Устройство топливных форсунок Common Rail

Начну с терминов: COMMON RAIL означает «одинаковое высокое давление» в топливной рейке вплоть до форсунок. В такой системе имеется два контура — низкое давление  перед ТНВД (до 6 бар) и высокое — от него к форсункам — и до максимума 2500 бар. Руководит всем этим «хозяйством» электронный блок управления ДВС (его и называют ЭБУ). Форсунки соединены с так называемым аккумулятором высокого давления с помощью толстостенных трубок, которые и способны выдерживать такое высокое давление. Время начала впрыска, его продолжительность и величина обеспечиваются электромагнитным клапаном каждой (ОТДЕЛЬНО КАЖДОЙ) форсунки по командам ЭБУ, который получает сигналы с датчиков коленчатого вала и многих-многих других, коих в современном дизельном моторе можно насчитать больше десятка.

Форсунки Common Rail установлены специальными зажимными скобами в головках цилиндров и состоят из следующих функциональных компонентов:

• распылительного узла;
• клапанного узла.
• системы гидропривода;

Однако следует заметить (и это важно), что в топливную (дизельную) систему автомобиля входят также:

• — топливный бак, магистрали и топливопроводы;
• — фильтры разных уровней очистки топлива (зависит от конструкции двигателя и его систем);
• — ТНВД, а также насосы подкачки (низкого давления);
• — и, наконец, те самые форсунки.

...а также многие другие компоненты, включая блоки управления и так называемое  специальное оборудование, если речь идет о форсированных и турбированных моторах.

Любой из всех этих компонентов может «забарахлить», и произойдет сбой в системе управления питанием. И отсюда — увеличенный расход, дымность выхлопа, нестабильная работа двигателя, причем на разных режимах и тдтп, вплоть до полной остановки мотора.

Форсунка — схематично — является обыкновенным запорным игольчатым клапаном, где запорная игла в соленоиде открывается и закрывается с невероятной скоростью до 2-3  раз в течение 30-40 миллисекунд. Специфика этой конструкции (форсунки Common Rail) заключается именно в этих самых «милли-милли-милли-секундах», — умозрительно даже представить себе невозможно, с какой скоростью происходят возвратно-поступательные движения этой запорной иглы.

Типы форсунок бывают следующими:

1. Механические. Эти работают от колебаний давления в топливной магистрали. При его повышении клапан открывается, а при падении — запирается специальной пружиной. И это далеко-далеко вчерашний день моторной инженерии.

2. Электромагнитные, где работой иглы «занимается» электромагнит; при подаче тока якорь поднимается (и клапан открыт), а обесточенный закрывается опять же за счет пружины.

3. Электрогидравлические. Эти применяются как раз на дизелях, в современных системах Common Rail. ТНВД заполняет топливом камеру над и под клапаном (отсюда и термин «Коммон рейл»), и сопло форсунки закрыто иглой с пружиной. ЭБУ открывает клапан, и топливо попадает в так называемую реверсную магистраль, открывается игла (клапан) и происходит впрыск.

4. Пьезоэлектрические. Эти — самые современные, и их устанавливают не только в дизельные моторы, но и в бензиновые. Их основное достоинство – невероятное и непостижимое быстродействие. В цилиндр, а точнее — в камеру сгорания топливо подается, повторюсь, до 3-4 раз в течение тех самых миллисекунд.

5. Насос-форсунки в дизельных моторах позволяют избавиться от некоторых громоздких компонентов системы питания, например, от сложного, дорогостоящего и капризного ТНВД, а плунжер диаметром 7-8 мм работает от распределительного вала двигателя. В зависимости от конструкции в таком клапане работает или пьезоэлемент, или электромагнитная индукционная катушка.

Примечание, Уточняю лишний раз, потому что это критически важно — речь об очень и очень высоком давлении; о времени, которое измеряется в миллисекундах; о зазорах, которые меняются в микронах. Не то что пылинка или соринка, а буквально «микро-мусор» может стать причиной сбоя в работе форсунки, а то и вовсе выхода ее из строя. Также замечу, что, в отличие, от бензиновых моторов, где в системе и на форсунках образуются масляные налеты и нагары, в дизеле происходит обратное — солярка (на самом-то деле) является таким сильнейшим абразивом, который форсунку буквально «прогрызает». В отверстиях (соплах), критичными являются и диметр, который измеряется в невидимых глазу величинах, и, что не менее важно, — форма сопла. Изменение любого из этих параметров ведет к сбою работы двигателя.

Как выявить неисправности форсунки

В силу наличия в конструкции тех самых микронов и миллисекунд определить неисправность «на глазок» — не получится. Для этого существует специфическое оборудование, и в зависимости от конструкции вашего ДВС, оно может оказаться не на каждой СТО в доступной близости.

Кроме того (и я специально повторюсь, поскольку это крайне важно), причиной повышенного расхода может оказаться не форсунка, а совершенно другая компонента системы питания. Только на профильном сервисе вам могут указать и показать — форсунка ли это, а если форсунка, то тут же возникает следующий вопрос: что здесь потребуется — чистка/перепрошивка или замена?

Как мы понимаем, каждый хотел бы сэкономить, и чаще всего мы склоняемся как раз к чистке, но только профессиональный механик/моторист/дизелист может сказать, как правильно поступить.

И эти автовладельцы, которые «экономные», они даже если и доедут до автосервиса, то все равно будут просить мастера — почистить форсунки без разборки и снятия их с мотора, обойтись, так сказать, «малой кровью». Однако мы ведем речь не о бензиновых моторах, а о дизелях, где имеет место не просто налёт/нагар на элементах и устройствах системы питания, а проблемы значительно более сложные.

Когда ты обращаешься к профессионалу, преимущества очевидны; на профильном автосервисе ты получишь однозначно:

— ремонт форсунки любого типа, конструкции, производителя и поколения;

— гарантию на восстановленные форсунки (зависит от конструкции ДВС и типа форсунок);

— гарантийную замену по твоему первому требованию;

— прием старых форсунок в счет оплаты за новые или за работы по восстановлению (производится индивидуально с каждым клиентом и зависит от характера неисправностей и объема работ);

 — огромный и полноценный оборотный склад всевозможных комплектующих не только по «твоей теме», но и по «сопутствующей», если такая проявится в процессе работ над твоим автомобилей и тптдтптд….

Резюме

И, наконец, самое главное — форсунка Common Rail — это не свечи заменить. Например, каждая форсунка имеет собственный код (приписанный на заводе-изготовителе), который определяет допустимые границы и режимы ее работы, и который следует «прописать» в ЭБУ автомобиля.

Прописывание кода — довольно сложный, а главное, оч-чень деликатный процесс, который сумеет сделать только специалист. А вот насколько этот процесс сложен и деликатен (и если это кому-то интересно), то можете прочитать здесь — Адаптация топливно-воздушной смеси дизеля.

Сергей Жебаленко

автомобильный инженер, журналист,

специально для сайта автосервиса «Восток-Авто».