Дизельные двигатели с системой впрыска Common rail

Содержание

Введение

1 Характеристики системы впрыска

1.1 Характеристики системы впрыска с распределительным устройством

1.2 Характеристики системы впрыска Common Rail

2 Устройство основных элементов системы Common rail

2.1Схема системы впрыска

2.2 Элементы подачи топлива под низким давлением

2.3 Подача топлива под высоким давлением

2.4 Фазы впрыска топлива

Вывод

Список источников

Введение

Ужесточение законодательных экологических требований, предъявляемых к автомобильным двигателям, заставило моторостроителей интенсивно совершенствовать процессы их работы. На тяжелой технике дизели обосновались давно и прочно. Но в области более легких машин – легковых автомобилей, пикапов, легких фургонов и даже автопогрузчиков с грузоподъемностью до 3 тонн – им пришлось вытеснять моторы, потребляющие более легкое топливо – бензин. В конце XX века конкуренция между бензиновыми и дизельными двигателями заметно обострилась. Создатели бензиновых моторов добились отличных результатов, выпустив на рынок новейшее поколение двигателей с непосредственным впрыском бензина в камеру сгорания. Их экономичность почти достигла «дизельных» величин. Но разработанная европейскими и японскими производителями легких дизелей принципиально новая схема подачи топлива дала дизелю новые силы для борьбы за существование в рыночной нише легковых автомобилей. Речь идет о системе Common Rail.

1 Характеристики системы впрыска

1.1 Характеристики системы впрыска с распределительным устройством

В обычных системах впрыска топлива с распределительным устройством и насосом прямого впрыска система впрыска включает только главную фазу впрыска – без контрольного и позднего впрыска. На распределительном топливном насосе с электромагнитным управлением действия происходят с приближением к контрольной фазе впрыска топлива. В обычных системах операции создания давления и регулировки количества впрыскиваемого топлива соединены друг с другом за счет взаимодействия кулачка и плунжера топливного насоса. Это оказывает следующее влияние на характеристики впрыска топлива:

– давление впрыска увеличивается вместе с увеличением скорости и количества поступающего в двигатель воздуха;

– в течение фактического процесса впрыска давление впрыска увеличивается и затем уменьшается до заключительного давления впрыска.

В результате этого имеют место следующие последствия:

– впрыскивается меньшее количество топлива с более низким давлением, чем количество поступающего в двигатель воздуха;

– пиковое давление составляет более чем удвоенное среднее значение давления впрыска;

– в соответствии с требованиями для эффективного сгорания кривая скорости разгрузки фактически является треугольной.

Пиковое давление является решающим для механической нагрузки элементов топливного насоса и его привода. На обычных системах впрыска топлива это является решающим для качества формирования смеси в камере сгорания.

Рис.1 - Кривая скорости разгрузки для обычной системы впрыска топлива

1.2 Характеристики системы впрыска Common Rail

По сравнению с обычными системами впрыска для получения идеальной характеристики впрыска необходимо выполнить следующие требования:

– для каждого эксплуатационного режима двигателя необходимо разделение узла, создающего давление, и узла впрыска топлива;

– в начальный момент впрыска количество впрыскиваемого топлива должно быть низким насколько это возможно (т.е. должна учитываться инерционность между начальным моментом впрыска и началом воспламенения).

Эти требования выполняются системой впрыска «Common Rail» – аккумуляторной топливной системой – с ее контрольными и главными фазами впрыска.

«Common Rail» представляет собой блочную систему и, по сути, следующие узлы ответственны за характеристику впрыска топлива:

– форсунки с электромагнитным управлением, ввернутые в головку цилиндров;

– аккумулятор высокого давления;

– топливный насос высокого давления.

Рис.2 - Кривая скорости разгрузки для системы впрыска топлива Common Rail

Также для функционирования системы необходимы следующие узлы:

– электронное контрольное устройство ECU;

– датчик частоты вращения коленчатого вала;

– датчик положения распределительного вала (датчик фазы).

В легковых автомобилях для создания давления используется радиальный поршневой насос высокого давления, при этом давление создается независимо от процесса впрыска топлива. Производительность насоса прямо пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя. По сравнению с обычными системами впрыска фактическое нагнетание топлива является однородным, т.е. в Common Rail топливный насос высокого давления не только имеет меньшие размеры, но и его привод в меньшей степени подвержен пиковым нагрузкам.

Топливные форсунки соединены с рейкой короткими трубопроводами и, по существу, включают распылители и соленоидальный клапан, управляемый ECU. После прекращения подачи напряжения на соленоидальный клапан впрыск топлива прекращается. Предполагая постоянное давление, количество впрыскиваемого топлива прямо пропорционально отрезку времени, в течение которого открыт соленоидальный клапан. Этот процесс полностью независим от частоты вращения коленчатого вала двигателя и частоты вращения насоса (впрыск топлива в зависимости от времени).

Высокоскоростное переключение соленоида достигнуто за счет использования высокого напряжения и тока. Это означает, что необходимо использовать специально разработанный соленоидальный клапан, обеспечивающий площадку в момент открытия. Момент впрыска определяется системой управления EDC (Electronic Diesel Control – Электронное управление дизельным двигателем), которая использует датчик частоты вращения коленчатого вала и датчик положения распределительного вала для фазового определения рабочего цикла.

2 Устройство основных элементов системы Common rail

2.1Схема системы впрыска

Топливная система Common Rail включает ступень подачи топлива под низким давлением и ступень подачи топлива под высоким давлением и ЭБУ.

Рис.3 – Схема системы впрыска топлива Common Rail:

1 – топливный насос высокого давления; 2 – топливный фильтр; 3 – топливный бак с предварительным топливным фильтром и подкачивающим топливным насосом; 4 – ЭБУ; 5 – блок управления свечами накаливания; 6 – аккумуляторная батарея; 7 – аккумулятор высокого давления; 8 – датчик давления; 9 – клапан ограничения давления; 10 – датчик температуры топлива; 11 – форсунка; 12 – свеча накаливания; 13 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 14 – датчик частоты вращения коленчатого вала 15 – датчик положения распределительного вала; 16 – датчик температуры поступающего в двигатель воздуха;17 – датчик давления наддува (BPS); 18 – измеритель расхода воздуха; 19 – турбокомпрессор; 20 – позиционер EGR; 21 комбинация приборов; 22 – датчик положения педали акселератора;23 – тормозные контакты; 24 – переключатель на педали сцепления; 25 – датчик скорости; 26 – блок управления скоростью автомобиля; 27 – компрессор кондиционера; 28 – блок управления кондиционером; 29 – диагностический прибор с разъемом.

 Скачать реферат