Расположение компонентов
| Наименование пункта | Каталожный номер запасной части | Описание |
| 1 | - | Топливная рампа высокого давления (HP) (2 шт.) |
| 2 | - | Трубка высокого давления (HP) между топливной рампой и форсункой (6 шт.) |
| 3 | - | Форсунки (6 шт.) |
| 4 | - | Топливная трубка низкого давления (LP): обратный слив |
| 5 | - | Трубка высокого давления между топливным насосом высокого давления и топливной распределительной рампой |
| 6 | - | Топливная трубка низкого давления: дренажный слив с форсунок |
| 7 | - | Штуцер форсунки (6 шт.) |
| 8 | - | Топливный насос высокого давления |
| 9 | - | Шкив топливного насоса высокого давления |
| 10 | - | Распределительная рампа высокого давления |
| 11 | - | Натяжитель ремня привода вспомогательных агрегатов от заднего конца коленчатого вала (READ) |
| 12 | - | Шкив левого выпускного распределительного вала |
Общая информация
На двигателе TdV6 применяется аккумуляторная система впрыска топлива. В этой системе топливный насос высокого давления (ТНВД) подает топливо под одним давлением в две рампы, из которых топливо поступает во все шесть форсунок. Давление поддерживается на оптимальном для бесперебойной работы уровне и может достигать 1650 бар.
Аккумуляторная система обеспечивает двухфазный впрыск (предварительная и основная фазы), что снижает шум сгорания и механическую нагрузку на детали двигателя.
Давление впрыска создается независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя и моментов впрыска топлива.
Блок управления двигателем (ECM) вычисляет время и объем впрыска топлива и подает питание на соответствующую форсунку с пьезоэлектрическим приводом.
Аккумуляторная система впрыска имеет следующие характеристики:
- Для получения мелкодисперсного дробления топлива давление впрыска может доходить до 1650 бар (мелкий распыл повышает рабочие характеристики и снижает выброс токсичных продуктов сгорания)
- Независимое регулирование параметров впрыска по цилиндрам обеспечивает оптимальное сгорание во всех режимах
- Высокая точность работы на протяжении всего срока службы системы
- Контур низкого давления (LP)
- Контур высокого давления (HP)
- Топливный насос, расположенный в топливном баке
- Регулятор давления топлива, встроенный модуль подачи топлива
- Топливный фильтр
- Трубки обратного слива и охладитель топлива
- Трубки обратного слива из форсунок
- Охладители топлива (двигатель и автомобиль)
В контур высокого давления входят следующие компоненты:
- Топливный насос высокого давления
- Топливные рампы и распределительная рампа
- Топливные трубки высокого давления
- Форсунки
Контур низкого давления
Топливный насос, расположенный в топливном баке
Электрический топливный насос установлен в топливном баке. Топливный насос подает топливо из бака в ТНВД через топливный фильтр. Для получения дополнительной информации обратитесь к Fuel Tank and Lines (310-01C Fuel Tank and Lines - 2.7L Diesel)
Топливный фильтр
Топливный фильтр расположен в левой части моторного отсека и защищен от механических повреждений. В корпусе топливного фильтра находится биметаллический перепускной клапан, который начинает закрываться при 30°C и полностью закрывается при 50°C. Это обеспечивает циркуляцию подогретого дизельного топлива внутри топливного фильтра и предотвращает образование парафина в холодную погоду.
Охладитель топлива
Топливная система оснащена двумя охладителями топлива. Один расположен в развале блока цилиндров и обеспечивает отвод тепла посредством соединения с системой охлаждения. Второй охладитель встроен в магистраль обратного слива и охлаждается воздухом. Для получения дополнительной информации обратитесь к Fuel Tank and Lines (310-01C Fuel Tank and Lines - 2.7L Diesel)
Контур высокого давления
Топливный насос высокого давления
Топливный насос высокого давления радиального типа, трехплунжерный (плунжеры расположены через 120 градусов окружности) с рабочим объемом 0,8 куб. см. Как отмечалось ранее, насос может создавать давление до 1650 бар. Корпус насоса отлит из чугуна, а фланец - из алюминия.
Насос приводится в движение зубчатым ремнем от распределительного вала. После замены ремня при обслуживании нет необходимости синхронизировать насос по углу поворота коленчатого вала.
Давление подачи в насос должно быть в пределах от -0,3 до +0,5 бар. Давление в контуре обратного слива от -0,3 до +0,8 бар.
Насос имеет производительность, достаточную для обеспечения топливных рамп топливом в любых режимах работы двигателя. Насос высокого давления содержит следующие узлы:
- Внутренний подкачивающий насос (ITP)
- Регулятор производительности насоса (VCV)
- Плунжеры (3 шт.)
- Регулятор давления (PCV)
Регулятор производительности представляет собой электромагнитный золотниковый клапан, который управляется ECM. VCV расположен между ITP и плунжерными парами. VCV регулирует количество топлива, поступающего к плунжерным парам. При отсутствии сигнала на VCV клапан регулятора закрывается, и подача топлива прекращается.
Три плунжерные пары объединены кольцевым топливным каналом внутри корпуса насоса. ТНВД имеет один выходной штуцер, к которому присоединяется трубка высокого давления, соединяющая ТНВД с распределительной рампой.
Регулятор давления (PCV) представляет собой электромагнитный золотниковый клапан, который управляется ECM. PCV расположен между плунжерными парами и выходным штуцером ТНВД. Регулятор давления контролирует давление топлива в топливных рампах и управляется ECM. При отсутствии сигнала на PCV клапан регулятора открыт, и давление в топливных рампах не создается.
Движение топлива в контуре высокого давления
| Наименование пункта | Каталожный номер запасной части | Описание |
| A | - | Подача топлива из контура низкого давления |
| B | - | Подача топлива к плунжерным парам |
| C | - | Трубка высокого давления к распределительной рампе |
| D | - | Магистраль обратного слива (дренаж форсунок) |
| 1 | - | Вход подкачивающего насоса |
| 2 | - | Редукционный клапан подкачивающего насоса |
| 3 | - | Сетчатый фильтр |
| 4 | - | Регулятор производительности (VCV) |
| 5 | - | Подкачивающий насос (ITP) |
| 6 | - | Щелевой фильтр (для защиты клапана регулятора давления) |
| 7 | - | Регулятор давления (PCV) |
| 8 | - | - |
| 9 | - | Эксцентрик вала привода ТНВД |
| 10 | - | Впускной клапан плунжерной пары |
| 11 | - | Выпускной клапан плунжерной пары |
| 12 | - | Кольцевой канал высокого давления |
| 13 | - | Плунжерные пары (3 шт.) |
| 14 | - | Смазывающий клапан |
Топливо от подкачивающего насоса (5) подается к регулятору производительности (4) и к смазывающему клапану (14). Когда клапан регулятора производительности закрыт, редукционный клапан подкачивающего насоса (2), соединенный параллельно с этим насосом, открывается и направляет топливо обратно на впуск подкачивающего насоса (1).
Топливо проходит через смазывающий клапан (14) внутрь насоса высокого давления и оттуда в обратный контур (D). Это топливо используется для смазывания насоса.
Регулятор производительности (4) определяет количество топлива (В), которое подается к плунжерным парам (13).
Топливо из выпускных патрубков высокого давления (11) трех плунжерных пар собирается вместе в кольцевой магистрали (12) и передается через выпускной патрубок высокого давления к рампам.
Давлением топлива в рампах управляет регулятор давления (7). Когда регулятор снижает давление, топливо возвращается в контур низкого давления (D).
| Наименование пункта | Каталожный номер запасной части | Описание |
| A | - | Давление насоса (бар) |
| B | - | Частота вращения вала насоса (об/мин) |
ТНВД может создавать давление топлива до 1600 бар в постоянном режиме и кратковременно - до 1650 бар. Частота вращения вала насоса составляет 5/6 от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Однако, насос настроен таким образом, что давление топлива зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя и нагрузки и непрерывно регулируется.
Давление топлива создается при вращении вала насоса, когда клапан VCV открыт, а клапан PCV закрыт. Клапаны VCV и PCV могут занимать различные положения, что влияет на производительность насоса и на давление топлива.
Когда блок управления двигателем приводит в действие пьезоэлектрический привод форсунок, падение давления в рампе компенсируется регулятором давления.
Уменьшение давления после остановки двигателя
После остановки двигателя давление в системе снижается за несколько секунд, поскольку питание регулятора давления прекращается, и его клапан открывается. В системе не остается остаточного давления, и топливо сбрасывается в магистраль обратного слива (D) через открытый клапан PCV. Давление в системе не сохраняется.
Назначение элемента высокого давления A
Заполнение топливом
Когда плунжер (3) движется вниз, над ним создается разрежение, которое, преодолевая сопротивление пружины, открывает впускной клапан (1). Топливо (А), проходящее через клапан регулирования, всасывается в цилиндр плунжера. Выпускной клапан (2) в это время закрыт из-за перепада давлений в цилиндре плунжера и кольцевом канале высокого давления.
Подача топлива
Эксцентрик (5) приводного вала насоса высокого давления перемещает плунжер (3) вверх. Впускной клапан (1) под действием пружины закрывается, и давление в цилиндре насоса начинает возрастать. Выпускной клапан (2) открывается, когда давление в цилиндре насоса становится выше, чем давление в кольцевом канале (В) насоса.
Регулятор производительности насоса (VCV)
| Наименование пункта | Каталожный номер запасной части | Описание |
| 1 | - | Поршень |
| 2 | - | Г ильза |
| 3 | - | Пружина сжатия |
| 4 | - | Обмотка |
| 5 | - | Сердечник |
| 6 | - | Регулятор производительности (VCV) |
Регулятор производительности установлен непосредственно на ТНВД.
Клапан VCV регулирует количество топлива, поступающего от подкачивающего насоса к плунжерным парам в зависимости от давления в топливной рампе.
Таким образом, удается привести в соответствие необходимую производительность ТНВД с поступлением топлива на его вход. При этом количество топлива, идущего на обратный слив, сводится к минимуму.
Кроме того, это снижает нагрузку на привод ТНВД и, следовательно, удельный расход топлива.
ПРИМЕЧАНИЕ: При отключении питания клапан регулятора производительности по умолчанию занимает закрытое положение. Отключение питания регулятора делает работу двигателя невозможной.
ПРИМЕЧАНИЕ: Регулятор производительности не заменяется как отдельный узел.
| Наименование пункта | Каталожный номер запасной части | Описание |
| A | - | Регулятор производительности выключен |
| B | - | Регулятор производительности включен |
| 1 | - | Подача топлива от подкачивающего насоса |
| 2 | - | Поршень |
| 3 | - | Подача топлива к ТНВД |
| 4 | - | Питание обмотки включено |
| 5 | - | Количество топлива |
| 6 | - | Сила управляющего тока |
| 7 | - | Регулятор при постоянной частоте вращения коленчатого вала |
Регулятор производительности выключен (A)
При отсутствии питания поршень (2) под действием пружины сжатия перекрывает отверстие между каналами (1) и (3). Подача топлива к ТНВД перекрыта.
Регулятор производительности включен (B)
Блок управления двигателем подает питание на обмотку (4) клапана в соответствии с требованиями двигателя. Втягивающее усилие обмотки, пропорциональное силе управляющего тока, преодолевая силу пружины, перемещает поршень (2).
В результате поршень открывает два отверстия (1) и (3). Количество топлива (5), подаваемого через штуцер (3) в ТНВД, пропорционально силе тока (6). Это означает, что чем больше проходное сечение, тем больше производительность насоса.
Регулятор давления (PCV)
Регулятор давления установлен на ТНВД. Он предназначен для регулирования давления на выходе из ТНВД и, следовательно, в топливной рампе. Кроме того, регулятор давления гасит колебания давления, возникающие вследствие работы ТНВД и форсунок.
Регулятор давления обеспечивает оптимальное давление в рампах в любых режимах работы двигателя.
Регулятор давления представляет собой электромагнитный клапан с подпружиненным золотником.
Когда блок управления двигателем подает питание на обмотку клапана, шток клапана втягивается в обмотку. При этом дизельное топливо проходит мимо запирающего шарика и поступает в рампы.
Для охлаждения и смазки сердечник погружен в топливо.
ПРИМЕЧАНИЕ: Регулятор давления не заменяется как отдельный узел.
| Наименование пункта | Каталожный номер запасной части | Описание |
| A | - | Регулятор давления не управляется |
| B | - | Регулятор давления управляется |
| 1 | - | Топливо из ТНВД |
| 2 | - | К магистрали возврата топлива |
| 3 | - | Шариковый клапан |
| 4 | - | Пружина сжатия |
| 5 | - | Сердечник |
| 6 | - | Питание обмотки включено |
| 7 | - | Шток |
| 8 | - | Топливо под высоким давлением |
| 9 | - | Сила управляющего тока |
| 10 | - | Характеристика регулятора давления |
Регулятор давления не управляется (A)
Шариковый клапан (3) находится только под действием силы пружины (4). В данном случае регулятор давления считается открытым.
Регулятор давления управляется (B)
Ток, протекающий через обмотку (6), смещает шток (7) вниз. При этом магнитная сила передается через шток к шариковому клапану (3). Баланс давления на шарик со стороны штока и со стороны топлива определяет расход топлива через клапан (9).
Топливные рампы высокого давления
Топливные рампы высокого давления изготовлены из кованой стали. Топливные рампы играют роль гидравлических аккумуляторов топлива и, кроме того, демпфируют скачки давления в контуре высокого давления.
Трубки высокого давления имеют внутренний диаметр 2,5 мм, за исключением трубок к форсункам, которые имеют диаметр 3,0 мм. Общий объем топливных рамп составляет 33 куб. см.
Форсунки
| Наименование пункта | Каталожный номер запасной части | Описание |
| 1 | - | Электрический разъем |
| 2 | - | Подвод топлива под высоким давлением |
| 3 | - | Управляющий поршень |
| 4 | - | Игла распылителя |
| 5 | - | Камера высокого давления распылителя |
| 6 | - | Отверстия распылителя |
| 7 | - | Грибковый клапан |
| 8 | - | Слив топлива |
| 9 | - | Поршень клапана |
| 10 | - | Пьезоэлектрический привод |
Дозированием топлива и моментом начала подачи топлива управляет непосредственно ECM.
Пьезоэлектрическая топливная форсунка состоит из трех основных частей:
- Пьезопривод
- Корпус форсунки с гидравлической системой сервоусиления
- Распылитель топливной форсунки
ПРИМЕЧАНИЕ: Каждый впрыск управляется по циклу зарядки, в котором электрический заряд, поступающий к форсунке, увеличивается, и по циклу разрядки, в котором оставшийся электрический заряд рассеивается. Никогда не отсоединяйте электрический разъем от форсунки при работающем двигателе. Форсунка может остаться открытой, что приведет к повреждению двигателя.
ПРИМЕЧАНИЕ: По соображениям безопасности перед началом работы с топливной системой высокого давления двигатель следует выдержать выключенным в течение 30 секунд.
Топливная форсунка выключена (топливо не впрыскивается)
| Наименование пункта | Каталожный номер запасной части | Описание |
| 1 | - | Пьезоэлектрический привод |
| 2 | - | Подвод топлива под высоким давлением |
| 3 | - | Давление, действующее на управляющий поршень |
| 4 | - | Давление, действующее на иглу распылителя |
| 5 | - | Управляющий поршень |
| 6 | - | Слив топлива |
| 7 | - | Слив топлива |
| 8 | - | Управляющий поршень |
| 9 | - | Игла распылителя |
| 10 | - | Камера высокого давления форсунки |
| 11 | - | Управляющая камера |
| 12 | - | Грибковый клапан |
Топливо под высоким давлением проходит из рампы через штуцер (2) в управляющую камеру (11) и в камеру высокого давления (10) распылителя форсунки.
Ток не подается на пьезопривод (1), и грибковый клапан (12) под действием пружины закрывает отверстие обратного сливного канала (7).
Топливо, появляющееся в результате внутренних утечек в форсунке, отводится через обратный канал (6).
Гидравлическое давление (3), приложенное к управляющему поршню (8) со стороны топлива в управляющей камере (11), больше силы гидравлического давления (4) приложенного к игле форсунки (площадь управляющего поршня больше площади иглы форсунки).
Топливная форсунка включена (впрыск топлива)
| Наименование пункта | Каталожный номер запасной части | Описание |
| 1 | - | Подвод топлива под высоким давлением |
| 2 | - | Поршень клапана |
| 3 | - | Давление, действующее на управляющий поршень |
| 4 | - | Давление, действующее на иглу распылителя |
| 5 | - | Управляющий поршень |
| 6 | - | Слив топлива |
| 7 | - | Пьезоэлектрический привод |
| 8 | - | Слив топлива |
| 9 | - | Поршень клапана |
| 10 | - | Грибковый клапан |
| 11 | - | Управляющая камера |
| 12 | - | Управляющий поршень |
| 13 | - | Игла распылителя |
Пьезоэлемент (7) под действием электрического заряда от ЕСМ расширяется (цикл заряда) и давит на поршень (9) клапана. Грибковый клапан (10) открывает отверстие, которое соединяет управляющую камеру (11) с каналами обратного слива (8 и 6).
В результате давление в управляющей камере падает, и гидравлическая сила (4), действующая на иглу распылителя, становится больше, чем сила (3), действующая на поршень в управляющей камере.
Игла распылителя (13) перемещается вверх, и топливо впрыскивается через шесть отверстий распылителя в камеру сгорания.
Запуск двигателя
Для запуска двигателя необходимо давление в топливных рампах не менее 150 бар. Если давление будет ниже указанного значения, форсунки работать не будут и, следовательно, двигатель не запуститься.
Остановка двигателя
Для остановки двигателя ЕСМ прекращает подачу питания к пьезоэлементам. Топливо в цилиндры не впрыскивается, и частота вращения коленчатого вала двигателя падают до нуля.