За последние годы разработано много систем впрыска дизельного топлива, в частности, прямого впрыска (DI). При этом преследовалась задача не только увеличить мощность двигателя, но и уменьшить расход топлива и шума и снизить токсичность отработавших газов. По сравнению с ранее использовавшимися системами система впрыска топлива Bosch «Common Rail» (аккумуляторная топливная система) для прямого впрыска топлива (DI) обеспечивает более высокую гибкость при адаптации к системе питания дизельного двигателя.
Функционирование системы впрыска
Отличительная характеристика системы с общим трубопроводом «Common Rail» (аккумуляторной топливной системы) заключается в разделении узла, создающего давление, и узла впрыска топлива.
Основу системы составляет резервуар (аккумулятор). Давление впрыска не зависит от количества впрыскиваемого топлива и частоты вращения коленчатого вала двигателя. Запас топлива под давлением находится в аккумуляторе высокого давления «Common Rail» и готов к впрыску. Количество впрыскиваемого топлива определяется по требованию водителя, а давление впрыска рассчитывается блоком управления (ЕСМ) на основании информации от различных датчиков. ЕСМ в точно установленный момент передает сигнал возбуждения к соленоиду форсунки, означающий начало подачи топлива. Количество впрыскиваемого топлива определяется периодом открытия распылителя и давлением в системе. ЕСМ и датчики системы впрыска топлива включают:
- ЕСМ;
- датчик частоты вращения коленчатого вала;
- датчик положения распределительного вала;датчик положения педали акселератора;
- датчик давления в системе с общим трубопроводом;
- датчик температуры охлаждающей жидкости;
- измеритель расхода воздуха.
На основании информации от вышеперечисленных датчиков и требования водителя (положение педали акселератора) ЕСМ определяет мгновенную операционную характеристику двигателя и автомобиля в целом.
Блок обрабатывает сигналы, выработанные датчиками и переданные по линиям связи, и на основании этой информации управляет системой впрыска в режиме открытого или закрытого контура. Частота вращения коленчатого вала двигателя измеряется датчиком частоты вращения коленчатого вала, а датчик положения распределительного вала определяет последовательность впрыска топлива (длина фазы). Электрический сигнал от потенциометра положения педали акселератора передает ЕСМ сигнал о степени нажатия водителем на педаль акселератора.
Измеритель расхода воздуха передает ЕСМ сигнал с данными относительно мгновенного потока воздуха, что позволяет рассчитать процесс полного сгорания топлива с минимальным содержанием вредных веществ в отработавших газах.
Основные функции
Основные функции системы заключаются в обеспечении впрыска требуемого количества топлива в строго определенный момент и под необходимым давлением. Это обеспечивает не только плавную работу дизельного двигателя, но и экономичное потребление топлива.
Дополнительные функции
Дополнительные функции в режиме работы в закрытом контуре и функции управления без обратной связи служат для уменьшения токсичности отработавших газов и расхода топлива и используются для улучшения безопасности, комфорта и удобства. Например: рециркуляция отработавших газов (EGR), регулировка давления наддува воздуха, переключение передач, электронный иммобилайзер и т.д. Система CAN обеспечивает обмен данными с другими системами автомобиля. При диагностической проверке автомобиля можно извлечь данные, находящиеся в резерве данных системы.
Главный впрыск топлива
Энергия, необходимая для работы двигателя, появляется от последовательного главного впрыска топлива. Это означает, что, по существу, главный впрыск топлива обеспечивает крутящий момент коленчатого вала двигателя. С аккумуляторной системой Common Rail давление впрыска фактически постоянно в течение всего процесса впрыска.
Дополнительный впрыск топлива
На некоторых версиях каталитических нейтрализаторов NOx дополнительный впрыск топлива может привести к догоранию NOx. Это приводит к тому, что главный впрыск топлива продолжается в течение 200° после ВМТ в течение рабочего такта и такта выпуска. Дополнительный впрыск топлива обеспечивает подачу определенного количества топлива в отработавшие газы.
В отличие от контрольного и главного впрысков впрыскиваемое топливо не воспламеняется, а в виде пара забирает остаточное тепло из отработавших газов. В течение такта выпуска смесь отработавших газов и топлива через выпускные клапаны попадает в систему выпуска отработавших газов. Часть топлива через систему рециркуляции отработавших газов EGR возвращается в цилиндры для догорания и приводит к тому же эффекту, что и контрольный впрыск топлива. Каталитические нейтрализаторы NOx используют топливо в отработавших газах как исполнительное устройство для уменьшения содержания NOx в отработавших газах.
Так как дополнительный впрыск топлива приводит к растворению моторного масла, такой впрыск должен быть одобрен изготовителем двигателей.