Особенности обслуживания систем Common Rail

Главной отличительной особенностью аккумуляторных топливных систем с электронным управлением Common Rail является разделение узла, создающего давление (ТНВД-аккумулятор), и узла впрыска (форсунки) (рис. 16).

Рис. 16. Схема системы питания дизельных двигателей Common Rail: 1 — топливный бак; 2 — топливопроводы слива; 3 — ТНВД; 4 — регулятор давления; 5 — топливопровод высокого давления; 6 — топливоподкачивающий насос; 7 — фильтр; 8 — гидроаккумулятор; 9 — датчик давления; 10 — предохранительный клапан; 11 — электрогидравлическая форсунка; 12 — датчик педали акселератора; 13 — датчик частоты вращения и положения коленчатого вала; 14 — датчик температуры; 15 — блок управления

Главная деталь топливных систем Common Rail — электрогидравлическая форсунка. Распределение отказов отдельных ее элементов указаны в процентах на рис. 17. Как видно из приведенных данных, наименее надежными элементами электрогидравлической форсунки являются шаровой клапан и распылитель.

Рис. 17. Отдельные элементы электрогидравлической форсунки с указанием их отказов: 1 — соленоид (5 %); 2 — якорная группа (2 %); 3 — шаровой клапан (35 %); 4 — корпус (3 %); 5 — кольца ВД (25 %); 6 — распылитель (30 %)

Основные проверки систем Common Rail осуществляют с использованием сканера для диагностирования электронных систем управления двигателем, однако отдельные проверки могут быть проведены и более простыми способами. Например, в случаях нестабильности холостого хода двигателя необходимо провести гидравлические испытания форсунок, характеризующие главным образом состояние запорного клапана. В случае негерметичности клапана топливо, которое должно попасть в камеру сгорания, попадет в обратный слив и таким образом проявится неисправность автомобиля.

Для гидравлических испытаний форсунок отсоединяют топливопроводы обратного слива топлива от форсунок и каждый заводят в мерный сосуд (рис. 18). Затем запускают двигатель и измеряют количество слива каждой форсунки, его величина должна составлять около 150 см3/мин. При разнице между объемами более 30 % или превышении нормы обратного слива форсунку необходимо заменить.

Более тщательные проверки топливной системы Common Rail могут быть произведены с помощью специализированного оборудования, например стендов Bosch EPS 708 (рис. 19) и Stardex 0601. Стенды такого типа позволяют проверять компоненты систем Common Rail с давлением впрыска до 250,0…260,0 МПа. Учитывая высокое давление проверки и сильный нагрев компонентов системы, в стендах предусмотрена система охлаждения.

Стенд Bosch EPS 708 позволяет проверять электромагнитные форсунки и топливные насосы систем Common Rail производства Bosch и других компаний. Кроме того, используя специальное дооснащение, можно проверять пьезофорсунки производства Bosch, Denso и Siemens/Continental, CRI Piezo.

Рис. 18. Проверка обратного слива топлива

Рис. 19. Стенд Bosch EPS 708 для проверки компонентов топливной системы Common Rail

Дополнительно к испытаниям на утечку и определения количества впрыскиваемого топлива с помощью специального набора можно проверить электрический модуль пьезофорсунки на наличие дефектов изоляции. Необходимые технические данные для сравнения результатов тестирования с заводскими характеристиками приведены на CD TestData, который доступен по подписке.

Рабочая область стенда закрывается прочным прозрачным защитным экраном, при поднятии которого привод стенда выключается в целях безопасности. Используя монтажный комплект, на стенде можно одновременно закрепить четыре (для грузовых автомобилей и коммерческого транспорта) или шесть форсунок систем Common Rail (для легковых автомобилей).

С помощью стенда можно проверять:

· состояние фильтров;

· стабильность распыла топлива форсункой для определения специфических дефектов форсунок систем Common Rail;

· герметичность компонентов системы;

· количество топлива обратного слива;

· режимы работы форсунок — предварительный впрыск, холостой ход, полная нагрузка, экономичный режим с определением количества подачи топлива.

Более высокотехнологичные стенды STARDEX 0304 и MAK TEST позволяют осуществлять проверку и ремонт форсунок Common Rail всех типов и производителей, в том числе и пьезоэлектрических. Форсунки идентифицируются по их серийному номеру.

В качестве примера рассмотрим стенд для проверки и ремонта форсунок MAK TEST (рис. 20), который представляет собой комплекс, включающий оборудование для создания высокого давления рабочей жидкости при проверке форсунок, персональный компьютер, ультразвуковую ванну для очистки форсунок, приспособления и инструмент для разборки и проверки форсунок.

Для проведения проверки форсунку вставляют в специальный держатель (рис. 21) и фиксируют ее гайкой. К проверяемой форсунке подсоединяются рабочие трубопроводы для подачи и отвода топлива. Учитывая высокое давление и связанную с ним опасность, при проверке держатель с форсункой закрывается прозрачной защитной крышкой.

Рис. 20. Общий вид стенда MAK TEST для проверки и ремонта форсунок

Рис. 21. Держатель форсунки с защитной крышкой

Рис. 22. Экран компьютера: а — выбор проверяемой форсунки; б — данные по тестированию форсунок

С помощью сенсорного экрана по каталожному номеру проверяемой форсунки вводится программа тестирования (рис. 22). Данные по форсункам основных мировых производителей занесены в память компьютера. Все данные по проверке форсунок заносятся в память компьютера и выводятся на экран.

Для точного определения неисправности форсунки необходимо при разных нагрузках определить величину разности между подачей и возвратом топлива. Именно на этом принципе и построена система диагностики форсунок систем Common Rail.

Тестирование форсунок производится по специальной программе и включает следующие основные тесты по определению:

1. утечек топлива при высоком давлении, соответствующем рабочему;

2. подачи топлива при низком и высоком давлении, а также обратного слива. В рассматриваемом примере тестирования форсунок (см. рис. 22) при высоком давлении по нормативам подача должна составлять 33,5 см3 с подачей обратного слива 6,6 см3, но полученные данные (соответственно 40,6 и 5,0 см3) отличаются от нормативных;

3. качества распыливания топлива. Система подачи топлива стенда импульсно подводит к форсунке топливо, которое распыляется на поверхности специальной колбы (рис. 23, а). Качество распыления топлива определяется визуально. Если распылитель форсунки забит, то его очищают в ультразвуковой ванне (рис. 23, б), при этом очищается только внешняя сторона распылителя, чтобы не повредить напыления на внутренней стороне распылителя.

Рис. 23. Внешний вид определения качества распыления (а) и ультразвуковой ванны (б)

При неисправности форсунки на стенде можно произвести разборку, осмотр и замену отдельных деталей, если это разрешает изготовитель форсунок и имеются запасные детали изготовителя. Для разборки и осмотра применяются специальные ключи, приспособления и мерительный инструмент. После ремонта производится тестирование форсунки.

Кроме проверки гидравлических параметров в системах Common Rail производится проверка электрических параметров.

Импульс, подаваемый в нужный момент от блока управления двигателя к форсунке, запускает процесс впрыска. Продолжительность открытого состояния форсунки и системное давление определяются количеством впрыскиваемого топлива. Кроме того, топливо для каждого цикла горения может делиться на несколько порций (рис. 24).

Рис. 24. Осциллограммы впрыска системы Common Rail

Сравнивая осциллограммы, полученные при работе двигателя, с эталонными, определяют неисправности впрыска топлива.

Электроклапаны проверяют на наличие обрывов и сопротивление обмоток, датчики системы — на выдаваемое напряжение.

Попадание загрязнений в систему приводит к ее повреждению, поэтому предъявляются особые требования к чистоте и технологии ТО и ремонта.

Заглушки в системах Common Rail одноразовые и повторное их использование не допускается. Для очистки используются специальные одноразовые салфетки; запрещено применять ветошь или обычную бумагу, так как они оставляют волокна, загрязняющие топливную систему.

Любой снятый элемент систем впрыска после установки заглушек отверстия должен храниться в герметичном пластиковом пакете.

Перед любым вмешательством в топливную систему необходимо выполнять следующие рекомендации:

· после остановки двигателя необходимо выждать не менее 30 с, прежде чем выполнять любые действия на элементах топливной системы, чтобы обеспечить снижение давления до атмосферного;

· перед ослаблением соединений элементов топливной системы, работающей под высоким давлением, или перед снятием топливной форсунки с помощью соответствующего растворителя (например, Sodimac) тщательно очищают область предполагаемой работы. Растворитель наносят кисточкой на уровне соединений трубопроводов, на форсунки на уровне их зажимов, при этом использовать сжатый воздух нельзя;

· сразу же после отсоединения топливопровода обязательно заглушают отверстия, через которые могут попасть загрязнения;

· при каждом снятии трубопровода возврата топлива от топливных форсунок его необходимо заменять новым. Запрещается повторное использование уплотнения форсунок.

Запрещено разбирать топливный насос высокого давления и форсунки.

Для очистки форсунок нельзя применять металлические щетки, наждачную бумагу, ультразвуковую очистку. Для очистки распылителя форсунки используют обезжириватель и протирают его чистой салфеткой.