Компоненты системы Common Rail

Турбодизель с системой Common Rail. Топливная «рейка» (обозначена желтым) установлена параллельно распределительному валу

В качестве подкачивающего насоса используются электрические насосы, которые могут устанавливаться как внутри бака, так и в трубопроводе между баком и фильтром. Конструкция таких насосов сходна с электрическими бензонасосами, которые применяют в системах впрыска. При отключении питания электродвигателя насоса топливо перестает поступать к двигателю и он глохнет.
Топливоподкачивающий насос объединяет в себе электродвигатель и роликовый насос. Топливо протекает через электродвигатель и охлаждает его. Насосы, расположенные внутри бака, лучше охлаждаются и, как правило, имеют меньшие размеры. На выходе из насоса имеется обратный клапан, необходимый для обеспечения стекания топлива из трубопровода обратно в бак. В системе могут использоваться и другие топливоподкачивающие насосы, например шестеренные.
Насос высокого давления этой системы располагается в подкапотном пространстве автомобиля, обычно в том же месте, где и ТНВД. Насос создает высокое давление, необходимое для впрыска топлива на всех режимах работы дизеля.

Схема устройства ТНВД:
а — продольный разрез:
1 — вал привода;
2 — эксцентриковый кулачок;
3 — плунжер со втулкой;
4 — камера над плунжером;
5 — впускной клапан;
6 — электромагнитный клапан отключения плунжерной секции;
7 — выпускной клапан;
8 — уплотнение;
9 — штуцер магистрали, ведущей к аккумулятору высокого давления;
10 — клапан регулирования давления;
11 — шариковый клапан;
12 — магистраль обратного слива топлива;
13 — магистраль подачи топлива к ТНВД;
14 — защитный клапан с дроссельным отверстием;
15 — перепускной канал низкого давления;
б — поперечный разрез:
1 — вал привода;
2 — эксцентриковый кулачок;
3 — плунжер с втулкой;
4 — впускной клапан;
5 — выпускной клапан;
6 — подача топлива

Насос высокого давления приводится в действие от коленчатого вала двигателя посредством зубчатой, цепной или ременной передачи. Насос смазывается и охлаждается самим топливом. На входе в насос установлен предохранительный клапан, не допускающий падения давления в системе.
Три плунжера приводятся в действие эксцентриком, установленным на вале насоса. При движении плунжера вниз под действием пружины открывается клапан и топливо заполняет пространство над плунжером. При ходе плунжера вверх клапан закрывается и топливо сжимается плунжером.

Аккумуляторный узел системы Common Rail

Аккумуляторный узел является общим для всех цилиндров двигателя. Применение аккумуляторного узла соответствующего объема снижает пульсации давления топлива. Для того чтобы максимально снизить пульсации давления, объем рампы должен быть как можно большим, хотя, с другой стороны, это может привести к задержке при заполнении этого узла топливом, а следовательно, к задержке пуска двигателя. В связи с этим конструкторам приходится идти на определенный компромисс. Изготавливается узел из высокопрочной стали.

Клапан контроля давления

Контрольный клапан давления управляется компьютером, входящим в блок управления, и поддерживает постоянное давление в аккумуляторном узле. Применяются два варианта установки клапана: на насосе высокого давления или непосредственно на аккумуляторном узле.
Седло клапана закрыто шариком, на который с одной стороны воздействует давление топлива, а с другой — суммарная сила от пружины сердечника клапана и электромагнита. Электромагнит управляется переменным током от блока управления. При увеличении давления топлива сверх заданной величины клапан открывается и топливо сбрасывается в сливную магистраль, уменьшая давление в аккумуляторном узле.
На основе сигнала от датчика давления ЭБУ определяет давление в аккумуляторном узле.

Форсунки системы Common Rail дизеля BMW

В форсунках двигателя имеются электромагниты, которые управляют работой этих форсунок, получая электрические сигналы от ЭБУ.
Распылитель форсунки закрыт иглой, которая прижимается к седлу распылителя за счет совместного действия усилия сжатия пружины и силы давления топлива. Электромагнитный клапан служит только для управления давлением топлива, и при подаче электрического тока на его обмотку уменьшает силу давления, препятствующую поднятию иглы форсунки и началу процесса впрыска. При отключении электромагнита форсунка закрывается и впрыск топлива прекращается. Топливо, просачивающееся из форсунки, попадает в сливную магистраль.

В последнее время все большее применение на грузовых автомобилях и автобусах находит система подачи топлива HEUT (Hydraulically Actuated Unit Ignition) — электронная гидравлическая система впрыска. Основным узлом системы HEUT является насос-форсунка; кулачковый вал привода исполнительных механизмов насос-форсунок здесь заменен гидроприводом. Масло подается в насос-форсунку по специальной магистрали из системы смазки двигателя под давлением около 25 МПа. Попадая в насос-форсунку, масло воздействует на соответствующий масляный плунжер, перемещающий топливный плунжер. Этот плунжер из-за своего меньшего диаметра создает высокое давление впрыска (свыше 160 МПа), что дает возможность добиться лучшего распыления топлива и оптимизации его смешивания с воздухом. В отличие от других систем давление в системе HEUT абсолютно не зависит от частоты вращения двигателя и обеспечивает подачу топлива в камеру сгорания в нужный момент времени и в оптимальном количестве.