содержание .. 1 2 3 ..
Volkswagen двигатель TDI 2,8 л с системой впрыска Common Rail. Устройство и принцип работы - часть 2
Система впрыска Common Rail
Топливный фильтр с
электронагревательным элементом
Электронагреватель
Топливный фильтр оснащен
электронагревательным элементом.
Включение электронагревательного элемента
производится посредством его реле.
С помощью этого элемента производится
подогрев топлива в магистрали его подачи к
двигателю.
Благодаря подогреву топлива
предотвращается блокировка фильтра
кристаллами парафина, выпадающими из
топлива при низких температурах.
266_097
Схема электрических соединений
Компоненты:
30
30
15
15
J686 - реле электронагревателя в
топливном фильтре
Z57 - электронагревательный элемент в
S
топливном фильтре
J686
Z57
31
31
266_089
20
Шестеренный насос
Шестеренный насос является механическим
топливоподкачивающим насосом. Этот
насос повышает давление поступающего от
электронасоса G6 топлива до уровня, которое
необходимо для обеспечения работы насоса
высокого давления на всех режимах работы
двигателя.
Шестеренный насос установлен
непосредственно на насосе высокого давления.
Оба эти насоса приводятся от общего вала.
266_057
Шестеренный насос
Насос высокого
давления
Устройство насоса
В корпусе шестеренного насоса
Полость всасывания
Корпус насоса
расположены две шестерни, вращающиеся в
противоположных направлениях.
Одна из этих шестерен соединена с ведущим
валом.
Принцип действия
При вращении шестерен находящееся
в объемах между зубьями топливо
транспортируется вдоль внутренних стенок
266_007
насоса в направлении к полости нагнетания.
Далее топливо направляется в корпус насоса
Ведущая шестерня
высокого давления.
Полость нагнетания
Находящиеся в зацеплении зубья шестерен
предотвращают возврат топлива в полость
всасывания.
21
Система впрыска Common Rail
Контур высокого давления
Насос высокого давления
Этот контур предназначен для подачи топлива
под необходимым для впрыска давлением.
Высокое давление создается плунжерами,
расположенными звездообразно под углом
1200 друг к другу.
Насос высокого давления закреплен
винтами на промежуточном фланце
распределительного механизма. Он
приводится от коленчатого вала через
шестерни этого механизма.
На насосе высокого давления установлены
шестеренный насос и клапан регулятора
давления.
Шестеренный насос
266_051
Насос высокого
Клапан регулятора
давления
давления
Штуцер слива
Плунжер
Штуцер высокого
давления
Штуцер подвода топлива
Пружина сжатия
Клапан регулятора
давления N276
Вал насоса
Втулка
266_008
Корпус насоса
Шайба эксцентрика
22
Подвод топлива
от шестеренного
насоса
Принцип действия
Впускной клапан
На валу насоса высокого давления
находится эксцентрик.
Вращение эксцентрика преобразуется
посредством установленной на нем шайбы
в возвратно-поступательное движение
плунжеров трех насосных элементов.
Надплунжерное
пространство
Пружина сжатия
Плунжер
Ход всасывания
Шайба
При движении плунжера в направлении к
эксцентрика
Эксцентрик
валу увеличивается объем надплунжерного
пространства и соответственно уменьшается
давление в нем.
При этом топливо, подаваемое шестеренным
насосом под давлением, поступает
через впускной клапан в надплунжерное
пространство.
266_029
Вал насоса
Контур высокого
давления
Тарелка впускного клапана
Выпускной клапан
Ход подачи
С началом движения плунжера от
эксцентрикового вала происходит повышение
давления топлива в надплунжерном
пространстве. В результате тарелка
впускного клапана прижимается к его седлу,
перекрывая выход топлива из надплунжерного
пространства.
Надплунжерное
Дальнейшее перемещение плунжера
пространство
сопровождается нарастанием давления
Плунжер
топлива.
При повышении давления в надплунжерном
пространстве до его величины в аккумуляторе
открывается выпускной клапан, через
который топливо поступает в контур высокого
давления.
266_030
23
Система впрыска Common Rail
Гидравлическая система насоса высокого
давления
Прежде всего топливо поступает внутрь насоса
Необходимое для впрыска топлива высокое
через входной штуцер. Далее оно направляется
давление создается в насосных секциях.
по каналам к шестеренному насосу.
Через открывающийся под этим давлением
нагнетательный клапан топливо поступает к
Из полости нагнетания этого насоса топливо
штуцеру высокого давления.
подается к клапану регулятора давления.
Из штуцера высокого давления топливо
перетекает через трубопровод в аккумулятор
В зависимости от длительности импульсов
(Rail).
возбуждения, подаваемых на электромагнитный
клапан, часть топлива направляется в секции
насоса высокого давления.
Остальное топливо отводится в сливную
магистраль.
Штуцер высокого
давления
Сливной штуцер
Входной штуцер
Шестерня привода насоса
Шестеренный насос
Клапан регулятора
давления
Нагнетательный клапан
Насосная секция
266_069
24
Аккумулятор высокого давления (Rail)
Принцип действия
Аккумулятор высокого давления представляет
Заключенное в аккумуляторе топливо
собою трубу, изготовленную из кованой стали.
постоянно находится под высоким давлением.
Он служит для накопления подаваемого
Благодаря большому объему аккумулятора
под высоким давлением топлива, которое
давление топлива в нем при производстве
впрыскивается затем в цилиндры двигателя.
впрыска практически не изменяется.
Благодаря достаточно большому объему
Сглаживаются также колебания давления,
аккумулятора сглаживаются колебания
вызываемые пульсирующей подачей топлива
давления топлива, возникающие из-за
насосом высокого давления.
неравномерной подачи насоса высокого
давления и в процессе впрыска.
Устройство аккумулятора
На аккумуляторе высокого давления
расположены штуцер подвода топлива от
насоса высокого давления, штуцеры отвода
топлива к форсункам, штуцер слива топлива
в бак, предохранительный клапан, а также
датчик давления топлива.
Форсунка четвертого
Форсунка
Форсунка
Форсунка первого
цилиндра
третьего цилиндра
второго цилиндра
цилиндра
Предохранительный
клапан
Сливная магистраль
Трубопровод
Датчик давления
Аккумулятор высокого
Штуцер подвода
высокого давления
топлива G247
давления (Rail)
топлива от насоса
266_036
высокого давления
25
Система впрыска Common Rail
Предохранительный клапан
Предохранительный клапан установлен непосредственно на аккумуляторе высокого
давления.
Этот клапан должен ограничивать максимальное давление в аккумуляторе, предохраняя
его от слишком высоких давлений.
Предохранительный
клапан
266_036a
Клапан открывается при давлении в аккумуляторе 1450 бар. Перепускаемое через него топливо
отводится в сливную магистраль.
Для сравнения: давление 1450 бар соответствует весу легкового автомобиля среднего класса,
приходящемуся на площадку размером в один квадратный сантиметр.
26
Устройство клапана
Клапан закрыт
Предохранительный клапан является
механическим устройством.
Канал высокого давления
Пружина сжатия
Он соединяется с аккумулятором посредством
резьбового наконечника. Находящийся
в корпусе клапана запорный элемент с
перепускными отверстиями прижимается к
седлу клапана пружиной.
266_026
Запорный элемент
Принцип действия
Клапан открыт
Упор
Клапан открывается, если давление в
Пружина сжатия
Слив
аккумуляторе превышает 1450 бар. При этом
топливо вытекает из аккумулятора в сливную
магистраль через перепускные отверстия.
В результате давление в аккумуляторе
снижается.
Перепускные отверстия
266_027
27
Система впрыска Common Rail
Процесс впрыска
Топливо впрыскивается в камеры сгорания
Для этого блок управления системой впрыска
посредством электрогидравлических
дизеля подает на форсунки команды отдельно
форсунок.
для подачи запальной и основной доз топлива.
Для повышения эффективности процесса
сгорания подаче основной дозе топлива
предшествует впрыск запальной дозы.
Впрыск запальной дозы топлива
Впрыск основной дозы топлива
Прежде чем поршень достигнет верхнюю
Впрыск основной дозы топлива производится
мертвую точку, в камеру сгорания
в камеру сгорания через некоторый
соответствующего цилиндра впрыскивается
промежуток времени после воспламенения
небольшое количество запального топлива.
его запальной дозы. Впрыск основной массы
Его сгорание сопровождается повышением
топлива производится практически под
температуры и давления в камере сгорания.
постоянным давлением.
Благодаря этому сокращается период
задержки воспламенения основной порции
топлива и в результате уменьшается
максимальное давление цикла и скорость его
повышения.
Впрыск запальной дозы топлива позволяет
- снизить шум от сгорания и
- уменьшить выброс вредных веществ с
отработавшими газами.
Различия в протекании давления в
цилиндре двигателя при впрыске с
запальной дозой и без нее
Протекание давления с впрыском
запальной дозы топлива
Время
Протекание давления без впрыска
266_017
запальной дозы топлива
Подача основной
Поршень
Ход иглы форсунки при впрыске
дозы топлива
Подача запальной
в верхней
запальной и основной доз топлива
дозы
мертвой точке
Перерыв в подаче
топлива
28
Форсунки
Форсунки установлены в головке цилиндров.
Устройство форсунки
Форсунки предназначены для впрыска
топлива в камеры сгорания в нужном
количестве и в нужный момент.
Слив топлива в бак
Они управляются блоком управления
Электрический
топливной системой дизеля с
разъем
непосредственным впрыском.
Исходное состояние форсунки
Якорь электромаг-
нитного клапана
Электромагнитный
В исходном состоянии форсунка закрыта.
клапан
Ее электромагнитный клапан при этом
обесточен. Якорь электромагнитного клапана
прижимается пружиной к его седлу.
Штуцер подвода
Игла распылителя форсунки прижимается к ее
топлива под высоким
Сливной дроссель
седлу силой давления топлива, действующего
давлением
на поршень мультипликатора сверху, и
превышающей силу давления, действующую
на значительно меньшую площадь иглы снизу.
Впускной дроссель
Камера управления
Поршень
мультипликатора
Пружина форсунки
Игла распылителя
Обрыв внешней или внутренней цепи
электромагнита форсунки приводит к
Распылитель
266_013
остановке двигателя.
Высокое давление
Давление в сливной магистрали
29
Система впрыска Common Rail
Принцип действия форсунки
Начало впрыска топлива
Впрыск топлива производится по команде
блока управления системой впрыска
дизеля. При этом на электромагнитный
клапан подается напряжение. Как только
создаваемое электромагнитом усилие
превышает силу затяжки пружины клапана,
якорь электромагнита поднимается, открывая
Пружина
выпускной дроссель.
электромагнитного
клапана
Якорь электро-
Сливной дроссель
магнитного
клапана
Впускной дроссель
Камера управления
Сливной дроссель
Поршень
мультипликатора
Камера управления
Впускной дроссель
Поршень
мультипликатора
Игла распылителя
В результате топливо из камеры управления
вытекает через дроссель в сливную магистраль.
Впускной дроссель препятствует быстрому
уравниванию давлений в топливоподводящем
266_015
канале и в камере управления.
При этом сила давления, действующая на
поршень мультипликатора, снижается до
уровня, при котором она преодолевается силой
давления на иглу распылителя. В результате
игла поднимается и начинается впрыск топлива.
30
Конец впрыска
Впрыск топлива заканчивается, как только
блок управления системой впрыска дизеля
прекращает подавать напряжение на
электромагнитный клапан форсунки. При этом
электромагнитный клапан обесточивается.
Пружина электромагнитного клапана вновь
прижимает его якорь к седлу, перекрывая
сливной дроссель.
Пружина электро-
магнитного
Давление топлива в камере управления
клапана
повышается до его уровня в аккумуляторе.
При этом давление в камере управления равно
давлению, действующему на иглу распылителя.
Якорь электро-
Сливной дроссель
магнитного
клапана
Камера управления
Пружина форсунки
Камера управления
Поршень
мультипликатора
Это означает восстановление равенства
давлений топлива в камере управления и в
контуре высокого давления.
Ввиду большей площади поршня
Игла распылителя
мультипликатора действующая на него сила
вызывает посадку иглы распылителя на ее
266_014
седло.
Таким образом процесс впрыска
заканчивается, после чего игла распылителя
остается неподвижной.
31
Система управления двигателем
Схема системы
Датчики
Датчик частоты вращения
коленчатого вала G28
Датчик Холла G40
Измеритель расхода топлива G70
Датчик температуры охлаждающей
жидкости G62
Высотный датчик F96
Выключатель сигнала торможения F
с датчиком на педали тормоза F47
Датчик на педали сцепления F36
Блок управления топливной
системой дизеля с непосред-
ственным впрыском J248
Педаль акселератора с датчиком
ее положения G79 и датчиком
перехода на холостой ход F60
Диагностическая
колодка
Датчик давления топлива G247
Датчик G71 давления во впускном
трубопроводе и датчик G72
температуры воздуха в нем
Дополнительные входные сигналы
32
ɨɝɪɨɦɧɵɣ ɚɪɯɢɜ ɞɨɤɭɦɟɧɬɚɰɢɢ ɩɨ ɚɜɬɨɦɨɛɢɥɹɦ Volkswagen, Skoda, Seat, Audi
Исполнительные устройства
Реле топливного насоса J17
и электронасос G6
Реле свечей накаливания J52 и свечи
накаливания Q6 цилиндров 1-4
Электромагнитные клапаны N30, N31,
N32, N33 форсунок цилиндров 1-4
Электромагнитный клапан ограничения
давления наддува N75
Клапан управления впускной заслонкой N239
Клапан регулятора давления топлива N276
Контрольная лампа свечей накаливания K29
Дополнительные входные сигналы
266_002
33
Система управления двигателем
Датчики
Датчик частоты вращения двигателя G28
Сегментный вырез
Этот индуктивный датчик установлен на
корпусе распределительного механизма.
Задающий диск датчика расположен на
коленчатом вале между маховиком и ведущей
шестерней. Меткой начала отсчета является
сегментный вырез на задающем диске.
Использование сигнала
По сигналам датчика определяется частота
вращения коленчатого вала и его точное
положение. Эта информация используется в
блоке управления системой впрыска дизеля
266_019
для определения угла опережения впрыска и
цикловой подачи топлива.
Последствия отсутствия сигнала датчика
При отсутствии сигнала этого датчика работа
двигателя невозможна.
Датчик Холла G40
Датчик Холла закреплен на крышке головки
Выступ, определяющий начало отсчета
цилиндров. Метка начала отсчета определяется
по положению выступа на распределительном
вале относительно датчика.
Датчик служит для определения положения
распределительного вала.
Использование сигнала
Сигнал этого датчика используется для
определения фазы в первом цилиндре
двигателя при пуске.
Последствия при отсутствии сигнала
266_018
При прекращении подачи сигнала с этого
датчика двигатель продолжает работать. При
этом блок управления системой впрыска дизеля
использует сигналы датчика частоты вращения
коленчатого вала G28. Однако, пуск двигателя
после его остановки невозможен.
34
Измеритель массового расхода воздуха
G70
На впускном трубопроводе установлен
измеритель массового расхода воздуха,
учитывающий обратные потоки.
Обратные потоки возникают в результате
колебаний массы воздуха во впускном
трубопроводе, возбуждаемых открытиями
и закрытиями клапанов. Пленочный
термоэлектрический датчик распознает
обратное течение воздуха и вырабатывает
сигнал расхода с учетом направления его
движения. Этот сигнал передается далее на блок
управления системой впрыска дизеля.
266_073
Использование сигнала
Сигнал измерителя используется в блоке
управления системой впрыска дизеля при
расчете дозы впрыскиваемого топлива.
Последствия при отсутствии сигнала
При отсутствии сигнала измерителя
массового расхода воздуха блок управления
системой впрыска дизеля рассчитывает
дозу впрыскиваемого топлива, исходя из
определенного постоянного значения расхода
воздуха на цикл.
Датчик температуры охлаждающей
жидкости G62
Датчик температуры охлаждающей жидкости
установлен на патрубке головки цилиндров.
Соответствующий текущей температуре
охлаждающей жидкости сигнал передается на
вход блока управления системой впрыса дизеля.
Использование сигнала
Температура охлаждающей жидкости
учитывается в блоке управления системой
впрыска дизеля в качестве корректирующей
величины при расчете дозы впрыскиваемого
топлива.
266_074
Последствия при отсутствии сигнала
При отсутствии сигнала блок управления
системой впрыска дизеля производит расчеты,
исходя из заменяющей его постоянный
величины.
35
Система управления двигателем
Выключатель сигнала торможения F и
контактный датчик на педали тормоза F47
Выключатель сигнала торможения и контактный
датчик на педали тормоза расположены в одном
общем держателе на педальном механизме. Они
подают на блок управления системой впрыска
дизеля сигналы о начале перемещении педали
тормоза.
Использование сигнала
С выключателя и датчика на педали тормоза блок
266_078
управления системой впрыска дизеля получает
сигнал «Тормоз действует». При неисправности
датчика положения педали акселератора
воздействие на педаль тормоза вызывает по
соображениям безопасности снижение частоты
вращения двигателя.
Последствия при отсутствии сигналов
При неисправности выключателя или датчика
блок управления системой впрыска дизеля
снижает подачу топлива.
В результате мощность двигателя уменьшается.
Датчик на педали сцеплении F36
Этот датчик установлен на педальном узле и
приводится от педали сцепления. По его сигналу
определяется начало перемещения педали
сцепления.
Использование сигнала
По сигналам этого датчика блок управления
системой впрыска дизеля определяет, включено
266_076
или выключено сцепление. При воздействии на
педаль сцепления подача топлива в цилиндры
двигателя кратковременно снижается.
Благодаря этому предотвращается дерганье
двигателя в процессе переключения передач.
Последствия при отсутствии сигнала
При отсутствии сигнала датчика на педали
сцепления могут наблюдаться резкие изменения
крутящего момента при переключении передач.
36
содержание .. 1 2 3 ..