В современном автомобилестроении требования к экономичности и экологичности силовых агрегатов все более возрастают, поэтому конструкция и способы управления двигателей и их компонентов постоянно совершенствуются.

Что касается топливной аппаратуры дизелей, тенденция развития состоит в следующем:

Давление впрыскивания постоянно увеличивается для обеспечения более тонкого распыления топлива в камере сгорания, для образования более однородной топливовоздушной смеси и, как следствие, более полного ее сгорания с максимальной эффективностью.

Процесс управления впрыском топлива становится все более изощренным, впрыск разделяется на несколько подвпрысков, количество впрыскиваемого топлива и время впрыска регламентируется все более точно. Самой современной разработкой в области дизельной топливной аппаратуры является система Common Rail.

Рассмотрим принцип работы системы Common Rail: топливный насос высокого давления создает высокое давление (до 1500…2500 бар) в распределительном трубопроводе (так называемой рампе). В зависимости от режимов работы ДВС давление в рампе регулируется в пределах от 200 до 1500…2500 бар. Это давление постоянно подведено к форсункам, которые открываются подачей коротких импульсов с блока управления двигателем. Величина и время подачи топлива определяется длительностью и количеством этих импульсов. Электронное регулирование системы Common Rail позволяет очень гибко подходить к управлению процессом топливоподачи, но и накладывает жесткие требования на ее элементы - форсунки: они должны четко реагировать на очень короткие управляющие импульсы, т.е. их элементы должны двигаться без малейшего сопротивления, и в то же время эти элементы должны удержать топливо под чрезвычайно высоким давлением.

Для обеспечения этих условий форсунка содержит несколько прецизионных (т.е. очень точно исполненных) сопряжений деталей. Нарушение подвижности и герметичности сопряжений этих деталей вследствие применения некачественного топлива ведет за собой выход из строя форсунки в целом. Износ металла при таких экстремальных нагрузках происходит ускоренными темпами, поэтому наличие в топливе даже небольшого количества абразива приводит к ускоренному износу запирающих поверхностей; при содержании в топливе воды сопряженные поверхности коррозируют и теряют подвижность.

Ни для кого не секрет, что качество нашего дизельного топлива оставляет желать лучшего, поэтому довольно часто происходит нарушение работоспособности топливной системы из-за неисправности форсунок. Естественно, что владельцев автомобилей, оборудованных системой Common Rail, интересуют надежность и ремонтопригодность эксплуатируемых форсунок. С этой точки зрения рассмотрим форсунки основных мировых производителей компонентов системы Common Rail - фирмы Bosch, Delphi, Denso и Siemens.

Для начала рассмотрим электромагнитные форсунки системы Common Rail, в которых впрыск топлива осуществляется подачей сигнала на управляющую электромагнитную катушку форсунки.

Ведущую роль занимает фирма Bosch - с точки зрения объема применяемых форсунок, их надежности и ремонтопригодности. Эти форсунки, из-за особенностей конструкции, наименее чувствительны к качеству применяемого топлива. В случае же выхода из строя, все прецизионные узлы этих форсунок могут быть заменены, а форсунка может быть отрегулирована до соответствия тестовому плану фирмы-производителя.

Второе место по надежности в эксплуатации занимают форсунки Denso, но в настоящее время ремонт их очень сложный и поэтому, как правило, их меняют в сборе.

Наиболее зависимы от качества применяемого топлива форсунки Delphi.

Эти форсунки имеют ряд конструктивных достоинств: во-первых, они самые компактные среди вышеперечисленных, во-вторых, они устроены таким образом, что прецизионный управляющий клапан форсунки очень удачно скомпонован и состоит всего из двух сопряженных прецизионных деталей. Однако, эти удачные конструктивные решения имеют и оборотную сторону: из-за небольших размеров управляющего электромагнита, встроенного в корпус форсунки, усилия подъема якоря клапана невелики, поэтому любое загрязнение топлива посторонними частицами или водой приводит к "подвисанию" подвижных частей и выводит форсунку из строя. В этом случае необходим ремонт форсунки, который сводится к замене неисправных клапана и распылителя.

Следует отметить еще одну особенность, присущую в основном форсункам Delphi: после ремонта их надо протестировать на специализированном стенде с целью присвоения им буквенно-цифрового кода, отражающего индивидуальные характеристики данной форсунки. Этот код должен быть прописан в блок управления после установки форсунок на двигатель, в противном случае при работе двигателя могут возникнуть проблемы. Прописка кода в блок управления для форсунок Delphi (как и для форсунок Denso) требует специального диагностического оборудования.

На сегодняшний день Bosch и Siemens начали производство форсунок следующего поколения, так называемых пьезофорсунок, в которых впрыск производится за счет изменения размеров управляющего пьезоэлемента.

Эти форсунки обладают увеличенным быстродействием, однако они не ремонтируются, и в случае неисправности подлежат замене. Сейчас Siemens планирует частичный ремонт своих пьезофорсунок, который будет сводиться к замене распылителя.

Другой основной элемент системы Common Rail - топливный насос высокого давления. Главной причиной, выводящей ТНВД из строя, является всё то же некачественное топливо. Весь вопрос в том, насколько стойкими к нему являются насосы разных производителей.

Среди насосов CR достаточно надежными являются изделия фирм Bosch, Denso и Siemens. Рассмотрим их более подробно.

Насосы Bosch по конструкции делятся на несколько типов.

Ранний вариант насоса - CP1, применяемый в основном на легковых и малых коммерческих автомобилях, полностью ремонтопригоден. Это означает, что практически любая часть ТНВД, вышедшая из строя, может быть заменена на новую.

Более современные типы насосов - CP3 - имеют ограниченную ремонтопригодность, т.е. какие-то части насоса могут быть заменены, но при неисправности основной части ТНВД - плунжерной пары, насос придется менять.

Еще более современные насосы - CP4 - в настоящее время не ремонтируются, а меняются целиком, и даже оборудование для их диагностики только начинает появляться.

Насосы Denso и Siemens по надежности и ремонтопригодности похожи на насосы Bosch CP1, т.е. полностью ремонтопригодны.

Особо высокие требования к качеству топлива предъявляют ТНВД Delphi.

Вследствие высоких контактных напряжений в динамически нагруженных деталях насоса, любое загрязнение топлива посторонними частицами или водой приводит к их интенсивному износу. Выкрошенные частицы металла попадают в топливную систему, и далее процесс развивается все более интенсивно. Именно поэтому для своей топливной системы фирма Delphi рекомендует топливные фильтры с увеличенной степенью фильтрации. Тем не менее, насосы Delphi также возможно отремонтировать, и в продаже имеются их запасные части.

Ремонт форсунок и насосов Common Rail производится при помощи специального оборудования и оснастки по технологиям, предписанным фирмами-производителями. Особое внимание уделяется послеремонтной диагностике на специализированных стендах, на которых агрегаты испытываются на предмет их соответствия фирменным тест-планам. Естественно, все эти работы производятся высококвалифицированными специалистами, прошедшими обучение и имеющими сертификаты.