Топливная система dci и crdi. Что такое CRDi (Common Rail Direct Injection)? Проблемы с ГБЦ

Автомобильная система с обозначением CRDI, именуемая также Common Rail, имеет определённые плюсы и некоторые минусы. На сегодняшний день её устанавливают на достаточно широком спектре автомобильных двигателей, она характеризуется определёнными характерным отличиями в своих модификациях.

Система, обозначающаяся как CRDI, разрабатывалась как основная система для питания двигателя, но даже сейчас многие автовладельцы до сих пор считают её чем-то слишком экзотическим, и исходя из этого, не надёжным. На самом же деле, ситуация обстоит несколько иначе, и CRDI применяется на большом количестве различных моделей авто.

У автомобилей концерна Daimler такая система характерна обозначением CDI, CRD, на машинах концерна Fiat эта аббревиатура будет JTD, TTiD, DDiS, Ecotec CDTi, на Ford это TDCi, Kia и Hyundai – CRDi или же Common Rail Direct Injection, на Volkswagen Group – TDI.

Помимо автомобилестроения, силовые агрегаты, в которых используется данное решение, очень активно применяются в процессах судостроения и на железнодорожных локомотивах.

При переводе с английского «common rail» можно перевести, как «общая рейка», либо «общая магистраль».

В соответствии с названием, принцип работы такой системы основывается на процессе подачи топлива до форсунок, при использовании общего аккумулятора, в котором создаётся достаточно плотное давление топлива, перед его впрыском. То есть специально для нагнетания высокого давления топлива, разработана общая рампа (она же – общая рейка). Создание высокого давления при подаче топлива и его поддержка по всей топливной системе происходит вне зависимости от скорости вращения коленвала в агрегате или от фактического количества рабочего топлива, которое впрыскивается.

В этом и заключается основное отличие от стандартной системы дизельного типа с ТНВД, а также приводом кулачкового типа, для которой характерно низкое давление во время подачи топлива. Процесс впрыска осуществляется форсунками под управлением контроллерного блока EDC, с помощью специальных магнитных соленоидов, которые встроены прямо в форсунки. Их активация происходит от управляющего блока.

То есть, с самых начальных оборотов коленвала в двигателе, топливо нагнетается в систему общей рампы, где находится под довольно высоким давлением. С этого момента оно всегда готово для впрыска. Особенности последующей работы системы форсунок и всего механизма в целом, зависят также и от действий водителя, что просчитывается и реализуется с помощью электронного блока управления.

Процессы нагнетания и поддержки давления, а также самого впрыска разделены полностью, впрыск может производиться как двухфазный, так и многофазный (до 9 фаз), в зависимости от характера режима эксплуатации автомобиля в данный момент, нагрузочного или скоростного.

Преимуществами применения систем Common Rail на всех современных автомобилях можно назвать, прежде всего, возможность уложиться в рамки строгих требований по показателям экономичности и экологической чистоты двигателя, которые неуклонно повышаются с каждым годом.

Помимо уменьшения количества выбросов, система также помогает достичь значительной экономии, посредством более тонкого распыла топлива. Это позволяет одновременно снизить количество вредных выбросов и уровень шума, а также повысить экономию и мощность двигателя, за счёт более эффективного практически полного сгорания топлива. При помощи высокого и постоянного давления, в процессе впрыска, получается также достичь точного дозирования, без каких-либо волн давления.

Система CRDi, благодаря своей стабильности в плане поддержки постоянного высокого давления в магистрали для подачи топлива, исключает «волновые» скачки давления, которые ранее приводили к разрушениям топливопроводов. Благодаря этому давление можно увеличивать теперь в разы (до 2 000 бар), и при этом вся работа, происходящая внутри форсунки, не будет оказывать разрушительного воздействия.

Среди определённых минусов системы CRDi можно отметить несколько повышенные требования к чистоте и качеству дизельного топлива. Из-за высокой точности элементов системы, а также постоянного высокого давления, даже самые мелкие инородные частицы смогут вывести компоненты системы из строя.

CRDi или Common Rail – это система питания двигателей, которую многие водители ошибочно считают экзотической и малораспространенной. Такую систему питания используют на своих автомобилях многие известные производители, только называется она по-разному:

Фольксваген: TDI;
Фиат: CDTi, TtiD, DdiS, JTD;
Даймлер: CRD, CDI;
Хендай и Киа: CRDi;
Дженерал моторс: CDTi, VCDi

Также двигатели с CRDi широко используют на ЖД локомотивах и в судостроении.

CRDi (Common Rail Direct Injection) можно перевести (расшифровать) как прямой впрыск топлива по общей магистрали.

Суть работы этой системы заключается в технологии подачи горючего от общего аккумулятора высокого давления (топливная рампа) к форсункам. Давление в топливной системе не зависит от количества впрыскиваемого топлива и частоты вращения коленчатого вала. Команду на впрыск форсункам выдает контроллер блока EDC. Осуществляется данная процедура благодаря установленным в форсунках магнитным соленоидам.

Принцип работы:

Готовое для впрыска топливо находится в рампе под большим давлением.
В рампу его нагнетает специальный насос сразу же после запуска первых оборотов.
Затем топливо по топливопроводу начинает подаваться к форсункам под общим давлением.
В этом и состоит одно из главных отличий системы CRDi от двигателей с классическим ТНВД – иглу форсунки поднимает соленоид, а не давление топлива.
Цикловую подачу топлива (количество) задает сам водитель, а давление впрыска и угол опережения – программа, заложенная в ЭБУ (блок управления).

Процесс впрыска топлива и образование давление в системе CRDi разделены. Отсюда появляется возможность создания двухфазного и многофазного впрыска. Кроме этого, данный факт позволяет использовать за один рабочий такт сразу несколько фаз впрыска. В первоначальных вариантах системы применялся двойной впрыск. В современных же CRDi используется до девяти фаз.

Основные преимущества системы Common Rail по сравнению с обычными «дизелями»:

Установление жестких требований к двигателям в плане экологичности и экономичности. Требования эти ужесточаются с каждым годом. Дизельные двигатели с устаревшими системами впрыска не способны соответствовать требованиям по защите окружающей среды от вредных выхлопов.
За счет повышенного давления топлива система CRDi обеспечивает значительную экономию топлива. Чем выше давление топлива в камере сгорания, тем более тонким будет его распыл. Благодаря этому происходит более полное и эффективное сгорания смеси на фоне меньших выбросов вредных веществ и возрастания мощности.
Кроме того, постоянное высокое давление в магистрали обеспечивает точное дозирование горючего на протяжении всей длительности впрыска. С классическим ТНВД создать повышенное давление в топливной системе просто невозможно.
При возникновении изменений расхода топлива в каналах от ТНВД к форсункам, появляются, так называемые, «волны» давления, которые «пульсируют» по топливопроводу. Это «волновое гидравлическое давление» разрушает топливную систему. По этой причине не существует ТНВД, в которых давление на форсунки составляет более 300 бар. В свою очередь, система Common Rail формирует давление до 2000 бар. Значительных разрушительных колебаний при этом не происходит, а вся работа ведется внутри форсунки.

Все еще очень хорошо помнят Sorento первого поколения. Он стал бестселлером в своем роде. Несмотря на то, что первый Соренто походил больше на SUV, он был настоящим внедорожником с рамой и редуктором. К сожалению, в тестах на выносливость у него всплыли серьезные и дорогостоящие неисправности: отказал редуктор заднего моста и турбокомпрессор.

За время теста за рулем Kia Sorento 2.2 CRDi побывало 33 водителя из редакции польского отделения немецкого журнала «Auto Bild». За 100 700 км пути автомобиль повидал города, гравий и автомагистрали. Кроссовер нередко был полностью загружен, но до допустимых пределов. Автомобиль пережил зиму в Альпах и ужасную жару в Хорватии. Результат: помимо дезориентирующей навигации, позже замененной по гарантии, и привирающего датчика температуры окружающего воздуха, никаких поломок и механических неисправностей выявлено не было. Зимой в машине было немного холодно. Большой багажник SUV был как раз кстати для редакционных фотографов, которые всегда брали собой большое количество оборудования, и для любителей зимних видов спорта, предпочитающих отдыхать всей семьей.

«Экономичный - расход дизельного топлива ниже 8 литров, отсутствие расхода масла, достаточно комфортный, большое количество места и неплохие задатки вне асфальта» – такие положительные отзывы собрал протестированный кроссовер после поездки в Хорватию.

Далее в бортовом журнале значилось: «На косогорах и камнях SUV уверенно идет вперед. Лишь изредка передние колеса теряли контакт с поверхностью земли. При движении по малоприятному серпантину ни треска, ни шума в салоне не было. Двигатель работает чисто. Большой люк, который не затягивает слишком много воздуха, к счастью не является источником раздражающего шума ветра.»

Но за время экспедиции в Хорватию обнаружилось несколько незначительных недостатков. Так перестала сворачиваться шторка багажника, и отказал блок розжига ксенонового света правой фары. Программное обеспечение навигационной системы оказалось устаревшим. Ксеноновые фары светят высоко даже после коррекции, проведенной в рамках планового технического обслуживания на 60 000 км. Зачастую ночью в ответ моргали дальним светом встречные водители. К сожалению, отражатель ксенонового света оптимальный вертикальный угол освещения подбирает сам - автоматически.

Один раз попали в неприятную ситуацию, когда в замке зажигания автомобиля с выключенным двигателем остались ключи. Центральный замок заблокировал все двери. Водителю пришлось попадать в салон через люк, который к счастью был открыт. Возникает вопрос: почему электронная система блокирует дверные замки, когда ключ находится в замке зажигания.

В свою очередь высокий тест-редактор констатирует: «Сиденья удобные, спина не болит даже после 500 км движения без остановки. Но, к сожалению, после 70 000 км у водительского кресла появился небольшой люфт – при ускорениях оно немного отклоняется назад.»

Другие недостатки: слегка расшатался USB-порт, а при отпускании рычага стояночного тормоза, он нередко остается на предпоследнем «зубце», из-за чего движение начинается со слегка поджатыми колодками. Исправить оплошность помогает предупреждающий звуковой сигнал.

Прочие редакторы после долгого путешествия восхваляли экономичный дизель, потребляющий всего 8,7 л/100 км при движении со скоростью 140 км/ч. Но не обошлось и без упреков: звук работающего двигателя некоторым показался слишком похожим на «тракторный», а бачок омывающей жидкости опорожнялся рекордными темпами. Так же отмечена шумная работа подвески. К концу теста на сиденьях с кожаной обивкой присутствовали явные признаки износа. Тоже самое наблюдалось и на рычаге переключения передач. В конце испытания при включениях передач появился непонятный скрежет. Один из испытателей отметил слишком большой шум набегающего потока от передних стоек.

Тем не менее, все оценили Kia Sorento положительно: «Мощный двигатель, плавный ход, приятное и безопасное управление, приемлемый уровень комфорта». Несмотря на то, что за время испытаний автомобиль стареет в два раза быстрее, Соренто добрался до финиша без единой механической неисправности.

Аббревиатура CRDI (Common Rail Direct Injection, от англ. система непосредственного впрыска топлива) встречается на автомобилях с дизельным двигателем. Такое обозначение получили силовые агрегаты, которые устанавливает на свои модели Южно-Корейский автогигант Hyundai/KIA.

Другими словами, двигатель CRDI Hyundai является корейской разработкой и встречается исключительно на корейских авто. Что касается остальных производителей, мировые компании также активно используют конструктивно схожие аналоги. В этой статье мы рассмотрим CRDI двигатель, что это такое, какие указанный агрегат имеет аналоги, а также поговорим о преимуществах и недостатках данного типа .

Читайте в этой статье

Дизельные двигатели CRDI: плюсы и минусы

Как уже было сказано выше, обозначение CRDI используется для корейских с прямым впрыском (двигатель crdi 16v и т.п). Другие производители также имеют в линейке своих дизельных моторов похожие агрегаты.

В качестве примера следует упомянуть продукты немецкого бренда Merсedes, которые получили обозначение CDI или CRD, итальянский Fiat обозначил свои моторы как CDTi. На моделях Ford этот двигатель называется TDCi, корпорация GM использует обозначение CDTi или VCDi, Volkswagen применил хорошо известное отечественному потребителю обозначение TDI и т.д.

Если не брать в расчет отличия в названии и некоторые индивидуальные особенности конструкции, под всеми такими обозначениями следует понимать дизельный двигатель, который оснащен системой Common Rail (прямой впрыск топлива).

Преимущества моторов CRDi

Указанный тип ДВС (CRDi, CDI, TDI и т.д.) позволяет добиться заметно меньшего потребления , а также снижения уровня вредных веществ в составе выхлопных газов.

Главной особенностью дизелей с Common Rail является то, что к инжекторным форсункам топливо подается из общего аккумулятора, в котором горючее находится под высоким давлением. Конструкция выгодно отличается от привычных дизелей с , который имеет кулачковый привод и ограничения по давлению подаваемого топлива.

Общая схема работы системы выглядит так, что после поворота ключа зажигания дизтопливо нагнетается отдельным насосом в топливную рейку Common-rail (от англ. общая, единая рейка, магистраль). Эта рейка и есть упомянутый выше «аккумулятор». Внутри Common-rail горючее постоянно находится под высоким давлением для впрыска. Далее солярка поступает из рейки по топливопроводам к инжекторным форсункам под давлением.

Такое решение по сравнению с другими системами питания дизельных двигателей имеет ряд очевидных преимуществ. Прежде всего, значительно увеличивается топливная экономичность.

Дело в том, что поддержание постоянного высокого давления позволяет эффективно распылять горючее непосредственно в камере сгорания (прямой впрыск). Чем выше давление, тем лучше дизтопливо дозируется и распыляется, в результате чего последующее сгорание заряда происходит полноценно и с максимальной отдачей энергии поршню.

Максимально полноценное сгорание топливно-воздушной смеси является залогом того, что содержание токсичных веществ в отработавших газах будет минимальным, при этом мощность двигателя заметно увеличивается.

Главной особенностью указанной системы питания является то, что давление топлива постоянно сохраняется на одном уровне, то есть никак не зависит от частоты вращения коленвала, объема горючего и других факторов, которые могут влиять на впрыск применительно к разным режимам работы ДВС.

Подача топлива реализована таким образом, что топливные форсунки открываются для впрыска под управлением отдельного блока управления EDC. Это стало возможным благодаря тому, что в сами форсунки системы топливоподачи конструктивно внедрены специальные электромагнитные соленоиды.

Это принципиальное отличие системы Common Rail от моторов с кулачковым ТНВД, решение позволяет реализовать подъем иглы в инжекторной форсунке при помощи управляемого соленоида, а не в результате давления горючего.

В системе Common Rail общее количество топлива для впрыска, угол опережения впрыска и давление впрыска определяется программно, то есть зашито в и применяется по отношению к разным режимам и условиям работы двигателя.

Другими словами, нагнетание топлива и впрыск являются полностью отдельными процессами. Из этого проистекает еще одно существенное преимущество, которое позволяет сделать впрыск многофазным (минимально двухфазным). Параллельно с этим давление впрыска можно также динамично менять с учетом скоростного режима, оборотов и нагрузки на ДВС.

Более того, Common Rail позволяет также реализовать фазированный впрыск за один рабочий такт. Добавим, что ранние разработки этой системы предполагали только двойной впрыск. Главной задачей на раннем этапе стала необходимость избавиться от .

Сегодня современные системы питания могут обеспечивать около 9 фаз топливного впрыска. В список уже описанных выше преимуществ фазированный впрыск добавил заметное снижение уровня шума во время работы дизельного двигателя.

Также отметим, что постоянное высокое давление топлива в рейке позволило точно дозировать горючее в течение всего времени впрыска (длительности открытия форсунки). При этом в конструкциях с обычным ТНВД такая возможность полностью отсутствовала.

Дело в том, что попытки любых изменений давления приводили к тому, что в трубопроводах от насоса к форсункам закономерно возникала волнообразная пульсация (волновое гидравлическое давление).

В результате воздействия этих волн давления топливопроводы быстро повреждаются. По этой причине ТНВД имеют строгое ограничение по показателю давления, под которым они нагнетают топливо для подачи на форсунки.

С учетом вышесказанного становится понятно, почему обычные ТНВД не развивают давления больше 300 кг\см2, в то время как системы Common Rail значительно превосходят эту отметку. Например, CRDi предполагает давление до 2000 бар без колебаний давления и разрушения элементов системы.

Недостатки двигателя CRDi

Что касается минусов, агрегаты CRDi и другие установки, оснащенные Common Rail, имеют целый ряд определенных недостатков. Начнем с того, что указанная система изначально очень чувствительна к качеству дизтоплива. Попадание даже мелких сторонних фракций или примесей может стать причиной немедленной поломки насоса, форсунок и других элементов.

Также моторы CRDi имеют достаточно высокую стоимость, что сильно увеличивает итоговую цену ТС с подобной силовой установкой. Добавим, само устройство системы питания Common Rail сложное, так как для слаженной работы конструкция включает в себя много электронных датчиков.

Подобная особенность практически полностью исключает возможность простого гаражного ремонта. Для диагностики и/или устранения неполадок требуется обязательное наличие дорогостоящего специального инструмента, стендов и оборудования.

Это значит, что полноценно провести диагностику, ремонт настройку или обслужить систему питания двигателя CRDI можно только в условиях дилерских центров или на крупных сторонних СТО. При этом важно не только иметь нужное оборудование, но и квалифицированный персонал, который специализируется на Common Rail.

Параллельно с этим для CRDi и Common Rail достаточно часто возникает острая необходимость приобретения дорогостоящих запасных частей, так как предпочтительна модульная замена. Становится понятно, что по указанным выше причинам стоимость любых работ будет высокой.

Подведем итоги

На основе приведенной выше информации становится понятно, почему на территории СНГ многие автовладельцы до сих пор ошибочно считают систему питания дизельного двигателя Common Rail крайне ненадежным решением. Сразу отметим, дело не в самой системе, а в качестве отечественного горючего и уровне обслуживания авто с такими двигателями.

Следует помнить, что элементы Common Rail выполнены с высокой точностью, то есть не допускается попадания в систему даже мельчайших сторонних частиц. В условиях крайне высокого давления такие детали после использования некачественного топлива быстро повреждаются, а их замена предполагает определенные сложности и значительные расходы.

Другими словами, если водитель ранее эксплуатировал дизельный двигатель с обычным ТНВД, тогда никаких проблем могло не возникать. При этом после смены автомобиля на силовой агрегат с Common Rail поломки могли проявляться очень быстро.

Дело в том, что машину по привычке продолжают заправлять топливом сомнительного качества на ближайшей АЗС, заливают в бак дополнительные присадки в холодное время года и т.п. Также не все водители уделяют должное внимание качеству топливных фильтров и интервалам их замены.

Становится понятно, что если мотор с простым ТНВД более или менее нормально работал в подобных условиях, то Common Rail выйдет из строя намного быстрее. Также появление сбоев потребует углубленной диагностики. При этом быстро установить причину удается не всегда.

В системе активно используется множество электронных датчиков, активаторов, клапанов и других элементов. Диагностика предполагает проверку и ДПКВ, датчика давления в топливной рейке, температурных датчиков и т.п. Параллельно нужно проверять соленоиды и целый ряд других элементов.

Напоследок добавим, что с поиском СТО также могут возникать сложности. Дело в том, что на территории СНГ отмечена нехватка квалифицированного персонала по диагностике и ремонту Common Rail.

Мы решили:

Самый мощный дизельный «Спортидж» порадует хозяина впечатляющей резвостью и практически исчерпывающим оснащением. Правда, за это придется расплатиться рублем: он на 80 тысяч дороже столь же богато оборудованного бензинового и на 130 тысяч - менее мощного дизельного собрата.

В отличие от всего остального мира, где у «Спортиджа» аж семь разных моторов, в России у покупателей выбор не столь велик - лишь три двигателя. Самый мощный «Спортидж» на 2,3 секунды быстрее своего младшего дизельного брата и почти секунду выигрывает у бензиновой версии с механикой. А хорошие скакуны, известное дело, всегда в цене…