Основными отличиями данной системы являются следующие особенности:
- непосредственный впрыск топлива в цилиндры;
- повышенное примерно в 10 раз, по сравнению с обычными дизельными двигателями, давление впрыска: до 135 МПа (1350 бар);
- отсутствие, как в ТНВД обычных дизельных двигателей, импульса давления топлива, который поднимает иглу форсунки. Управление форсункой осуществляется при помощи управляющих импульсов тока, которые вырабатываются блоком управления. При этом топливо к форсунке подается под постоянным (не импульсным) давлением, величина которого определяется блоком управления. По сравнению с обычными дизельными двигателями в данной системе появилась новая составляющая часть: аккумулирующий топливный коллектор высокого давления (далее ТКВД). Назначением этого компонента системы является накопление в жестком корпусе коллектора топлива под большим давлением. При этом сглаживаются пульсации давления. Доставка топлива к форсункам производится таким образом, чтобы все форсунки находились в равных условиях по поступлению топлива ТНВД данного типа не требует синхронизации.
Управление системой впрыска является полностью электронным.
1. ТНВД; 2, Электромагнитный клапан управления рециркуляцией ОГ; 3. Измеритель расхода воздуха; 4. Регулятор давления; 5. Топливный фильтр; 6. Комбинация приборов; 7. Блок управления свечами накаливании; 8. Электронный блок управления; 9. Питающее реле системы; 10. ТКВД; 11. Датчик частоты вращения и положения коленчатого вала; 12. Свечи накаливания; 13. Датчик температуры ОЖ; 14. Потенциометр педали акселератора; 15. Датчик (переключатель) положения педали тормоза; 16. Датчик (переключатель) положения педали сцепления; 17. Турбонагнетатель; 18. Датчик положения распределительного вала; 19. Форсунки; 20, Датчик давления топлива; 21. Электромагнитный клапан управления регулирующей заслонкой турбонагнетателя; 22. Топливоподкачивающий насос; 23. Сигнальная лампа включения свечей накаливания; 24. Сигнальная лампа сбоев в системе; 25. Датчик падения давления; 26. Датчик температуры топлива; 27. Привод заслонки; 28. Вакуумный аккумулятор; 29. Теплообменник ОГ/ОЖ
ТНВД
1. Цилиндр; 2. Кулачок; 3. Входной клапан; 4. Шариковый клапан подачи; 5. Плунжер; 6. Вал насоса; 7. Вход топлива под низким давлением (из топливного фильтра); 8. Выход топлива под высоким давлением (в ТКВД); 9. Выход топлива под низким давлением (рециркуляция)
Топливный насос высокого давления типа UNIJET является радиальным кулачково-плунжерным насосом с тремя плунжерами (общий рабочий объем: 0,657 см1 2 3 4 5 6 7 8 9).
Плунжер (5) приводится в движение кулачком (2) приводного вала (6) (см. рис. D2 4.183). Система клапанов организует движение топлива в контуре низкого давления (рециркуляция) и в контуре высокого давления (подача в ТКВД).
Смазка и охлаждение ТНВД обеспечивается прокачиваемым топливом (для этого требуется более высокая производительность насоса, чем нужно для подачи топлива в цилиндры).
Для работы ТНВД требуется не менее 0,5 л/мин топлива, подаваемого топливоподкачивающим насосом при давлении не ниже 0,05 МПа (0,5 бар).
1. Фланец крепления насоса; 2. Вал насоса; 3. Толкатель; 4. Пружина; 5. Цилиндр; 6. Плунжер; 7. Входной клапан; 8. Головка; 9. Клапан подачи; 10. Кулачок; 11. Подшипники
Регулирование давления подачи обеспечивается регулятором давления, смонтированным на насосе (см. рис. D2 4.185 и D2 4.186).
1, Выход топлива под высоким давлением; 2. Регулятор давления; 3. Выход возврата в топливный бак; 4. Вход из топливного фильтра
1. Толкатель шарика; 2. Шток; 3. Клапан; 4. Пружина предварительной осевой нагрузки; 5. Обмотка электромагнита; 6. Корпус; 7. Упорная шайба
При отсутствии питания на обмотке электромагнита давление подачи (15 МПа (150 бар) при 1000 об/мин вала насоса) определяется усилием пружины предварительной осевой нагрузки.
Регулирование производится при помощи подачи на обмотку электромагнита импульсов различной длительности. Это так называемые импульсы типа PWM (Pulse Width Modulation - импульсы, модулированные по длительности).
Частота повторения этих импульсов составляет 200 Гц.
Регулятор является неотъемлемой частью ТНВД и подлежит замене только совместно с насосом.
ТКВД
Топливный коллектор высокого давления изготовлен из высокопрочной стали и имеет внутренний объем около 34 см и диаметр проходного сечения 11 мм.
Форсунки
К форсунке подводится топливо под постоянным (не импульсным) давлением.
При отсутствии питания на обмотке управляющего электромагнита форсунка заперта.
Энергия управляющего импульса расходуется на открывание клапана, выпускающего топливо из верхней управляющей полости. При этом возникает разность давлений в верхней и в нижней управляющих полостях (7) и (9). Эта разность давлений вызывает силу, открывающую клапан распылителя. Пополнение полостей происходит через подобранные жиклеры, которые путем регулирования времени заполнения полостей определяют время приведения форсунки в исходное состояние.
1. Шток; 2. Стержень клапана; 3. Распылитель; 4. Обмотка электромагнита; 5. Клапан; 6. Сферический клапан; 7. Полость с управляющим давлением; 8. Полость, содержащая объем подачи топлива; 9. Полость с управляющим давлением; 10. Возвратный поток топлива; 11. Канал передачи управляющего давления; 12. Канал подачи; 13. Электрический разъем; 14. Входной патрубок с соединительной резьбой; 15. Пружина
[Текст предоставлен порталом: www.autoinstruction.ru]
Снятие напряжения с обмотки электромагнита приводит к закрытию клапана, восстановлению баланса давлений в полостях и, как результат, к закрытию клапана распылителя форсунки. Следующий рисунок в виде трех диаграмм дает представление о развитии процесса впрыска. На рисунке видно, что после приложения напряжения к электромагниту (момент TRE) проходит некоторое время (с момента времени TRE до начала периода TRAA), которое необходимо для срабатывания электромагнитного клапана. Затем проходит время TRAA, которое необходимо для открытия управляющего клапана. После этого проходит время TRAS, которое необходимо для истечения части топлива из верхней управляющей полости и создания разности давлений, возникновение которой приведет к подъему иглы распылителя. При этом начинается процесс распыления топлива. Через время ЕТ снимается напряжение с обмотки электромагнитного клапана, и проходит время TRCA, необходимое для опускания иглы управляющего клапана. После закрытия управляющего клапана проходит время TRCS, в течение которого выравнивается давление в верхней и нижней управляющих полостях. В результате игла распылителя, под действием возвратной пружины, становится в исходное положение. Форсунка готова к новому циклу впрыскивания.
1.Сила тока в электромагните; 2. Перемещение (подъем) управляющего клапана; 3.Подъем иглы распылителя
На приведенной схеме обозначены следующие точки, характеризующие процесс инициирования и прекращения впрыска.
ЕТ - продолжительность электрического импульса
TRE - момент приложения электрического импульса
TRAA - время, необходимое для подъема иглы управляющего клапана
TRAS - задержка начала впрыска после начала подъема иглы управляющего клапана TRCA - время опускания иглы управляющего клапана
TRCS - время выравнивания давлений в управляющих полостях
TRFI - время между снятием напряжения с электромагнита и полным закрытием форсунки
TAS - полное время впрыска.
Особенности системы впрыска Cammon Rail
Высокое давление впрыска (до 135 МПа).
Возможность регулировать давление впрыска при любых режимах работы двигателя в интервале от 15 МПа до 135 МПа.
Величина цикловой подачи топлива до 100 мм за один цикл в интервале значений частоты вращения от 100 до 6000 об/мин.
Точное управление двумя основными параметрами впрыска; продолжительностью и опережением впрыска. Возможность легко изменять эти параметры в зависимости от принятого алгоритма работы блока управления двигателем.
Предварительное впрыскивание топлива, управляемое в зависимости от частоты вращения и нагрузки на двигатель, позволяет снизить количество топлива, впрыскиваемого в основной фазе впрыска, что позволяет снизить уровень шума, характерного для двигателей с непосредственным впрыском.
Улучшение образования топливовоздушной смеси в цилиндре.
Улучшение экономичности и экологических показателей работы двигателя.
Регулирование температуры топлива.
Точное регулирование частоты вращения в режиме холостого хода.
Прекращение подачи топлива при торможении двигателем.
Выравнивание работы цилиндров в режиме холостого хода.
Управление течением переходных процессов.
Предотвращение образования дыма при интенсивном ускорении.
Управление рециркуляцией ОГ.
Ограничение максимального крутящего момента и максимальной скорости.
Управление нагревом свечей накаливания.
Управление топливоподкачивающим насосом.
Определение положения поршней в цилиндре и управление моментом предварительного и основного впрыскивания.
Управление давлением впрыска в режиме замкнутого цикла.
Управление балансом электрической энергии в бортовой сети.
Управление давлением наддува.