Напорный бак – рейка, регулятор давления, датчик давления и температуры коленвала и распредвала

Топливный бак высокого давления (рампа – распределитель впрыска – рампа)

Он действует как топливный аккумулятор под высоким давлением и в то же время гасит колебания (колебания) давления, возникающие при пульсирующей подаче топлива от насоса высокого давления и постоянном открытии и закрытии форсунок. Следовательно, он должен иметь достаточный объем для ограничения этих колебаний, с другой стороны, этот объем не должен быть слишком большим, чтобы быстро создать необходимое постоянное давление после запуска для беспроблемного запуска и работы двигателя. Расчеты моделирования используются для оптимизации результирующего объема. Объем впрыскиваемого в цилиндры топлива постоянно пополняется в рейку за счет подачи топлива от насоса высокого давления. Сжимаемость топлива при высоком давлении используется для достижения эффекта хранения. Если затем из рейки откачивается большее количество топлива, давление остается почти постоянным.

Еще одна задача напорного бака – рейки – это подача топлива к форсункам отдельных цилиндров. Конструкция бака является результатом компромисса двух противоречащих друг другу требований: он имеет удлиненную форму (сферическую или трубчатую) в соответствии с конструкцией двигателя и его расположением. По способу производства мы можем разделить резервуары на две группы: кованые и сваренные лазером. Их конструкция должна позволять установку датчика давления в рампе и ограничивающего соотв. клапан регулировки давления. Регулирующий клапан регулирует давление до требуемого значения, а ограничительный клапан ограничивает давление только до максимально допустимого значения. Сжатое топливо подается по магистрали высокого давления через впускное отверстие. Затем он распределяется из резервуара в форсунки, причем каждая форсунка имеет свою собственную направляющую.

1 – бак высокого давления (рейка), 2 – питание от насоса высокого давления, 3 – датчик давления топлива, 4 – предохранительный клапан, 5 – возврат топлива, 6 – ограничитель потока, 7 – трубопровод к форсункам.

Клапан сброса давления

Как следует из названия, предохранительный клапан ограничивает давление до максимально допустимого значения. Ограничительный клапан работает исключительно по механическому принципу. Он имеет отверстие на стороне соединения рельса, которое закрывается коническим концом поршня в седле. При рабочем давлении поршень пружиной вдавливается в седло. Когда максимальное давление топлива превышено, сила пружины превышается, и поршень выталкивается из седла. Таким образом, избыток топлива течет через отверстия для потока обратно в коллектор и далее в топливный бак. Это защищает устройство от разрушения из-за большого повышения давления в случае неисправности. В последних версиях ограничительного клапана интегрирована функция аварийного режима, благодаря которой поддерживается минимальное давление даже в случае открытого сливного отверстия, и транспортное средство может двигаться с ограничениями.

1 – подающий канал, 2 – конусный клапан, 3 – проточные отверстия, 4 – поршень, 5 – пружина сжатия, 6 – упор, 7 – корпус клапана, 8 – возврат топлива.

Ограничитель потока

Этот компонент установлен на напорном резервуаре, и топливо проходит через него к форсункам. У каждой форсунки свой ограничитель потока. Назначение ограничителя потока – исключить утечку топлива в случае выхода из строя форсунки. Это тот случай, если расход топлива одной из форсунок превышает максимально допустимое количество, установленное производителем. Конструктивно ограничитель расхода состоит из металлического корпуса с двумя резьбами, одна для крепления на баке, а другая для привинчивания трубы высокого давления к форсункам. Расположенный внутри поршень прижимается пружиной к топливному баку. Она изо всех сил старается держать канал открытым. Во время работы инжектора давление падает, что перемещает поршень в сторону выхода, но он не закрывается полностью. При правильной работе форсунки падение давления происходит за короткое время, а пружина возвращает поршень в исходное положение. В случае неисправности, когда расход топлива превышает установленное значение, падение давления продолжается до тех пор, пока не превысит усилие пружины. Затем поршень упирается в седло со стороны выхода и остается в этом положении до остановки двигателя. Это перекрывает подачу топлива к неисправной форсунке и предотвращает неконтролируемую утечку топлива в камеру сгорания. Однако ограничитель расхода топлива также работает в случае неисправности, когда имеется лишь незначительная утечка топлива. В это время поршень возвращается, но не в исходное положение и через определенное время – количество впрысков достигает седла и останавливает подачу топлива к поврежденной форсунке до тех пор, пока двигатель не выключится.

1 – соединение рейки, 2 – стопорная вставка, 3 – поршень, 4 – пружина сжатия, 5 – корпус, 6 – соединение с форсунками.

Датчик давления топлива

Датчик давления используется блоком управления двигателем для точного определения мгновенного давления в топливном баке. На основании величины измеренного давления датчик генерирует сигнал напряжения, который затем оценивается блоком управления. Самая важная часть датчика – это диафрагма, которая находится в конце канала подачи и на которую давит подаваемое топливо. Полупроводниковый элемент помещен на мембрану в качестве чувствительного элемента. Чувствительный элемент содержит упругие резисторы, пропаренные на диафрагме в мостовом соединении. Диапазон измерения определяется толщиной диафрагмы (чем толще диафрагма, тем выше давление). Воздействие давления на мембрану приведет к ее изгибу (примерно 20-50 микрометров при 150 МПа) и, таким образом, к изменению сопротивления упругих резисторов. При изменении сопротивления напряжение в цепи изменяется в пределах от 0 до 70 мВ. Затем это напряжение усиливается в схеме оценки до диапазона от 0,5 до 4,8 В. Напряжение питания датчика составляет 5 В. Вкратце, этот элемент преобразует деформацию в электрический сигнал, который модифицируется – усиливается и оттуда поступает в блок управления для оценки, где давление топлива рассчитывается с помощью сохраненной характеристики. В случае отклонения регулируется клапаном регулировки давления. Давление практически постоянное и не зависит от нагрузки и скорости.

1 – электрическое соединение, 2 – схема оценки, 3 – диафрагма с чувствительным элементом, 4 – штуцер высокого давления, 5 – крепежная резьба.

Регулятор давления топлива – регулирующий клапан

Как уже было сказано, необходимо поддерживать практически постоянное давление в напорном топливном баке вне зависимости от нагрузки, оборотов двигателя и т. Д. Функция регулятора заключается в том, что если требуется более низкое давление топлива, шаровой клапан в регуляторе открывается, и избыток топлива направляется по возвратной линии в топливный бак. И наоборот, если давление в топливном баке падает, клапан закрывается, и насос создает необходимое давление топлива. Регулятор давления топлива расположен либо на ТНВД, либо на топливном баке. Регулирующий клапан работает в двух режимах, включен клапан или нет. В случае неактивного режима на соленоид не подается напряжение, и, таким образом, соленоид не оказывает никакого воздействия. Шарик клапана вдавливается в седло только за счет силы пружины, жесткость которой соответствует давлению около 10 МПа, которое является давлением открытия топлива. Если на катушку электромагнита подается электрическое напряжение – ток, он начинает действовать на якорь вместе с пружиной и закрывает клапан за счет давления на шарик. Клапан закрывается до тех пор, пока не будет достигнут баланс между силами давления топлива, с одной стороны, и соленоидом и пружиной, с другой. Затем он открывается и поддерживает постоянное давление на желаемом уровне. Блок управления реагирует на изменение давления, вызванное, с одной стороны, колеблющимся количеством подаваемого топлива и отводом форсунок, открытием регулирующего клапана по-разному. Чтобы изменить давление, через соленоид протекает меньший или больший ток (его действие либо усиливается, либо ослабевает), и, таким образом, шарик более или менее проталкивается в седло клапана. В Common Rail первого поколения использовался клапан регулирования давления DRV1, во втором и третьем поколении клапан DRV2 или DRV3 устанавливается вместе с дозирующим устройством. Благодаря двухступенчатому регулированию происходит меньший нагрев топлива, которое не требует дополнительного охлаждения в дополнительном охладителе топлива.

1 – шаровой кран, 2 – якорь соленоида, 3 – соленоид, 4 – пружина.

Датчики температуры

Датчики температуры используются для измерения температуры двигателя на основе температуры охлаждающей жидкости, температуры наддувочного воздуха во впускном коллекторе, температуры моторного масла в контуре смазки и температуры топлива в топливной магистрали. Принцип измерения этих датчиков заключается в изменении электрического сопротивления, вызванном повышением температуры. Их питающее напряжение 5 В изменяется за счет изменения сопротивления, затем преобразуется в цифровом преобразователе из аналогового сигнала в цифровой. Затем этот сигнал поступает в блок управления, который вычисляет соответствующую температуру в соответствии с заданной характеристикой.

Датчик положения и частоты вращения коленчатого вала

Этот датчик определяет точное положение и результирующую частоту вращения коленчатого вала в минуту. Это индуктивный датчик Холла, который находится на коленчатом валу. Датчик подает электрический сигнал на блок управления, который оценивает это значение электрического напряжения, например для начала (или окончания) впрыска топлива и т. д. Если датчик не работает, двигатель не запускается.

Датчик положения распредвала и частоты вращения

Датчик частоты вращения распределительного вала функционально аналогичен датчику частоты вращения коленчатого вала и используется для определения того, какой поршень находится в верхней мертвой точке. Этот факт нужен для определения точного момента зажигания для бензиновых двигателей. Кроме того, он используется для диагностики проскальзывания ремня ГРМ или пропуска цепи и при запуске двигателя, когда блок управления двигателем определяет с помощью этого датчика, как весь механизм кривошипно-соединительный-поршневой фактически вращается вначале. В случае двигателей с VVT – система изменения фаз газораспределения, используется для диагностики работы вариатора. Двигатель может существовать без этого датчика, но требуется датчик частоты вращения коленчатого вала, и тогда частота вращения распредвала и коленчатого вала делится в соотношении 1: 2. В случае дизельного двигателя этот датчик выполняет только инициирующую роль при запуске, сообщая ЭБУ (блоку управления), какой поршень находится первым в верхней мертвой точке (какой поршень находится в такте сжатия или выпуска при перемещении в верхнюю мертвую точку). центр). Это может быть неочевидно по датчику положения коленчатого вала при пуске, но во время работы двигателя информации, получаемой с этого датчика, уже вполне достаточно. Благодаря этому дизельный двигатель по-прежнему знает положение поршней и их ход, даже если датчик на распределительном валу выходит из строя. В случае неисправности этого датчика автомобиль не заводится или запускается дольше. Как и в случае выхода из строя датчика на коленчатом валу, здесь загорается контрольная лампа управления двигателем на панели приборов. Обычно так называемые Датчик Холла.