Давление common rail, Давление в системе Common Rail
При отказе регулировочного клапана давления топлива двигатель не будет работать, поскольку не будет создаваться необходимое для впрыска высокое давление топлива. Для контроля за давлением в рампе находится датчик давления топлива, который подает сигнал в соответствии с реальным давлением на блок управления. Быстрое движение иглы позволяет управлять и экономить топливом, которое попадает в двигатель в момент движения иглы вверх или вниз, контролируя качество распыла как в начале, так и в конце впрыска. Этот насос подает топливо в аккумулятор Rail под высоким давлением, необходимым для впрыска топлива.
Перепускной клапан ТНВД для регулирования количества дизтоплива, поступающего в топливную рампу. Регулятор давления топлива, обеспечивающий поддержание требуемого давления в магистрали высокого давления. Топливная рейка, которую также называют аккумулятором или рампой, представляет собой специальную трубку из коррозионностойкой стали со штуцерами для подключения манометра и крепления форсунок.
Датчик давления для фиксации и передачи данных на электронный блок управления. Регулятор давления топлива для поддержания давления в обратной магистрали. Этот клапан для обеспечения работы форсунок поддерживает давление 1 МПа. Пьезоэлектрические и электрогидравлические топливные форсунки. В конструкции первых используются пьезокристаллы, что дает значительное повышение скорости работы. Для управления вторых применяют электромагнитный клапан.
Принципы и особенности работы В топливной системе Common Rail используется принцип разделения процесса создания высокого давления и самого впрыска. Один цикл включает состоящий из трех этапов многократный впрыск: На предварительном этапе происходит повышение температуры и увеличения сжатия в камере сгорания.
Это обеспечивает ускорение процесса самовоспламенения. Для работающего на полной мощности мотора предварительный впрыск не выполняется. На холостых оборотах необходимы два предварительных впрыска, один впрыск нужен при увеличении оборотов. Работа двигателя обеспечивается на основном этапе. На дополнительном этапе увеличивается температура нагрева ОГ. Также рампы предотвращают скачки давления при работе насоса, выполняя роль гидродемпферов.
ТНВД передает топливо в распределительную рейку, где мониторит давление. Далее топливо передаётся в рейки 1 и 2 блока. Трубки высокого давления от рампы к форсункам имеют внутренний диаметр 3,0мм. Все остальные трубки высокого давления — 2,5мм. Суммарный объем составляет 33 см. Он регулирует подачу топлива и, следовательно, количество топлива от внутреннего топливоподкачивающего насоса к плунжерам ТНВД в зависимости от давления топлива в рампе.
Таким образом становится возможным регулировать подачу ТНВД в зависимости от условий работы двигателя, используя для регулировки контур низкого давления. При этом снижается до минимума количество топлива возвращаемого в обратный сливной контур, а также снижается потребление мощности насосом ТНВД, что улучшает показатели двигателя. Клапан регулирования объема топлива закрыт, если на него не подается электрическое питание.
Таким образом, при обрыве в цепи VCV двигатель не запускается. Когда напряжение на обмотку не подается, внутренняя пружина удерживает клапан PVC в закрытом состоянии. Когда давление топлива превышает бар, пружина сжимается, открывая клапан, и топливо перетекает в обратный сливной контур. После снижения давления до бар или ниже усилие пружины превышает давление топлива и клапан закрывается. Когда ЕСМ подает напряжение на клапан, клапан удерживается в закрытом положении и давление топлива растет.
Клапан регулирует давление топлива на выходе из ТНВД и, следовательно, давление в топливной рампе. PCV обеспечивает оптимальное давление в топливной рампе, необходимое для работы двигателя в различных режимах. ЭБУ делит форсунки на две группы по три цилиндра: цилиндры — группа А и — группа В. Форсунки 1 и 4 располагаются в передней части двигателя.
Сопротивление форсунки кОм при температуре 20 градусов. Новые форсунки не требуют калибровки и могут быть установлены в любой цилиндр. Примечание: каждая форсунка управляется циклом заряда и разряда, при этом электрическая энергия рассеивается в форсунке и затем выделяется из форсунки.
Никогда не снимайте электрический разъем с форсунки при работающем двигателе. Форсунка может остаться открытой, что приведет к повреждению двигателя. Для запуска двигателя необходимо давление не менее бар. Если давление будет ниже указанного значения, форсунки работать не будут и, следовательно, двигатель не запуститься. Для остановки двигателя ЭБУ прекращает подачу топлива к пьезоэлементам.
Топливо в цилиндры не впрыскивается и обороты двигателя падают до нуля. Система PCR 2. Эта конфигурация имеет несколько отличий : более производительный ТНВД может создавать давление до бар , новые рампы, одна с датчиком давления, новые форсунки с 7 отверстиями в распылителе.
Также отсутствует распределительная рампа. ТНВД имеет два выхода на трубки высокого давления для подачи к каждой рампе. Датчик давления установлен только на одной рампе. В двигателе установлено два типа форсунок, развернутых под разными углами по отношению к друг другу.
Они маркированы красными и белыми вставками для опознавания. Система позволяет создавать максимальное давление в рампе в бар и включает ЭБУ, ТНВД с клапаном потока, рампу с датчиком давления топлива и регулятором давления, топливные трубки и пьезофорсунки. Датчик контроля потока находится на ТНВД, а регулятор давления находится на топливной рампе и управляет сливом топлива из рампы в обратку.
Поэтому эти две системы можно легко перепутать.
Подача топлива в насос высокого давления осуществляется с помощью погружного электрического насоса низкого давления, размещенного в топливном баке, через топливный фильтр, а также с помощью вспомогательного передающего насоса, который смонтирован в одном корпусе с ТНВД. Такая система позволяет обеспечить быструю подкачку топлива в ТНВД сразу после включения ключа зажигания. Насос низкого давления относится к роторному типу и состоит из двух зубчатых шестерен, которые черпают поданное на вход насоса топливо и передают его к клапану контроля потока под давлением в 5 бар.
Для контроля стабильности давления подачи передающий насос имеет механический клапан контроля давления, который представляет собой клапан и пружину. В случае, если по какой-то причине давление передачи к клапану потока превысит 5 бар, пружина открывает шариковый запор и топливо закольцовывается обратно на вход передающего насоса. В случае выхода из строя передающего насоса топливо не подаётся в ТНВД и двигатель не может быть запущен. Дозирующий клапан контроля потока топлива VPV находится после передающего насоса и в его задачу входит управление подачей объёма топлива в область сжатия под управлением сигнала скважности с блока управления.
Если блок управления не подаёт сигнал, то поршень в клапане перекрывает подачу в ТНВД под влиянием усилия пружины. Если клапан неисправен в закрытом состоянии, то запуск двигателя невозможен. После подачи сигнала с ЭБУ активируется электромагнитный клапан, усилие которого сильнее усилия запорной пружины и открывается проход для топлива в область сжатия в соответствии со скважностью сигнала, равной необходимому уровню давления в рампе.
Высокое давление топлива создаётся с помощью двух плунжеров, которые расположены под углом в градусов к друг другу в вертикальной плоскости. Плунжеры приводятся в действие с помощью приводного вала насоса с эксцентриком. По мере вращения эксцентрик нажимает на квадратную втулку, которая создаёт давление на поршень плунжера.
На такте хода поршня вниз без воздействия эксцентрика и под влиянием пружины, в камере создаётся разряжение и топливо попадает в область сжатия через открытый шариковый клапан. Под усилием кулачка эксцентрика сила которого больше, чем усилие пружины плунжера, поршень сжимает топлива. Под воздействием высокого давления сжатия шарик на входе в топливном канале головки плунжера перекрывается, предотвращая слив обратно, а пружина выпускного клапана в головке плунжеров наоборот, открывается, и сжатое топливо подаётся в рампу.
После этого поршень опять идет вниз, создавая в камере разряжение, а более высокое давление в рампе закрывает шарик выпускного клапана.
Из ТНВД топливо попадает в топливную рампу и далее на форсунки. С одной стороны рампы находится датчик давления, который преобразует силу давления в электрический сигнал, а с другой - клапан контроля давления PCV , управляемый с ЭБУ. В случае недостоверного сигнала с датчика давления в рампе или в случае его отсутствия, ЭБУ переводит двигатель в аварийный режим, снижая его мощность до максимум оборотов минуту. Сигнал широко-импульсной модуляции с ЭБУ на клапан давления в рампе регулирует реальное давление по запросу на мощность двигателя.
Клапан регулирующий давления состоит из соленоида, пружины, которая надавливает на седло клапана с вмонтированной в нее иглой. Если двигатель выключен, то пружина практически закрывает клапан, надавливая на иглу.
Если в этот момент вдруг в рампе резко возрастет давление, то топливо отожмет пружину и сольётся в линию обратки в бак.
Таким образом создаётся защита системы. После подачи электрического сигнала на клапан, соленоид приводит в движение седло клапана, которое прикрывает отверстие для слива на нужный уровень в соответствии с сигналом скважности, повышая давление в рампе. В случае отказа клапана запуск двигателя невозможен, поскольку невозможно создать в рампе нужное для запуска давление топлива. Кроме пьезоэлемента форсунка состоит из коннектора и канала подачи топлива под высоким давлением, поршня с возвратной пружиной, распылителя, иглы и управляющей гидравлической камеры с пружиной и золотником.
Форсунка имеет канал для слива топлива в обратку в бак. Под высоким давлением пружина золотника закрывает канал возврата топлива в бак, предотвращая утечку в обратку через форсунку, а пружина иглы перекрывает отверстия распылителя. Под воздействием электрического сигнала с высоким током пьезоэлемент расширяется, толкая золотник.
Золотник открывает сливную магистраль. Давление в контрольной камере падает, а сила давления топлива в рампе, которая передаётся к концу иглы сдвигает ее вверх, открывая топливу путь в двигатель.
Форсунка способна производить несколько предварительных открытий, основное открытие для подачи топлива в двигатель, а также несколько пост открытий в рамках одного цикла впрыска.
Игла и золотник форсунки строго калиброваны. В соответствии с физическими свойствами форсунки ей присваивается шестизначный буквенно-цифровой код IIC - Injector Individual Correction , который вводится с помощью сканера в память блока управления при замене форсунки для правильной коррекции впрыска блоком управления.
В случае замены блока управления необходимо прокодировать новый блок кодами с каждой форсунки, которые нанесены лазерным принтером на пластиковую крышку в верхней части форсунки. Отличительной особенностью системы на автомобилях Polo после года является наличие Комбинированного клапана в магистрали низкого давления.
Он расположен у топливного фильтра и в его задачи входит нагрев топлива перед подачей в ТНВД. Электроника двигателя: Управление двигателем ЭБУ рассчитывается на основе данных датчиков датчик положения педали акселератора, температура двигателя, скорость движения, частота вращения коленчатого вала, объем воздуха расходомер воздуха , температура всасываемого воздуха, качество выхлопных газов NOx , количество впрыскиваемого топлива и время, в которое его следует впрыскивать.
Управление форсунками — сложная задача. Чтобы иметь возможность подать ток силой более ампер за короткое время максимум 20 миллисекунд , необходимо напряжение до 80 вольт. Это достигается за счет заряда конденсаторы и каскады усилителя мощности. Аккумуляторная топливная система. Предметы: операция Отличия обычной системы впрыска от Common Rail Секция низкого давления Секция высокого давления Измерьте напряжение и ток на электромагнитном инжекторе.
Электроника двигателя. Топливный бак: здесь хранится топливо. Емкость бака может варьироваться от 30 до 70 литров для более легких и тяжелых легковых автомобилей класса люкс. Нажмите здесь, чтобы получить дополнительную информацию о топливном баке. Электрический подкачивающий насос: установлен в баке. Этот насос обеспечивает перекачку топлива из бака под низким давлением в насос высокого давления в моторном отсеке.
Дизельные двигатели с системой Common Rail не всегда оснащены электронным подкачивающим насосом. Иногда в насос высокого давления встраивают шестеренчатый насос. Таким образом, топливо всасывается из бака насосом высокого давления, и давление повышается в топливной рампе.
Нажмите здесь, чтобы получить дополнительную информацию о подкачивающем насосе. Топливный фильтр: топливо может содержать загрязненные частицы. Эти частицы остаются в фильтрующем материале и не могут попасть в систему впрыска. Топливный фильтр также выполняет функцию водоотделителя.
Дизельное топливо также содержит влагу. Это может вызвать коррозию внутренних компонентов. Чтобы этого не произошло, вода также отделяется от топлива и остается в фильтре. Этот фильтр необходимо периодически опорожнять. Топливопровод низкого давления: этот топливопровод проходит от электронного топливного насоса к насосу высокого давления.
Давление в этой трубе составляет примерно 5 бар. Возвратная линия топлива: перекачанное слишком много топлива возвращается в бак по возвратной линии. Возвратное топливо также служит для охлаждения, поскольку отводит тепло.
Поэтому всегда должно быть в наличии возвратное топливо. При замедлении торможении двигателя топливо в камеру сгорания не впрыскивается. В это время количество возвращаемого топлива является наибольшим. Возвратное топливо также можно использовать для определения того, остается ли форсунка непреднамеренно открытой.
Это может быть связано, например, с загрязнением или неисправностью форсунки, либо с ошибкой управления блоком управления двигателем. Отсоединив обратку всех форсунок и собрав их одновременно, можно посмотреть взаимную разницу. Если у одной форсунки заметно мало возвратного топлива, вполне возможно, что форсунка остается открытой слишком долго. Впрыскивается слишком много топлива. Это можно увидеть на изображении ниже.
Здесь одна форсунка не имеет возврата топлива.
Контроль возврата топлива. Хогедрукпомп Насос высокого давления выполнен в виде плунжерного насоса и обеспечивает поддержание постоянного давления топлива в топливной магистрали в зависимости от системы.
Это составляет от бар для двигателей Common Rail первого поколения с года до бар для нынешних систем. Чем выше давление впрыска, тем меньше капель топлива и тем лучше сгорание и, следовательно, выбросы выхлопных газов.
