комплекс каких устройств образует систему управления дизелем

Системы управления дизельными двигателями

Рассмотрим кратко некоторые системы с электронным управлением, которые выпускались после 1990 г.

Известно, что для хорошей работы дизельного двигателя необходима точная дозировка, распыл, смешивание с воздухом и т.д. Добиться этого можно только с использованием точной механики, электроники и хороших топлив. Самая высокая точность требуется на режимах холостого хода, когда требуется примерно 5 мм3 топлива на впрыскивание (пятая часть капли). Разрабатываются различные типы и формы камер сгорания. Используются различные типы наддува воздуха. И это даёт результат — современные дизельные двигатели становятся мощнее бензиновых. Основной элемент системы впрыска, создающий высокое давление — топливный насос высокого давления (ТНВД) или насос-форсунка.

Легковые автомобили и лёгкие грузовики используют для создания давления топлива следующие типы устройств:

В цилиндрах дизельных двигателей сжимается воздух до 30-50 bar и температурах 700-900 град. Топливо подаётся в конце такта сжатия и сразу начинает испаряться, перемешиваясь с воздухом образует топливовоздушную смесь. Подача топлива в цилиндры осуществляется по различным схемам. Современные дизельные двигатели имеют ТНВД с электронным управлением и электронные компоненты управления системой впрыска очень похожие на элементы бензиновых двигателей (некоторые взаимозаменяемы).

На рисунке приведен один из вариантов построения системы управления дизельным двигателем а\м ФОРД 2,5 л TCI.

Рис. Рабочая схема системы управления двигателем автомобиля ФОРД 2,5 л ТСI: 1 — ЭБУ двигателем, 2 — диагностический разъем, 3 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 4 — датчик оборотов двигателя, 5 — реле питания, 6 — потенциометрический датчик, 7 — клапан опережения впрыска, 8 — форсунка с датчиком перемещения иглы, 9 — клапан системы EGR (дожиг), 10 — электровакуумный клапан системы EGR, 11 — электроклапан топливоподачи.

Подобные системы использовали ЭБУ для регулирования момента начала впрыскивания и его длительность по сигналам датчика оборотов, положения иглы форсунки первого цилиндра, температуры двигателя, степени нажатия педали акселератора. На рисунке приведена электросхема системы управления двигателем.

Рис. Электросхема системы управления двигателем автомобиля ФОРД 2,5 л ТСI: 4 — датчик положения потенциометрического датчика, 6 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 22 — диагностический разъём, 25 — блок управления, 34 — электровакуумный клапан EGR, 50 — сигнал стартера, 82 — датчик подъёма иглы форсунки первого цилиндра, 85 — свечи подогрева топлива, 86 — клапан открытия\закрытия топливного канала, 87 — клапан времени впрыска топлива, 89 — реле включения свечей подогрева топлива, 90 — индикаторная лампа включения свечей подогрева, 93 — подогревательный элемент в топливном фильтре, 24 — датчик оборотов.

Рис. Расположение элементов управления автомобиля ФОРД 2,5 л TCI.

На рисунке показана схема расположения элементов топливоподачи и управления: 1 — ЭБУ, 2 — диагностический разъём, 3 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 24 — датчик оборотов, 5 — реле включения свечей подогрева топлива, 6 — потенциометрический датчик, 7 — клапан открытия\закрытия топливного канала, 8 — датчик подъёма иглы форсунки первого цилиндра, 9 — клапан EGR, 10 — электровакуумный клапан EGR.

Другой тип построения системы управления рассмотрим на примере а\м ОПЕЛЬ Астра G, 2,0 D DTi.

Рис. Схема расположения элементов автомобиля ОПЕЛЬ Астра X20DTL: 4 — датчик оборотов (коленвал); 6 — блок управления двигателем (под крылом); 7,13 — релейно-предохранительный блок; 8 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 9 — датчик температуры масла; 10,11 — клапана системы рециркуляции ОГ; 12 — подогрев топлива в фильтре; 14 — ТНВД; 20 — блок управления свечами подогрева топлива; 21 — свечи подогрева топлива; 22 — форсунки; 24 — датчик разрежения во впускном коллекторе(МАР); 25 — расходомер воздуха (MAF); 27 — клапан турбокомпрессора.

Рис. Электросхема системы управления двигателем X20DTL автомобиля ОПЕЛЬ: 23 — электровакуумный клапан системы EGR; 31 — расходомер воздуха (MAF); 32 — датчик разрежения во впускном коллекторе (MAP); 39 — датчик оборотов (СКР-коленвал); 42 — датчик температуры охлаждающей жидкости(ЕСТ); 56 — датчик положения педали тормоза, 58 — датчик положения педали акселератора(АРР); 95 — блок управления свечами подогрева топлива; 100 — ЭБУ двигателем(ЕСМ); 140 — датчик температуры масла; 273 — блок управления ТНВД.

ЭБУ двигателем собирает информацию с датчиков, рассчитывает угол опережения и длительность впрыска и передаёт информацию в электронный блок управления насосом высокого давления (ТНВД). ЭБУ насосом расположен непосредственно на ТНВД и получает информацию о температуре топлива, оборотах и положении вала ТНВД от своих датчиков, рассчитывает цикловую подачу топлива и управляет процессом создания рабочего давления на форсунках. Форсунки механического типа и открываются от давления топлива. Из электросхсмы, приведённой на рисунке видно, что она почти не отличается от схем управления бензиновыми двигателями. Отсутствует только система зажигания и электронные форсунки.

Более сложной системой питания и управления является конструкция аккумуляторной системы. В таких системах функции создания высокого давления(ТНВД) и обеспечение длительности и момента впрыскивания(ЭБУ) разделены.

Для примера взята элсктросхема системы управления а\м ФОРД 2,0 TDCi.

Рис. Электросхема системы управления автомобилем ФОРД 2,0 TDCi: 1 — топливные форсунки; 29 — свечи подогрева топлива; 31 — расходомер воздуха(МАР); 39 — датчик оборотов двигателя (коленвал); 40 — датчик фазы (распредвал); 42 — датчик температуры охлаждающей жидкости; 43 — датчик температуры поступающего воздуха; 45 — датчик детонации; 58 — датчик положения педали акселератора; 60 — датчик температуры топлива; 63 — датчик разрежения во впускном коллекторе (MAP); 100 — ЭБУ двигателем.

Топливо из бака поступает в ТНВД через фильтр от подкачивающего насоса (электрического или механического типа). TI ГОД работает от привода двигателя и создаёт высокое давление в постоянном режиме, закачивая топливо в топливную рейку(аккумулятор). Как и в бензиновых двигателях форсунки имеют электромагнитные клапана и подсоединены к топливной рейке. Давление топлива в рейке зависит or требуемых условий работы двигателя и регулируется в пределах 230 — 1600 bar. В самой топливной рейке установлен датчик и регулятор давления топлива, аварийный клапан ограничения давления. ЭБУ двигателем сканирует информацию с датчиков и по заложенным программам производит расчёт управляющих величин: давление топлива в аккумуляторной рейке; момент и длительность впрыска топлива и пр. По сигналам кислородных датчиков, расположенных в ОГ, осуществляется корректировка управляющих величин для обеспечения снижения вредных выбросов двигателя, снижения расхода топлива.

На рисунке показана схема расположения элементов системы топливоподачи и управления а\м ФОРД.

Рис. Расположение некоторых элементов питания и управления ФОРД TDCi Duratorg: 3 — датчик распредвала(фазы); 5 — датчик оборотов двигателя (коленвал); 8 — ЭБУ двигателем; 9,15,18 — релейный блок; 10 — клапан рециркуляции ОГ(EGR); 11 — насос высокого давления; 12 — регулятор давления топлива; 13 — датчик высокого давления(FRP) в топливной рейке(CR); 14 — датчик температуры топлива; 16 — свечи подогрева топлива; 19 — топливные форсунки; 20 — датчик температуры поступающего воздуха; 21 — датчик детонации; 22 — датчик разрежения во впускном коллекторе (MAP); 23 — расходомер воздуха(МАР); 25 — регулятор давления наддува.

Современные дизельные двигатели с непосредственным впрыском топлива имеют повышенную мощность и крутящий момент, низкую эмиссию выброса вредных веществ, низкий расход топлива. Всё это позволило поднять популярность легковых а\м, использующих дизельные двигатели. Достижение высоких показателей возможно только при использовании качественных топлив, в противном случае происходит быстрый износ элементов питания топливом и вместо экономии пользователь попадает на дорогостоящий ремонт ТНВД и др. элементов двигателя.

Источник

Разновидности систем управления дизельным двигателем

Основное различие в системах впрыска дизельных двигателей состоит в механизме создания высокого давления. Это реализуется различными типами топливных насосов высокого давления.

Распределительные насосы с электромагнитным управлением. При использовании таких насосов количество подаваемого топлива отмеряется электромагнитным клапаном высокого давления, что обеспечивает большую гибкость при дозировании количества топлива и выборе момента начала впрыска, рисунок 4.16.

Основными элементами распределительных насосов нового поколения являются:

— электромагнитный клапан высокого давления;

— электронный блок управления;

— система управления работой электромагнитного клапана, в которой используются датчики угла поворота кулачкового вала насоса и момента впрыска топлива.

Закрытие электромагнитного клапана определяет начало подачи топлива, которая продолжается до момента открытия клапана. Количество впрыскиваемого топлива зависит от времени, в течение которого клапан остается закрытым. Такой метод обеспечивает быстрое регулирование подачи топлива независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя, улучшение герметизации полостей высокого давления и в конечном итоге увеличение эффективности насоса.

Насос снабжен собственным ЭБУ для точной установки момента начала подачи топлива и его дозирования. В памяти ЭБУ хранится программа работы конкретного насоса и информация о данных его калибровки. Электронный блок управления работой двигателя определяет начало впрыска топлива и его подачу на основе рабочих характеристик двигателя и отправляет эту информацию по каналу связи в блок ЭБУ насоса. С использованием такой системы можно управлять как моментом начала впрыска, так и началом нагнетания.

Мягкое протекание процесса подачи топлива в начале впрыскивания, которое зависит от конструктивных особенностей насоса распределительного типа, еще больше реализуется при использовании двухпружинной форсунки. При работе прогретого двигателя с турбонаддувом такое протекание топливоподачи позволяет снизить уровень шума работающего двигателя.

Новое поколение систем впрыскивания топлива на основе одного насоса, регулируемого по времени, для современных легковых и грузовых автомобилей с дизелями с непосредственным впрыском характеризуется модульной конструкцией; эти системы включают электронно-управляемый блок, насос-форсунки (UIS) и блок насоса (UPS) [1].

Система с блоком насос-форсунок (UIS) для грузовых автомобилей. Электронно-управляемый блок насос-форсунки представляет собой одноцилиндровый ТНВД, рисунок 4.17. Этот блок характеризуется интегральным соленоидным клапаном и предназначен для установки непосредственно на головке цилиндров дизеля. Кронштейны, работающие на растяжение, удерживают отдельные модули, которые имеют раздельные цепи подачи топлива для каждого из цилиндров двигателя.

Соленоидный клапан включается во время хода подачи плунжера насоса, перекрывая перепускной клапан, таким образом, герметизируя цепь высокого давления. Топливо затем подается к форсунке, как только превышается давление открытия распылителя. То есть впрыск топлива начинается, когда соленоидный клапан закрывается. Насос-форсунка используется при давлениях впрыскивания топлива до 160 МПа (180 МПа для перспективных моделей). Эта конструкция также может применяться для выборочного индивидуального отключения цилиндра (при частичных нагрузках).

Система с топливным насосом высокого давления, встроенным в блок цилиндров (UPS) для грузовых автомобилей. Система единичного насоса, объединенного с форсункой, также является модульной конструкцией с устройством впрыскивания топлива и управлением по времени, рисунок 4.18.

Каждый цилиндр двигателя питается отдельным модулем со следующими компонентами:

— выполненный заодно с электромагнитным клапаном насос высокого давления;

— быстродействующий электромагнитный клапан;

— короткая линия высокого давления; корпус форсунки в сборе.

Индивидуальные системы насоса и форсунки обеспечивают прямую зависимость между параметрами топливоподачи и положением коленчатого вала. Согласование обеспечивается посредством зубчатого диска на коленчатом валу, в то время как импульсный датчик, установленный на распределительном валу, синхронизирует впрыскивание топлива в соответствии с каждым отдельным цилиндром. Управление процессом впрыскивания по типу обратной замкнутой связи протекает в соответствии с программой, хранящейся в памяти ЭБУ.

Электронный блок управления позволяет обеспечивать управление соленоидами насос-форсунок. Он контролирует и обрабатывает различные входящие сигналы измерительных датчиков.

Основными данными являются частота вращения коленчатого вала двигателя и нагрузка, на которые водитель может оказывать непосредственное влияние посредством педали газа. Контролируемые параметры также включают температуру воздуха, топлива, охлаждающей жидкости и давление турбокомпрессора. Эти основные функции могут дополняться разнообразием других операций, предназначенных для повышения удобства. ЭБУ удовлетворяет строгим требованиям надежности работы компенсацией и выявлением неисправностей функционирования отдельных составных частей. Он также предназначен для облегчения диагностики неисправностей работы дизеля и его системы топливоподачи.

Индивидуальный для каждого цилиндра ТНВД устанавливается непосредственно в блок цилиндров дизеля, где он приводится в движение от кулачкового вала газораспределительного механизма.

Электромагнитный клапан осуществляет точное управление временем начала и продолжительностью впрыскивания топлива в соответствии с программой. В открытом состоянии электромагнитный клапан позволяет плунжеру насоса заполнять рабочую полость во время такта впуска и впрыскивать топливо в заданное время. Область высокого давления герметизируется только во время такта подачи, когда электромагнит срабатывает на закрытие клапана. Впрыскивание топлива начинается в тот момент, когда давление перед форсункой станет выше давления начала подъема иглы. Индивидуальные для каждого цилиндра ТНВД могут создавать давление до 180 МПа (в перспективе 200 МПа). Такие высокие давления впрыскивания топлива согласуются с электронным управлением с обратной связью, которое основывается на данных, записанных в памяти ЭБУ, для значительного сокращения расхода топлива и токсичности.

Данная система впрыскивания также обеспечивает получение дополнительных функций, например электроуправляемый предварительный впрыск и отсечку подачи топлива в отдельные цилиндры.

Дата добавления: 2016-06-02 ; просмотров: 975 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Комплекс каких устройств образует систему управления дизелем

Системы электронного управления работой дизельного двигателя (EDC) обладают интегральными функциями регулирования, обеспечивая из­менение подачи топлива насосом в зависимости от частоты вращения колен­чатого вала, нагрузки и рабочей температуры двигателя [1, 24].

Для управления нагрузкой и частотой вращения коленчатого вала дизе­ля используется только изменение цикловой подачи топлива; количество воздуха на впуске не дросселируется. Так как дизель на малых нагрузках при увеличении цикловой подачи топлива может увеличивать частоту вращения, превышающую допустимую, важно иметь устройство, ограничивающее это увеличение. Необходимо также иметь регулятор частоты вращения на режи­ме холостого хода.

Распределительные насосы с электромагнитным управлением. При исполь­зовании таких насосов количество подаваемого топлива отмеряется электро­магнитным клапаном высокого давления, что обеспечивает большую гиб­кость при дозировании количества топлива и выборе момента начала впры­ска, рисунок 4.16.

Основными элементами распределительных насосов нового поколения являются:

— электромагнитный клапан высокого давления;

— электронный блок управления;

— система управления работой электромагнитного клапана, в которой ис­пользуются датчики угла поворота кулачкового вала насоса и момента впрыска топлива.

Закрытие электромагнитного клапана определяет начало подачи топли­ва, которая продолжается до момента открытия клапана. Количество впры­скиваемого топлива зависит от времени, в течение которого клапан остается закрытым. Такой метод обеспечивает быстрое регулирование подачи топлива независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя, улучшение герметизации полостей высокого давления и в конечном итоге увеличение эффективности насоса.

1 — ЭБУ двигателя; 2 — блок управления работой свечами накаливания; 3 — датчик массо­вого расхода воздуха; 4 — датчик положения педали газа; 5 — форсунка; 6 — свеча накали­вания; 7 — роторный ТНВД распределительного типа с блоком ЭБУ; 8 — топливный фильтр; 9 — датчик температуры; 10 — датчик частоты вращения коленчатого вала Рисунок 4.16 Система впрыскивания топлива с роторным топливным насосом высокого давления (ТНВД) распределительного типа [1]

Насос снабжен собственным ЭБУ для точной установки момента на­чала подачи топлива и его дозирования. В памяти ЭБУ хранится программа работы конкретного насоса и информация о данных его калибровки. Элек­тронный блок управления работой двигателя определяет начало впрыска то­плива и его подачу на основе рабочих характеристик двигателя и отправляет эту информацию по каналу связи в блок ЭБУ насоса. С использованием та­кой системы можно управлять как моментом начала впрыска, так и началом нагнетания. ЭБУ насоса также получает сигнал о количестве впрыскиваемого топлива через шину данных. Этот сигнал затем обрабатывается в ЭБУ двига­теля в соответствии с сигналами, поступающими от педали газа, и другими параметрами, определяющими потребное количество топлива.

ЭБУ насоса сигналы о количестве впрыскиваемого топлива и скорост­ном режиме работы насоса на момент начала подачи топлива принимаются в качестве входных переменных для диаграммы рабочих характеристик насоса, на основании которых соответствующий период срабатывания сохраня­ется в виде угла поворота кулачкового вала. И наконец, момент срабатывания электромагнитного клапана высокого давления и продолжительность его за­крытия определяются по данным угла поворота датчика, интегрированного в ТНВД распределительного типа (VE). Сигнал от датчика угла поворота ку­лачкового вала используется для управления этим углом поворота и време­нем закрытия клапана. Датчик состоит из магниторезистивного сенсора и кольцевого элемента, обладающего магнитным сопротивлением и имеющего метки, расставленные через 3°, для каждого цилиндра двигателя. Датчик с высокой точностью определяет угол поворота распределительного вала, при котором электромагнитный клапан открывается и закрывается. Это позволяет ECU насоса преобразовывать данные по моменту начала подачи топлива в данные по соответствующему этому моменту углу поворота кулачкового ва­ла и наоборот.

Мягкое протекание процесса подачи топлива в начале впрыскивания, которое зависит от конструктивных особенностей насоса распределительного типа, еще больше реализуется при использовании двухпружинной форсунки. При работе прогретого двигателя с турбонаддувом такое протекание топли — воподачи позволяет снизить уровень шума работающего двигателя.

Новое поколение систем впрыскивания топлива на основе одного насо­са, регулируемого по времени, для современных легковых и грузовых авто­мобилей с дизелями с непосредственным впрыском характеризуется модуль­ной конструкцией; эти системы включают электронно-управляемый блок, насос-форсунки (UIS) и блок насоса (UPS) [1].

Система с блоком насос-форсунок (UIS) для грузовых автомобилей. Электронно-управляемый блок насос-форсунки представляет собой одноци­линдровый ТНВД, рисунок 4.17. Этот блок характеризуется интегральным соленоидным клапаном и предназначен для установки непосредственно на головке цилиндров дизеля. Кронштейны, работающие на растяжение, удер­живают отдельные модули, которые имеют раздельные цепи подачи топлива для каждого из цилиндров двигателя.

Соленоидный клапан включается во время хода подачи плунжера насо­са, перекрывая перепускной клапан, таким образом, герметизируя цепь высо­кого давления. Топливо затем подается к форсунке, как только превышается давление открытия распылителя. То есть впрыск топлива начинается, когда соленоидный клапан закрывается. Насос-форсунка используется при давле­ниях впрыскивания топлива до 160 МПа (180 МПа для перспективных моде­лей). Эта конструкция также может применяться для выборочного индивиду­ального отключения цилиндра (при частичных нагрузках).

Система с топливным насосом высокого давления, встроенным в блок цилиндров (UPS) для грузовых автомобилей. Система единичного насоса, объединенного с форсункой, также является модульной конструкцией с уст­ройством впрыскивания топлива и управлением по времени, рисунок 4.18.

1 — упор перемещения иглы клапана; 2 — головка блока цилиндров двигателя; 3 — корпус насоса; 4 — плунжер; 5 — воз­вратная пружина; 6 — роликовый тол­катель; 7 — диск якоря; 8 — статор; 9 — игла клапана; 10 — фильтр; 11 — подача топлива; 12 — возврат топлива; 13 — фиксатор; 14 — установочный паз

I — пружина; 2 — корпус насоса; 3 — плунжер насоса; 4 — головка цилиндра;

5 — держатель пружины; 6 — стяжная гайка; 7 — статор; 8 — якорная пласти­на; 9 — игла соленоидного клапана; 10 — стяжная гайка соленоидного клапана;

II заглушка канала высокого давле­ния; 12 — заглушка канала низкого дав­ления; 13 — упор иглы соленоида; 14 — сужение; 15 — возврат топлива; 16 — подача топлива; 17 — инжектор; 18 — нажимной штифт: 19 — прокладка;

Рисунок 4.17 — Блок насос-

Рисунок 4.18 — Индивидуальный ТНВД с электромагнитным клапа­ном (UPS) [1]

Каждый цилиндр двигателя питается отдельным модулем со следую­щими компонентами:

— выполненный заодно с электромагнитным клапаном насос высокого дав­ления;

— быстродействующий электромагнитный клапан;

— короткая линия высокого давления; корпус форсунки в сборе.

Индивидуальные системы насоса и форсунки обеспечивают прямую зависимость между параметрами топливоподачи и положением коленчатого вала. Согласование обеспечивается посредством зубчатого диска на коленча­том валу, в то время как импульсный датчик, установленный на распредели­тельном валу, синхронизирует впрыскивание топлива в соответствии с каж­дым отдельным цилиндром. Управление процессом впрыскивания по типу
обратной замкнутой связи протекает в соответствии с программой, храня­щейся в памяти ЭБУ.

Электронный блок управления позволяет обеспечивать управление со­леноидами насос-форсунок. Он контролирует и обрабатывает различные входящие сигналы измерительных датчиков. ЭБУ может хранить в памяти информацию, содержащую специфические схемы работы для получения раз­нообразных параметров. Основными данными являются частота вращения коленчатого вала двигателя и нагрузка, на которые водитель может оказы­вать непосредственное влияние посредством педали газа. Контролируемые параметры также включают температуру воздуха, топлива, охлаждающей жидкости и давление турбокомпрессора. Эти основные функции могут до­полняться разнообразием других операций, предназначенных для повышения удобства. ЭБУ удовлетворяет строгим требованиям надежности работы ком­пенсацией и выявлением неисправностей функционирования отдельных со­ставных частей. Он также предназначен для облегчения диагностики неис­правностей работы дизеля и его системы топливоподачи.

Индивидуальный для каждого цилиндра ТНВД устанавливается непо­средственно в блок цилиндров дизеля, где он приводится в движение от ку­лачкового вала газораспределительного механизма.

Электромагнитный клапан осуществляет точное управление временем начала и продолжительностью впрыскивания топлива в соответствии с про­граммой. В открытом состоянии электромагнитный клапан позволяет плун­жеру насоса заполнять рабочую полость во время такта впуска и впрыскивать топливо в заданное время. Область высокого давления герметизируется толь­ко во время такта подачи, когда электромагнит срабатывает на закрытие кла­пана. Впрыскивание топлива начинается в тот момент, когда давление перед форсункой станет выше давления начала подъема иглы. Индивидуальные для каждого цилиндра ТНВД могут создавать давление до 180 МПа (в перспек­тиве 200 МПа). Такие высокие давления впрыскивания топлива согласуются с электронным управлением с обратной связью, которое основывается на данных, записанных в памяти ЭБУ, для значительного сокращения расхода топлива и токсичности.

Данная система впрыскивания также обеспечивает получение допол­нительных функций, например электроуправляемый предварительный впрыск и отсечку подачи топлива в отдельные цилиндры.

Система с блоком насос-форсунок (UIS) для легковых автомобилей. Система создана для удовлетворения требований, предъявляемых к совре­менным дизельным двигателям с непосредственным впрыском топлива, об­ладающим высокой удельной мощностью. Система характеризуется ком­пактностью конструкции, высоким давлением впрыскивания на выходе из форсунки (до 200 МПа) и наличием гидромеханического устройства для предварительного впрыскивания, осуществляемого по программе на всем ра­бочем диапазоне, что позволяет значительно снизить шум при сгорании топ­лива.

Эта система впрыскивания содержит несколько подсистем (по числу цилиндров двигателя), каждая из которых содержит насос высокого давле­ния, форсунку и электромагнитный клапан. Насос-форсунка каждого цилин­дра располагается в головке блока цилиндров между клапанами, и носик рас­пылителя входит непосредственно в камеру сгорания двигателя. Насос — форсунки приводятся в действие коромыслами, которые, в свою очередь, приводятся от верхнего распределительного вала. Для получения ком­пактности системы электромагнитный клапан расположен поперек.

Система впрыскивания заполняется топливом во время хода всасыва­ния плунжера, пока электромагнитный клапан обесточен и, таким образом, открыт. Период впрыскивания топлива начинается, когда наступает момент закрытия электромагнитного клапана (при поступлении на него электриче­ского тока), — это происходит во время хода подачи плунжера. Предвари­тельное впрыскивание начинается, когда давление в системе высокого давле­ния повышается до уровня, обеспечивающего открытие форсунки, а заканчи­вается, когда механический перепускной клапан открывается и резко снижа­ет давление в камере высокого давления, обеспечивая закрытие форсунки. Ход и диаметр этого клапана определяют продолжительность так называемо­го интервала впрыскивания (между окончанием предварительного впрыски­вания топлива и началом основного). Перемещение поршня перепускного клапана также воздействует на пружину форсунки, за счет чего быстро отсе­кается подача топлива в конце предварительного впрыскивания. Демпфер, расположенный между иглой и пружиной форсунки, позволяет гасить боль­шие пульсации топлива при его подаче. Период времени, когда игла оставля­ет форсунку открытой, оказывается во время предварительного впрыскива­ния очень коротким. Основное впрыскивание начинается при достижении определенного давления, обеспечивающего открытие форсунки. Однако, из — за воздействующего на пружину форсунки дополнительного усилия, это дав­ление оказывается в 2 раза выше, чем в момент начала предварительного впрыскивания. Впрыскивание топлива заканчивается, когда электромагнит­ный клапан обесточивается и, следовательно, открывается. Промежутком времени между повторным открытием форсунки и открытием электромаг­нитного клапана определяется количество впрыскиваемого топлива во время фазы основного впрыскивания.

Применение электронного управления позволяет делать выборку из це­лого ряда хранящихся в памяти ЭБУ запрограммированных значений начала впрыскивания и количества впрыскиваемого топлива. Эта особенность систе­мы, вместе с высокими давлениями впрыскивания, дает возможность полу­чить очень высокую удельную мощность двигателя при низких значениях содержания токсичных веществ в отработавших газах и исключительно низ­ком расходе топлива.

Аккумуляторная топливная система типа Common Rail (CRS). Сис­темы с аккумулятором делают возможным объединение системы впрыскива­ния топлива дизеля с различными дистанционно выполняемыми функциями

и в то же время позволяют повышать точность управления процессом сгора­ния топлива, рисунок 4.19 [1]. Отличительная характеристика системы с об­щим трубопроводом заключается в разделении узла, создающего давление, и узла впрыскивания. Это делает возможным повысить величину давления впрыскивания топлива.

Основной особенностью системы является то, что давление впрыски­вания не зависит от частоты вращения коленчатого вала и количества впры­скиваемого топлива.

Основу системы составляет резервуар (аккумулятор). Этот резервуар включает компоненты распределительного трубопровода, линии подачи топ­лива и форсунки. Плунжерный насос высокого давления (насос рядного типа на грузовых автомобилях, радиальное плунжерное устройство на легковых автомобилях) создает давление; этот насос требует для работы низких значе­ний крутящего момента и существенно уменьшает потребности в тяговом усилии.

1 — топливный бак; 2 — фильтр; 3 — топливоподкачивающий насос; 4 — насос высокого давления; 5 — редукционный клапан; 6 — датчик давления; 7 — аккумулятор; 8 — форсунки; 9 — ввод данных от измерительных датчиков; 10 — ЭБУ

Рисунок 4.19 Система впрыска Common Rail с аккумулятором давления

Количество впрыскиваемого топлива определяется периодом открытия распылителя и давлением в системе.

Система Common Rail позволяет контролировать движение иглы фор­сунки, а вместе с ней и схему впрыскивания в пределах определенного диа­пазона. Система управления стала практически полностью электронной. Пе­даль акселератора больше не связана механически с ТНВД (ее положение контролируется датчиком), на шкивах коленчатого вала и распределительно­го вала появились, соответственно, датчики положения коленчатого и рас-

пределительного валов (первый также является и датчиком ВМТ), рисунок 4.20.

1 — датчик положения педали акселератора, 2 — от замка зажигания, 3 — сигнал старте­ра, 4 — сигнал кондгщионера, 5 — от датчика скорости, 6 — от генератора, 7 — от разъема DLC, 8 — электронный блок управления двигателем, 9 — топливный бак, 10 — датчик тем­пературы топлива, 11 — топливный фильтр, 12 — ТНВД, 13 — клапан SCV, 14 — датчик дав­ления топлива, 15 — топливная рампа, 16 — промежуточный охладитель (интеркулер), 17 — реле блока управления форсунками, 18 — блок управления форсунками (усилитель форсу­нок), 19 — расходомер воздуха, 20 — датчик атмосферной температуры, 21 — клапан EGR, 22 — форсунка, 23 — охладитель EGR, 24 — пневмопривод управления турбокомпрессором, 25 — датчик положения распределительного вала, 26 — клапан управления разрежением (пневмопривода турбокомпрессора), 2 7 — вакуумный насос, 28 — датчик температуры ох­лаждающей жидкости, 29 — датчик положения коленчатого вала, 30 — дроссельная за­слонка, 31 — датчик температуры воздуха на впуске, 32 — датчик давления наддува, 33 — электропневмоклапан датчика давления наддува, 34 — свеча накаливания, 35 — реле свечей накаливания

Рисунок 4.20 — Схема системы управления дизелем TOYOTA с системой

В насосах для легковых автомобилей необходимое давление в системе поддерживается регулировочным клапаном, расположенным на корпусе на-
coca. Насосы высокого давления для грузовых автомобилей имеют систему регулирования количества нагнетаемого топлива. В последних моделях та­ких насосов для легковых автомобилей также применяется устройство для регулирования количества нагнетаемого топлива. Это позволяет снизить температуру топлива, циркулирующего внутри системы. Давление системы, создаваемое ТНВД, распространяется через аккумулятор и топливопроводы к форсунке. Форсунка обеспечивает подачу нужного количества топлива в ка­меру сгорания. В точно установленный момент ЭБУ передает сигнал возбу­ждения к соленоиду форсунки, означающий начало подачи топлива.

Эта система расширяет область оптимизации процесса сгорания по­средством разделения функций создания давления и впрыскивания. Давление впрыскивания остается постоянным на период продолжительности процесса впрыска топлива при давлении (с минимальными отклонениями) 140 МПа для грузовых автомобилей и 135 МПа для легковых.

Такая способность управлять характером сгорания может использо­ваться для многоимпульсного впрыскивания в целях уменьшения вредных компонентов отработавших газов; также это может обеспечить снижение шума.

Источник