Электроуправляемые насос-форсунки дизелей - Узлы и агрегаты современного электромобиля

Качество распыления дизельного топлива в цилиндре, во многом определяет процесс его горения, и образования токсичных веществ в отработавших газах. Более качественное распыление достигается при высоком давлении, порядка 1600...1800 кгс/см2. Однако стандартные системы дизельных двигателей не могут обеспечить подачу топлива к форсункам под таким давлением, т. к. в таком случае потребовались бы делать топливопроводы высокого давления, с очень большим наружным диаметром из-за увеличения толщины стенок, что значительно увеличило бы массу и габариты топливных систем. Чтобы не применять громоздких топливопроводов, но увеличить давление впрыска, многие ведущие автомобильные фирмы начали применять насос-форсунки с электронным управлением.

Система дизельной топливной аппаратуры насос-форсунка начали применяться на грузовых автомобилях с 1994 года, а на легковых с 1998 года. Модульная конструкция систем питания дизельных двигателей с насос-форсунками, позволяет устанавливать их без особых затрат времени, на двигатели различных конструкций.

Насос-форсунки, как и системы насос-топлипровод-форсунка, состоят из трех подсистем:

Подсистема подачи топлива низкого давления необходима для подачи топлива к насосу высокого давления и очистки топлива.

Подсистема подачи топлива высокого давления служит для создания высокого давления впрыска топлива в камеру сгорания.

Подсистема подачи воздуха и выпуска отработавших газов включает в себя приборы для очистки воздуха, поступающего в цилиндры двигателя и очистки отработавших газов после выпуска их из цилиндров.

система питания дизельного двигателя с насос-форсунками

Рисунок 1 Система питания дизельного двигателя с насос-форсунками

1 - топливный бак; 2 - топливопровод к дополнительному отопителю; 3 - охладитель топлива; 4 - датчик температуры топлива; 5 - ограничительный клапан в сливном трубопроводе; 6 - сливной трубопровод; 7 - распределитель топлива; 8 - трубопровод высокого давления; 9 - насос-форсунка; 10 - топливоподкачивающий насос; 11 - редукционный клапан в трубопроводе подачи топлива; 12 - обратный клапан; 13 - топливный фильтр; 14 - трубопровод низкого давления; 15 - топливоподкачивающий насос

Расположенный в баке электрический топливный насос 15, качает топливо к фильтру. Обратный клапан 12 предотвращает слив топлива из распределителя 7 и трубопровода низкого давления 14 в бак после остановки двигателя. Топливоподающий насос 10 служит для забора топлива из фильтра и подачи его под повышенным давлением к насос-форсункам. Редукционный клапан 11 поддерживает давление поддаваемого к насос-форсункам топлива в пределах 8,5 кгс/см2. Ограничительный клапан 5 удерживает давление топлива в сливном трубопроводе на уровне 1 кгс/см2, благодаря чему снижаются пульсации давления в системе.

Охладитель топлива 3 защищает бак от нагрева сливаемым в него топливом. Датчик температуры топлива 4 вырабатывает сигнал, поступающий в блок управления двигателем.

От фильтра топливо в питающую магистраль в головке блока. В питающей магистрали топливо течет по внутренним стенкам распределителя топлива 7 в направлении первого цилиндра. Через отверстия в стенках топливо подается в кольцевую полость между распределителем и стенками головки блока.

смешивание топлива в распределителе насос-форсунки

Рисунок 2 Смешивание топлива в распределителе насос-форсунки

Здесь топливо смешивается с нагретым топливом, которое выдавлено от насос-форсунок в питающую магистраль. Благодаря этому достигается одинаковая температура, а значит и одинаковое количество топлива поступающего ко всем насос-форсункам, что обеспечивает равномерную работу двигателя. Без распределителя топливо поступало бы в насос-форсунки неравномерно. Нагретое топливо, выжимаемое от насос-форсунок в питающую магистраль, продвигалось бы поступающим топливом от четвертого цилиндра в направление первого цилиндра. Из-за этого температура топлива повышалась бы от четвертого цилиндра к первому цилиндру, и к насос-форсункам поступало бы различное количество топлива. Следствием этого была бы неравномерная работа двигателя и слишком высокая температура в зоне передних цилиндров.

насос-форсунка (рdе)

Рисунок 3 Насос-форсунка (РDЕ): 1 - упор сферический; 2 - пружина возвратная; 3 - плунжер насоса; 4 - корпус; 5 - штекер для подачи управляющего сигнала; 6 - сердечник электромагнита; 7 - пружина выравнивающая; 8 - игла соленоидного клапана; 9 - якорь электромагнита; 10 - катушка электромагнита; 11 - канал обратного слива топлива; 12 - уплотнение; 13 - отверстия-фильтры подвода топлива (350 шт.); 14 - гидроупор; 15 - седло иглы; 16 - шайба уплотнительная; 17 - камера сгорания; 18 - игла распылителя; 19 - гайка распылителя; 20 - распылитель; 21 - головка блока; 22 - пружина распылителя; 23 - уравнивающий поршень; 24 - полость аккумулирования топлива; 25 - полость высокого давления; 26 - пружина электромагнитного клапана; 27 - вал привода насос-форсунки; 28 - коромысло

Насос-форсунка представляет собой одноцилиндровый насос высокого давления индивидуальный для каждого цилиндра двигателя с соленоидным клапаном.

Внутри корпус насос-форсунки имеется цилиндрическая полость высокого давления. Соленоидный клапан монтируется как одно целое с насос-форсункой. Крепление насос-форсунки к головке блока осуществляется с помощью прижимной скобы. В приводе насос-форсунки, в отличие от привода механизма газораспределения отсутствуют тепловые зазоры, так как здесь с помощью возвратной пружины осуществляется постоянный контакт между толкателем плунжера, коромыслом и кулачком приводного вала.

Быстродействующий соленоидный клапан в соответствии с параметрами, определяемыми блоком управления, обеспечивает регулировку времени начала впрыска топлива и его конец. В отключенном положении соленоидный клапан открыт и обеспечивает полное прохождение топлива от топливоподкачивающего насоса к подплунжерному пространству насоса. Во время хода плунжера 3 насос-форсунки соленоидный клапан перекрывает подачу топлива, герметизируя плунжерную пару и при ходе плунжера вниз, происходит впрыск топлива через форсунку в камеру сгорания. Момент закрытия соленоидного клапана регулирует начало впрыска и его продолжительность. По сравнению с впрыском бензиновых двигателей электромагнитный клапан должен управлять давлением в 300...500 раз большим, при этом переключение клапана происходит в 10...20 раз быстрее.

Использование насос-форсунки исключает применение топливопроводов высокого давления, благодаря чему снижаются потери давления при подаче топлива из-за периодических расширений топливопроводов в начале подачи и разгрузке в конце подачи. Максимальное давление, развиваемое насос-форсунками, составляет 2050 кгс/см2. Электронные трехмерные параметрические характеристики в комбинации с высоким давлением впрыска приводят к снижению потребления топлива при одновременном снижении выброса токсичных веществ, что имеет большое значение, принимая во внимание строгие требования соблюдения европейских стандартов (Евро2/Евро 3). Используя управление соленоидным клапаном, имеется возможность реализовать предварительный впрыск и отключение отдельных цилиндров из работы при частичных нагрузках, что уменьшает расход топлива.

Похожие статьи




Электроуправляемые насос-форсунки дизелей - Узлы и агрегаты современного электромобиля

Предыдущая | Следующая