- горивна помпа за високо налягане с клапан за регулиране на налягането;
- горивопроводи с високо налягане;
- горивна релса с акумулатор за високо налягане (rail) със сензор за налягане и дюзи;
- тръбопровод за връщане на гориво.
Горивна помпа за високо налягане
Горивната помпа за високо налягане доставя гориво под налягане от 1350 бара през горивопроводите за високо налягане към акумулатора за високо налягане.
Горивната помпа за високо налягане е разположена на границата между степените на ниско и високо налягане на горивото. При всички условия на работа експлоатационният живот на горивната помпа съответства на експлоатационния живот на автомобила.
Горивната помпа се смазва с дизелово гориво. Горивото се компресира от три бутала, разположени радиално под ъгъл 120°едно спрямо друго. Помпата доставя три порции гориво на оборот на коляновия вал. За дизелов двигател с работен обем 2,0 литра, работещ при номинална честота на въртене на коляновия вал и генерирано налягане от 1350 бара, е необходима мощност от 3,8 kW за задвижване на помпата, като се вземе предвид механичната ефективност. приблизително 90%.
Работа на помпата
Зареждащата горивна помпа доставя гориво през филтър с воден сепаратор към входа и предпазния клапан на горивната помпа за високо налягане. Горивото през отвора на дросела на предпазния клапан смазва движещите се части на помпата и също така я охлажда. Задвижващ вал с ексцентрични гърбици движи трите плунжера на помпата нагоре и надолу според формата на гърбицата. Веднага след като захранващото налягане надвиши налягането на отваряне на предпазния клапан (0,5...1,5 bar), бустерната помпа изтласква горивото през входящия клапан на горивната помпа за високо налягане в отделението на помпения елемент, чието бутало се движи надолу (инсулт на всмукване). Входящият клапан се затваря, когато буталото на помпата преминава през BDC и тъй като горивото не може да изтече от камерата на помпения елемент, то се компресира независимо от захранващото налягане. Увеличаването на налягането отваря изпускателния клапан и щом се достигне налягане, равно на налягането в акумулатора, компресираното гориво влиза във веригата с високо налягане. Буталото на помпата продължава да подава гориво, докато достигне ГМТ (инжекционен ход), след което налягането намалява и изпускателният клапан се затваря. Горивото, останало в отделението на помпения елемент, се разширява и буталото на помпата се движи надолу. Веднага щом налягането в отделението на помпения елемент спадне под налягането, създадено от бустер помпата, входящият клапан се отваря и процесът се повтаря.
Тъй като капацитетът на помпата надвишава разхода на гориво на двигателя, излишното гориво под високо налягане се връща в резервоара за гориво през клапана за регулиране на налягането. Това води до ненужно нагряване на горивото и намаляване на общата ефективност.
Горивна релса с акумулатор за високо налягане (rail)
Налягането, генерирано от горивната помпа за високо налягане, се разпределя през горивната шина с акумулатора и горивопроводите към инжекторите. В същото време, поради обема на горивото в акумулатора, колебанията в налягането на горивото, създадени от горивната помпа за високо налягане и отварящите се инжектори, се намаляват. Свиваемостта на горивото като следствие от високото налягане се използва за постигане на акумулаторен ефект. Налягането на горивото се измерва с манометър и се поддържа на желаното ниво от клапан за регулиране на налягането.
Горивни тръбопроводи с високо налягане
Горивните тръбопроводи за високо налягане са проектирани да пренасят гориво от акумулатора за високо налягане към инжекторите и трябва да издържат на високочестотните колебания на налягането, които възникват по време на работа на двигателя. Горивопроводите са изработени от стомана и имат външен диаметър 6 mm и вътрешен диаметър 2,4 mm. Всички горивни тръби с високо налягане трябва да са с еднаква дължина. Разликата в разстоянието между батерията и всеки горивен инжектор се компенсира чрез огъване на горивопроводите.
Измервател на налягането
Сензорът за налягане предава сигнал към ECM, който съответства на действителното налягане в акумулатора за налягане.
Горивото под налягане през отвора действа върху сензорната диафрагма, върху която е монтиран сензорният елемент (полупроводниково устройство), който преобразува налягането в електрически сигнал. Генерираният и усилен сигнал се предава към ECM през щифтовете на конектора и електрическата верига. Сензорът работи по следния начин: когато се промени формата на диафрагмата, електрическото съпротивление на слоевете, залепени към диафрагмата, се променя. Промяна в налягането от 1500 bar води до промяна на формата на диафрагмата с 1 mm. В зависимост от приложеното налягане, изходното напрежение на сензора варира от 0 до 70 mV и след усилване е 0,5-4,5 V. Точното измерване на налягането в акумулатора е необходимо за правилното функциониране на системата за впръскване на гориво. В работния диапазон точността на измерване трябва да бъде в рамките на±2%. Ако сензорът за налягане се повреди, вентилът за регулиране на налягането се включва «диафрагма» и инжекционна система, използвайки резервна (мека) функция, приема предварително определена стойност на налягането.
Вентил за ограничаване на налягането
Предпазният клапан изпълнява същата функция като клапана за свръхналягане. В случай на свръхналягане вентилът чрез отваряне ограничава налягането в акумулатора. Налягането на отваряне на ограничителния вентил е 1500 бара.
Предпазният клапан е механично устройство, което включва следните елементи:
- корпус с външна резба за завинтване в акумулатора на налягане;
- - свързване на тръбата за връщане на гориво към резервоара за гориво;
- подвижно бутало;
- пролет.
Дюзи
Дюзата гарантира, че точното количество гориво се доставя в горивната камера. Точно в точния момент ECM изпраща сигнал за възбуждане към соленоида на инжектора, който показва началото на подаването на гориво. Количеството впръскано гориво се определя от периода на отваряне на дюзата и налягането в системата. Горивото, което се връща от клапана за регулиране на налягането и степента на ниско налягане, се подава в колектора заедно с горивото, което смазва горивната помпа за високо налягане.
Дюзата се състои от следните възли:
- - пръскачка;
- хидравлична система;
- електромагнитен клапан.
Горивото от резбовата връзка за високо налягане се подава през канала към пулверизатора и през захранващия отвор към отделението за управление на клапана. Отделението за управление на клапана е свързано към тръбопровода за връщане на гориво през отвор за теч, свързан към електромагнитния клапан. При затваряне на отвора за изтичане хидравличната сила, приложена към буталото за управление на клапана, надвишава силата от натиск върху коничния край на иглата за пръскане. В резултат на това иглата на пулверизатора пада надолу и херметически спира подаването на гориво под високо налягане към горивната камера.
Отварянето на електромагнитния клапан на инжектора отваря дупка за теч, което води до намаляване на налягането в секцията за управление на клапана, което също намалява хидравличното налягане върху буталото. Веднага щом хидравличната сила стане по-ниска от силата от натиска върху коничния край на иглата на пулверизатора, иглата на пулверизатора се отваря и горивото се впръсква в горивната камера. Използва се това индиректно управление на иглата на пулверизатора с помощта на хидравлична система за усилване на силата, тъй като силите, необходими за бързо отваряне на иглата, не могат да бъдат генерирани директно от соленоидния клапан. Така нареченото количество пилотно гориво, необходимо за отваряне на иглата на пулверизатора, се доставя в допълнение към количеството гориво, което действително е необходимо да бъде впръскано в цилиндъра, и се подава през отвора за изтичане, свързан към соленоидния клапан, в тръбопровода за връщане на гориво.
В допълнение към количеството гориво за контрол, има и загуба на гориво във водачите на повдигача на клапана и иглата на пулверизатора.
Действието на инжектора по време на работа на двигателя и херметизиране от горивната помпа за високо налягане се разделя на следните четири етапа:
- дюзата затворена (с прилагане на високо налягане);
- дюзата се отваря (начало на впръскване на гориво);
- дюзата е напълно отворена;
- затваряне на дюзата (край на впръскването на гориво).
Когато двигателят е изключен и няма налягане в акумулатора за налягане, пружината на пулверизатора затваря дюзата.
Дюзата е затворена
Когато е неподвижен, електромагнитният клапан на инжектора не се захранва и следователно е затворен. Отворът за изтичане е затворен и пружината на клапана притиска топката към гнездото на отвора за изтичане. Високото налягане от акумулатора на налягане се увеличава в камерата за управление на клапана и едновременно присъства в обема на иглената камера на пулверизатора. Налягането от акумулатора на налягане, приложено в края на контролното бутало, заедно с пружинната сила на иглата на пулверизатора, държи иглата в затворено положение срещу силите на отваряне, приложени в етапа на налягане.
Дюзата се отваря
Дюзата е в неподвижно положение. Електромагнитният вентил се захранва от ток, което гарантира, че клапанът се отваря бързо. Незабавно големият ток, подаван към соленоида, се намалява до достатъчен ток, за да задържи соленоидния клапан отворен. Когато отворът за теч се отвори, горивото изтича от кутията за управление на клапана в кухината над клапана и оттам през връщащата линия към резервоара за гориво. Силата, генерирана от соленоида, надвишава силата на пружината и отворът за теч се отваря, което води до намаляване на налягането в камерата за управление на клапана, което също намалява хидравличното налягане върху буталото. Веднага щом хидравличната сила стане по-ниска от силата от натиска върху коничния край на иглата на пулверизатора, иглата на пулверизатора се отваря и горивото се впръсква в горивната камера. Скоростта на отваряне на иглата на пулверизатора се определя от разликата в скоростта на потока през отвора за изтичане и отвора за подаване. Контролното бутало достига най-горната позиция, където има горивна възглавница, образувана от потока на гориво между отворите за изтичане на гориво и подаването. В това положение дюзата на инжектора е напълно отворена и горивото се впръсква в горивната камера при налягане, равно на налягането в акумулатора на налягане.
Затваряне на дюзата
След прекъсване на подаването на напрежение към електромагнитния вентил, пружината на клапана премества арматурата надолу и топката затваря отвора за теч. Котвата се състои от две части. Въпреки това, въпреки че арматурната плоча се контролира от рамото при движение надолу, тя може «пружина обратно» с възвратна пружина, така че да няма сили, действащи надолу върху арматурата и топката. При затваряне на отвора за изтичане хидравличната сила, приложена към буталото за управление на клапана, надвишава силата от натиск върху коничния край на иглата за пръскане. В резултат на това иглата на пулверизатора пада надолу и херметически спира подаването на гориво под високо налягане към горивната камера. Скоростта на иглата на пулверизатора се определя от потока през захранващия порт.
Дюза:
A - дюзата затворена (неподвижност);
B - отворена дюза (впръскване на гориво);
1 - връщане на гориво;
2 - електрически съединител;
3 - начален елемент (електромагнитен клапан);
4 - вход за гориво от релса с акумулатор на налягане;
5 - сферичен кран;
6 - отвор за изтичане;
7 - захранващ отвор;
8 - отделение за управление на клапана;
9 - бутало за управление на клапана;
10 - канал за подаване на гориво към пулверизатора;
11 - игла за пръскане.