Дизельные двигатели с системой впрыска Common rail

Рис.7 – Датчик давления:

1 – электрические контакты; 2 – печатная плата и контур цепи;

3 – диафрагма с элементом датчика; 4 – соединение высокого давления; 5 – резьба датчика.

Датчик давления передает сигнал ЭБУ, который соответствует реальному давлению в аккумуляторе давления.

Датчик давления состоит из следующих элементов:

– объединенного элемента датчика, приваренного к к

орпусу;

– печатной платы с электрическим контуром;

– корпуса датчика с электрическим разъемом.

Топливо под давлением через отверстие воздействует на диафрагму датчика, на которой установлен элемент датчика (полупроводниковое устройство) преобразующий давление в электрический сигнал. Через контакты разъема и электрическую цепь генерированный и усиленный сигнал передается ECU. Датчик работает следующим образом: при изменении формы диафрагмы изменяется электрическое сопротивление слоев, приклеенных к диафрагме. Изменение давления на 1500 бар приводит к изменению формы диафрагмы на 1 мм.

В зависимости от прикладываемого давления выходное напряжение датчика изменяется от 0 до 70 мВ и после усиления составляет 0,5–4,5 В. Точное измерение давления в аккумуляторе необходимо для правильного функционирования системы впрыска топлива. В рабочем диапазоне измерительная точность должна находиться в пределах ±2%. При выходе датчика давления из строя клапан регулировки давления переходит в режим «диафрагма» и система впрыска, используя запасную (мягкую) функцию, принимает заранее заданную величину давления.

Клапан ограничения давления

Клапан ограничения давления выполняет ту же функцию, что и клапан избыточного давления. В случае избыточного давления клапан открываясь ограничивает давление в аккумуляторе. Давление открытия клапана ограничения давления – 1500 бар.

Клапан ограничения давления – механическое устройство, включающее следующие элементы:

– корпус с наружной резьбой для вворачивания в аккумулятор давления;

– соединение трубки возврата топлива в топливный бак;

– подвижный плунжер;

– пружину.

Форсунки

Рис.8 – Форсунка:

1 – возврат топлива; 2 – электрический разъем; 3 – пусковой элемент (соленоидальный клапан); 4 – вход топлива от аккумулятора давления; 5 – шариковый клапан; 6 – отверстие утечки; 7 – отверстие подачи; 8 – отсек управления клапаном; 9 – плунжер управления клапаном; 10 – канал подачи топлива к распылителю; 11 – игла распылителя.

Форсунка обеспечивает подачу нужного количества топлива в камеру сгорания. В точно установленный момент ЕCU передает сигнал возбуждения к соленоиду форсунки, что означает начало подачи топлива. Количество впрыскиваемого топлива определяется периодом открытия распылителя и давлением в системе. Топливо, возвращающееся от клапана регулирования давления и ступени низкого давления, подается в коллектор вместе с топливом, которое осуществляло смазку топливного насоса высокого давления.

Рис.9 – Диаграммма работы форсунки

Форсунка состоит из следующих узлов:

– распылителя;

– гидравлической системы;

– соленоидального клапана.

Топливо от резьбового соединения высокого давления через канал подается к распылителю и через отверстие подачи в отсек управления клапаном. Отсек управления клапаном соединен с возвратным топливопроводом через отверстие утечки, соединенное с соленоидальным клапаном. При закрытии отверстия утечки гидравлическое усилие, прикладываемое к плунжеру управления клапаном, превышает усилие от давления на конусный торец иглы распылителя. В результате игла распылителя опускается вниз и герметично перекрывает подачу топлива под высоким давлением в камеру сгорания.

При открытии соленоидального клапана форсунки открывается отверстие утечки, что приводит к снижению давления в отсеке управления клапаном, в результате чего также уменьшается гидравлическое давление на плунжер. Как только гидравлическое усилие становится ниже усилия от давления на конусный торец иглы распылителя, игла распылителя открывается и топливо впрыскивается в камеру сгорания. Это непрямое управление иглой распылителя с использованием гидравлической системы увеличения усилия применяется потому, что силы, которые требуются для быстрого открытия иглы, не могут быть генерированы непосредственно соленоидальным клапаном. Так называемое количество топлива для управления, необходимое для открытия иглы распылителя, подается в дополнение к количеству топлива, которое необходимо фактически ввести в цилиндр, и оно через отверстие утечки, соединенное с соленоидальным клапаном, подается в возвратный топливопровод.

В дополнение к количеству топлива для управления также происходит потеря топлива в направляющих толкателя клапана и игле распылителя.

Действие форсунки при работе двигателя и создании давления топливным насосом высокого давления подразделяется на следующие четыре этапа:

– форсунка закрыта (с приложением высокого давления);

– форсунка открывается (начало впрыска топлива);

– форсунка открыта полностью;

– закрытие форсунки (окончание впрыска топлива).

При выключенном двигателе и отсутствии давления в аккумуляторе давления пружина распылителя закрывает форсунку.

Форсунка закрыта

В неподвижном состоянии соленоидальный клапан форсунки не возбуждается и поэтому закрыт. Отверстие утечки закрыто и пружина клапана прижимает шарик к гнезду отверстия утечки. Высокое давление от аккумулятора давления увеличивается в отсеке управления клапаном и одновременно присутствует в объеме отсека иглы распылителя. Давление от аккумулятора давления, прикладываемое в торцевой поверхности плунжера управления, вместе с силой пружины иглы распылителя удерживает иглу в закрытом положении, противодействуя против сил открытия, приложенных в стадии давления.

Форсунка открывается

Форсунка находится в неподвижном положении. Соленоидальный клапан возбуждается током, который обеспечивает быстрое открытие клапана. Немедленно большой ток, подаваемый к соленоиду, уменьшается до тока, достаточного для удержания соленоидального клапана в открытом положении. Когда открывается отверстие утечки, топливо вытекает из отсека управления клапаном в полость, расположенную над клапаном, и оттуда через возвратный трубопровод в топливный бак.

Усилие, созданное соленоидом, превышает усилие пружины и открывается отверстие утечки, что приводит к снижению давления в отсеке управления клапаном, в результате чего также уменьшается гидравлическое давление на плунжер. Как только гидравлическое усилие становится ниже усилия от давления на конусный торец иглы распылителя, игла распылителя открывается и топливо впрыскивается в камеру сгорания.

Скорость открытия иглы распылителя определяется разностью в скорости потока через отверстие утечки и отверстие подачи. Плунжер управления достигает верхнего положения, где имеется подушка топлива, образованная потоком топлива между отверстиями утечки и подачи топлива. В этом положении распылитель форсунки полностью открыт и топливо впрыскивается в камеру сгорания под давлением, равным давлению в аккумуляторе давления.

 Скачать реферат