Серцем дизельного автомобіля є ... Ні, не двигун, а паливна система, без якої все інше - просто "залізо". Згадаймо ж еволюцію механічних паливних насосів, поговоримо про насос-форсунках і, звичайно ж, не забудемо про Common Rail.
Рядні ТНВД з'явилися в першій половині минулого століття (перший в світі насос такого типу Bosch розробила в 1927 році), пережили Другу світову війну, їх досі ще можна зустріти на машинах, які продовжують їздити по нашим дорогам. Звичайно, в силу розмірів і маси такі ТНВД знайшли застосування перш за все на комерційній техніці. Але можна згадати і старі добрі дизельні Mercedes W123, які оснащувалися моторами серії ОМ615 / ОМ616 / ОМ617 з рядним ТНВД Bosch M / МV.
рядний ТНВД Bosch M / МV
Назва вказує на принцип розміщення насосних секцій з плунжерами: вони розташовуються одна за одною в ряд, кожна обслуговує свій циліндр. Великий і важкий насос, де привід здійснюється від кулачкового вала, а регулюванням палива, що впорскується і розподілом його по циліндрах завідує механіка, за сучасними мірками не може похвалитися ні швидкодією, ні точністю регулювання, а про дотримання останніх екологічних вимог і мови не йде, тому рядні ТНВД закономірно поступилися своїм місцем більш технологічним системам.
Проте техніка ця надзвичайно надійна і довговічна. Головним чином це пов'язано з тим, що мастило деталей, в тому числі найбільш навантажених, забезпечується маслом, а якість палива дуже мало впливає на стан насоса.
Наступне покоління насосів високого тиску з'явилося в 1960-х. Вони також використовували механічний уприскування, однак їх конструкція істотно відрізнялася від рядних ТНВД. Тут всього один плунжер. Здійснити поступальні рухи, він накачує паливо, а при обертанні розподіляє його по циліндрах. Звідси і назва даного типу ТНВД - розподільний.
За рахунок відмови від безлічі насосних секцій розподільний насос набагато компактніше і легше рядного, а його привід забирає від двигуна менше вихідної потужності. Ці якості дозволили знизити розміри і масу всього силового агрегату, що сприяло масового використання дизельних моторів в легкових автомобілях. Як приклад можна привести ТНВД Bosch VE і дизельні версії VW Golf починаючи з 1974 року.
Всупереч стереотипам електроніка таких насосів насправді одна з найнадійніших частин системи. Проблема ж криється в виконавчих механізмах, за допомогою яких регулюється робота насоса. Згодом вони зношуються, з'являються люфти і підклинювання, що призводить до некоректної роботи системи, перегріву і виходу з ладу транзисторів.
Умільці розбирають блок, випоюють старі транзистори, впаивают нові - і якийсь час машина їздить, а потім транзистор знову згоряє, тому що механічна проблема не вирішена. Потрібно розібрати насос, поміняти зношені деталі. Проблема ж полягає в тому, що після складання насос необхідно повністю обкатати і переналаштувати таблицю значень, яка зашита в керуючий блок. Механіка змінилася, тому таблиця теж повинна бути іншою. Щоб її прописати, насос необхідно встановити на стенд, зняти параметри і заново "прошити" блок. Якщо насос ремонтувати за технологією, то робити це потрібно саме так: ремонтувати механічну частину, обкатувати насос, записувати індивідуальну таблицю. Все це коштує грошей, але це єдина можливість отримати насос практично в новому стані.
Насос-форсунки знайшли застосування перш за все в комерційної техніки, але свого часу концерн Volkswagen AG активно впроваджував цю технологію і в легкових дизельних моторах. Відмова німців від насос-форсунок на користь Common Rail стався всього кілька років тому.
Насос-форсунки управляються електронним чином і в порівнянні з механічними системами забезпечують досить точне дозування вприскування. У плані надійності вони мало чим відрізняються від розподільних ТНВД. Але оскільки мастило тертьових деталей забезпечується паливом, якість останнього принципово для забезпечення надійності і ресурсу системи.
Особливістю є можливість відносно простий заміни відмовила насос-форсунки на іншу: дана операція не вимагає серйозних знань і спецінструменту, що дозволяє здійснювати її далеко від кваліфікованого сервісу. І це серйозна перевага для комерційного транспорту, який працює в складних умовах, де не завжди є можливість швидко отримати кваліфіковану технічну допомогу.
насосфорсунка в розрізі
Зворотний бік медалі полягає в тому, що повною технології ремонту насос-форсунок Bosch не надає, а є лише можливість заміни окремих частин (наприклад, розпилювачів). Причина такого підходу проста: повний комплект запчастин та інструментів для повноцінного ремонту насос-форсунки мав би непідйомну для сервісних станцій вартість і не окупився б в окремо взятому сервісі. Тому відновлення насос-форсунок можливо тільки в заводських умовах.
насосфорсунка і запчастини
Common Rail - це система, яка завоювала весь світ. Чому? Вона не має конкурентів в частині паливної економічності і екологічної безпеки, дозволяючи вписуватися навіть в жорсткі рамки Євро-6. До того ж це надзвичайно "гнучка" система, яка може застосовуватися на автомобільних, паровозних, суднових двигунах.
Чисто механічно насос Common Rail набагато простіше, ніж будь-який рядний або розподільний ТНВД. Він не має розподільних функцій і тільки накачує паливо в загальну рампу. За своєчасну і точну подачу палива в циліндри відповідають форсунки, що працюють по команді блоку управління. Створюване в системі високий тиск і конструкція інжекторів (їх рухомі частини дуже маленькі і легкі) дозволяють забезпечити високу швидкість роботи. Так, основним упорскуванню передує один-два предвприска (вони знижують жорсткість роботи двигуна), а закінчує цикл один послевприск (дожигание газів дозволяє знизити токсичність вихлопу).
Так що в певному сенсі конструкція паливної системи спрощена. З іншого боку, Common Rail надзвичайно складний: щоб підтримувати потрібний тиск в системі і не допускати його перевищення, забезпечувати точне дозування при подачі палива в циліндри, застосовуються численні датчики, системи аварійного скидання тиску, виконавчі механізми, ну а електронно-керовані форсунки і зовсім витвір мистецтва…
Common Rail відрізняється високою надійністю. Головний ворог - забруднення, які забивають найдрібніші канали та призводять до збою в роботі керуючих систем і форсунок, здатні вивести з ладу навантажені елементи паливного насоса. Тому вимоги до якості палива, його чистоті, високі.
З технологічної точки зору діагностика паливної системи Common Rail достатня проста: підключившись до електронного блоку, можна отримати дані про параметри роботи двигуна, побачити наявні помилки і т.д. Однак вимоги до знань діагноста вище: він повинен розуміти всі процеси, знати не тільки механіку і гідравліку, а й електроніку.
Ремонт же агрегатів Common Rail вельми складний і вимагає точного дотримання передбачених технологій. Інакше телефон не приводить до бажаного результату, провокує додаткові проблеми, аж до виходу з ладу двигуна.
Особливо високі вимоги пред'являються до дотримання технології ремонту інжекторів Common Rail. Причина криється в тому, що зазори між рухомими частинами інжектора і зазори, від яких залежать його робочі характеристики, складають одиниці мікрон (один мікрон - тисячна частина міліметра). Для порівняння: товщина людської волосини становить десятки мікрон, тому потрапляння волоска або пилинки всередину інжектора може кардинально вплинути на його працездатність.
Тому крім використання спеціальної високоточної вимірювальної апаратури при ремонті інжекторів CR найвищі вимоги пред'являються до чистоти повітря в приміщенні. Збірка інжекторів здійснюється в спеціальних "чистих приміщеннях", продуваються повітрям через фільтри тонкої очистки.
Висновок однозначний: альтернативи Common Rail на даний момент не передбачається. Система продовжує вдосконалюватися, перспективи в цьому напрямку дуже широкі. Але не будемо забувати, що шлях розвитку всіх систем носить циклічний характер. Спочатку система ускладнюється для задоволення зростаючих вимог, а потім відбувається якісний технічний чи технологічний стрибок, що дозволяє реалізувати все досягнуте раніше більш простим і економічним способом.