Дизельные двигатели с системой впрыска Common rail

2.2 Элементы подачи топлива под низким давлением

Подача топлива под низким давлением системы Common Rail включает:

– топливный бак с предварительным топливным фильтром;

– подкачивающий топливный насос;

– топливный фильтр;

– топливопроводы низкого давления.

Подкачивающий топливный насос

Электрический подкачивающий топливный насос с предварительным топливным фильтром н

епрерывно подает определенное количество топлива из топливного бака к топливному насосу высокого давления. Насос не только подает топливо, но в пределах работы системы безопасности должен прекратить подачу топлива в случае аварии, т.е. при включенном зажигании и остановленном двигателе.

Топливный насос состоит из трех основных элементов:

– насоса;

– электродвигателя;

– крышки.

Топливный фильтр

Недостаточная очистка топлива может привести к повреждению узлов топливного насоса высокого давления, нагнетательных клапанов и распылителей форсунок. Топливный фильтр очищает топливо перед его поступлением в топливный насос высокого давления и таким образом предотвращает преждевременный износ в чувствительных узлах насоса.

Дизельное топливо может содержать воду или в связанной форме (эмульсия), или в свободной форме (например, конденсация паров воды при изменении температуры). Если вода попадет в систему впрыска, это может привести к коррозии элементов системы впрыска, поэтому устанавливается предупредительная сигнализация, которая включает контрольную лампу в комбинации приборов, если необходимо слить воду из топливного фильтра.

2.3 Подача топлива под высоким давлением

Подача топлива под высоким давлением системы Common Rail включает:

– топливный насос высокого давления с клапаном регулировки давления;

– топливопроводы высокого давления;

– аккумулятор высокого давления (rail) с датчиком давления, ограничителем давления, ограничителем потока, форсунками;

– возвратный топливопровод.

Топливный насос высокого давления

Топливный насос высокого давления через топливопроводы высокого давления подает топливо под давлением 1350 бар в аккумулятор высокого давления.

Топливный насос высокого давления расположен на границе ступеней низкого и высокого давления топлива. При всех эксплуатационных режимах срок службы топливного насоса соответствует сроку службы автомобиля.

Топливный насос смазывается дизельным топливом. Топливо сжимается тремя поршнями, установленными радиально под углом 120° друг к другу. Насос подает три порции топлива за один оборот коленчатого вала. Для дизельного двигателя с рабочим объемом 2,0 л, работающего с номинальной частотой вращения коленчатого вала и создаваемым давлением 1350 бар, для привода насоса необходима мощность 3,8 кВт с учетом механического к.п.д. приблизительно 90 %.

Рис.4 – ТНВД (продольное сечение):

1 – приводной вал; 2 – эксцентриковый кулачок; 3 – насосный элемент с плунжером насоса; 4 – отсек насосного элемента; 5 – всасывающий клапан; 6 – выпускной клапан; 7 – уплотнение; 8 – соединение высокого давления к аккумулятору давления; 9 – шариковый клапан; 10 – возврат топлива; 11 – подача топлива от подкачивающего топливного насоса; 12 – предохранительный клапан с дроссельным отверстием; 13 – подача топлива под низким давлением к насосному элементу.

Рис.5 – ТНВД (поперечное сечение):

1 – приводной вал; 2 – эксцентриковый кулачок; 3 – насосный элемент с плунжером насоса; 4 – всасывающий клапан; 5 – выпускной клапан; 6 – вход.

Функционирование насоса

Подкачивающий топливный насос подает топливо через фильтр с отделителем воды ко входу и предохранительному клапану топливного насоса высокого давления. Топливо через дроссельное отверстие предохранительного клапана смазывает подвижные элементы насоса, а также охлаждает его. Приводной вал с эксцентриковыми кулачками перемещает три плунжера насоса вверх и вниз в соответствии с формой кулачка. Как только давление подачи превышает давление открытия предохранительного клапана (0,5 . 1,5 бар), подкачивающий насос заставляет топливо пройти через впускной клапан топливного насоса высокого давления в отсек насосного элемента, поршень которого перемещается вниз (такт впуска). Впускной клапан закрывается, когда поршень насоса проходит через НМТ и, так как топливо не может вытечь из отсека насосного элемента, оно сжимается независимо от давления подачи.

Увеличивающееся давление открывает выпускной клапан и, как только достигается давление, равное давлению в аккумуляторе, сжатое топливо входит в контур высокого давления. Поршень насоса продолжает поставлять топливо, пока не достигает ВМТ (нагнетательный ход), после чего давление уменьшается и выпускной клапан закрывается. Топливо, остающееся в отсеке насосного элемента, расширяется и поршень насоса перемещается вниз. Как только давление в отсеке насосного элемента уменьшается ниже давления, создаваемого подкачивающим насосом, впускной клапан открывается и процесс повторяется.

Так как производительность насоса превышает потребление топлива двигателем, избыточное топливо под высоким давлением через клапан регулировки давления возвращается в топливный бак. Это приводит к ненужному нагреву топлива и снижению общего КПД.

Аккумулятор высокого давления

Рис.6 – Аккумулятор высокого давления:

1 – аккумулятор высокого давления; 2 – вход от топливного насоса высокого давления; 3 – датчик давления в аккумуляторе; 4 – возврат топлива в топливный бак; 5 – к топливной форсунке.

Давление, создаваемое топливным насосом высокого давления, распространяется через аккумулятор и топливопроводы к форсунке. Одновременно, за счет объема топлива в аккумуляторе уменьшаются колебания давления топлива, создаваемые топливным насосом высокого давления и открывающимися форсунками. Сжимаемость топлива как следствие высокого давления используется для достижения эффекта аккумулятора. Давление топлива измеряется датчиком и поддерживается на требуемом уровне клапаном регулирования давления.

Топливопроводы высокого давления

Топливопроводы высокого давления предназначены для передачи топлива из аккумулятора высокого давления к форсункам и должны противостоять высокочастотным колебаниям давления, возникающим при работе двигателя. Топливопроводы изготовлены из стали и имеют наружный диаметр 6 мм и внутренний диаметр 2,4 мм. Все топливопроводы высокого давления должны иметь одинаковую длину. Разность расстояния между аккумулятором и каждой топливной форсункой компенсируется за счет изгибания топливопроводов.

Датчик давления

 Скачать реферат