Цоммон Раил систем убризгавања горива
1 - пумпа за гориво високог притиска; 2 - филтер горива; 3 - резервоар за гориво са прелиминарним филтером за гориво и пумпом за гориво; 4 - ЕЦУ; 5 - контролна јединица за свећице; 6 - батерија за складиштење; 7 - акумулатор високог притиска (rail); 8 - сензор притиска; 9 - вентил за ограничавање притиска; 10 - сензор температуре горива; 11 - млазница; 12 - жарница; 13 - сензор температуре расхладне течности; 14 - сензор брзине радилице; 15 - сензор положаја брегасте осовине; 16 - сензор температуре ваздуха који улази у мотор; 17 - сензор притиска појачања (BPS); 18 - мерач протока ваздуха; 19 - турбопуњач; 20 - ЕГР позиционер; 21 – комбинација уређаја; 22 - сензор положаја педале гаса; 23 - кочни контакти; 24 - укључите педалу квачила; 25 - сензор брзине; 26 - јединица за контролу брзине возила; 27 - компресор клима уређаја; 28 - контролна јединица клима уређаја; 29 - дијагностички алат са конектором
1 - резервоар за гориво; 2 - прелиминарни филтер горива; 3 - бустер пумпа за гориво; 4 - филтер горива; 5 - водови за гориво ниског притиска; 6 - пумпа за гориво високог притиска; 7 - водови за гориво високог притиска; 8 - акумулатор високог притиска (rail); 9 - млазнице са електромагнетном контролом, уврнуте у главу цилиндра; 10 - повратни вод горива; 11 - ЕЦУ
Цоммон раил систем горива укључује степен горива ниског притиска и степен горива високог притиска и ЕЦУ (11).
Снабдевање горивом ниског притиска
Цоммон раил испорука горива ниског притиска укључује:
- резервоар за гориво са предфилтером;
- пумпа за гориво;
- филтер горива;
- водови за гориво ниског притиска.
Пумпа за гориво
Електрична пумпа за пуњење горива са предфилтером горива непрекидно доводи одређену количину горива из резервоара за гориво у пумпу за гориво високог притиска. Пумпа не само да напаја гориво, већ у границама рада сигурносног система мора да прекине снабдевање горивом у случају удеса, тј. са укљученим контактом и угашеним мотором.
Пумпа за гориво се састоји од три главна елемента:
- пумпа;
- електрични мотор;
- покрива.
Филтер горива
Недовољно чишћење горива може довести до оштећења склопова пумпе за гориво високог притиска, вентила за испоруку и млазница за убризгавање. Филтер горива чисти гориво пре него што уђе у пумпу за гориво високог притиска и на тај начин спречава превремено хабање осетљивих делова пумпе.
Дизел гориво може да садржи воду или у везаном облику (емулзија), или у слободној форми (нпр. кондензација водене паре при промени температуре). Уколико вода доспе у систем за убризгавање, то може довести до корозије елемената система за убризгавање, па се уграђује аларм упозорења који укључује лампицу упозорења на инструмент табли ако је потребно испустити воду из филтера за гориво.
Снабдевање горивом под високим притиском
Цоммон раил испорука горива високог притиска укључује:
- пумпа за гориво високог притиска са вентилом за контролу притиска;
- водови за гориво високог притиска;
- акумулатор високог притиска (rail) са сензором притиска, граничником притиска, граничником протока, млазницама;
- повратни вод горива.
Пумпа за гориво високог притиска
Пумпа за гориво високог притиска (шематски приказ уздужног пресека)
1 - погонско вратило; 2 - ексцентрична брега; 3 – елемент пумпе са клипом пумпе; 4 - одељак елемента пумпе; 5 - усисни вентил; 6 - издувни вентил; 7 - печат; 8 - прикључак високог притиска на акумулатор притиска; 9 - куглични вентил; 10 – поврат горива; 11 - довод горива из пумпе за гориво за појачање; 12 - сигурносни вентил са рупом за гас; 13 - довод горива под ниским притиском на елемент пумпе
Пумпа за гориво високог притиска (шематски приказ попречног пресека)
1 - погонско вратило; 2 - ексцентрична брега; 3 – елемент пумпе са клипом пумпе; 4 - усисни вентил; 5 - издувни вентил; 6 - улаз
Пумпа за гориво високог притиска испоручује гориво под притиском од 1350 бара кроз водове за гориво високог притиска до акумулатора високог притиска.
Пумпа за гориво високог притиска налази се на граници између степена ниског и високог притиска горива. У свим условима рада, радни век пумпе за гориво одговара радном веку возила.
Пумпа за гориво је подмазана дизел горивом. Гориво се компресује помоћу три клипа постављена радијално под углом од 120°један према другом. Пумпа даје три порције горива по обртају радилице. За дизел мотор са запремином од 2,0 литра, који ради при називној брзини радилице и генерисаном притиску од 1350 бара, потребна је снага од 3,8 кВ за погон пумпе, узимајући у обзир механичку ефикасност. приближно 90%.
Рад пумпе
Допунска пумпа за гориво испоручује гориво кроз филтер са сепаратором воде до улазног и сигурносног вентила пумпе за гориво високог притиска. Гориво кроз отвор за гас сигурносног вентила подмазује покретне делове пумпе, а такође је и хлади. Погонска осовина са ексцентричним зупцима помера три клипа пумпе горе-доле у складу са обликом брега. Чим доводни притисак пређе притисак отварања преливне вентила (0,5... 1,5 бар), пумпа за повишење притиска гура гориво кроз улазни вентил пумпе за гориво високог притиска у одељак елемента пумпе, чији се клип помера надоле (усисни удар). Улазни вентил се затвара када клип пумпе прође кроз БДЦ и пошто гориво не може да изађе из коморе елемента пумпе, оно се компресује без обзира на притисак напајања.
Повећани притисак отвара издувни вентил и чим се достигне притисак једнак притиску у акумулатору, компримовано гориво улази у круг високог притиска. Клип пумпе наставља да испоручује гориво све док не достигне ТДЦ (удар убризгавања), након чега се притисак смањује и издувни вентил се затвара. Гориво преостало у одељку за елемент пумпе се шири и клип пумпе се помера надоле. Чим притисак у одељку пумпног елемента падне испод притиска који ствара пумпа за повишење притиска, улазни вентил се отвара и процес се понавља.
Пошто капацитет пумпе премашује потрошњу горива мотора, вишак горива високог притиска се враћа у резервоар за гориво кроз вентил за контролу притиска. То доводи до непотребног загревања горива и смањења укупне ефикасности.
Акумулатор високог притиска (rail)
1 – акумулатор високог притиска; 2 - улаз из пумпе за гориво високог притиска; 3 - сензор притиска у акумулатору; 4 - повратак горива у резервоар за гориво; 5 - до ињектора горива
Притисак који ствара пумпа за гориво високог притиска дистрибуира се преко акумулатора и водова за гориво до ињектора. Истовремено, због запремине горива у акумулатору, колебања притиска горива које стварају пумпа за гориво високог притиска и отварајући ињектори су смањени. Компресибилност горива као последица високог притиска користи се за постизање акумулаторског ефекта. Притисак горива се мери мерачем и одржава на жељеном нивоу помоћу вентила за контролу притиска.
Водови за гориво високог притиска
Цијеви за гориво високог притиска су дизајниране да преносе гориво из акумулатора високог притиска до ињектора и морају да издрже флуктуације притиска високе фреквенције које се јављају током рада мотора. Цијеви за гориво су израђене од челика и имају спољашњи пречник од 6 мм и унутрашњи пречник од 2,4 мм. Сви водови за гориво високог притиска морају бити исте дужине. Разлика у растојању између батерије и сваке млазнице горива се компензује савијањем водова за гориво.
Мерач притиска
1 - електрични контакти; 2 - штампана плоча и коло; 3 – дијафрагма са сензорским елементом; 4 - прикључак високог притиска; 5 - навој сензора
Сензор притиска преноси сигнал на ЕЦУ који одговара стварном притиску у акумулатору притиска.
Сензор притиска се састоји од следећих елемената:
- интегрисани сензорски елемент заварен за тело;
- штампана плоча са електричним колом;
- кућиште сензора са електричним конектором.
Гориво под притиском кроз отвор делује на мембрану сензора, на којој је уграђен сензорски елемент (полупроводнички уређај) претварање притиска у електрични сигнал. Преко пинова конектора и електричног кола, генерисани и појачани сигнал се преноси на ЕЦУ. Сензор ради на следећи начин: када се промени облик дијафрагме, електрични отпор слојева залепљених за дијафрагму се мења. Промена притиска од 1500 бара резултира променом облика дијафрагме за 1 мм.
У зависности од примењеног притиска, излазни напон сензора варира од 0 до 70 мВ и после појачања износи 0,5–4,5 В. За правилно функционисање система за убризгавање горива неопходно је прецизно мерење притиска у акумулатору. У радном опсегу, тачност мерења мора бити унутар±2%. Ако сензор притиска поквари, вентил за контролу притиска се пребацује на «дијафрагма» и систем за убризгавање, користећи резервни (софт) функција, узима унапред одређену вредност притиска.
Вентил за ограничавање притиска
Вентил за смањење притиска обавља исту функцију као вентил за надпритисак. У случају надпритиска, вентил отварањем ограничава притисак у акумулатору. Притисак отварања вентила за ограничавање притиска је 1500 бара.
Вентил за смањење притиска је механички уређај који укључује следеће елементе:
- кућиште са спољним навојем за увртање у акумулатор притиска;
- прикључак повратне цеви горива на резервоар за гориво;
- покретни клип;
- пролеће.
Млазнице
Млазница: А - млазница затворена (непокретности); Б - млазница отворена (убризгавање горива)
1 - поврат горива 2 - електрични конектор 3 - стартни елемент (магнетни вентил) 4 - улаз горива из акумулатора притиска 5 - кугласти вентил 6 - отвор за цурење 7 - доводни отвор 8 - контролни одељак вентила 9 - контролни клип вентила 10 - канал за довод горива до распршивача 11 - игла распршивача
Млазница осигурава да се одговарајућа количина горива доведе у комору за сагоревање. У тачно правом тренутку, ЕЦУ шаље побудни сигнал на соленоид ињектора, што значи почетак испоруке горива. Количина убризганог горива одређена је периодом отварања млазнице и притиском у систему. Гориво које се враћа из вентила за контролу притиска и степена ниског притиска се доводи у колектор заједно са горивом које је подмазивало пумпу за гориво високог притиска.
Млазница се састоји од следећих јединица:
- атомизер;
- хидраулични систем;
- магнетни вентил.
Гориво из навојног прикључка високог притиска се доводи кроз канал до распршивача и кроз доводни отвор до контролног одељка вентила. Одељак за управљање вентилом је повезан са повратном линијом горива кроз отвор за цурење повезан са соленоидним вентилом. Приликом затварања отвора за цурење, хидрауличка сила примењена на клип за контролу вентила премашује силу притиска на конусни крај игле за прскање. Као резултат тога, игла атомизера се спушта и херметички искључује довод горива под високим притиском у комору за сагоревање.
Отварање електромагнетног вентила ињектора отвара отвор за цурење, што доводи до смањења притиска у контролном делу вентила, што такође смањује хидраулички притисак на клип. Чим хидрауличка сила постане нижа од силе притиска на конусни крај игле распршивача, игла распршивача се отвара и гориво се убризгава у комору за сагоревање. Ова индиректна контрола игле распршивача помоћу система за појачавање хидрауличке силе се користи зато што силе потребне за брзо отварање игле не могу бити генерисане директно од стране електромагнетног вентила. Такозвана количина пилот горива која је потребна за отварање игле распршивача се испоручује поред количине горива која заиста треба да се убризга у цилиндар, а уводи се у повратни вод горива кроз отвор за цурење повезан са соленоидом. вентил.
Поред количине горива коју треба контролисати, долази и до губитка горива у вођицама подизача вентила и игли распршивача.
Деловање ињектора током рада мотора и притиска пумпе за гориво високог притиска подељено је у следећа четири степена:
- млазница затворена (са применом високог притиска);
- млазница се отвара (почетак убризгавања горива);
- млазница је потпуно отворена;
- затварање млазнице (крај убризгавања горива).
Када је мотор угашен и нема притиска у акумулатору притиска, опруга атомизера затвара млазницу.
Млазница затворена
Када је у стању мировања, електромагнетни вентил ињектора није под напоном и стога је затворен. Отвор за цурење је затворен и опруга вентила притиска лопту на седиште отвора за цурење. Висок притисак из акумулатора притиска се повећава у контролној комори вентила и истовремено је присутан у запремини игличасте коморе атомизера. Притисак из акумулатора притиска који се примењује на крајњу страну контролног клипа, заједно са снагом опруге игле распршивача, држи иглу у затвореном положају против сила отварања које се примењују у фази притиска.
Млазница се отвара
Млазница је у непокретном положају. Електромагнетни вентил се напаја струјом која омогућава да се вентил брзо отвори. Одмах, велика струја која се доводи до соленоида се смањује на струју довољну да држи електромагнетни вентил у отвореном положају. Када се отвор за цурење отвори, гориво излази из контролне кутије вентила у шупљину изнад вентила и одатле кроз повратни вод до резервоара за гориво.
Сила коју генерише соленоид премашује силу опруге и отвор за цурење се отвара, што резултира смањењем притиска у контролној комори вентила, што такође смањује хидраулички притисак на клип. Чим хидрауличка сила постане нижа од силе притиска на конусни крај игле распршивача, игла распршивача се отвара и гориво се убризгава у комору за сагоревање.
Брзина отварања игле распршивача одређена је разликом у брзини протока кроз отвор за цурење и отвор за довод. Контролни клип достиже горњу позицију где постоји јастук горива формиран протоком горива између отвора за цурење горива и отвора за испоруку. У овом положају, млазница ињектора је потпуно отворена и гориво се убризгава у комору за сагоревање под притиском који је једнак притиску у акумулатору притиска.
Затварање млазнице
Након што се електромагнетни вентил искључи, опруга вентила помера арматуру надоле и лопта затвара отвор за цурење. Сидро се састоји од два дела. Међутим, иако се арматурна плоча контролише раменом када се помера надоле, може «пролеће назад» са повратном опругом тако да нема сила које делују надоле на арматуру и куглицу.
Приликом затварања отвора за цурење, хидрауличка сила примењена на клип за контролу вентила премашује силу притиска на конусни крај игле за прскање. Као резултат тога, игла атомизера се спушта и херметички искључује довод горива под високим притиском у комору за сагоревање. Брзина игле распршивача је одређена протоком кроз улазни отвор.