Дизельные системы COMMON RAIL типа BOSCH. Часть вторая

Система Bosch CP2

Второе поколение систем Common Rail, появившееся в 2001 году, комплектуется ТНВД типа Bosch CP1H, главным отличием которого является наличие соленоидного клапана контроля количества топлива, перекаченного в рампу. Использование данного клапана позволило существенно увеличить эффективность работы ТНВД при одновременном снижении температуры топлива. Помимо клапана контроля объема топлива насос Bosch CP1H получил клапан деактивации одного плунжера, снижающий нагрузку на насос при малых оборотах. Второе поколение ТНВД Bosch имеет схожий с предшественником принцип работы, но обеспечивает более высокое давление топлива в пределах 1600 – 1800 бар.

Еще одна особенность ТНВД Bosch CP1H – механический подкачивающий насос для модификации топливной системы, лишенной погружного электронасоса. Подкачивающий насос получил шестеренчатый тип конструкции с двумя вращающимися навстречу друг другу шестернями, расположенными в полостях-камерах. Шестерни зацеплены и имеют уплотненную контактную линию, исключающую обратное перетекание топлива из одной камеры в другую. Из камеры всасывания в камеру нагнетания передается только топливо, защемленное между зубьями шестерен, а объем перекаченного топлива зависит от частоты вращения двигателя. При повышении давления детали насоса испытывают высокую температурную нагрузку, что требует качественного охлаждения. Для этих целей в конструкции подкачивающего насоса предусмотрен клапан, направляющий часть топлива на смазку и охлаждение деталей и полостей насоса. Величина открытия данного клапана напрямую зависит от давления, создаваемого при перекачке топлива из камеры всасывания в камеру нагнетания. Избыток топлива, направленного на охлаждение, в дальнейшем возвращается в камеру всасывания.

Система Bosch CP3

Третье поколение Common Rail получило ТНВД типа Bosch CP3. Выпуск данной системы начался в 2003 году, а ее главной отличительной особенностью стало использование принципиально иной технологии регулировки давления топлива. В насосах Bosch CP3 давление регулируется не на линии высокого давления, а со стороны подачи топлива через клапан контроля объема топлива, перекаченного в насос. Кроме того, для повышения производительности и снижения риска поломки из-за утечек, корпус ТНВД Bosch CP3 получил новую моноблочную форму, внутренняя структура которой предусматривает значительное снижение трения деталей. Также стоит отметить, что немного изменился и принцип работы насоса: в ТНВД Bosch CP3 усилие от эксцентрика к плунжеру передается не напрямую, а через толкатель, что позволяет повысить давление до 1800 бар без повышения нагрузки на детали насоса. Как и в насосах второго поколения, на ТНВД Bosch CP3 может использоваться механический подкачивающий насос шестеренчатого типа, но некоторые модификации оснащены роторными электронасосами роликового типа. Насосы Bosch типа CP3 имеют несколько исполнений (CP3.1 - CP3.4), различающихся габаритами и выходным давлением.

Устройство насоса Bosch CP3 (Bomba Common Rail Bosch CP3)

Третье поколение системы Common Rail вместо электромагнитных форсунок оснащается пьезофорсунками CRI 3, скорость открытия которых примерно в 4 раза быстрее, что позволяет осуществлять большее количество циклов впрыска с более точной дозировкой объемов топлива, направляемого в камеру сгорания. Главная особенность форсунок CRI 3 – пьезопривод, находящийся в корпусе клапана впрыска. Пьезопривод состоит из множества пьезочастиц (элементов), расширяющихся при подаче напряжения (пьезоэлектрический эффект) до 0,03 мм. На форсунках CRI 3 используется напряжение от 110 до 148 В, что и обеспечивает точную регулировку впрыска топлива. Расширение пьезоэлемента приводит к воздействию на так называемую соединительную колбу, движение которой формирует гидравлическое давление на клапан переключения. Открытие клапана переключения приводит к снижению давления топлива выше иглы распылителя, которая за счет пружины поднимается и топливо впрыскивается в камеру сгорания. Прекращение подачи напряжения на пьезоэлемент приводит к его сокращению и закрытию клапана переключения, что способствует росту давления в камере выше иглы и закрытию последней. Далее цикл повторяется. Использование пьезофорсунок CRI 3 позволяет существенно снизить вредные выбросы, улучшить процесс смесеобразования в камере сгорания, а также продлить срок службы топливной системы за счет отсутствия механического воздействия на иглу и малых сил трения прочих деталей форсунки. Как и электромагнитные форсунки, пьезофорсунки получают заводскую маркировку, имеющую 7 знаков (буквы или цифры) и используемую блоком электронного управления для более детального определения необходимого объема топлива при впрыске через каждую отдельную форсунку.

Работа пьезофорсунки Bosch на автомобилях