Устройство современных систем питания дизельных ДВС, Функциональная схема Common Rail

Устройство современных систем питания дизельных ДВС.docx

Устройство современных систем питания дизельных ДВС
В настоящий момент в дизельных двигателях превалируют две основные системы впрыска: Сommon Rail (что означает общая рампа) и насос-форсунки.
Рассмотрим устройство и принцип действия каждой из систем.
Основой работы системы впрыска Сommon Rail создатель которой фирма Bosch является подача топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы. Преимуществом применения данного устройства является возможность снизить расход горючего токсичность отработавших газов и уровень шума двигателя.
Рис.1.6 Система питания Сommon Rail
Подкачивающий топливный насос производит постоянную подкачку топлива в напорную магистраль.
Топливный фильтр с клапаном предварительного подогрева. Клапан предварительного подогрева при низких температурах окружающей среды является барьером к засорению фильтра кристаллизующимися парафинами.
Дополнительный топливный осуществляет подачу топлива из напорной магистрали к топливному насосу.
Сетчатый фильтр защищает насос высокого давления от попадания инородных частиц.
Датчик температуры топлива измеряет текущую температуру топлива.
Насосом высокого давления (ТНВД) создаётся давление требуемое для работы системы впрыска.
Клапаном дозирования топлива регулируется количество топлива необходимое к подаче в аккумулятор высокого давления.
Регулятором давления топлива регулируется давление топлива в магистрали высокого давления.
Аккумулятор давления (топливная рампа) аккумулирует под высоким давлением топливо которое необходимо для впрыска во все цилиндры.
Датчик давления топлива осуществляет измерение текущего давления топлива в магистрали высокого давления.
Редукционный клапан поддерживает давление в обратной магистрали форсунок системы впрыска на уровне 10 ба что необходимо для работы форсунок.
Отличается данная система тем что в ней происходит отделение процесса впрыска от процесса создания высокого давления. Высокое давление требуемое для системы впрыска создаётся при помощи отдельного топливного насоса высокого давления (ТНВД).
Топливо находящееся под высоким давлением аккумулируется в аккумуляторе давления (топливной рампе) и через короткие топливопроводы высокого давления подаётся к форсункам. Управление системой впрыска Common Rail производиться системой управления двигателя Bosch EDC.
Система впрыска Common Rail обладает значительными возможностями для регулирования давления и параметров впрыска согласно с режимом работы двигателя. Это образует хорошие предпосылки для возможности удовлетворения требований которые постоянно растут к системе впрыска в плане улучшения экономичности снижения токсичности ОГ и шумности двигателя.
В данной системе впрыска используются пьезоэлектрические форсунки. (рис.1.7)
Рис.1.7 Устройство пьезоэлектрической форсунки системы Common Rail
Управление форсунками производиться исполнительным механизмом который основан на использовании пьезоэлемента. Скорость переключения данного механизма значительно выше нежели у форсунки оснащенной электромагнитным клапаном.
Помимо этого масса подвижной иглы у распылителя пьезоэлектрической форсунки приблизительно на 75% меньше нежели чем масса форсунки с электромагнитным приводом.
Это придает пьезоэлектрическим форсункам следующие преимущества:
более короткое время переключения
возможность осуществить несколько впрысков в течение рабочего такта
точность дозировки впрыска
Благодаря высокой скорости переключения пьезоэлектрической форсунки обеспечивается возможность гибко и с высокой точностью осуществлять управление фазами впрыска и дозировать подачу топлива. Это позволяет осуществлять управление процессом впрыска топлива в точном соответствии с потребностью двигателя возникающей в определённый момент времени. За время такта может быть произведено до пяти отдельных впрысков.
Насос высокого давления - одноплунжерный насос. Привод насоса производиться через зубчатый ремень коленвала с частотой равной частоте оборотов двигателя. Основное предназначение ТНВД - создание в топливной магистрали давления до 1800 бар которое требуется для обеспечения работы системы впрыска. Посредством двух кулачков развёрнутых на приводном вале на 180° происходит синхронное формирование давления с впрыском в процессе рабочего такта конкретного цилиндра. Это позволяет обеспечить равномерную нагрузку привода насоса и снизить колебания давления в области высокого давления. Для того чтобы снижались трения при передаче усилия от приводных кулачков к плунжеру насоса между ними устанавливается ролик.
Устройство дизельного ТНВД системы Common Rail показано на рис.1.8
Рис.1.8 Топливный насос высокого давления
Топливный насос высокого давления (ТНВД) должен подавать топливо под давлением 350 1600 бар - в соответствии с особенностями процесса сгорания дизельного топлива - с максимальной точностью дозирования циклов впрыска для достижения оптимального состава рабочей смеси. Начало впрыска должно быть точно установлено по времени в пределах около ±1° поворота коленчатого вала для достижения оптимума между расходом топлива выбросом токсичных компонентов с отработавшими газами и уровнем шума. Муфта опережения вспрыскивания дает возможность уточнять начало впрыскивания и компенсировать продолжительность распространения волн сжатия в топливопроводах реагированием на изменение частоты вращения и опережения начала закрытия отверстия насоса (действительное начало подачи топлива насосом). В состав механических систем включается муфта опережения впрыскивания с целью производить учет изменений частоты вращения коленчатого вала двигателя. Винтовая кромка плунжера ТНВД дает возможность путем его поворота изменять цикловую подачу топлива в зависимости от нагрузки. Для того чтобы производить управление нагрузкой и частотой вращения коленчатого вала дизеля применяется только изменение цикловой подачи топлива; количество воздуха на впуске не дросселируется. В силу того что дизель на малых нагрузках при увеличении цикловой подачи топлива может увеличивать частоту вращения которая превышает допустимую необходимо иметь устройство которое бы ограничивало данное увеличение а также регулятор частоты вращения на режиме холостого хода.

Функциональная схема Common Rail.cdw

Топливный фильтр с клапаном перетока
Датчик уровня топлива
Топливо-подкачивающий насос
Топливный аккумулятор
Клапан регулятора давления топлива
Предохранительный клапан
Аккумуляторная система
впрыска Common Rail
Функциональная схема

Техкарта на монтаж Common Rail на ВАЗ_341.cdw

Оборудование (наименование
Наименование работ: установки системы CR для двигателя ВАЗ-341
Общая трудоёмкость работ
Количество исполнителей
Разряд производственного рабочего - 5.
Установить дополнительную вставку
Проверить систему на течь и удалить
Технологическая карта
Наименование операции
Технологический режим
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
Отсоединить топливопроводы от форсунок
Снять штатные форсунки
По инструкции производителя
Закрутить болт крепления
Соединить топливопровобы