Что такое система Common Rail и как она работает

Все современные дизели оснащаются системой впрыска с общей рампой высокого давления — Common Rail. Чем это отличается от классической подачи топлива, объясняет Autonews.ru

1. Определение Common Rail
2. Устройство
3. Принцип работы
4. Преимущества и недостатки Common Rail
5. Типичные неисправности
6. Частые вопросы
7. Главное

Что такое Common Rail

Common Rail — это система высокоточного электронно-управляемого впрыска топлива, применяемая на современных дизельных двигателях. В отличие от старых механических или полу-электронных систем, где давление создавалось перед каждым тактом впрыска на каждой форсунке, здесь топливо заранее накапливается в общей рампе (собственно, common rail — «общая рейка») под стабильным высоким давлением. После чего дозированно подается в нужную форсунку по команде электроники.

Идея Common Rail начала развиваться еще в 1980-х годах, но настоящего успеха достигла в конце 1990-х, когда электронное управление и материалы стали достаточно надежными и относительно дешевыми. Сегодня Common Rail — фактически стандарт для всех современных дизелей.

Устройство Common Rail

Современная система состоит из ряда ключевых компонентов, каждый из которых отвечает за свою часть процесса.

• Насос низкого давления перекачивает топливо из бака в подкапотное пространство.
• Топливный фильтр-осушитель удаляет воду и абразив.
• Насос высокого давления (ТНВД) сжимает топливо до 1000–2500 бар и отправляет в рейку.
• Общая распределительная рампа (топливная рейка) аккумулирует топливо и поддерживает стабильное давление.
• Датчик давления в рейке следит за текущим давлением, сообщая его электронике.
• Регулятор входного давления и клапан дозирования (IMV / DRV) корректируют давление в режиме реального времени. Чаще они объединены.
• Форсунки впрыскивают нужное количество топлива в цилиндры с точностью до миллиграмма.
• Электронный блок управления (ЭБУ) двигателя — «мозг» системы, управляющий всеми процессами.

vit5471 / Drive2📷Устройство системы Common Rail

Принцип работы Common Rail

Главное отличие от систем с классическим рядным или распределительным ТНВД: давление в Common Rail заранее удерживается в общей для всех форсунок рейке. Тогда как в старых моторах давление генерировалось для каждой форсунки перед каждым моментом впрыска. Последовательность работы системы Common Rail следующая:

1. Топливо из бака входит в фильтр грубой очистки (обычно просто сетка), установленный в баке.
2. Насос подкачки (обычно тоже в баке) подает дизель в подкапотное пространство.
3. Фильтр-осушитель (тонкой очистки) очищает топливо от воды и мелкого мусора.
4. ТНВД сжимает топливо до высокого давления, заданного блоком управления.
5. Топливо поступает в общую рампу и накапливается там под стабильно поддерживаемым давлением.
6. ЭБУ рассчитывает момент и объем впрыска.
7. Форсунки открываются в нужный момент, подавая топливо. В некоторых режимах осуществляется несколько впрысков за один такт.
8. Излишки от форсунок возвращаются в бак через обратную магистраль.

Плюсы и минусы Common Rail

Как и у любого решения, неоспоримые достоинства современных дизелей частично «уравновешиваются» рядом недостатков. Кратко перечислим основные.

Плюсы

• Высочайшая точность дозирования, что значительно повышает эффективность в сравнении с «классикой» — растет мощность, расход снижается.
• Гибкость управления, позволяющая выполнять предварительные, основные и дополнительные впрыски с минимальным интервалом.
• Снижение шума и вибраций, характерных для старых дизелей.
• Чистый выхлоп, соответствующий строгим экологическим нормам.
• Более стабильный холодный запуск.

Минусы

• Высокая стоимость компонентов, особенно форсунок и ТНВД.
• Чувствительность к качеству топлива — примеси и вода быстро выводят систему из строя.
• Сложность ремонта, требующая точной диагностики и специализированного оборудования.
• Зависимость от электроники, что усложняет эксплуатацию в тяжелых условиях.
• Ощутимо более высокая стоимость при покупке. То есть дистанция окупаемости нового Common Rail намного больше, чем обычного дизеля (хотя последних уже почти не найти).

Anton Belitsky / Global Look Press📷Система Common Rail очень чувствительна к качеству топлива

Неисправности Common Rail

Едва ли не большая часть проблем на современных дизелях возникает из-за плохого топлива. Но, конечно, бывают и другие причины. Рассмотрим самые распространенные поломки и их признаки.

• Износ или разрушение ТНВД. Как итог — металлическая стружка, падение давления, аварийный режим работы или вовсе полный отказ двигателя.
• «Подсевшие» или заклинившие форсунки. Симптоматика: дымность, неровная работа, детонация (проявляется резкими стуками).
• Проблемы с регулятором давления. Это рывки, плавающие обороты, ошибки по давлению.
• Неисправный датчик давления в рейке. Обычно двигатель трясется, глохнет или не заводится.
• Подсос воздуха в магистрали. Характеризуется провалами в тяге и затрудненным запуском.
• Загрязнение топливного фильтра сказывается падением мощности и неустойчивой работой во всех режимах.

Отметим, что практически все описанные причины и симптомы могут комбинироваться. Современный Common Rail и двигатель вообще — слишком сложная система, чтобы по одному признаку однозначно поставить диагноз. Поэтому первым делом всегда проводят компьютерную диагностику.

Частые вопросы

В чем разница между TDI и Common Rail?

TDI — это маркетинговое название дизелей VAG. Расшифровывается как Turbocharged Direct (Diesel) Injection. Однако под фирменными буквами может скрываться любая техническая реализация. Ранние TDI были механическими или насос-форсуночными, а все современные используют Common Rail. То есть TDI — фактическое обозначение дизельных двигателей группы VAG, а не конкретной системы впрыска.

Чем Common Rail отличается от обычного дизеля?

В классическом дизеле давление генерируется и подается в каждую форсунку непосредственно перед впрыском. Common Rail же имеет общий резервуар (рампу), где давление поддерживается постоянно, а каждая форсунка берет свою «дозу» в момент впрыска.

Почему Common Rail так чувствителен к качеству топлива?

Потому что узлы работают на давлении до 2500 бар, а зазоры в форсунках измеряются микрометрами. Любая, даже очень мелкая грязь действует как абразив и разрушает форсунки (и не только) за считаные часы.

Standret / Shutterstock / FOTODOM📷Современный Common Rail и двигатель вообще — слишком сложная система, чтобы по одному признаку однозначно поставить диагноз. Поэтому первым делом всегда проводят компьютерную диагностику

Главное о Common Rail

• Common Rail — современная электронно-управляемая дизельная система впрыска.
• Принцип действия (в отличие от «классики») — общая накопительная магистраль с постоянно высоким давлением топлива.
• Основные компоненты: насос, регулятор давления, ТНВД, рампа, форсунки, датчики и блок управления.
• Обеспечивает точный и при необходимости многократный впрыск топлива за один такт.
• КПД, акустический комфорт и экологичность выше, чем у обычных дизелей.
• Common Rail чувствителен к качеству топлива, а также требует точной диагностики и оборудования в случае ремонта.
• На сегодня это стандарт для подавляющего большинства дизельных двигателей.

Читайте также:

• Что такое ТНВД, как работает, устройство, виды, неисправности
• Что такое бензонасос автомобиля и как он работает
• Вода в топливном баке: чем опасна, как убрать и чем это лучше сделать