Абревіатура CRDI (Common Rail Direct Injection, від англ. система безпосереднього впорскування палива) зустрічається на автомобілях з дизельним двигуном. Таке позначення отримали силові агрегати, які встановлює на свої моделі Південно-Корейська автогігант Hyundai/KIA.
Рекомендуємо також прочитати статтю про те, що таке двигун FSI. З цієї статті ви дізнаєтеся про особливості конструкції цього мотора, а також про переваги і недоліки силових агрегатів даного типу.
Іншими словами, двигун CRDI Hyundai є корейської розробкою і зустрічається виключно на корейських авто. Що стосується інших виробників, світові компанії також активно використовують конструктивно схожі аналоги. У цій статті ми розглянемо CRDI двигун, що це таке, які зазначений агрегат має аналоги, а також поговоримо про переваги і недоліки цього типу ДВЗ.
Дизельні двигуни CRDI: плюси і мінуси
Як вже було сказано вище, позначення CRDI використовується для корейських дизелів з прямим уприскуванням (двигун crdi 16v тощо). Інші виробники також мають в лінійці своїх дизельних моторів схожі агрегати.
В якості прикладу слід згадати продукти німецького бренду Merсedes, які отримали позначення CDI або CRD, італійський Fiat позначив свої мотори як CDTi. На моделях Ford цей двигун називається TDCi, корпорація GM використовує позначення CDTi або VCDi, Volkswagen застосував добре відомий вітчизняному споживачеві позначення TDI і т. д.
Рекомендуємо також прочитати статтю про те, що таке двигун TDI. З цієї статті ви дізнаєтеся про пристрої, відмінні особливості, а також плюси і мінуси двигунів TDI.
Якщо не брати до уваги відмінності у назві та деякі індивідуальні особливості конструкції, під усіма такими позначеннями слід розуміти дизельний двигун, який оснащений системою Common Rail (прямий впорскування палива).
Переваги моторів CRDi
Зазначений тип ДВС (CRDi, CDI, TDI і т. д.) дозволяє домогтися помітно меншого споживання дизпалива, а також зниження рівня шкідливих речовин у складі вихлопних газів.
Головною особливістю дизелів з Common Rail є те, що до інжекторним форсунок паливо подається із загального акумулятора, в якому пальне знаходиться під високим тиском. Конструкція вигідно відрізняється від звичних дизелів з паливним насосом (ТНВД), який має кулачковий привід і обмеження по тиску подаваного палива.
Загальна схема роботи системи виглядає так, що після повороту ключа запалювання дизпаливо окремим насосом нагнітається в паливну рейку Common-rail (від англ. загальна, єдина рейка, магістраль). Ця рейка і є згаданий вище «акумулятор». Всередині Common-rail пальне постійно перебуває під високим тиском для вприскування. Далі солярка надходить з рейки по паливопроводів до інжекторним форсунок під тиском.
Таке рішення порівняно з іншими системами живлення дизельних двигунів має ряд очевидних переваг. Передусім значно збільшується паливна економічність.
Справа в тому, що підтримання постійного високого тиску дозволяє ефективно розпорошувати пальне безпосередньо в камері згоряння (прямий впорскування). Чим вище тиск, тим краще дизпаливо дозується і розпорошується, в результаті чого подальше згоряння заряду відбувається повноцінно і з максимальною віддачею енергії поршня.
Максимально повноцінне згоряння паливно-повітряної суміші є запорукою того, що вміст токсичних речовин у відпрацьованих газах буде мінімальним, при цьому потужність двигуна помітно збільшується.
- Головною особливістю зазначеної системи харчування є те, що тиск палива постійно зберігається на одному рівні, тобто ніяк не залежить від частоти обертання коленвала, обсягу пального та інших факторів, які можуть впливати на впорскування стосовно різним режимам роботи ДВС.
Подача палива реалізована таким чином, що паливні форсунки відкриваються для впорскування під управлінням окремого блоку керування EDC. Це стало можливим завдяки тому, що самі форсунки системи паливоподачі конструктивно впроваджені спеціальні електромагнітні соленоїди.
Це принципова відмінність системи Common Rail від моторів з кулачковий ПНВТ, рішення дозволяє реалізувати підйом голки в інжекторній форсунки за допомогою керованого соленоїда, а не в результаті тиску пального.
- В системі Common Rail загальна кількість палива для упорскування, кут випередження впорскування і тиск упорскування визначається програмно, тобто зашито в ЕБУ і застосовується по відношенню до різних режимів і умов роботи двигуна.
Іншими словами, нагнітання палива і впорскування є повністю окремими процесами. З цього виникає ще одна суттєва перевага, що дозволяє зробити впорскування багатофазним (мінімально двофазним). Паралельно з цим тиск вприскування можна динамічно змінювати з урахуванням швидкісного режиму, оборотів і навантаження на ДВС.
- Більш того, Common Rail дозволяє також реалізувати фазоване упорскування за один робочий такт. Додамо, що ранні розробки цієї системи припускали тільки подвійний впорскування. Головним завданням на ранньому етапі стала необхідність позбутися від детонації.
Сьогодні сучасні системи живлення можуть забезпечувати близько 9 фаз паливного уприскування. У список вже описаних вище переваг фазоване упорскування додав помітне зниження рівня шуму під час роботи дизельного двигуна.
- Також відзначимо, що постійний високий тиск палива в рейці дозволило точно дозувати пальне протягом всього часу уприскування (тривалістю відкриття форсунки). При цьому в конструкціях із звичайним ТНВД така можливість повністю була відсутня.
Справа в тому, що спроби будь-яких змін тиску приводили до того, що в трубопроводах від насоса до форсунок закономірно виникала хвилеподібна пульсація (хвильовий гідравлічний тиск).
В результаті дії цих хвиль тиску паливопроводи швидко пошкоджуються. З цієї причини ТНВД мають строге обмеження за показником тиску, під яким вони нагнітають паливо для подачі на форсунки.
З урахуванням вищесказаного стає зрозуміло, чому звичайні ТНВД не розвивають тиску більше 300 кгсм2, в той час як системи Common Rail значно перевершують цю позначку. Наприклад, CRDi передбачає тиск до 2000 бар без коливань тиску та руйнування елементів системи.
Недоліки двигуна CRDi
Що стосується мінусів, агрегати CRDi та інші установки, оснащені Common Rail, мають цілий ряд певних недоліків. Почнемо з того, що зазначена система спочатку дуже чутлива до якості дизпалива. Попадання навіть дрібних сторонніх фракцій або домішок може стати причиною негайної поломки насоса, форсунок і інших елементів.
- Також мотори CRDi мають досить високу вартість, що сильно збільшує підсумкову ціну ТЗ з такою силовою установкою. Додамо, сам пристрій системи живлення Common Rail складна, так як для злагодженої роботи конструкція включає в себе багато електронних датчиків.
Подібна особливість практично повністю виключає можливість простого гаражного ремонту. Для діагностики та/або усунення неполадок вимагається обов’язкова наявність дорогого спеціального інструменту, стендів та обладнання.
Це означає, що повноцінно провести діагностику, ремонт налаштування або обслужити систему живлення двигуна CRDI можна тільки в умовах дилерських центрів або на великих сторонніх СТО. При цьому важливо не тільки мати необхідне обладнання, але і кваліфікований персонал, який спеціалізується на Common Rail.
- Паралельно з цим для CRDi і Common Rail досить часто виникає гостра необхідність придбання дорогих запасних частин, так як краща модульна заміна. Стає зрозуміло, що за зазначеними вище причинами вартість будь-яких робіт буде високою.
Підведемо підсумки
На основі наведеної вище інформації стає зрозуміло, чому на території СНД багато автовласники досі помилково вважають систему живлення дизельного двигуна Common Rail вкрай ненадійним рішенням. Відразу зазначимо, справа не в самій системі, а у якості вітчизняного пального і рівень обслуговування авто з такими двигунами.
Слід пам’ятати, що елементи Common Rail виконані з високою точністю, тобто не допускається попадання в систему навіть найдрібніших сторонніх частинок. В умовах вкрай високого тиску такі деталі після використання неякісного палива швидко пошкоджуються, а їх заміна передбачає певні складності і значні витрати.
Іншими словами, якщо водій раніше експлуатував дизельний двигун з звичайним ТНВД, тоді жодних проблем не могло виникати. При цьому після зміни автомобіля на силовий агрегат з Common Rail поломки могли проявлятися дуже швидко.
Справа в тому, що машину за звичкою продовжують заправляти паливом сумнівної якості на найближчій АЗС, заливають у бак додаткові присадки в холодну пору року і т. п. не всі водії приділяють належну увагу якості паливних фільтрів та інтервалів їх заміни.
Стає зрозуміло, що якщо мотор з простим ТНВД більш або менш нормально працював у таких умовах, то Common Rail вийде з ладу набагато швидше. Також поява збоїв вимагатиме поглибленої діагностики. При цьому швидко встановити причину вдається не завжди.
В системі активно використовується безліч електронних датчиків, активаторів, клапанів та інших елементів. Діагностика передбачає перевірку ДПРВ і ДПКВ, датчика тиску в паливній рейці, температурних датчиків і т. п. Паралельно потрібно перевіряти соленоїди і цілий ряд інших елементів.
Наостанок додамо, що з пошуком СТО також можуть виникати складності. Справа в тому, що на території СНД відзначена нестача кваліфікованого персоналу по діагностиці і ремонту Common Rail.