Устройство и принцип действия электронного ТНВД
Адреса:
д. Агалатово
Ленинградская область
Приозерское шоссе участок 6Д
Тел. +7(921)448-57-27
E-mail: [email protected]
Радиально-поршневой распределительный ТНВД представляет собой насос впрыска с электронным регулированием, имеющий собственный блок управления. Насос создаёт давление впрыска 1500 бар. Высокое давление впрыска позволяет достичь мелкодисперсного распыления топлива. Это приводит к более полному сгоранию топливно-воздушной смеси и меньшему
содержанию вредных веществ в ОГ
Основные задачи радиально-поршневого распределительного ТНВД:
- забор топлива из топливного бака
- сжатие топлива до 1500 бар
- распределение топлива по цилиндрам
Всасывание
Радиально-поршневой распределительный ТНВД расположен там, где раньше был установлен пластинчатый насос, всасывает топливо из топливного бака и создаёт давление в ТНВД.
За счёт давления, созданного в ТНВД, при открытом электромагнитном клапане топливо подаётся в камеру сжатия.
Сжатие
Топливо сжимается двумя плунжерами, которые приводятся от кулачковой обоймы через ролики. Привод осуществляется приводным валом.
За счёт вращательного движения приводного вала ролики нажимают на кулачки обоймы и перемещают плунжеры вовнутрь. Это приводит к сжатию топлива между плунжерами.
Распределение
Если электромагнитный клапан закрыт, топливо распределяется по отдельным цилиндрам с помощью вала распределителя и распределительной головки через обратный дроссель нагнетательного клапана и форсунку впрыска.
В распределительной головке имеются отверстия, соответствующие отдельным цилиндрам. Вал распределителя проворачивается приводным валом и соединяет камеру сжатия попеременно с каждым отверстием в распределительной головке
Радиально-поршневой распределительный ТНВД имеет собственный блок управления.
Задачей блока является управление и контроль исполнительных элементов насоса впрыска. Для этого в блоке управления сохранены характеристики, точно соответствующие характеристикам насоса впрыска. Блок управления и насос впрыска образуют единый блок и прочно соединены друг с другом
Что чем управляет?
Датчики отправляют на блок управления двигателя информацию о режиме работы двигателя и о положении педали акселератора. Блок управления двигателя анализирует эту информацию и рассчитывает момент начала впрыска и необходимое количество подаваемого топлива. Полученные значения блок управления двигателя отправляет на блок управления топливного насоса. Блок управления топливного насоса рассчитывает команды управления для электромагнитного клапана регулирования количества подаваемого топлива и клапана управления опережением впрыска. При этом учитываются сигналы, поступающие в насос впрыска от блока управления двигателя и датчика угла поворота. Для контроля управления двигателя блок управления топливного насоса отправляет на блок управления двигателя обратное сообщение о режиме работы насоса впрыска.
Регулирование количества подаваемого топлива
На приведённом ниже обзоре системы показаны датчики, на основании сигналов которых определяется количество подаваемого топлива Сигнал, поступающий от блока управления двигателя, преобразуется блоком управления топливного насоса в сигнал для электромагнитного клапана регулирования количества подаваемого топлива. Задачей регулирования количества подаваемого топлива является точная адаптация количества топлива к различным режимам работы двигателя.
Принцип действия:
Впрыск
Блок управления топливного насоса подаёт сигнал управления на электромагнитный клапан регулирования количества подаваемого топлива, клапан перекрывает подачу топлива. Все время, пока электромагнитный клапан закрыт, топливо сжимается и подаётся на форсунки впрыска. При достижении заданного блоком управления двигателя количества топлива электромагнитный клапан открывает подачу топлива из внутреннего пространства насоса. Давление падает; впрыск завершён.
При полной нагрузке двигателя объём топлива на каждый цикл впрыска составляет ок. 50 мм3.
Это равно объёму одной капли воды.
На оборотах холостого хода на каждый цикл впрыска требуется ок. 5 мм3 топлива.
Это соответствует размеру булавочной головки диаметром 2 мм.
Дополнительной задачей электромагнитного клапана регулирования количества подаваемого топлива является остановка двигателя. При выключении зажигания электромагнитный клапан открывается, сжатие топлива не происходит.
Регулирование момента впрыска
На приведённом ниже обзоре системе представлены датчики, на основании сигналов которых определяется момент начала впрыска. Сигнал, поступающий от блока управления двигателя, преобразуется блоком управления топливного насоса в сигнал для клапана управления опережением впрыска. Задачей регулирования момента впрыска является адаптация момента впрыска к частоте вращения двигателя.
Принцип действия:
При увеличении частоты вращения впрыск должен происходить раньше. Опережение впрыска осуществляется регулятором впрыска. За счёт силы действия пружины управляющий поршень прижимается к поршню регулятора впрыска. В кольцевую полость управляющего поршня через отверстие из внутреннего пространства ТНВД поступает топливо под давлением. Клапан управления опережением впрыска определяет давление топлива в кольцевой полости управляющего поршня.
При увеличении частоты вращения клапан управления опережением впрыска увеличивает давление топлива в кольцевой полости.
За счёт этого управляющий поршень отжимается от поршня регулятора впрыска, преодолевая силу действия пружины, и открывает канал. Топливо поступает в полость за поршнем регулятора впрыска.
За счёт давления топлива поршень регулятора впрыска перемещается вправо. Поршень регулятора впрыска соединён с кулачковой обоймой так, что горизонтальное движение регулятора впрыска проворачивает кулачковую обойму в направлении опережения впрыска.
Устройство и принцип работы ТНВД Denso
ТНВД Denso является очень распространенной системой на сегодняшний день, поэтому вопросы, связанные с его устройством сейчас очень актуальны. Данная статья повествует об этих вопросах.
Со временем, из-за достаточного количества факторов, в том числе и морального устаревания. Устаревшие топливные насосы высокого давления (ТНВД), устройство которых значительно отставало от развития двигателей сталид потихоньку исчезать. По мере их исчезновения стали разрабатываться новые варианты насосов, и кампания Denso стала, и остается флагманом развития.
Denso разработали ТНВД, который подчиняется электронному блоку управлению. Благодаря такому решению удалось добиться ощутимого повышения точности дозировки топлива и значительного повышения равномерности и плавности работы двигателя.
На некоторых насосах от Denso можно найти быстродействующий клапан, устройство которого позволяет разделить на две фазы процесс впуска топлива в цилиндры, за счет чего значительно повышается качество сгорания топливной смеси. Также точная работа ТНВД способствует снижению выброса негативных веществ в атмосферу.
ТНВД densoСодержание
- Электронная система
- Зачем нужны сигналы
- Устройство системы
- Принцип роботы исполняющих механизмов
- Электромагнитные движущие механизмы
- Особенности работы ТНВД Denso
Электронная система
Как правило, в таких электронных системах принято использовать насосы распределительного типа так как в них установлены дополнительные устройства.
Они регулируют положение дозатора и клапана автоматического опережения на впрыске топлива.
Блок управления ТНВД Denso и само его устройство очень похоже на принцип работы инжекторного двигателя и его ЭБУ. Блок управления воспринимает сигналы от большого количества датчиков, которые также присущи известному нам инжекторному двигателю. Это датчик положения педали акселератора, частоты вращение распределительного и коленчатого валов, температуры воздуха и прочие.
Зачем нужны сигналы
Эти сигналы обрабатывает блок управления и складываются в определенный посыл для топливного насоса после чего и отправляются туда. Получая сигнал, он обеспечивает соизмеримую подачу топлива в цилиндры, выбирает давление форсунки и, определяет нужный и лучший угол опережения впрыска. Система, основанная на датчиках довольно эффективна. К примеру, если на двигатель опускается дополнительная нагрузка, печка, например, или кондиционер, то ЭБУ моментально это замечает по поступающим сигналам и в режиме реального времени корректирует работу ТНВД так, чтобы компенсировать новую нагрузку.
Устройство системы
Устройство такого сложного электронного насоса начинается с самого главного — с исполнительного механизма. Принцип его основан на действии электрических магнитов, а задача заключается в изменении положения дозирующей муфты. Управляет ей непосредственно электронный блок. Теперь нужно понять устройство и разобраться в том, с каких же конкретно датчиков блок воспринимает сигналы, так как это может серьезно помочь в решении неполадок и диагностике появившихся проблем. В блок поступает информация с датчика начала впрыска, который расположен в одной из форсунок насоса Denso, с датчика ВМТ и частоты вращения коленчатого вала, он нашел себе место в головке блока. По этому же датчику водителю сообщаются и показания тахометра. Также участие принимают датчики массового расхода воздуха, температуры воздуха и температуры охлаждающей жидкости, положения педали газа. Далее, компьютер основываясь на заданных характеристиках и показаниях датчика создает сигналы, которые уходят в насос.
Если конкретнее, то эти сигналы получают механизм цикловой подачи топлива и механизм контроля опережения. Таким образом, работа ТНВД Denso корректируется в зависимости от режима работы: от холостого хода до работы на полную мощность. Для большей надежности каждый из механизмов получил встроенный потенциометр, который отправляет сигнал в обратную сторону для получения надежных сведений о положениях муфты и необходимого угла опережения.
Также в обязанности ЭБУ (электронный блок управления) на дизельном двигателем входит и контроль всех рутинных процессов. То есть его устройство позволяет с помощью тех же электронных сигналов полностью управлять, к примеру, стабилизацией частоты вращения коленчатого вала или же рециркуляцией охлаждающей жидкости. Помимо этого, в блоке также сохранены все оптимальные значения абсолютно всех показателей двигателя, сделано это для того, чтобы по мере изменения показателей в сторону от эталонных блок мог корректировать процессы, чтобы двигатель работал «идеально».
Также любопытно то, что Denso заложили в устройство ЭБУ программу быстрой диагностики всех систем мотора. Эта программа позволит контролировать и поддерживать работу двигателя при большинстве даже аварийных неполадок, чтобы машина даже в экстремальной ситуации не подвела своего хозяина. Соответственно если что-то случится с блоком управления, то тут уже ничего не поможет запустить двигатель и поехать.
Принцип роботы исполняющих механизмов
Чаще всего для ТНВД Denso устройство исполняющих механизмов представляет собой сложный электромагнит у которого поворотный сердечник. Конец этого сердечника особым образом соединяется с эксцентриком дозирующей муфты. Когда блок пускает по цепи электрический сигнал, то электромагнит его воспринимает и делает поворот сердечника на угол от 0 до 60 градусов, соответственно перемещая дозирующую муфту, которая и изменяет характеристики цикла подачи.
Опережение угла впрыска осуществляется также электромагнитом, только здесь это специальный клапан, который изменяет показатель давления топлива.
Клапан работает с огромной скоростью, он всегда либо открыт, либо закрыт. На скорость движения клапана влияет частота вращения распределительного вала. Когда электромагнитный клапан полностью открывается, то давление очень низкое, соответственного и угол опережения также уменьшается. Когда клапан закрывается все происходит с точностью наоборот. На положение клапана воздействует импульс из блока, а ЭБУ формирует его в соответствии с режимом работы двигателя и его температурными показателями. Чтобы компьютер мог определять момент начала впрыска топлива в одной из форсунок есть индукционный датчик подъема иглы форсунки.
Электромагнитные движущие механизмы
В различных видах ТНВД Denso в качестве исполняющих механизмов могут применяться различные электромагнитные устройства, моментные, линейные или шаговые электродвигатели. Они выполняют роль движущего механизма, то есть привода дозатора топлива в насосах. Рассмотрим несколько иной принцип работы электромагнитного клапана, чем был приведен ранее.
Для хорошей работы такой системы в корпусе каждой форсунки находится катушка возбуждения, на которую компьютер подает напряжение. Это делается для того, чтобы поддерживать постоянное напряжение в цепи независимо от остальных показателей. Ток, проходящий по этой цепи создает магнитное поле вокруг катушки возбуждения. В один момент, когда точка подъёма иглы достигает своего пика возникает мощный импульс, который сразу же передается в компьютер, который его анализирует и корректирует необходимый угол опережения впрыска. Также на коррекцию влияет и сохраненный в памяти блока эталонный сигнал, его значение учитывается при расчете соответствующих условий работы дизеля. Обработав сигнал, проанализировав и сравнив с эталонным вариантом, ЭБУ посылает обратный сигнал в форсунку. Клапан в форсунке соединён с автоматом, если конкретнее, то с его рабочей камерой. Когда автомат принимает определенный сигнал, то давление, что действует на поршень автомата повышается или уменьшается, и как результат поршень меняет свое положение вследствие чего изменяется и угол опережения.
Особенности работы ТНВД Denso
Далее, разберемся в устройстве непосредственно данного типа ТНВД от Denso. Мы уже разобрались в том, что всеми системами двигателя управляет ЭБУ, который к тому же еще и совмещен, т.е. ему подчиняются и все остальные системы мотора. Начнем с контура низкого давления. Обычно в таких системах применяется топливоподкачивающий насос шиберного типа, он также подчиняется компьютеру. В частности, давления топлива создаваемое им зависит от частоты вращения насосного колеса. Однако ЭБУ так корректирует его работу, что при увеличении частоты его вращения давление растет не пропорционально. В насосе есть отверстие, через которое топливо выходит на клапан, из чего следует, что клапан располагается в непосредственной близости от самого насоса. Клапан изменяет характер своей работы в зависимости от того, сколько топлива потребляет двигатель в данный конкретный момент времени. Соответственно при резком изменении условий работы двигателя, например, при резком разгоне, клапан четко на это отреагирует.
Пройдя клапан топливо попадает в соответствующие секции ТНВД и к устройству опережения впрыска.
Также в насосе существуют специальные дренажные отверстия. То есть, если давление, что создает насос слишком высоко для потребляемого в эту секунду топлива, то торцевая кромка поршня отодвигается и открывает эти самые отверстия. Они радиально расположены и благодаря этому солярка сливается обратно по этим каналам. Также очень интересной является система удаления воздуха и охлаждения насоса. В насосе существует специальный клапан дросселирующего перепуска. Топливо проходит сквозь этот специальный канал, в нем есть специальный подпружиненный шарик, который дает вытекать топливо только при наличии определенного его объёма. Это немного похоже на работу поплавковой камеры обычного карбюратора. Далее по каналу располагается дроссель очень маленького диаметра, который обеспечивает автоматический отвод воздуха из корпуса насоса. Собственно, весь контур именно низкого давления рассчитан на то, что под определенным воздействием через него всегда протекает определенное количество солярки.
Теперь пришло время контура высокого давления. Непосредственно созданием высокого давления занимаются специальные секции ТНВД с радиальным движением плунжеров. Эта секция включает в себя: башмаки с роликами, специальную соединительную шайбу, кулачковую шайбу и нагнетающие плунжеры. Крутящий момент, воспринимаемый от приводного вала, принимают соединительная шайба и специальные шлицевые соединения. Эти шлицевые пазы служат для того, чтобы сидящие в них ролики обеспечивали работу плунжеров соответственно виду кулачковой шайбы. То есть, сколько кулачков на шайбе столько и цилиндров в двигателе. Далее с помощью вала распределителя топливо попадает в разные плунжеры. Разбивается этот процесс на фазы. Во время фазы наполнения плунжеры выдвигаются, а запирающая игла переходит в свободное состояние тем самым открывая доступ топливу в камеру высокого давления. В фазе нагнетания давления игла запирается, а плунжеры изменяют свое положение тем самым увеличивая давление в камере высокого давления.
Как работает насос форсунок
Главная >
1Новости>Как работает насос форсунок
Seletron Performance
23 февраля 2022
Как работают наши блоки настройки микросхем для двигателей с насосами форсунок2 90; мы вернулись (как и обещали), чтобы подробно обсудить, как блоки настройки чипа работают на дизельных двигателях , которые используют PDE или насосы-форсунки в качестве системы впрыска. Ранее мы описали другие системы впрыска, а именно первую электронную систему управления впрыском через роторный насос с электронным управлением, затем вторую эволюцию централизованного впрыскивающего насоса, то есть систему с радиально-поршневым насосом. Сегодня мы обсудим первую нецентрализованную систему впрыска дизельного топлива, т.
е. систему, состоящую из независимых модулей для каждого цилиндра. Эти элементы состоят из насоса высокого давления, установленного в том же корпусе, что и инжектор с электронным управлением.В начале 2000-х мы начали получать много запросов на электронную настройку первых дизельных двигателей, использующих эту новую систему впрыска. Группа VAG впервые применила эту технологию и представила ее на 4-цилиндровых двигателях 1.9TDI, которые отказались от роторного ТНВД с электронным управлением в пользу этой системы, которая обещала более высокую эффективность и производительность. Предыдущий 1900TDI с роторным ТНВД имел мощность 110 л.с. и около 235 Нм максимального крутящего момента в зависимости от версии.
Первый 1900TDI (опять же с двумя клапанами на цилиндр и с турбонагнетателем с изменяемой геометрией) имел мощность 115 л.с. и (что самое главное) выдающийся максимальный крутящий момент в 280 Нм. Каждый ценит замечательную эластичность и легкое использование высоких передач во время вождения.
Крутящий момент настолько велик, что редко приходится переключаться на пониженную передачу, а поездка очень плавная, даже в гору. Вскоре после этого появились двигатели 1900TDI с увеличенной до 130, 150 и до 160 л.с. мощностью. Также были выпущены дефорсированные версии мощностью 101 и 105 л.с. Мы получили много запросов на настройку этих двигателей с помощью дополнительных модулей чип-тюнинга.
Как работает система впрыска дизельного топлива с насосом-форсункой
Теперь давайте обсудим отличия от предыдущих 1900 TDI с электронными роторными ТНВД. Все по-другому. Да все, потому что от прежнего практически ничего общего не осталось. Группа VAG использует инжекторные насосы для достижения более высокого давления впрыска (они могут работать при давлении около 2000 бар) и для большей гибкости в управлении этапами впрыска. При этой системе момент впрыска частично освобождается от положения коленчатого вала. Кроме того, можно производить многократные впрыски, в том числе предварительные.
Теперь технический аспект. Новизна заключается в том, что в этой системе каждая форсунка имеет свой насосный элемент, приводимый в движение верхним распределительным валом. Это позволяет, как упоминалось выше, создавать очень высокие давления впрыска и гораздо более точно управлять стадиями впрыска. Каждая соленоидная форсунка оснащена насосным элементом на головку, который создает высокое давление дизельного топлива. ЭБУ управляет открытием заглушки форсунки с помощью соленоида (с электромагнитным приводом), который создает дисбаланс давления дизельного топлива, так что форсунка открывается и мелко распыляет дизельное топливо под высоким давлением.
Этот впрыск, благодаря высокому давлению и возможности создания предварительного впрыска (небольшой впрыск дизельного топлива, повышающий температуру и давление в камере сгорания для подготовки среды для последующих основных впрысков), обеспечивает снижение в генерации твердых частиц, более высокой мощности и возможности настройки для получения большей мощности.
Кроме того, система инжектор-насос позволяет использовать технологию сажевого фильтра.
Как работали первые дизельные сажевые фильтры
Эта технология служит для улавливания твердых частиц, образующихся при сгорании дизельного топлива в дизельном двигателе, и требует специальной очистки для регенерации самого фильтра. Регенерация сажевого фильтра (который имеет тенденцию к засорению по мере увеличения пробега) происходит посредством пост-впрыска или небольших впрысков дизельного топлива, осуществляемых во время фазы выхлопа, которые вызывают сгорание внутри сажевого фильтра, очищая его. ЭБУ определяет необходимость регенерации сажевого фильтра по дисбалансу давления, определяемому датчиком перепада давления, подключенным через две маленькие трубки до и после ячеек фильтра. Когда дисбаланс давления достигает определенного порога, это означает, что фильтрующие ячейки чрезмерно забиты и должны быть регенерированы через послевпрыска , чтобы избежать чрезмерного противодавления выхлопных газов.
Как работают блоки настройки чипа для двигателей с ТНВД
В принципе, блоки настройки чипа для дизельных двигателей с насосами-форсунками работают так же, как и для радиально-поршневых ТНВД. Основное отличие состоит в том, что этот тип чип-тюнинга является последовательным и включает в себя управление 4-мя радиально-поршневыми насосами (в четырех цилиндрах). По сути, блок чип-тюнинга CHIPBOX подключается параллельно ко всем ТНВД и считывает их управляющие сигналы. На основе стандартных элементов управления, реализованных ЭБУ, происходит удлинение фазы впрыска для каждого цикла двигателя и индивидуально для каждого электрофорсунки.
Чип-тюнинг включает в себя четыре полупроводниковых выходных каскада, изготовленных из полупроводников типа Mosfet/Hexfet, плюс общий выходной каскад, воздействующий на питание насоса форсунки. Эти чип-тюнинги также связаны с датчиком положения педали акселератора, который используется для определения потребности водителя в подаче крутящего момента/мощности.
Сборка этих модулей чип-тюнинга довольно проста, так как поставляемые жгуты проводов имеют круглые разъемы для электрического подключения всех насосов-форсунок (расположены сбоку на головке двигателя). Как уже упоминалось, необходимы только подключения к источнику питания и датчику положения педали акселератора.
Дизельные двигатели с насос-форсунками
Первыми двигателями, в которых использовалась эта технология, были двигатели группы VAG на 1900TDI. В последующие годы 5-цилиндровые двигатели 2500TDI и более крупные двигатели с той же системой впрыска также производились с архитектурой V8. Затем появился 2.0TDI 16V (8-клапанный в версиях с FAP) мощностью 140 л.с. Эти системы впрыска также использовались в секторе большегрузных автомобилей, например, на 9-й модели.0011 Курсоры
производства IVECO . Однако даже в этом секторе от этой системы впрыска в последующие годы отказались, чтобы перевести все двигатели на систему Common Rail.
Прежде чем закрыть тему, связанную с чип-тюнингом дизельных двигателей с насос-форсунками, отметим, что первые электрофорсунки этого типа были электромагнитно управляемыми , то есть для управления открытием форсунки ЭБУ модулировал соленоиды, которые будет генерировать контролируемое магнитное поле для притяжения ферромагнитного элемента, который действует как механический элемент управления инжектором. В последующие годы группа VAG представила новые насосы-форсунки с пьезоэлектрическим управлением, чтобы обеспечить больший контроль и скорость открытия.
В данном случае управляющий элемент состоит не из электромагнита, а из специфических кристаллов с пьезоэлектрическим эффектом , т.е. кристаллов, способных изменять свое физическое состояние в присутствии ЭДП (разности электрических потенциалов), а также делать обратное, т. е. создание ЭДП при механическом напряжении. В этой второй серии электрофорсунок (эта технология позже также использовалась в форсунках с общей топливной рампой) управление ECU отличается с точки зрения значений напряжения (более высокого) и тока.
Излишне говорить, что хотя логика работы остается неизменной, за эти годы нам пришлось полностью перенастраивать весь выходной каскад наших чип-тюнингов. Впоследствии эта технология становится еще более сложной и запутанной. На самом деле, помимо работы с напряжениями, которые могут варьироваться от 100В до 150В, есть еще и то, что если для классических электроинжекторов достаточно было убрать управление и форсунка автоматически закрывалась, то в этой новой системе, задача заключалась в том, чтобы держать инжектор открытым, а затем закрывать его с помощью специального полевого транзистора, а также управлять током разряда, чтобы не слишком сильно нагружать пьезоэлектрический сердечник.
Ранее мы говорили, что пьезоэлектрический эффект является обратимым , поэтому вот несколько контрастирующих примеров, чтобы понять его применение. Вы помните пьезо твитеры используемые специально на акустических колонках большой мощности? Они работают по тому же принципу, что и пьезоэлектрические форсунки.
Под воздействием разности потенциалов они меняют свое физическое состояние. В этом приложении мембрана, соединенная с пьезоэлектрическими кристаллами , «вибрирует» в соответствии с синусоидальным рисунком музыкального сигнала и, таким образом, воспроизводит высокие звуковые частоты. Напротив, при применении в таких ситуациях, как кухонные газовые зажигалки и некоторые зажигалки, когда мы нажимаем кнопку, она сжимает пружину, которая при отпускании механически нагружает пьезоэлектрические кристаллы , которые, в свою очередь, производят высокое ЭДП (электрическое напряжение), которое создает дугу для зажигания пламени!
Понравилась ли вам эта статья? Поделитесь ею с друзьями и возвращайтесь, чтобы прочитать следующую. Вскоре мы обсудим самую сложную и современную систему впрыска дизельного топлива Common-Rail !
Найдите свой автомобиль
Вам также может понравитьсяКак работают наши блоки чип-тюнинга для дизельных двигателей с электронными роторными насосами VP37 >>> ПРОЧИТАТЬ
Как работают наши блоки чип-тюнинга для двигателей с радиально-поршневыми ТНВД VP44 >>> ПРОЧИТАТЬ
Как работают наши дополнительные блоки чип-тюнинга для двигателей с системой Common-Rail >>> ПРОЧИТАТЬ СЕЙЧАС
Насос-форсунки и насосы насосов
Модуль Инжекторные и насосные системы Магди К.
Хайр, Ханну Яаскеляйнен
Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите для просмотра полной версии этого документа.
Abstract : В системах впрыска с насос-форсунками и насос-форсунками каждый цилиндр двигателя обслуживает отдельный насос. Когда-то система с насос-форсунками могла развивать самое высокое давление впрыска среди всех типов систем впрыска. В то время как были разработаны усовершенствованные системы насос-форсунок с электронным управлением с возможностью многократного впрыска и регулирования скорости, насос-форсунки постепенно заменяются технологией Common Rail.
- Введение
- Система насос-форсунок
- Насосная установка
В системах с насос-форсунками (UI) и насосами-насосами (UP) каждый цилиндр двигателя обслуживается отдельным насосным элементом впрыска или насосом высокого давления, расположенным в непосредственной близости от цилиндра.
- Уменьшение проблем с динамикой трубопровода : проблемы с динамикой трубопровода в системах насос-форсунок/насосных насосов вызывают меньше проблем, чем в их аналогах насос-линия-форсунка (P-L-N). Возможность суперпозиции волн, которая беспокоила системы P-L-N, вызывая повторные инъекции и способствуя задержке инъекции, значительно снижается. Тем не менее, следует отметить, что проблемы с динамикой трубопровода, возникающие в узких каналах насос-форсунок, все же могут модулировать скорость впрыска 9.0143 [371]
- Более высокое давление впрыска : система UI традиционно имеет самое высокое давление впрыска среди всех типов систем впрыска.
В начале 2000-х системы UI могли выдерживать давление 200 МПа по сравнению со 160 МПа в системах Common Rail. С тех пор пиковые значения давления впрыска в системе UI/UP выросли до 250 МПа для некоторых приложений 2007 модельного года.
В начале 2000-х системы UI могли выдерживать давление 200 МПа по сравнению со 160 МПа в системах Common Rail. С тех пор пиковые значения давления впрыска в системе UI/UP выросли до 250 МПа для некоторых приложений 2007 модельного года.Что касается давления топлива, следует отметить, что давление в системе впрыска топлива Common Rail также возросло, а в некоторых системах достигло или превысило давление, доступное в системах UI/UP. Хотя нет никаких технических причин, препятствующих дальнейшему росту давления UI/UP, производители двигателей все чаще используют системы Common Rail в приложениях, в которых традиционно доминируют системы UI/UP. По этой причине системы UI/UP, скорее всего, не претерпят существенного развития за пределами их текущих пиковых давлений около 250 МПа.
Обе системы UI и UP приводятся в действие распределительным валом двигателя. В одной общей конструкции механической системы управление подачей топлива обычно достигалось вращением насосного элемента (плунжера) так же, как это делается в системах P-L-N.
С внедрением электроники в дизельные двигатели были разработаны системы с электронным насосом-форсункой (EUI) и с электронным насосом-насосом (EUP). В них используется переливной клапан с электромагнитным управлением для контроля подачи топлива.
Благодаря наличию топливопроводов насосную систему можно отнести к варианту системы впрыска P-L-N. Однако конструкция систем насос-форсунок и насос-форсунок часто одинакова, что делает удобным обсуждение этих систем вместе. На самом деле, некоторые производители предлагают свои системы впрыска как в версии UI, так и в версии UP (сравните рисунок 4 и рисунок 11).
Коммерческое применение насос-форсунок началось в 1930-х годах на Winton (дочерняя компания GM) и дизельных двигателях GM. Winton продолжал поставлять двигатели Electro-Motive Corporation (EMC), в то время как GM передала производство дизельных двигателей своему Detroit Diesel Division. Линейка двухтактных двигателей Detroit Diesel Corporation является одним из наиболее известных применений технологии насос-форсунок.
С 1930-х до середины 1980-х годов компания Detroit Diesel использовала механические насос-форсунки. В 1985, двухтактный двигатель Detroit Diesel Series 92 стал первым дизельным двигателем большой мощности, в котором используется насос-форсунка с электронным управлением [2151] . С момента введения электронного управления насос-форсунки продолжали развиваться, достигая более высокого уровня сложности. Эволюция легких и тяжелых машин шла разными путями.
Возможно, самой передовой конструкцией насос-форсунки для легких условий эксплуатации является инжектор PPD, который некоторое время производился Volkswagen Mechatronic (совместное предприятие Volkswagen и Siemens VDO), начиная с 2004 года, для приложений Euro 4 2006 модельного года. В этом инжекторе использовался пьезоэлектрический привод, и он мог выполнять до 2 пилотных и 2 вторичных впрыска в дополнение к основному впрыску. Однако это произошло в то время, когда системы Common Rail уже закрепились в легковых автомобилях и быстро набирали популярность.
Инжектор PPD не мог конкурировать с системами Common Rail и был снят с производства вскоре после его запуска. Начиная с 2007 года он был заменен на Common Rail для приложений Евро 5. С тех пор системы Common Rail стали предпочтительным выбором для двигателей малой грузоподъемности, а насос-форсунки быстро исчезают из новых конструкций двигателей.
Электронные насос-форсунки продолжали развиваться для тяжелых условий эксплуатации. Эволюция некоторых из этих конструкций описана в статье о системах впрыска в двигателях HD. Вершиной конструкции насос-форсунок для тяжелых условий эксплуатации являются двухклапанные конструкции форсунок Delphi E3 и Caterpillar MEUI-C для двигателей, отвечающих стандартам выбросов на дорогах Агентства по охране окружающей среды США 2007 года. В то время как эти усовершенствованные конструкции насос-форсунок имеют такие возможности, как формирование скорости и многократный впрыск, системы Common Rail для тяжелых условий эксплуатации эволюционировали до такой степени, что они заменяют насос-форсунки во многих новых конструкциях двигателей для рынков с самыми строгими стандартами выбросов.