Какое давление топлива в дизельном двигателе
Перейти к содержимому

Какое давление топлива в дизельном двигателе

  • автор:

Давление в системе Common Rail

Дизельный двигатель с топливной системой Common Rail — это самый современный этап эволюции дизельных двигателей с прямым впрыском топлива. В отличие от традиционных дизелей с низким давлением подачи топлива (с рядными насосами или насос-форсунками), такой двигатель оборудован аккумулятором топлива — рампой, куда под большим давлением (от 1350 до 2500 бар) подается дизельное топливо и далее распределяется между электрическими форсунками с соленоидными клапанами или с пьезокристаллами внутри.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

1. топливный бак, 2. топливный фильтр, 3. топливный насос высокого дваления, 4. топливопроводы, 5. датчик давления топлива, 6. топливная рампа, 7. регулятор давления топлива, 8. форсунки, 9. электронный блок управления, 10.сигналы от датчиков, 11.усилительный блок (на некоторых моделях автомобилей)

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. Современные топливные насосы высокого давления плунжерного типа.

Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.

Регулятор давления топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе.

Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций: накопление топлива и содержание его под высоким давлением, смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД, распределения топлива по форсункам.

Какое давление топлива в дизельном двигателе

Топливная система дизельного двигателя или система питания предназначена для обеспечения запаса топлива на автомобиле, его очистки топлива и равномерного распределения по цилиндрам двигателя строго дозированными порциями в соответствии с порядком работы, скоростным и нагрузочным режимом работы двигателя. Основные отличия дизельного двигателя от бензинового состоят в следующем: в дизельном двигателе чистый воздух засасывается в цилиндры и в них подвергается очень высокому сжатию. Вследствие этого в цилиндрах создается температура, превышающая температуру воспламенения дизельного топлива.

В грузовом автомобиле, систему питания дизельного двигателя составляют следующие элементы:

— фильтры для тонкой и грубой очистки топлива

— насосы для подкачки топлива

— топливный насос высокого давления (ТНВД)

— трубопроводы высокого и низкого давления

С помощью топливоподкачивающего насоса топливо поступает из бака в систему питания дизельного двигателя через фильтры, в которых происходит грубая и тонкая очистка топлива. Для транспортировки топлива служат магистрали низкого и высокого давления. Первая из них обеспечивает хранение и фильтрацию топлива, а так же доставку под низким давлением к насосу высокого давления. По второй осуществляется подача топлива в цилиндры двигателя. ТНВД подаёт топливо по соответствующей магистрали к головкам цилиндров, в которых расположены форсунки. Благодаря чему в определённый момент происходит впрыск топлива и его распыление в камерах сгорания. При подкачке из бака топливо с избытком поступает в ТНВД.

Система впрыска

Система подачи топлива перекачивает дизель из топливного бака в ТНВД под низким давлением. Топливный насос создает необходимое для впрыскивания высокое давление топлива. В большинстве систем топливо нагнетается через трубопроводы высокого давления к форсункам и впрыскивается в камеры сгорания под давлением 1200- 2200 бар. На мощность вырабатываемую двигателем, а также на шум, возникающий в процессе сгорания существенно влияет качество топлива, время впрыска и протекание процесса впрыскивания и сгорания.

Основное различие между системами впрыска состоит в механизме создания высокого давления. В отличие от старых систем впрыска, частично оснащенных механическим управлением, в современных системах впрыска используется электронное управление.

Виды систем впрыска:

Топливная система с рядным насосом состоит из подкачивающего насоса низкого давления, топливного насоса высокого давления, топливных трубок высокого давления и форсунок. Управление топливным насосом осуществляется с помощью электроники.

Топливная система с индивидуальным ТНВД(UPEC).Индивидуальные топливные системы рассчитаны на работу с одной форсункой для каждого цилиндра. Что позволяет оптимально адаптировать подобные системы к соответствующим двигателям. Индивидуальные насосы, как все одноцилиндровые, не имеют собственного кулачка. Их приводные кулачки расположены на распределительном валу механизма газораспределения дизеля.

Распределительные топливные системы.Распределительные ТНВД оснащаются единым нагнетающим элементом высокого давления для всех цилиндров. Топливо нагнетается через магистрали высокого давления к форсункам и впрыскивается в камеры сгорания. Распределительные ТНВД характеризуются высокой мощностью, большой цикличностью, малым весом и минимальными конструктивными размерами.

Топливные системы с насос-форсунками (PDE). Топливный насос высокого давления и форсунка объединены в единый агрегат. Насос-форсунки устанавливаются в каждом цилиндре двигателя, что позволяет электронному блоку управлять топливоподачей индивидуально для каждого цилиндра. Регулируется, как цикловая подача каждой насос-форсунки, так и момент впрыскивания топлива в каждый цилиндр двигателя.

Топливная система с насос-форсунками открытого типа (HPI). В этой системе распылитель форсунки открыт в процессе фазы заполнения. Ее особенность заключается в том, что в ней цилиндры распределены на две группы. Насос-форсунки каждой группы цилиндров управляются своей парой клапанов. Один из них регулирует количество топлива, подаваемое в цилиндры двигателя, а второй момент впрыска топлива. Таким образом, топливная система состоит из 6-ти насос-форсунок открытого типа, 4-х электромагнитных клапанов управляющих насос форсунками, и топливоподкачивающего насоса.

Топливная система Common Rail. Требованию экологических норм Евро 4-5 способствовали разработке топливной системы Common Rail, которая существенно отличается от всех предыдущих. В системе впрыска с аккумулятором высокого давления функции создания высокого давления и впрыска разделены. Давление впрыска создается и регулируется автономным ТНВД независимо от частоты вращения коленчатого вала и величины цикловой подачи. Эта система предоставляет большие возможности для варьирования параметров впрыска топлива. Гибкая система, адаптирующая топливную систему к двигателю. Это достигается благодаря следующим возможностям:

— высокое давление впрыска топлива (до 1600-1800 бар.)

— адаптация давления впрыска к условиям работы двигателя (200-1800 бар.)

-предельный угол опережения впрыска топлива

— возможность осуществлять несколько предварительных впрысков (даже вторичных впрысков с большой задержкой)

Таким образом, система Common Rail позволяет увеличивать удельную мощность двигателя, снижать расход топлива, уменьшать уровень шума и выброса вредных веществ.

Неисправности топливной системы

Основная причина выхода из строя топливной системы европейских грузовиков – использование некачественного дизеля, что приводит к различным неисправностям. Основные признаки неисправности топливной системы: увеличение расхода топлива, потеря мощности, неравномерная работа двигателя, повышенное дымообразование. Ремонт топливной системы рекомендуется проводить в специализированных сервисах для коммерческого транспорта, где есть в наличии диагностическое оборудование и квалифицированные специалисты.

Основные причины выхода из строя топливной системы:

— Содержание воды в дизельном топливе и попадание ее в форсунки

— Плохая фильтрация топлива из-за использования некачественных топливных фильтров

— Потеря давления (герметичности) во впускном тракте (от трубопровода до ДВС)

При неисправности топливной системы специалисты советуют в первую очередь проверять не насос-форсунки, а провести комплексную диагностику на станции технического обслуживания:

— Проверить уровень давления в топливном насосе низкого давления (ТННД).

— Проверить герметичность системы впуска от турбокомпрессора до ГБЦ.

— Проверить гильзо-поршневую группу ДВС. Следует обратить внимание, на то происходит ли при работе двигателя выброс паров масла из сапуна, так называемое «сапунение».

— И только после вышеперечисленного проверить исправность насос-форсунок и форсунок. Если сразу заменить форсунки без комплексной диагностики и устранения настоящей причины неисправности топливной системы, то через месяц форсунки могут снова выйти из строя. Как правило, в форсунке разрушения происходят в электромагнитной части, ломается распылитель, разрушается клапанный узел. В этом случае необходима диагностика каждой форсунки, ведь с помощью компьютерной диагностики достаточно сложно выявить такие неисправности.

— Проверить правильность установки топливного фильтра тонкой очистки. Водители, самостоятельно устанавливая фильтр, зачастую делают это неправильно, поэтому процедуру замены топливного фильтра рекомендуется делать на СТО.

— Ремонт системы Common Rail специалисты настоятельно рекомендуют делать в автосервисе, так как система оснащена электронным клапаном управления и самостоятельные попытки ремонта только ухудшат ситуацию. Как правило, система выходит из строя из-за низкого качества топлива, поэтому на грузовиках, на которых установлена система Common Rail, топливные фильтры меняют чаще. Помните, что в случае необходимости замены электронной форсунки следует менять их комплектом. Если заменить только одну форсунку, то она будет брать на себя большую нагрузку и быстрее выйдет из строя. К тому же, может увеличится нагрузка на цилиндры и двигатель, что приведет к необходимости капитального ремонта ДВС. Так же не стоит забывать, что срок службы форсунок примерно одинаков и если одна из них вышла из строя, то и у остальных ресурс работы быстро закончится.

Сергей Горелов, механик-диагност топливной аппаратуры компании «Коммерческий транспорт»:

«Самостоятельная промывка водителями топливной системы европейских грузовиков с помощью специальных присадок, может привести к выходу из строя этой системы через 3-4 месяца. Присадки смывают масляные отложения от стенок топливного бака, топливных фильтров и проводов. Масло и различные примеси попадают в форсунки, где при высокой температуре эта смесь «закоксовывается» и выводит форсунку из строя. Поэтому мы не рекомендуем водителям самостоятельно проводить промывку топливной системы. На СТО механики проведут профессиональную очистку и ремонт топливной системы. Во время исправления дефектов может осуществляться: регулировка механизмов распределения давления в системе впрыска, тестирования на специализированных стендах, отработка количества подаваемого топлива и пр.».

Чтобы продлить срок эксплуатации топливной системы необходимо: своевременно проводить ее комплексную диагностику (каждые 60 000-120 000 км), проверять регулировку клапанов и насос-форсунок, регулярно менять топливные фильтры в соответствии с рекомендациями производителей, а при использовании российского дизельного топлива в два раза чаще.

Топливные и воздушные фильтры

Топливо, поступающее к насосу высокого давления и форсункам, не должно содержать механических примесей, вызывающих повреждение или повышенный износ деталей топливной аппаратуры. Поэтому в системе питания дизелей топливо многократно фильтруют. На двигателях обычно устанавливают два последовательно работающих топливных фильтра: грубой и тонкой очистки.

Топливные фильтры кроме защиты от частиц износа должны иметь достаточную емкость для хранения отсеиваемых частиц, так как в противном случае они могут быть закупорены еще до окончания срока службы. В случае постепенной закупорки топливного фильтра уменьшается подача топлива и снижается мощность двигателя. Поэтому в любой системе впрыска важно использовать топливный фильтр, подходящий именно для нее. Установка несоответствующих фильтров в лучшем случае ухудшит работу двигателя, а в худшем может иметь очень серьезные и затратные последствия от необходимости замены деталей до замены всей системы впрыска. Из-за того, что по сравнению с бензином дизельное топливо содержит намного больше загрязняющих веществ и более высокого давления впрыска, системы питания грузовиков требуют большей защиты от частиц износа. Поэтому, дизельные топливные фильтры изготавливаются со сменными фильтрующими элементами. Современные системы впрыска требуют обеспечения фильтрующей способности от 65% до 98% . Еще одной важной функцией дизельных топливных фильтров является отделение воды, присутствующей в топливе. Когда вода соединяется с серой, содержащейся в «солярке», образуется серная кислота вызывающая коррозию деталей. Фильтр обычно устанавливается в контуре низкого давления в моторном отсеке между топливоподкачивающим насосом и ТНВД. Широко распространены резьбовые топливные фильтры со сменным элементом, последовательно установленные фильтры и неметаллические фильтрующие элементы.

Фильтр грубой очистки топлива. Этот элемент топливной системы предназначается для отсеивания из топливной смеси частиц пыли, грязи, мусора, ржавчины и воды. Попадание этих веществ в систему подачи топлива позволяет избежать создания пробок в топливных трубках, а также засорения форсунок. Отделение воды из дизеля осуществляется с помощью фильтрующего водоотталкивающего материала. Сепарированная вода и крупные механические примеси собираются в водосборнике внизу корпуса фильтра. В некоторых случаях для контроля воды в водосборнике используется датчик наличия воды в топливе. Слив воды осуществляется вручную, путем открытия сливной пробки или нажатия на кнопку.

Фильтр тонкой очистки топлива.Пройдя через фильтр грубой очистки, топливо нагнетается подкачивающим насосом в фильтр тонкой очистки. Очищение дизеля в фильтре тонкой очистки является финальной стадией очищения от механических примесей перед тем, как топливо поступит в ТНВД.

Современные топливные фильтры выполняют следующие дополнительные функции:

— Предварительный подогрев топлива электрическим способом, охлаждающей жидкостью или возвращающимся потоком топлива.

— Информирование об интервале технического обслуживания с помощью измерения дифференциального давления.

— Применение заполняющих и прокачивающих устройств. После замены фильтрующего элемента топливная система заполняется и прокачивается ручным подкачивающим насосом, который обычно встроен в крышку корпуса фильтра.

Топливные фильтры подлежат регулярной замене. Их следует менять в соответствии с рекомендациями производителей грузовиков (примерный срок замены около 15 000 — 20 000 км пробега). При замене фильтрующего элемента необходимо выполнять очистку корпуса фильтра. После замены фильтра необходимо заполнить корпус дизельным топливом и удалить воздух из системы. Замену топливного фильтра специалисты советуют делать на СТО.

Ведущие европейские производители качественных топливных фильтров: Mann+Hummel, Mahle/Knecht, Hengst.

Качественное дизельное топливо является еще одним важным условием обеспечения длительного срока службы и бесперебойного функционирования систем впрыска.

Отличительные характеристики качественного дизельного топлива:

— высокое цетановое число

— относительно низкая температура конца кипения

— незначительные отклонения плотности и вязкости

— низкое содержание ароматических и полиароматических углеводородов

— низкое содержание серы

Воздушный фильтр фильтрует всасываемый двигателем воздух и предотвращает попадание в двигатель: минеральной пыли, масляного тумана, аэрозолей, нагара дизельного топлива, пыльцы и других загрязнителей. Благодаря очистке воздуха сокращается износ, например, трущихся пар в подшипниках, поршневых колец и стенок цилиндра. Кроме того, воздушный фильтр защищает термопленочный датчик массового расхода воздуха, предотвращая отложения в нем пыли, которая может вывести его из строя.

Воздушный фильтр глубокого слоя в отличие от поверхностных фильтров задерживает частицы в структуре фильтрующего материала. Фильтрующие элементы разрабатываются в соответствии с требованиями производителей двигателей и обеспечивают минимальную потерю давления и высокую эффективность фильтрации (на 99,95%) независимо от интенсивности воздушного потока. Ведущие европейские производители качественных воздушных фильтров: Mann+Hummel, Mahle/Knecht, Hengst.

Качественные фильтры в основном состоят из целюлозного волокна, подвергнутого специальному тиснению и пропитанного смолой для достижения водостойкости, механической и химической стойкости. В последнее время при изготовлении фильтров применятся синтетические, композитные и нановолоконные материалы. Низкокачественные фильтры пропускают большее количество частиц пыли и могут порваться.

Топливная система — достаточно сложна и чувствительна к условиям эксплуатации. Износ, повреждение, загрязнение топливной системы может привести, в том числе к капитальному грузовому ремонту. Частота ремонта этой системы зависит от качества используемых запчастей и комплектующих. Владельцам грузового транспорта не стоит экономить на топливных и воздушных фильтрах и устанавливать расходные материалы от проверенных европейских производителей. Помните, что своевременная диагностика позволит выявить неисправности топливной системы и избежать дорогостоящего ремонта.

Чтобы избежать серьезных проблем из-за неисправностей в системе топливоподачи и простоя грузовика стоит использовать качественное топливо и своевременно проводить диагностику и ТО (менять фильтры) Следует регулярно проводить диагностику и своевременно устранять неполадки в топливной системе. Лучше всего для ремонта топливной системы грузового авто обратиться на станцию технического обслуживания.На СТО компании «Коммерческий транспорт» работы производят квалифицированные специалисты, имеющие знания и опыт в ремонте системы топливоподачи европейского грузового транспорта.

Какое давление топлива в дизельном двигателе

ТНВД системы СР1 имеет три плунжера, расположенных радиально к друг другу под углом в 120 градусов. В центре корпуса топливного насоса установлен приводной вал. Привод плунжерных пар осуществляется посредством эксцентрикового кулачка напрямую от выпускного распределительного вала через соединительный элемент. Передаточное число привода топливного насоса соответствует передаточному числу коленчатого вала относительно распределительного вала 2 : 1. ТНВД СР1 не имеет клапана дозирования топлива. Давление в топливной рампе регулируется исключительно посредством регулятора давления топлива (DRV). ТНВД должен создавать минимальное давление в рампе на уровне 170-200 бар на холостом ходе и 1350 бар на максимальных оборотах. После входного штуцера на линии низкого давления в ТНВД имеется специальный клапан, который переводит часть топлива для смазки внутренних поверхностей насоса. Пружина клапана настроена так, что если давление в магистрали ниже 0,8 бар, то топливо направляется на смазку и охлаждение насоса и затем сливается в линию обратки. Если давление выше 0,8 бар, то пружина сжимается и большая часть топлива подаётся к плунжерам для сжатия. По мере вращения приводного вала, эксцентрик нажимает на трехгранную втулку, а она надавливает на поршень плунжера. Когда эксцентрик не давит на поршень плунжера, поршень под действием возвратной пружины двигается к центру насоса, создавая разряжение в камере, которое открывает впускной клапан и топливо попадает в камеру. После нажима эксцентрика на поршень, тот двигается вверх, сжимая топливо и высокое давление в камере перекрывает впускной клапан (как только давление станет около 1 бара), одновременно выдвигая шарик контрольного клапан на впуске и выпуская топливо из камеры уже под высоким давлением. После этого движение поршня вниз снова создает разряжение и шарик перекрывает выпускное отверстие и впускной клапан открывается снова. Такт повторяется. Некоторые варианты насоса могут иметь клапан деактивации одного из плунжеров. Причина его использования — снижение нагрузки на ТНВД на малых оборотах, а также быстрое понижение давления в системе при переходе блока управления в аварийный режим. Клапан деактивации состоит из электромагнита и штока, который перекрывает подачу топлива для сжатия. После подачи сигнала с ЭБУ на клапан, соленоид прижимает шток с золотником клапана к впускному отверстию.

Регулятор давления топлива является частью топливной рампы или расположен на корпусе ТНВД. Клапан на насосе располагается после выпускного штуцера подачи топлива в рампу и отводит часть топлива в линию обратки. Клапан состоит из соленоида и подпружиненного штока, который упирается в шарик для перекрытия сливного канала. Открытие форсунок и работа плунжеров приводят к сильным гидравлическим колебаниям топлива. Шарик в клапане призван гасить эти колебания. Если давление в клапане больше 100 бар, то пружина сжимается и топливо утекает в магистраль обратки. Под управлением сигнала частоты с ЭБУ соленоид двигает шток вперед и он перекрывает слив в обратку, повышая давление в линии. Если ЭБУ не управляет клапаном, то давление находится на уровне 100 бар. Если клапан на рампе, то он находится на линии слива топлива в магистраль обратки и регулирует топливо по сигналу частотной модуляции с блока управления двигателем.

Также на рампе устанавливается датчик измерения давления. Он с высокой точностью и за соответственно короткое время измеряет мгновенное давление топлива в рампе и передает в ЭБУ сигнал напряжения, соответствующий имеющемуся давлению. Датчик функционирует вместе с регулятором давления топлива в замкнутом контуре регулирования. Также в рампе может располагаться датчик температуры топлива. Его сопротивление при температуре 25 градусов — 2400 Ом, при температуре 80 градусов — 270 Ом.

Обычно в двигателях с системой Bosch СР1 используются форсунки электромагнитного типа CRI 1 и CRI 2. Принцип работы в следующем:
Топливо из рампы под высоким давлением через трубку направляется к форсунке и далее по топливной галерее в форкамеру распылителя, а также через впускной дроссель в управляющую камеру клапана. Управляющая камера клапана соединена с линией возврата топлива в бак через выпускной дроссель, который может открываться электромагнитным клапаном. В закрытом состоянии (электромагнитный клапан обесточен) выпускной дроссель закрыт шариком клапана, поэтому топливо не может выйти из управляющей камеры клапана. В этом положении в форкамере распылителя и в управляющей камере клапана устанавливается одинаковое давление (баланс давления). На иглу распылителя действует дополнительно усилие собственной пружины, поэтому игла распылителя остается закрытой (гидравлическое давление и усилие пружины иглы распылителя). Топливо не попадает в камеру сгорания. При активации электромагнитного клапана открывается выпускной дроссель. За счет этого возрастает давление в управляющей камере клапана, а также гидравлическое усилие, действующее на управляющий золотник клапана. Как только гидравлическая сила в управляющей камере клапана станет меньше гидравлической силы в форкамере распылителя и пружины иглы распылителя, игла распылителя открывается. Топливо через отверстия распылителя впрыскивается в камеру сгорания. Спустя заданное программой время подача электропитания к электромагнитному клапану прерывается. После этого выпускной дроссель снова закрывается. С закрытием выпускного дросселя в управляющей камере клапана через впускной дроссель восстанавливается давление из топливной рампы. Это повышенное давление с большим усилием воздействует на управляющий золотник клапана. Эта сила и сила упругости пружины иглы распылителя теперь превосходят силу в форкамере распылителя и игла распылителя закрывается. Скорость закрывания иглы распылителя определяется расходом впускного дросселя. Впрыск прекращается, как только игла распылителя достигает своего нижнего упора. Косвенное приведение в действие иглы распылителя посредством системы гидравлического сервопривода применяется, когда усилие, необходимое для быстрого открывания иглы распылителя с помощью электромагнитного клапана, не может быть создано напрямую. Для этого дополнительно к объему впрыскиваемого топлива в возврат топлива через дроссели управляющей камеры подается требуемый "управляющий объем". Дополнительное к управляющему объему имеются объемы утечек на перемещение иглы распылителя и управляющего золотника клапана. Электромагнитные форсунки калибруются во время производства и имеют несколько вариантов кодировки. Ранние версии разделены на классы (например, Х, Y, Z у Hyundai) и в случае замены классы форсунок необходимо комбинировать по определенному принципу. В более поздних системах используется код : 8-значный (ЕВРО IV) или 9-значный (ЕВРО V), который представляет собой поправочный коэффициент для коррекции топлива и выгравирован на поверхности головки топливной форсунки. В случае замены форсунок в память ЭБУ необходимо вводить новый код. Также необходимо вводить коды форсунок при замене ЭБУ на новый в память нового блока.

Система Bosch CP1Н Система Bosch CP1H относится к второму поколению и стала применяться с 2001 года. В отличие от насосов CP1 в СР1Н на стороне подачи топлива в рампу расположен соленоидный клапан контроля количества топлива, подаваемого из насоса в рампу. Эта конструкция впервые была применена на типе СР3, но добавлена к СР1 для увеличения производительности насоса. Это позволяет увеличить эффективность насоса, понизив температуру топлива, нагрузку и повысив создаваемое давление. Привод топливного насоса осуществляется напрямую от выпускного распределительного вала через соединительный элемент. Передаточное число привода соответствует передаточному числу коленчатого вала относительно распределительного вала 2 : 1. Топливный насос может вырабатывать максимальное давление топлива от 1600 до 1800 бар. Еще одна особенность системы СР1Н — использование деактиватора одного из плунжеров в случае, если нет необходимости развивать максимальное давление в рампе.

В случае, если в системе не используется погружной электрический насос, ТНВД может быть оборудован подкачивающим насосом шестеренного типа. Основные конструктивные детали – две находящихся в зацеплении шестерни, вращающиеся друг навстречу другу и подающие топливо, защемленное во впадинах между зубьями, из полости всасывания в полость нагнетания. Контактная линия шестерен между полостью всасывания и полостью нагнетания уплотнена, что исключает возможность обратного перетекания топлива. Подача насоса примерно пропорциональна частоте вращения двигателя. В этой связи требуется регулирование подачи / переходного давления. Величина переходного давления, нагнетаемого зубчатыми колесами, зависит от дросселирующих отверстий и их проходного сечения в перепускном дроссельном клапане. Перепускной дроссельный клапан интегрирован в контур низкого давления топливного насоса. Создание высокого давления (до 1800 бар) вызывает высокую температурную нагрузку на отдельные детали топливного насоса. Поэтому для обеспечения выносливости механические детали топливного насоса должны обильно смазываться. Перепускной дроссельный клапан спроектирован так, чтобы при любом режиме эксплуатации обеспечить оптимальное смазывание и, соответственно, охлаждение. При низкой частоте вращения топливного насоса (низкое давление подкачивающего насоса) управляющий золотник лишь немного смещается со своего седла. Потребность в смазке/охлаждении, соответственно, мала. Открывается малая подача топлива через дроссель на конце управляющего золотника для смазки/охлаждения насоса. Некоторые ТНВД могут быть снабжены автоматической вентиляцией (Форд). Через дроссель отводится воздух, который может находиться в топливном насосе. С ростом частоты вращения топливного насоса (ростом давления подкачивающего насоса) управляющий золотник сильнее поджимает нажимную пружину. При растущей частоте вращения топливного насоса требуется усиленное охлаждение топливного насоса. При заданном давлении открывается байпасное охлаждение топливного насоса и расход топливного насоса увеличивается. При высокой частоте вращения топливного насоса (высоком давлении подкачивающего насоса) управляющий золотник сильнее поджимает нажимную пружину. Теперь байпасное охлаждение топливного насоса полностью открыто (максимальное охлаждение). Избыток топлива через байпас обратного потока возвращается в полость всасывания подкачивающего насоса. Таким образом внутреннее давление топливного насоса СР1Н (как и СР1) ограничивается значением 6 бар.

Привод топливного насоса осуществляется от приводного вала, а конструкция, в целом, аналогична CP1. На приводном валу жестко смонтирован эксцентрик, который перемещает три плунжера насоса возвратно-поступательно в соответствии с профилем кулачка эксцентрика. На впускной клапан подается давление топлива от подкачивающего насоса. Если переходное давление превышает внутреннее давление камеры высокого давления (плунжер превышает положение TDC (верхняя мертвая точка)), то впускной клапан открывается. Заполнение камеры высокого давления функционирует комбинировано: С одной стороны, топливо под воздействием переходного давления нагнетается в камеру высокого давления. Давление при этом зависит от проходного сечения клапана дозирования топлива. С другой стороны, топливо при движении плунжера вниз засасывается в камеру высокого давления. Если пройдена BDC (нижняя мертвая точка) плунжера, то впускной клапан закрывается вследствие возросшего давления в камере высокого давления. Топливо больше не может проходить в камеру высокого давления. Как только давление в камере высокого давления превысит давление в топливной рампе, открывается выпускной клапан, и топливо через подсоединение высокого давления нагнетается в топливную рампу (ход подачи). Плунжер насоса подает топливо до тех пор, пока не будет достигнута TDC. Затем давление падает, и выпускной клапан закрывается. Оставшееся топливо более не находится под давлением; плунжер насоса движется вниз. Если давление в камере высокого давления ниже переходного давления, впускной клапан снова открывается, и процесс начинается сначала.

Линия подачи топлива под высоким давлением в рампу имеет ответвление, которое проходит через Клапан регулировки давления для слива лишнего топлива в бак. Клапан установлен или сбоку или позади ТНВД в зависимости от конструкции.

Система Bosch CP3 Система BOSCH CP3 появилась в 2003 году и стала третьим поколением систем BOSCH для прямого впрыска дизельного топлива. Принцип дизайна насоса CP3 идентичен СР1 и СР1Н (технология СР3 использована для насосов СР1Н). Но в этом типе применена новая технология управления давлением: управление осуществляется не в линии высокого давления, а на стороне подачи топлива в ТНВД. Для этого применен новый элемент — клапан контроля количества подаваемого в насос топлива (IMV). Корпус имеет новую форму моноблока со сниженным уровнем трения. Другая отличительная особенность — не прямое воздействие эксцентрика на плунжер, а передача усилия через толкатель, что позволяет увеличить нагрузку и добиться максимального давления в 1800 бар. Причина использования моноблочной систему корпуса в том, что такое исполнение уменьшает число мест в контуре высокого давления, где возможны утечки, и допускает более высокую производительность. Также в насосах типа СР3 применены толкатели со специальной опорой. Поперечные силы, возникающие в результате действия поперечного момента эксцентрика привода, воспринимаются не плунжерами, а специальной опорной втулкой на стенке корпуса насоса. ТНВД этого типа отличается большей стабильностью работы под нагрузкой и способностью противостоять более высокому давлению.

Еще одна из отличительных особенностей системы СР3 — использование механического передающего насоса, расположенного в задней части ТНВД на линии низкого давления. Насос шестеренчатого типа, как у CP1H, но может применяться электрический роторный насос роликового типа, который находится на линии низкого давления. Такой тип насоса включает в себя камеру с внутренним эксцентриком и с установленным в ней ротором и роликами, которые могут перемещаться в прорезях ротора. Вращение ротора вместе с создаваемым давлением топлива заставляют ролики перемещаться на периферию прорези, прижимаясь к рабочим поверхностям. В результате ролики действуют как вращающиеся уплотнители, посредством чего между роликами соседних прорезей и внутренней, рабочей поверхностью корпуса насоса, образуется камера. Создание давления определяется тем, что при закрытии входной серпообразной полости объем камеры постоянно уменьшается, и когда выходное отверстие открывается, топливо течет через электромотор и выходит из штуцера в крышке на нагнетательной стороне насоса.
Шестеренчатый насос является исключительно механическим топливоподкачивающим насосом. Он увеличивает нагнетаемое одним или двумя электрическими топливными насосами в топливном баке давление топлива. Этим гарантируется обеспечение топливом насоса высокого давления во всех режимах работы. В корпусе насоса, который крепится на задней части ТНВД находятся две встречно движущихся шестерни, при чем одна шестерня приводится в действие сквозным приводным валом. Шестерни вращаются, топливо в пространство между зубьями шестерен и подается по топливным магистралям в полость давления. Оттуда оно поступает корпус насоса высокого давления. Зацепление зубьев обоих шестерен исключает обратный отток топлива. Предохранительный клапан открывается при повышении давления топлива в полости давления шестеренчатого насоса свыше 5,5 бар. Топливо откачивается тогда в полость всасывания шестренчатого насоса.

Клапан дозировки топлива встроен в насос высокого давления. Он обеспечивает необходимое регулирование давления топлива в области высокого давления. Клапан дозировки топлива регулирует количество топлива, которое поступает в насос высокого давления. Преимущество системы состоит в том, что насос высокого давления должен создавать только то давление, которое необходимо для рабочей ситуации на данное время. Таким образом, сокращается потребляемая мощность насоса высокого давления и предотвращается ненужный разогрев топлива. В обесточенном состоянии клапан дозировки открыт. Дозирующий плунжер усилием пружины сдвинут в сторону и предоставляет минимальное поперечное сечение к насосу высокого давления. Через него только небольшое количество топлива проходит в камеру сжатия насоса высокого давления. Для увеличения количества подаваемого топлива к насосу высокого давления, клапан дозировки топлива управляется импульсным сигналом (PWM) блока управления дизельной системы впрыска. PWM-сигналом клапан дозировки топлива синхронно закрывается. Благодаря этому за клапаном создается давление, которое воздействует на регулирующий плунжер. Вариацией сигналов изменяется давление и вместе с этим положение плунжера. Давление падает и регулирующий плунжер сдвигается вправо. Это увеличивает подачу топлива к насосу высокого давления. В случае отказа клапана двигатель переходит в аварийный режим и мощность его резко падает.

Принцип создания высокого давления в целом идентичен типу СР1Н. Также на рампе находится датчик измерения давления. В нем находится чувствительный элемент, который состоит из стальной мембраны и тензодатчика. Давление топлива воздействует на чувствительный элемент. При изменении давления изменяется прогиб стальной мембраны и также вместе с этим меняет сопротивление и тензодатчик. Электронный блок обработки данных вычисляет по сопротивлению сигнал напряжения и передает его на блок управления дизельной системы впрыска. C помощью запрограммированных в памяти блока управления характеристик подсчитывается текущее давление топлива. При отказе в работе датчика давления топлива блок управления дизельной системы впрыска подсчитывает значение давления по умолчанию. Мощность падает.

Регулировочный клапан давления топлива находится на топливной рампе. Регулировочным клапаном устанавливается давление топлива в области высокого давления. При этом им управляет блок управления дизельной системы впрыска. В зависимости от режима работы двигателя давление составляет от 230 до 1800 бар. При слишком высоком давлении топлива регулировочный клапан открывается и часть топлива из топливной рампы через обратную магистраль попадает в топливный бак. При слишком низком давлении регулировочный клапан закрывает и герметизирует область высокого давления от обратной магистрали. Если регулировочный клапан не управляется, то игла клапана под действием клапанной пружины придавлена в свое гнездо. Этим область высокого давления отделена от обратной магистрали. Клапанная пружина сконструирована так, что в топливной рампе создается давление топлива приблизительно 80 бар. Если давление топлива в топливной рампе больше усилия клапанной пружины, то регулировочный клапан открывается и топливо течет по обратной магистрали в топливный бак. Для создания рабочего давления от 230 до 1800 бар в топливной рампе, регулировочным клапаном управляет пусковой сигнал (PWM) блока управления дизельной системы впрыска. За счет этого в магнитной катушке возникает магнитное поле. Якорь клапана притягивается и придавливает иглу клапана в ее гнездо. Силе давления топлива в топливной рампе и дополнительно усилию пружины клапана противостоит магнитная сила. В зависимости от нажимного отношения управления, изменяется проходное сечение к магистрали обратного течения и вместе с этим количество возвращающегося топлива. Кроме того, за счет этого выравниваются перепады давления в топливной рампе. При отказе регулировочного клапана давления топлива двигатель не будет работать, поскольку не будет создаваться необходимое для впрыска высокое давление топлива.

На некоторых модификациях системы в цепи низкого давления может находится температурный датчик топлива. По сигналу датчика температуры топлива блок управления дизельной системы подсчитывает плотность топлива. Она является величиной коррекции для подсчета необходимого для впрыска количества топлива, регулировки давления топлива в топливной рампе и для регулировки количества топлива, которое поступает в насос высокого давления. При отказе датчика температуры топлива блок управления дизельной системы подсчитывает постоянное значение по умолчанию. При слишком высокой температуре в подающей магистрали, для защиты насоса высокого давления мощность двигателя ограничивается. Этим также косвенно уменьшается количество сжатого в насосе высокого давления топлива и таким образом температура топлива падает.

Некоторые типы систем имеют клапан постоянного давления. Клапан постоянного давления является абсолютно механическим клапаном. Он находится между обратными магистралями от клапанов впрыска и обратной магистралью топливной системы. Клапан постоянного давления в обратной топливной магистрали со стороны клапанов впрыска поддерживает давление топлива приблизительно на уровне 10 бар. Это давление топлива необходимо для работы клапанов впрыска. При работе двигателя топливо поступает от клапанов впрыска через обратные магистрали к клапану постоянного давления. При давлении топлива свыше 10 бар шарик под усилием пружины поднимается из своего гнезда. Топливо протекает через открывшийся клапан в обратную топливную магистраль к топливному баку.

Еще одна важная отличительная особенность системы CP3 — это применение пьезофорсунок, которые относятся к поколению CRI 3. Скорость включения пьезофорсунок этого типа в 4 раза быстрее, чем у предыдущего поколения элекстромагнитных форсунок CRI 2. Кроме того, технология применения пьезофорсунок по сравнению с электромагнитными клапанами впрыска имеет приблизительно на 75% меньше подвижной массы на игле распылителя. Из этого складываются преимущества очень короткого времени включения, возможности большого количества циклов впрыска в течение рабочего такта и точно дозируемое количество топлива. За счет очень короткого времени включения пьезофорсунок можно гибко и точно управлять фазами и циклами впрыска. Благодаря этому процесс впрыска можно приспособить к соответствующим требованиям условий работы двигателя. В течение каждого процесса впрыска может производиться до пяти частичных циклов впрысков. Перед основным впрыском в камеру сгорания впрыскивается небольшое количество топлива. Это способствует повышению температуры и давления в камере сгорания. За счет этого сокращается задержка самовоспламенения основного впрыска и вместе с этим снижается быстрое возрастание давления и его пик. Следствием этого являются незначительные шумы сгорания топлива и низкий уровень токсичности выхлопных газов. Число, время и количество впрыскиваемого топлива для предварительного впрыска зависят от режима работы двигателя. В холодном двигателе и при низком числе оборотов по шумовым причинам происходят два предварительных впрыска. При более высокой нагрузке и высоком числе оборотов проходит только один предварительный впрыск для уменьшения уровня токсичности выхлопных газов. При полной нагрузке и высоком числе оборотов не происходит предварительного впрыска, поскольку для высокого коэффициента полезного действия должно впрыскиваться большое количество топлива. После предварительного впрыска и короткой паузы в камеру сгорания впрыскивается основное количество топлива. Уровень давления впрыска всего процесса остается примерно равным. Для регенерации сажевого фильтра происходят два пост впрыска. За счет их повышается температура выхлопных газов, которая необходима для сгорания частиц сажи в сажевом фильтре.

Для управления клапаном впрыска применяется пьезопривод. Он находится в корпусе клапана и управляется электрическим соединением блока управления системы впрыска. Пьезопривод имеет высокую скорость включения, он включается за менее чем, десятитысячную долю секунды. Для управления пьезоприводом используется обратный пьезоэлектрический эффект. Пьэзопривод состоит из множества пьезоэлементов, для достижения достаточно большого хода контактов управления клапанами впрыска. При подаче напряжения пьезопривод расширяется до 0,03 мм. (Для сравнения: человеческий волос имеет диаметр приблизительно 0,06 мм). К пьезоприводам подается напряжение от 110 до 148 В. Модуль сопряжения состоит из соединительной и клапанной колбы. Модуль связи действует как гидравлический цилиндр. Он очень быстро гидравлически преобразовывает линейное расширение пьезопривода и приводит в действие клапан переключения. Гидравлической передачей клапан переключения мягко открывается и за счет этого происходит точное управление впрыском. Преимущества гидравлической передачи: незначительная сила трения, амортизация подвижных конструктивных элементов, компенсация изменения длины конструктивных элементов за счет теплового расширения и отсутствие механического воздействия на иглу распылителя. Модуль сопряжения является гидравлической системой, в которой силы соотносятся друг к другу как площади колб. В модуле сопряжения площадь соединительной колбы больше площади клапанной колбы. Клапанная колба приводится, таким образом, в действие силой соединительной колбы. Отношение площади соединительной колбы к площади клапана переключения во много раз больше. За счет этого клапан переключения приводится в действие против давления топливной рампы от модуля сопряжения. Давление топлива в модуле сопряжения поддерживается клапаном постоянного давления в обратной магистрали приблизительно на уровне 10 бар. Это давление топлива служит в качестве воздушной подушки для гидравлической передачи между колбой соединения и клапанной колбой. В состоянии покоя клапан впрыска закрыт. Пьезопривод выключен. В пространстве управления выше иглы распылителя и к клапану переключения подается высокое давление топлива. Клапан переключения за счет высокого давления топлива и усилия пружины клапана переключения прижат в своем гнезде. За счет этого высокое давление топлива отделено от обратной топливной магистрали. Игла распылителя закрывается усилием пружины и высоким давлением топлива в пространстве управления выше распылителя. В обратной топливной магистрали давление топлива составляет приблизительно на уровне 10 бар, которое поддерживается клапаном постоянного давления в обратной магистрали клапанов впрыска. Начало впрыска проводит ЭБУ. При этом он посылает управляющие сигналы на пьезопривод. Пьезопривод расширяется и передает усилие на соединительную колбу. Движением соединительной колбы назад, в модуле сопряжения создается гидравлическое давление, которое через клапанную колбу воздействует на клапан переключения. Клапан переключения открывается гидравлическим усилием модуля сопряжения и освобождает путь высокому давлению топлива в обратную магистраль. Топливо в области управления через сливной дроссель попадает в обратную магистраль. При этом резко падает давление топлива выше иглы распылителя. Игла распылителя поднимается и начинается впрыск. Завершение впрыска происходит, когда блок ЭБУ больше не подает управляющие сигналы на пьезопривод. Пьезопривод возвращается в свое исходное положение. Обе колбы модуля сопряжения двигаются вверх, а клапан переключения прижимается в своем гнезде. За счет этого перекрывается путь высокому давлению топлива к обратной магистрали. Через дроссель подачи топливо поступает в область управления выше иглы распылителя. Давление топлива в области управления снова растет до уровня топливной рампы и закрывает иглу распылителя. Процесс впрыска завершен и клапан впрыска находиться снова в состоянии покоя. Количество впрыскиваемого топлива определяется длительностью нахождения под управлением пьезопривода и давлением топливной рампы. Благодаря быстрым промежуткам включения пьезопривода можно совершить большее число циклов впрыска за рабочий такт и точно определить количество впрыскиваемого топлива.
На каждой форсунке нанесен семизначный код для адаптации. Это значение для адаптации может состоять из букв и/или цифр. Значение (IMA код) определяется при изготовлении клапана впрыска на испытательном стенде. Оно представляет разность заданной величины и описывает этим параметры работы клапана впрыска. C помощью значения IMA ЭБУ дизельной системы впрыска может точно рассчитать необходимое время срабатывания для впрыска топлива через каждый отдельный клапан форсунки. За счет регулировки количества топлива для впрыска выравниваются различные параметры работы форсунок, которые возникают на основе производственных допусков. Целями данных коррекций количества впрыскиваемого топлива являются: сокращение расхода топлива, сокращение количества выхлопных газов, тихая работа двигателя. Насосы типа СР3 используются как на легковых, так и на коммерческих автомобилях. Версии СР3.1 ~ СР3.4 отличаются размером и уровнем давления в зависимости от выполняемой автомобилем задачи. Версия СР3.4 используется только на грузовиках и автобусах. В лёгких грузовиках и коммерческих автомобилях других типов (пикапы) могут также использоваться ТНВД, первоначально спроектированные для легковых автомобилей. Особенностью топливных систем тяжёлых грузовиков, а также грузовиков средней грузоподъёмности, является топливный фильтр, расположенный на стороне давления. Он устанавливается между шестерёнчатым топливоподкачивающим насосом и ТНВД и благодаря большей ёмкости для отсеиваемых частиц, допускает длительный интервал замены фильтрующего элемента. В любом случае ТНВД требует внешнего соединения на впуске топлива, даже если шестерёнчатый топливоподкачивающий насос закреплён на фланце ТНВД.

Система Bosch CP4 Ужесточение норм токсичности и стратегия уменьшения физических размеров агрегатов с увеличением их мощности привели к тому, что в 2007 году появляется новое поколение систем от BOSCH CP4. Основные отличительные особенности — уменьшение физического размера и возможность развивать максимальное давление в рампе до 2000 бар. Система имеет две модификации: СР4.1 с одним плунжером и СР4.2 с двумя плунжерами. В ней могут применяться пьезофорсунки, а для недорогих моделей соленоидные форсунки нового типа CRI 2.2-M2 с возможностью работы при давлении 1800, а в модификации CRI 2.6 с компенсирующим эффектом до 2000 бар.
Насос высокого давления CP4.1 представляет собой одноплунжерный насос. Привод насоса осуществляется через зубчатый ремень от коленвала с частотой, равной частоте оборотов двигателя. ТНВД предназначен для создания в топливной магистрали давления до 1800 бар, необходимого для работы системы впрыска. С помощью двух кулачков, развёрнутых на приводном вале на 180°, скачок давления формируется синхронно с впрыском во время рабочего такта конкретного цилиндра. Это обеспечивает равномерную нагрузку привода насоса и снижает колебания давления в области высокого давления. Для снижения трения при передаче усилия от приводных кулачков к плунжеру насоса между ними установлен ролик. Дополнительный топливный насос подаёт насосу высокого давления топливо в количестве, необходимом для каждого режима работы двигателя. Через дозирующий клапан топливо попадаёт в область высокого давления двигателя. Кулачки приводного вала приводят плунжер насоса в возвратно-поступательное движение. При возвратном движении плунжера объём камеры сжатия увеличивается. По этой причине давление в камере сжатия падает по сравнению с давлением топлива в корпусе насоса. Под действием этого перепада давления впускной клапан открывается, и топливо затекает в камеру сжатия. После начала движения плунжера в прямом направлении давление в камере сжатия возрастает, и впускной клапан закрывается. Как только давление в камере сжатия превысит давление в рампе, открывается выпускной (обратный) клапан, и топливо начинает поступать в рампу. Клапан дозирования топлива встроен в насос высокого давления. Он управляет подачей топлива в контур высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, которое нужно закачать для создания скачка высокого давления. Преимущество такой конструкции состоит в том, что ТНВД должен формировать импульсы давления только тогда, когда это необходимо для работы двигателя. Это позволяет снизить мощность, потребляемую насосом высокого давления, и исключить ненужный нагрев топлива. В обесточенном состоянии клапан дозирования топлива открыт. Для ограничения дозы топлива, подаваемого в камеру сжатия, управление клапана осуществляется от блока управления двигателя сигналом с широтноимпульсной модуляцией. С помощью импульсного сигнала клапан дозирования периодически закрывается. В зависимости от коэффициента заполнения сигнала изменяется положение золотника, и, тем самым, регулируется количество топлива в камере сжатия ТНВД. В случае отказа клапана, мощность двигателя падает и система управления двигателя работает в аварийном режиме.

Давление топлива в области низкого давления регулируется с помощью перепускного клапана, который расположен на входе в ТНВД. Дополнительный топливный насос подаёт топливо из топливного бака к ТНВД под давлением около 5 бар. Этого достаточно для обеспечения работы ТНВД во всех режимах. Перепускной (редукционный) клапан удерживает давление топлива на входе в ТНВД на уровне 4,3 бар. Топливо, подаваемое дополнительным насосом, давит на плунжер перепускного клапана, удерживаемого пружиной. Когда давление превышает 4,3 бар, перепускной клапан открывается и топливо начинает поступать в обратный топливопровод. Избыток топлива, таким образом, стекает обратно в топливный бак. для регулирования давления в аккумуляторе высокого давления применяется т. н. концепция двойного регулирования. Для этого используются регулятор давления топлива и клапан дозирования топлива, которые управляются блоком управления двигателя с помощью сигнала с широтно импульсной модуляцией. В зависимости от режима работы двигателя регулирование давления осуществляется одним из двух клапанов. Регулирование посредством регулятора давления топлива ведется на холостом ходе при пуске и для прогрева. Для того чтобы быстрее прогреть топливо, насос высокого давления подаёт в камеру сжатия больше топлива, чем требуется для работы двигателя. Избыточное топливо через регулятор давления возвращается в обратный топливопровод. Регулирование посредством клапана дозирования топлива используется при больших цикловых подачах и при необходимости создания очень высокого давления. При этом в топливную рампу подаётся именно столько топлива, сколько необходимо двигателю в текущем режиме работы. Мощность, потребляемая насосом высокого давления, снижается, и ненужный нагрев топлива исключается. В режимах холостого хода, принудительного холостого хода и при малых цикловых подачах давление топлива регулируется с помощью обоих клапанов. При этом достигается высокая точность регулирования, улучшающая как работу в режиме холостого хода, так и переход к принудительному холостому ходу.

В версии системы CP4.2 используется двухплунжерная конфигурация ТНВД. Причина в сокращении нагрузки на плунжер и тем самым продлении жизни насосу. Максимальное давление впрыска составляет 2000 бар. В расположенных со смещением 90° плунжерных парах поочерёдно (в противофазе) происходят ходы всасывания и подачи топлива. При рабочих ходах топливо попеременно подаётся в левую и правую топливные рампы. Клапан дозирования топлива равномерно распределяет поступающее в ТНВД топливо по впускным каналам обоих плунжерных пар. Клапан дозирования топлива выполнен как часть ТНВД и управляет количеством топлива, подаваемого к плунжерным парам. Преимущество такой схемы заключается в том, что ТНВД подаёт в тракт высокого давления только то количество топлива, которое непосредственно требуется двигателю в данный момент в текущем режиме работы, и не больше. Это снижает потребляемую ТНВД мощность и позволяет избежать ненужного нагрева топлива. Клапан расположен вертикально между двумя плунжерами. По мере вращения приводного вала, эксцентрик нажимает сначала на поршень одного плунжера, потом второго. Принцип сжатия топлива и стратегия впрыска идентичны системе СР4.1.

Система Bosch CP2 / СPN2.2 Насосы типа BOSCH CP2 используются только в коммерческих автомобилях. Их отличие — два вертикально расположенных в линию качающих плунжера. В некоторых редких случаях применялись насосы с четырьмя качающими элементами. Причина использования схемы с вертикальными плунжерами в возможности взаимозаменять ТНВД на традиционные плунжерные насосы, где максимальное давление не превышает 400-1150 бар, без необходимости радикального изменения компонентов. Передаточное отношение между валом ТНВД и коленвалом равно 1:2. Еще одна особенность системы СР2 в применении охлаждения насоса маслом, а не дизельным топливом. Поскольку такие системы применяются только на габаритных двигателях крупных коммерческих автомобилей, диаметр отверстий распылителя форсунок достаточно большой, чтобы форсунки не закоксовывались фракциями масла, которое попадает в топливо. Оно подаётся непосредственно через присоединительный фланец или через впускной канал, который находится сбоку в зависимости от конструкции насоса.

Передающий насос интегрирован в ТНВД и находится на конце кулачкового вала. Он имеет стандартную для системы Bosch шестеренчатый принцип и высокое передаточное отношение. Насос выкачивает топливо из бака под отрицательным давлением и передает его к интегрированному фильтру тонкой очистки. После фильтра топливо проходит в клапан дозирования, который находится в верхней части головки ТНВД. Клапан контролирует объём подаваемого в плунжеры топлива в зависимости от сигнала частоты с ЭБУ. В верхней части плунжерной пары расположен комбинированный клапан для впуска и выпуска топлива. Под давлением топлива открывается впускной клапан в плунжере в момент, когда плунжер перемещается вниз, и топливо попадает в камеру для сжатия. Движением вниз плунжер как бы всасывает топливо внутрь. Под действием пружины выпускной клапан перекрывается, когда плунжер находится в мертвой нижней точке. Двигаясь вверх поршень сжимает топливо и как только давление в камере станет равным давлению в рампе, выпускной клапан открывается, а впускной перекрывается. Топливо выходит из насоса в сторону топливной рампы. Пружина плунжера обеспечивает постоянный контакт между плунжером и роликовым толкателем. Посредством кулачков вращательное движение кулачкового вала преобразуется в возвратно-поступательное движение плунжеров. Пружина плунжера обеспечивает его возврат в исходное положение.

Сравнительная Таблица Насосов Высокого давления Bosch
Тип ТНВД Максимальное давление в рампе (Бар) Тип смазки
CP1 1350 Диз. Топливо
CP1+ 1350 Диз. Топливо
CP1H 1600 / 1800 Диз. Топливо
CP1H+OWH 1100 Диз. Топливо
CP3.2 1600 Диз. Топливо
CP3.2+ 1100 Диз. Топливо
CP3.3 1600 Диз. Топливо
CP3.4 1600 / 1800 Масло
CP3.4+ 1600 Диз.Топливо
CP2 1400 Масло
CP2.2 1600 Масло
CP2.2+ 1600 Масло
CP2.4 1600 Масло
CP4.1 1800 / 2000 Диз. Топливо
CP4.2 1100 / 2000 Диз. Топливо
Список автомобилей, на которых используется система COMMON RAIL типа BOSCH:
IVECO 190 E40=EUROTECH CURSOR 10
IVECO 380/400/410 T42
IVECO 180E24,E27,190224, 190E27,190E31,190E35,260E24,260E27
IVECO CURSOR 8
IVECO STRALIS
SCANIA DSC
MERCEDES ACTROS
SCANIA R420/R500/R580
SCANIA R380/480
MERCEDES ACTROS
MERCEDES ACTROS/TRAVEGO
VOLVO FH12 / BOSCH
VOLVO FH 12 / EURO I-II (BOSCH — MARK2 PUMP)
VOLVO FH12 EURO II / BOSCH EQUIP.
MERCEDES ATEGO,CITARO
MERCEDES ACTROS
MERCEDES CITARO/AXOR/TRAVEGO
IVECO 180=190 E38 EUROSTAR=400/440 E38 EUROSTAR
RENAULT MAGNUM 400/440/480 E-TECH=DAF=KHD
AUDI A4/A6=SKODA SUPERB=VW PASSAT 1.9TDI
AUDI A3=SEAT LEON/TOLEDO=VW BORA/PASSAT/GOLF 1.9 TDI
AUDI A2/A4/A6 1.4/1.9 TDI=SEAT AROSA 1.4 TDI=VW LUPO
AUDIA3/A4=VW PASSAT/POLO/BORA=SKODA FABIA/SUPERB 1.9TDI
VW 1.9 TD ENGINE AXR
VW VAN
BMW 330D/XD/530D/730D/X5 3.0D
LAND ROVER FREELANDER I 2.0 TD4
CHRYSLER VOYAGER 2.5/2.8 CRD
RENAULT KERAX/PREMIUM 370 Dci with pump CP2
OPEL MOVANO+RENAULT MASTER 2.5 Dci 16v.
TOYOTA SR
VW LT 28/35/46 2.8 Tdi+CHEVY BLAZER 2.8 DE+NISSAN FRONTIER 2.8
ISUZU
FIAT=OPEL ASTRA/VECTRA/ZAFIRA 1.9 Cdti
HYUNDAI ACCENT II/MATRIX/i30 1.5 CRDi, TUSCAN/SANTA FE’/TRAJET 2.0 CRDi, H1/STAREX/PORTER/IX35/IX55
RENAULT KERAX/PREMIUM 370/420 Dci with pump CP2
KIA 2.0 CRDi-VGT
FIAT DOBLO’/IDEA/PANDA/G.PUNTO+LANCIA MUSA/Y 1.3 MULTIJET
ALFA MITO+FIAT 500/PANDA/QUBO+OPEL CORSA 1.3
MERCEDES C/E/S/ 200/220/270/280/320 CDI
MERCEDES VITO 108/110/112/E/ML/S/V/CLK 200/220/320/370 CDI
MERCEDES G 270 CDI/E/ML/S 400 CDI/SPRINTER
KIA SORENTO 2.5 CRDI ALLA156P1265+
MERCEDES C30 CDI AMG/C30 CDI AMG
HYUNDAI LIBERO/STAREX+KIA SORENTO 2.5 CRDI
MERCEDES SPRITER 208/308/408 CDI 2.2cc
BMW 320D/330D/530D/730D/740D
DODGE RAM 2500/3500
IVECO DAILY/DUCATO 2.8/ RENAULT MASTER 2.8
IVECO DAILY 29L 10/L12/35C10/C12/35S10/S12//RENAULT MASTER
VOLVO
RENAULT/MACK TRUCKS
RENAULT ESPACE IV+LAGUNA II+MASTER+MEGANE+SCENIC 1.9 DCI
REMAULT MEGANE/ LAGUNA 1.9 DCI
FIAT ULYSSE/DUCATO 2.0 JTD ENGINE PSA
CITROEN XANTIA+PEUGEOT 406 2.0 HDI
FIAT ULYSSE 2.0 JTD (MOTORE PEUGEOT)
IVECO 100 E 17/65+CUMMINS
VW CONTELLATION+VOLKSBUS+13.180/15.190 ELECTRONIC
ALFA ROMEO 147/156/166(1.9/2.4 JTD)
CITROEN 2.0 HDI/PEUGEOT 2.0 HDI
FIAT PUNTO JTD
OPEL MOVANO/VIVANO+RENAULT MASTER+TRAFIC 2.5 DCI
ALFA ROMEO 166+FIAT BRAVO/BRAVA+MULTIPLA+LANCIA 1.9/2.4 JTD
BMW 530D+730D ENGINE E39
TOYOTA HILUX VIGO 3.0 TD
OPEL MOVANO 2.2 DTI
PEUGEOT 206.307 1.4 HDI=CITROEN XSARA 1.4 HD
MERCEDES CDI VARIE CC./SPRINTER VARIE
MERCEDES 316CDI SPRINTER/VITO 108/110/112 CDI/V200/220 CDI
MERCEDES E 200 CDI / E 220 CDI / E 270 CDI
MERCEDES CLASSE A 160/170 CDI
MERCEDES C/E/VITO/SPINTER 220/270 CDI
MERCEDES CLASSE A 160/170 CDI

Какое давление топлива в дизельном двигателе

По способу управления давлением система COMMON RAIL может иметь несколько вариаций:
— Управление давлением на стороне низкого давления с помощью дозирующего клапана; Изменением сигнала скважности ЭБУ двигателя подаёт нужное количество топлива в область сжатия топлива.
— Управление давлением на стороне высокого давления с помощью регулятора давления; Изменением сигнала скважности ЭБУ двигателя сливает нужное количество топлива в обратную магистраль для поддержки нужного давления.
— Управление давлением с помощью дозирующего клапана в цепи низкого давления, так и с помощью регулятора давления на рампе (Dual Control). В зависимости от стратегии впрыска и режима работы двигателя ЭБУ управляет и объемом топлива, которое подаётся для сжатия, и объёмом топлива, сливаемого в обратку с рейки.
Выбор нужного типа управления определяется размером двигателя, мощностью и его задачами, а также целесообразной стоимостью автомобиля. Управляющий сигнал на клапаны может быть пропорционален давлению, когда при увеличении скважности давление также растёт, а может быть обратно пропорционален, когда с увеличением скважности давление падает. Это зависит от выбранной конструкции клапана и может отличаться на разных версиях одного и того же двигателя. Поэтому всегда следует точно знать как работает клапан на конкректном автомобиле, чтобы провести правильную диагностику его работы.

Наличие аккумулятора давления — это прямой признак приминения системы COMMON RAIL. Рампы могут быть сферической или цилиндрической формы, кованные или литые. Иметь механические или электрические аварийные клапана для слива топлива в магистраль обратки. В V-образных системах применяются минимум 2 рейки на каждый блок. Одна с датчиком давления, вторая может иметь регулятор давления. В некоторых типах использовалась распределительная третья рейка из которой топливо подаётся на две другие (Land Rover, Jaguar, Ford). Основная задача рампы — уметь сохранять максимально возможное давление топлива, не разрушаясь, и равномерно распределять топливо по форсункам.

Датчики
Основными датчики, которые используются в системе — это датчик давления топлива в рампе, датчик потока воздуха, датчики распредвала и коленвала, температурные датчики двигателя, топлива и входящего воздуха, датчик положения педали аккселератора, датчик системы подогрева топлива.
Активаторы
Соленоидные клапана в системе Common rail должны реагировать в течение полсекудны: это топливные форсунки, клапан регулятор давления в рампе, клапан турбонадува и клапана рециркуляции выхлопных газов.
Форсунки
Форсунки включаются по команде контроллера — блока EDC (ЭБУ) посредством магнитного соленоида или пьезоэлемента. Гидравлическая сила давления позволяет открывать и закрывать форсунку, однако активация происходит с блока управления. Если форсунка с пьезокристаллом, то в ней под влиянием магнитного поля кристалл увеличивается в своих физических размерах, мгновенно изменяя гидравлическое равновесие внутри форсунки и тем самым поднимая иглу. В форсунке типа Piezo Inline кристалл находится близко к игле и поэтому в нем не используется механических деталей для поднятия иглы. В ранних системах применялся двойной впрыск — пилотный и основной для предотвращения детонации. В современных системах используется до семи фаз впрыска, в самых современных с поддержкой стандарта Евро 6 и до девяти. Каждая форсунка производится и тестируется в лаборатории, где ей присваивают определенный код по измеренным данным её работы. После замены форсунок код должен быть прописан в память блока управления с помощью сканера.
Причины вытеснения традиционных дизелей
Способность добиться соответствия строгим экологическим нормам по вредному выхлопу, меньший шум работы двигателя, меньшие габариты, простая конструкция, простота диагностики и обслуживания, более дешевое производство компонентов.
Задачи портала
Данный портал создан энтузиастами и последователями технологии дизельных систем с прямым впрыском типа COMMON RAIL. На страницах нашего сайта Вы можете познакомиться более детально с разными типами систем, которые доминируют на современных автомобилях, узнать об оборудовании с помощью которого можно быстро, эффективно и недорого провести диагностику неисправностей и последующий ремонт. Многие картинки и иллюстрации интерактивны. Наведите курсор мыши и кликайте на изображение элемента или фотографию, и вы найдете еще больше информации. На страницах портала мы размещаем новости и видео с описанием разных систем и приемов ремонта форсунок, клапанов и других компонентов. Мы также проводим регулярные учебные семинары и курсы подготовки специалистов по ремонту дизельных систем типа COMMON RAIL. Если у Вас возникли какие-то вопросы, то мы всегда рады ответить на них в разделе Вопросы и Ответы (Q & A).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *