью очистки. При замене следует применять только рекомендованные заводом-изготовителем автомобиля фильтры, так как они прошли всесторонние испытания — как по отсеву загрязнений, так и ресурсу. Как правило, в системе питания имеются не менее двух фильтров: предварительный с водоотделителем (тонкость фильтрации — 100 мкм) и основной фильтр (тонкость фильтрации — 3–5 мкм). Для 4-цилиндровых моторов объемом цилиндра в один литр пропускная способность фильтров составляет около 380 литров в час. А теперь представьте, как даже самый современный фильтр может выполнить данный норматив, если залить в бак грязное дизельное топливо?!

Степень коррозии элементов этого инжектора настолько сильна, что ремонту он не подлежит, как и все остальные компоненты системы СR. Хотя автомобиль находится на гарантии, ни один производитель топливной аппаратуры не признает данную неисправность гарантийным случаем

Степень коррозии элементов этого  инжектора настолько сильна, что  ремонту он не подлежит, как и все  остальные компоненты системы СR.  Хотя автомобиль находится на гарантии, ни один производитель  топливной аппаратуры не признает  данную неисправность гарантийным  случаемСтепень коррозии элементов этого инжектора настолько сильна, что ремонту он не подлежит, как и все остальные компоненты системы СR. Хотя автомобиль находится на гарантии, ни один производитель топливной аппаратуры не признает данную неисправность гарантийным случаем.
Степень коррозии элементов этого инжектора настолько сильна, что ремонту он не подлежит, как и все остальные компоненты системы СR. Хотя автомобиль находится на гарантии, ни один производитель топливной аппаратуры не признает данную неисправность гарантийным случаем.

Инжектор системы СR

Каждое поколение инжекторов отличалось друг от друга, прежде всего, большим давлением впрыскивания топлива. Если первые инжекторы были рассчитаны на давление впрыскивания 1200, то сегодня нормой является 2000 бар. Тенденция повышения давления продолжает сохраняться, так как от него зависит экономичность и экологичность дизельных двигателей. Этот сложный, прецизионный агрегат топливной системы обязан обеспечить точнейшую дозировку топлива. А за один рабочий ход инжектор современного мотора может осуществлять от двух до семи впрысков. При этом объемы дополнительных порций впрыскиваемого топлива могут составлять 1–3 кубических миллиметра (!). Такие мизерные по объемам впрыски (с учетом, что давление впрыскивания, как говорилось выше, достигает 2000 бар) может обеспечить только топливная аппаратура с точностью прецизионных пар в 1 микрон (для сравнения, толщина человеческого волоса составляет 100 микрон). Если рассмотреть инжектор поэлементно, то статистика выхода его элементов из строя выглядит примерно так: шариковый клапан — 35%, распылитель — 30%, уплотнительное кольцо высокого давления — 25%, прочее (соленоид, якорная группа и т. д.) — 10%.

Похожие на солнечные лучи канальчики нарушили герметичность клапана. Причина возникновения данного дефекта — попадание в топливо абразивных частиц. Из-за огромных давлений и скоростей движения топлива абразивные частицы буквально съедают металл, нарушая геометрию выходных отвер- стий на распылителе. Это явление характерно и для классических распылителей, однако поскольку в CR давление впрыскивания примерно в два раза выше, то и разрушение происходит значительно быстрее

Похожие на солнечные лучи канальчики нарушили герметичность  клапана. Причина возникновения  данного дефекта — попадание в топливо абразивных частиц. Из-за огромных давлений и скоростей  движения топлива абразивные частицы буквально съедают металл,  нарушая геометрию выходных отвер- стий на распылителе. Это явление характерно и для классических распылителей, однако поскольку в CR давление впрыскивания примерно в два раза выше, то и разрушение  происходит значительно быстрееПохожие на солнечные лучи канальчики нарушили герметичность клапана. Причина возникновения данного дефекта — попадание в топливо абразивных частиц. Из-за огромных давлений и скоростей движения топлива абразивные частицы буквально съедают металл, нарушая геометрию выходных отвер- стий на распылителе. Это явление характерно и для классических распылителей, однако поскольку в CR давление впрыскивания примерно в два раза выше, то и разрушение происходит значительно быстрее
Похожие на солнечные лучи канальчики нарушили герметичность клапана. Причина возникновения данного дефекта — попадание в топливо абразивных частиц. Из-за огромных давлений и скоростей движения топлива абразивные частицы буквально съедают металл, нарушая геометрию выходных отвер- стий на распылителе. Это явление характерно и для классических распылителей, однако поскольку в CR давление впрыскивания примерно в два раза выше, то и разрушение происходит значительно быстрее

Конструкция инжектора настолько тонка, что, даже если при проведении ремонтных работ сборка велась с использованием только новых деталей, получить агрегат, соответствующий заводским параметрам, без применения специального оборудования невозможно. Дело в том, что в инжекторе присутствуют элементы, требующие тонкой регулировки, от настройки которых зависят рабочие характеристики агрегата. Замечу, что при сборке инжектора производится несколько десятков промежуточных замеров характеристик.

Измерительное оборудование, применяемое при сборке инжектора, специальное, разработанное исключительно для узкого применения. Использование обычных микрометров недопустимо, так как при сборке инжектора, прежде чем установить каждый последующий компонент, предварительно проводят калибровку очередной детали при помощи специальных адаптеров.

Зачем такие сложности? Судите сами: если в среднем величина подъема якоря составляет 50 микрон, то допуск на отклонение данной величины составляет всего один микрон. Для обеспечения таких допусков требуется также строгое соблюдение моментов затяжки, которые обеспечиваются специальным динамометрическим ключом. Он при помощи USB-разъема соединен с компьютером, и все данные по моментам затяжки заносятся в память и отражаются в сборочной карте конкретного узла. Допуск момента затяжки составляет один ньютон на метр — также очень малая величина. Ключей, способных работать с такой точностью, на рынке раз-два и обчелся. Стоит ли говорить, что проведение сборочных работ должно проводиться в чистом помещении, параметры которого по запыленности строго регламентированы.

Инжектор — технически сложный компонент, который в течение 10 с неболь- шим лет прошел несколько этапов развития. Только в конце 2010 года у «Бош дизель центров» появилась официальная технология ремонта инжекторов

Инжектор — технически сложный компонент, который в течение 10 с неболь- шим лет прошел несколько этапов развития. Только в конце 2010 года у «Бош  дизель центров» появилась официальная технология ремонта инжекторовИнжектор — технически сложный компонент, который в течение 10 с неболь- шим лет прошел несколько этапов развития. Только в конце 2010 года у «Бош дизель центров» появилась официальная технология ремонта инжекторов.
Инжектор — технически сложный компонент, который в течение 10 с неболь- шим лет прошел несколько этапов развития. Только в конце 2010 года у «Бош дизель центров» появилась официальная технология ремонта инжекторов.

Выводы

1. Самостоятельно отремонтировать насос или инжектор нереально.

2. Если какой-то компонент вышел из строя, обязательно проверьте все остальные.

3. При любом ремонте системы топливоподачи меняйте фильтр.

4. Соблюдайте бдительность при заправках.

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Читать комментарии (1)

Самые новые