Робота системи живлення дизеля
Паливопідкачувальний насос дизеля Камаз-740 засмоктує паливо з бака крізь фільтри грубої і тонкої очистки. Паливопроводами низького тиску паливо надходить до насосу високого тиску, який розміщено між рядами циліндрів. Відповідно до порядку роботи цліндрів насос подає паливо паливопроводами високого тиску до фосунок, розташованих у головках блоку циліндрів. Форсунки розпилюють і впорскують паливо в камери згорання. Паливопідкачувальний насос подає до ПНВТ більше палива, ніж потрібно для роботи дизеля, тому надлишкове паливо, а з ним і повітря, що потрапило до системи, дренажними паливопроводами відводяться з насосу і фільтра тонкої очистки назад у паливний бак. Паливо, що просочилося крізь зазор між корпусом розпилювача та голкою форсунки, зливається в бак відповідними паливопроводами.
Система живлення дизеля “Common Rail”
Ри. 2.192. Система живлення дизельного двигуна “Common Rail”:
1 – вимірювач витрат палива; 2 – центральний блок керування ECU;
3– паливний насос високого тиску; 4 – акумулятор високого тиску;
5– форсунки; 6– датчик частоти обертів колінчатого вала; 7– датчик температури охолоджуючої рідини; 8– паливний фільтр; 9– датчик положення педалі подачі палива;
| |
Система впорскування палива Bosch «Common Rail» (акумуляторна паливна система) прямого впорскування палива (Dl) забезпечує більш високу гнучкість при адаптації, тиск впорскування палива до 1400 бар, зміну впорскування при запуску, можливість контрольного, головного та пізнього впорскування; відповідність тиску впорскування режиму роботи двигуна.
Принцип дії
Робота паливної системи живлення «Common Rail» (акумуляторної паливної системи) заключается в розподілу роботи паливного насоса та вузла впорскування палива.
Основу системи складає резервуар (акумулятор), який створює запас палива під тиском. Тиск впорскування не залежить від кількості впорскуємого палива і частоти обертання клінчатого вала двигуна. Кількість впорскуємого палива визначається водієм, а тиск впорскування розраховується блоком керування (ECU) на основі інформації від різноманітних датчиків. ECU в точно встановлений момент передає сигнал збудження до соленоїда форсунки, що є командою на початок подачі палива. Кількість впорскуємого палива визначається періодом відкриття розпилювача та тиском у системі.
Блок керування ECU отримує інформацію від датчиків:
- датчик частоти обертання колінчатого вала;
- датчик положення розподільного вала;
- датчик положення педалі подачі палива;
- датчик тиску в системі з загальним трубопроводом;
- датчик температури охолоджуючої рідини;
- датчик тиску повітря наддуву;
- вимірювач витрат повітря;
- додаткові датчики.
Основне завдання системи живлення-забезпечення впорскування необхідної кількості палива в строго визначений момент та під необхідним тиском, що забезпечує оптимальну економічну роботу дизеля.
Додаткові функції забезпечують зменшення токсичності відпрацьованих газів ( рециркуляція відпрацьованих газів – EGR), покращення безпеки, комфорту.
Рис. 2.193. Система Common Rail двигуна Peugeot DW10ATED
Концерни Daimler Benz, FIAT, PSA, Toyota, General Motors (Opel) та ряд інших випускають дизелі з паливною системою живлення Common Rail.
Рис. 2.194. Принципіальна схема системи живлення дизеля
Common Rail:
1 – електронний комутатор; 2 – датчики: температури мастила, температури охолоджуючої рідини, температури повітря, що всмоктується в циліндри, тиску повітря після турбокомпресора; 3 – датчик положення кулачків розподільного вала; 4 – форсунки (кожна з пятьма отворами); 5 – загальна паливна магістраль; 6 – паливний насос високого тиску (1350 бар при 3200 об/хв); 7 – датчик частоти обертання колінчастого вала; 8 – электронасос для подачі палива; 9 – фільтр первинної очистки палива; 10 – паливний бак;
11 – датчик положення педалі подачі палива або навантаження на двигун;
12 – паливний фільтр; 13 – підігрівач палива;
І – паливна магістраль низького тиску;
ІІ – паливна магістраль високого тиску;
ІІІ – магістраль повернення палива;
ІV – електропровода.
Рис. 2.195. Загальна схема розташування компонентів системи живлення
Common Rail та принцип роботи дизеля
Рис 2.196. Схема створення високого тиску та впорскування
палива у циліндри дизельних двигунів
Рис. 2.197. Система живлення двигуна V10 TDI з роздільною подачею палива до правого та лівого блоків циліндрів і охолодженням палива, що повертається до паливного бака
Рис. 2.198. Система роздільного живлення правого та лівого блоків циліндрів двигуна V 10 TDI
Принцип дії
Паливо з бака електронасососами подається до паливних фільтрів,
звідки паливопідкачуючими насосами подається до розподільчих трубопроводів і насос-форсунок. Не використане паливо повертається по трубопроводах до блоку фільтрації і через охолоджувач до паливного бака.
Електронасоси створюють попередній тиск в системі. Паливні фільтри з двома фільтруючими елементами у кожному, затримують тверді частинки та воду. Паливопідкачуючі насоси забирають паливо з фільтрів та під тиском, який регулюється редукційними клапанами на рівні 8,5 бар, паливо подається до розподільних трубопроводів і насос-форсунок. Обмежувальні клапани підтримують тиск в зливній магістралі та рівні 1 бар, що дозволяє стабілізувати тиск у системі живлення. Терморегулюючий клапан перепускає підігріте паливо, яке рухається від форсунок, при низьких температурах, до паливних баків через фільтруючі елементи, що нагріваються і виключають можливість створення парафіна.
Охолоджувач палива (рідинний або повітряний) охолоджує паливо, яке повертається до паливного бака та виключає можливість пошкодження бака через перегрівання.
Рис. 2.199. Схема акумуляторної системи живлення автомобіля
V8 TDI CR Audi з системою впорскування Common Rail
Рис. 2.200. Розташування елементів системи живлення
двигуна V8 TDI CR Audi з системою впорскування Common Rail
Рис. 2.201. Створення пальної суміші у циліндрі двигуна V8 TDI CR Audi з системою впорскування палива Common Rail
2.13.6. Паливні насоси
Паливні насоси низького тиску поршневі, коловоротні, мембранні, або плунжерні, з механічним приводом від двигуна, або з електроприводом призначені для подачі палива з паливного баку до карбюратора, або до паливного насосу високого тиску. Насоси можуть розташовуватися на двигуні, або електричні у паливних баках. Паливні насоси високого тиску плунжерні, шестірневі, роторно-шиберні призначені для створення високого тиску палива і дозованої подачі до форсунок, або не дозованої подачі до акумуляторів.
При подачі палива до форсунок насос подає необхідні порції палива в строго визначені моменти. Тобто у кінці такту стискання.
При подачі палива у акумулятори, насос постійно підтримує необхідний тиск палива у акумуляторах, форсунки у строго визначений момент відкриваються і впорскують порцію палива у циліндр. На сучасних двигунах застосовують паливні насоси високого тиску рядні (багатосекційні), де кожна секція обслуговує свій циліндр, або розподільні (односекційні), у яких єдина секція дозує паливо і подає його під високим тиском, розподіляючи між усіма циліндрами. Крім паливних насосів високого тиску у системі живлення деяких двигунів застосовують насос-форсунки з приводом від розподільного вала.
Рис.2.202. Плунжерний паливний насос високого тиску двигуна автомобіля КамАЗ:
1-корпус насоса; 2-ролик штовхача; 3-вісь ролика; 4-втулка ролика; 5-пята штовхача; 6-тарілка пружини штовхача; 7-поворотна втулка; 8-плунжер; 9,15-рейки; 10-втулка плунжера; 11-нагнітальний клапан; 12-фланець корпуса секції; 13-корпус секції; 14-секція насоса; 16-важіль пружини регулятора; 17-пружина регулятора; 18-верхня кришка регулятора;
19-колектор подачі палива; 20-важіль регулятора; 21-важіль виключення подачі; 22-важіль муфти; 23-муфта; 24-утримувач вантажів; 25-ручний паливопідкачуючий насос; 26-паливний насос низького тиску; 27-пружина штовхача; 28-задня кришка регулятора; 29-стопорний гвинт; 30-штовхач;
31-ексцентрик приводу насоса низького тиску; 32-фланець ведучої шестірні регулятора; 33-ведуча шестірня регулятора; 34-направляюча втулка рейки; 35-важіль регулятора; 36-важіль рейок; 37-пружина стартової подачі;
38-важіль стартової подачі; 39-перепускний клапан. Перепускний клапан розрахований на тиск 60-80 КПа.
Плунжерний насос високого тиску з регулятором частоти обертання колінчастого вала та автоматичною муфтою випередження впорскування палива приводиться від шестірні розподільного вала. Для кожного циліндра є своя плунжерна пара, яка подає паливо під тиском до форсунки.
Всережимний регулятор частоти обертання колінчастого вала змінює подачу палива в циліндри в залежності від навантаження і тим самим підтримує задану частоту обертання. Автоматична муфта випередження впорскування палива змінює момент початку подачі палива в залежності від частоти обертання колінчастого вала.
Рис. 2.203. Паливний насос високого тиску дизеля з розподільником
Рис. 2.204. Шестірневий паливний насос високого тиску Audi A6
Рис. 2.205. Робота паливного шестірневого насоса Audi A6
Паливо, що подається паливопідкачуючим насосом, заповнює простір між зубами шестірен, що обертаються і переміщується по колу до вихідного нагнітального отвору. Велика кутова швидкість обертання шестірень створює необхідний тиск палива у нагнітальній магістралі.
Рис.2.206. Всмоктування палива одноплунжерним паливним насосом двигуна VW FSI
Рис.2.207. Наггнітання палива одноплунжерним паливним насосом двигуна VW FSI
Насос подає паливо до розподільника під тиском до 12 МПа. Привід насоса здійснюється від кулачка розподільного вала, який натискаючи на стрижень плунжера стискає пружину і паливо у над плунжерному просторі. Стиснуте паливо відкриває нагнітальний клапан і поступає до розподільника і форсунок. Після проходження кулачком плунжера стиснута пружина повертає його в вихідне положення.
Рис. 2.208. Роторно-шиберний підкачуючий паливний насос
Призначення. Подача палива до рамп та насос-форсунок.
Принцип дії
Паливо з паливного бака через фільтр поступає до камер 1 та 3, де ротор засмоктує паливо та переміщає до камер 2 та 4, в яких паливо під тиском подається у нагнітальну магістраль до рамп та насос-форсунок. Заданий тиск у магістралі підтримує обмежувальний клапан.
Пружини постійно прижимають шиберні перегородки до ротора, не даючи можливості паливу витікани з нагнітальної магістралі.
Рис. 2.209. Робота роторно-шиберного паливного насоса (Всмоктування палива у камеру 1, та витискування ротором у нагнітальну магістраль з камери 4)
Рис. 2.210. Робота роторно-шиберного паливного насоса (Всмоктування палива у камеру 3, та витискування ротором у нагнітальну магістраль з камери 2)
Рис. 2.211. Бензиновий насос Б-10 двигуна автомобіля ЗИЛ-131:
1-прокладка фланця; 2-коромисло насоса; 3-флянець кріплення насоса;
4-повертальна пружина коромисла; 5- корпус насоса. 6-валик ручного привода насосу; 7-ущільнення штовхача; 8-діафрагма насоса; 9-штовхач;
10-тарільчата шайба діафрагми; 11-випускний клапан; 12-пружина клапана; 13-штуцер трубопроводу подачі палива до карбюратора; 14-обойма клапана; 15-гвинт кріплення кришки; 16-кришка; 17-каркас фільтруючої сітки;
18-фільтруюча сітка; 19-штуцер бензопровода від бака; 20-пркладка кришки; 21-головка насоса; 22-впускний клапан; 23-гайка кріплення штовхача;
24-пружина діафрагми; 25-сітчатий фільтр вентиляції картера; 26-прокладка упорної шайби; 27-важіль ручної підкачки палива; 28-повертальна пружина; 29-вісь коромисла; 30-ексцентрик розподільного вала; 31-розподільний вал;
32-штанга привода паливного насоса; 33-отвір під штуцер вентиляційної трубки; 34-зносостійке наплавлення штанги.