Предмети:
- Операція
- Відмінності між звичайною системою впорскування та системою впорскування Common Rail
- Секція низького тиску
- Секція високого тиску
- Виміряйте напругу та силу струму на електромагнітному інжекторі
- Моторна електроніка
Операція:
Common Rail — система вприскування, яка використовується на дизельних двигунах з 1997 року. Управління форсунками здійснюється блоком керування двигуном. Відкриття та закриття інжектора (час упорскування), а також кількість уприскувань за цикл згоряння визначаються блоком керування двигуном. Блок керування двигуном розраховує час впорскування на основі низки факторів, таких як швидкість, навантаження, зовнішнє повітря та температура двигуна тощо.
Насос високого тиску подає тиск палива в паливний канал. У паливній галереї завжди постійний тиск. Усі форсунки підключені безпосередньо до паливної галереї. Таким чином, тиск палива також знаходиться безпосередньо на лінії живлення кожної форсунки. Лише після того, як форсунка отримає сигнал відкриття від блоку керування двигуном, вона відкриється. Тиск з паливної магістралі тепер надходитиме в циліндр через інжектор. Впорскування припиняється, як тільки блок управління двигуном закінчує сигнал.
Зелена лінія показує лінію подачі палива низького тиску.
Електронний паливний насос (11) перекачує паливо під тиском максимум 5 бар через фільтруючий елемент (9) до насоса високого тиску (1). Лінія високого тиску (червона) проходить від насоса високого тиску до паливної рампи. У паливній рампі існує тиск палива, який залежить від швидкості насоса високого тиску. Датчик тиску в рампі фіксує це значення і постійно передає поточний тиск палива в блок управління двигуном.
Лінії високого тиску всіх форсунок з’єднані з паливною рампою, як показано на паливній рампі під номером 8 та інжекторі під номером 16. Зворотна лінія (синя) забезпечує повернення всього надлишку палива з інжектора, паливної рампи та насоса високого тиску в бак. Відбувається постійна циркуляція палива для охолодження компонентів, які часто знаходяться в моторному відсіку.
Відмінності між звичайною системою впорскування та системою Common Rail:
Для (звичайних) дизельних двигунів без уприскування Common Rail (тобто з a лінійний насос високого тиску, роторний розподільний насос або розподільний насос з електронним керуванням) форсунки відкриваються тиском самого палива.
Паливний насос обертається зі швидкістю розподільного вала і в потрібний момент створює тиск. Таким чином, підвищення тиску та впорскування залежать від синхронізації паливного насоса по відношенню до розподільного вала. Тому під час заміни ременя ГРМ паливний насос завжди повинен бути заблокований.
У двигунах Common Rail паливо впорскується, коли блок керування двигуном подає сигнал. У першому поколінні двигунів Common Rail положення насоса не мало значення. Його можна повернути в будь-яке положення під час встановлення зубчастого ременя. Насос забезпечує постійний тиск палива в рампу форсунки.
Зараз усі двигуни налаштовані набагато точніше. Також часто доводиться блокувати насос. Це необхідно для запобігання вібрації, пов’язаної з підвищенням тиску в насосі. Насоси тепер сконструйовані таким чином, що піки підвищення тиску відбуваються одночасно з тактом стиснення двигуна. Двигун працює тихіше, а ремінь ГРМ менш навантажений.
Секція низького тиску:
Секція низького тиску включає паливний бак, електричний паливний насос, паливний фільтр, паливопровід низького тиску та зворотну лінію. Ці компоненти описані нижче.
- Паливний бак: тут зберігається паливо. Ємність баку може коливатися від 30 до 70 літрів для легких і важких легкових автомобілів класу люкс. Натисніть тут, щоб дізнатися більше про паливний бак.
- Електричний підкачувальний насос: встановлений в баку. Цей насос забезпечує перекачування палива з бака під низьким тиском до насоса високого тиску (в моторному відсіку). Дизельні двигуни Common Rail не завжди мають електронний підкачувальний насос. Іноді в насос високого тиску вбудований шестеренний насос. Тому паливо всмоктується з бака насосом високого тиску, і тиск створюється до паливної рампи. Натисніть тут, щоб дізнатися більше про підкачувальний насос.
- Паливний фільтр: паливо може містити забруднені частинки. Ці частинки залишаються у фільтруючому матеріалі, тому вони не можуть потрапити в систему впорскування. Паливний фільтр також служить водовіддільником. Дизельне паливо також містить вологу. Ця волога дуже шкідлива для насоса та форсунок/трубок. Це може спричинити корозію внутрішніх частин компонентів. Щоб запобігти цьому, вода також відокремлюється від палива і залишається у фільтрі. Цей фільтр необхідно періодично зливати. замінити.
- Паливопровід низького тиску: цей паливопровід проходить від електронного паливного насоса до насоса високого тиску. Тиск у цій трубі становить приблизно 5 бар.
- Лінія повернення палива: паливо, яке закачується занадто багато, повертається в бак через лінію повернення. Зворотне паливо також служить для охолодження, оскільки відводить тепло. Тому завжди повинно бути доступне зворотне паливо. Коли відбувається уповільнення (двигун гальмується), паливо в камеру згоряння не впорскується. У цей час кількість зворотного палива найбільша.
Зворотне паливо також можна використовувати для визначення того, чи інжектор ненавмисно залишається відкритим. Це може бути пов'язано, наприклад, з забрудненням або дефектом інжектора, або помилкою в управлінні блоком управління двигуном. Від'єднавши зворотні лінії всіх форсунок і зібравши їх одночасно, можна побачити взаємну різницю. Якщо 1 інжектор має помітно мало зворотного палива, цілком можливо, що інжектор залишається відкритим занадто довго. Впорскується забагато палива. Це можна побачити на зображенні нижче. Тут одна форсунка не має зворотного палива.
Секція високого тиску:
Секція високого тиску включає насос високого тиску, паливну галерею, паливопроводи високого тиску та форсунки.
- Насос високого тиску
Насос високого тиску виконаний як плунжерний насос і забезпечує постійний тиск палива в паливній трубі (залежно від системи). Це становить від 1300 бар для двигунів Common Rail першого покоління (з 1997 року) до 2000 бар для сучасних систем. Чим вищий тиск уприскування, тим дрібніші краплі палива і тим краще згоряння, а отже, і викиди вихлопних газів. Кількість палива, яке насос подає в паливну галерею, обмежена, оскільки двигун потребує менше. Тоді тиск залишається приблизно однаковим. Керуючи електромагнітним переповненням, керуючий поршень регулюється все далі і далі в результаті натягу пружини. Тоді тиск у рампі зменшується. На сторінці Паливний насос високого тиску детально описано роботу кількох типів насосів високого тиску, в тому числі дизельного Common Rail.
- Галерея палива
Паливо подається від насоса високого тиску в паливну галерею. У паливній галереї постійний тиск палива. Паливопроводи проходять від паливної галереї до форсунок. Датчик тиску в рампі також підключений до паливної магістралі (якщо тиск в рампі надто високий, система керування двигуном забезпечить відкриття запобіжного клапана) і є зворотна лінія.
- Паливопроводи високого тиску
Оскільки паливопроводи високого тиску повинні витримувати високий тиск, вони повинні бути міцними. Вони виготовлені з металу і з’єднані як з насосом, так і з форсунками за допомогою накидних гайок. Ці паливопроводи високого тиску передають паливо від насоса високого тиску до паливної рампи та від паливної рампи до форсунок. Труби між паливною рампою та інжекторами мають однакову довжину та товщину. Це запобігає взаємним відмінностям ін'єкцій. Якщо відстань між паливною галереєю і циліндром 1 більше, ніж між галереєю і циліндром 4, то в трубі циліндра 4 робиться вигин. Завдяки цьому вигину відстань, яку має пройти паливо з циліндра 4, така ж, як і з циліндра 1. - Атомайзер
Є електромагнітні або п'єзоінжектори застосовується. За допомогою цих форсунок можна контролювати кількість впорскування, послідовність уприскування та момент уприскування. На вході форсунки постійний тиск палива. Це такий самий тиск, як і в паливній рампі. Цей тиск також існує в камері керування, доки електромагнітний клапан закритий. Електромагнітним клапаном керує ECU.
Як тільки електромагнітний клапан активується системою керування двигуном, голка форсунки піднімається, і форсунка впорскує певну кількість палива. Оскільки тиск в рампі та отвори форсунок завжди постійні, система керування двигуном точно знає, скільки палива впорскується за певний час. Оскільки після виготовлення завжди виникає мінімальне відхилення, про це відхилення необхідно повідомити в блок керування двигуном. Після виготовлення інжектор проходить тестування. Код визначається за результатами, серед іншого, тиску відкриття та кількості форсунок. Цей код вигравіруваний на інжекторі, і його може прочитати технік (див. зображення нижче, код 574-221). Цей метод навчання однаковий як для бензинового, так і для дизельного двигунів. - Вимірювання напруги і струму на електромагнітному інжекторі:
Прогресію напруги та струму через електромагнітний інжектор можна виміряти за допомогою осцилографа. Це можна використовувати, щоб визначити, чи правильно керує інжектор ECU.
На зображенні нижче червона лінія — це крива напруги, а синя — крива струму. На зображенні вище показані дві ін’єкції. Ліворуч — попереднє вприскування, а праворуч — основне впорскування. В інших двигунах може відбуватися до трьох уприскувань поспіль.
Інжектор відкривається при високій напрузі і струмі. Напруга приблизно 80 вольт. Такої високої напруги можна досягти завдяки конденсатору в ECU. Така висока напруга в поєднанні з низьким опором котушки забезпечує швидку реакцію інжектора. Тому інжектор має коротку затримку ввімкнення та вимкнення. Оскільки струм через котушку викликає багато тепла, його потрібно обмежити. Без обмеження струму фактичний струм сягав би 300 ампер. Однак це значення ніколи не буде досягнуто, оскільки котушка інжектора давно згоріла.
Обмеження струму можна побачити по напрузі, яка постійно вмикається і вимикається, між 4,6 і 5,1 мс. Під час цього обмеження струму напруга (12 вольт) і сила струму (12 ампер) все ще достатньо високі, щоб тримати голку інжектора відкритою.
Через 5,1 мс керування припиняється, і голка інжектора закривається.
Електроніка двигуна:
Управління двигуном (ECU) розраховується на основі даних датчиків (датчик положення педалі акселератора, температура двигуна, швидкість руху, частота обертання колінчастого вала, обсяг повітря (масомір повітря), температура всмоктуваного повітря, якість вихлопних газів (NOx), кількість палива, яке потрібно впорснути, і час, коли його слід впорснути. Керувати форсунками – важка робота. Для забезпечення струму понад 300 ампер за короткий час (макс. 20 мілісекунд) необхідна напруга до 80 вольт.
Це досягається за допомогою заряду конденсатори і каскади підсилювача потужності.
