Особенности двигателей CRDi: преимущества и недостатки

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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель FSI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции этого мотора, а также о преимуществах и недостатках силовых агрегатов данного типа.

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 ДВС.

Дизельные двигатели CRDI: плюсы и минусы

Как уже было сказано выше, обозначение CRDI используется для корейских дизелей 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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель TDI. Из этой статьи вы узнаете об устройстве, отличительных особенностях, а также плюсах и минусах двигателей TDI.

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 дизтоплива, 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 топливным насосом (ТНВД), 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 ЭБУ 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 детонации.

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 кгсм2, 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 ДПРВ 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.

Источник