DFI 1.1 - 1.4

Топливная форсунка DELPHI DFI 1

Топливные форсунки типа DELPHI DFI 1.1 - 1.4 имеют следующие элементы:

• Распылитель форсунки и иглу;
• Корпус форсунки с впускным отверстием и отверстием для слива в обратку;
• Катушку клапана, интегрированную внутрь корпуса;
• Фильтр на впуске топлива;
• Адаптивная планка с контролирующей ёмкостью и калиброванными отверстиями для управления иглой;
• Клапан в корпусе форсунки;
• Уплотнительная шайба;

Максимальное давление, которое используется в системе с форсунками DFI 1.1-1.4 до 1800 бар и сила, которая поднимает иглу форсунки очень велика. Это означает, что невозможно управлять иглой форсунки напрямую электромагнитным клапаном, поскольку это требует очень высокой силы тока. Время насыщения такой силы тока сравнительно велико, а игла должна управляться в гораздо более короткие промежутки времени. Кроме того, такая сила тока требует повышенной мощности DCU и может перегреть форсунку. Таким образом, игла внутри форсунки управляется с помощью клапана, который контролирует давление в емкости, расположенной прямо над иглой. В начале впрыска, когда игла должна подняться и открыть отверстия в нижней части распылителя, клапан открывается и содержимое ёмкости сливается в обратку. Для закрытия иглы клапан создаёт давление внутри емкости и опускает иглу вниз. Задача клапана в форсунке потреблять наименьшее количество энергии для своей работы. Поэтому у него небольшой вес и клапан двигается с минимальным усилием. В закрытом положении клапан должен находиться в гидравлическом равновесии. Этот баланс достигается с помощью идентичной геометрии ёмкости так, чтобы давление на клапан во всех местах было одинаковым. Таким образом для удержания клапана на месте можно использовать очень мягкую пружину, которую легко прижать, подав нагрузку на клапан, и так поднять иглу. Проблемы, связанные с грязным топливом, привели к изменению конструкции форсунки в целях контроля температуры и использовании углеродного покрытия (DLC - Diamond Like Carbon) на внутренних поверхностях клапана. Адаптивная втулка находится в месте крепления клапана. Она соединяет контрольную камеру с тремя жиклерами: подача на впрыск, обратка с контрольной камеры и входное отверстие для наполнения камеры топливом.

Адаптивная втулка DELPHI DFI 1

Распределение давления в форсунке можно разделить на несколько этапов:

• Перед тем, как наполнить адаптивную втулку, топливо под большим давлением подаётся внутрь форсунки, наполняет сначала канал к контрольной камере, далее канал к топливной галереи форсунки, потом подаётся к каналу камеры клапана;

• Под большим давлением топливо наполняет контрольную камеру, адаптивную втулку и спиральные канавки в игле.

По достижении этого этапа топливо внутри форсунки становится сбалансированным, а сама форсунка закрыта. Давление топлива в выемках с двух сторон в корпусе клапана внутри форсунки находится на одном уровне в состоянии покоя. Когда блок DCU активирует катушку, клапан открывается. Если усилие клапана становится сильнее усилия пружины. Открытие клапана позволяет топливу слиться в обратку В которой благодаря трубки вентури создаётся разряжение 0,3-0,5кгс/см² , понижая давление в камере клапана, потом в канале к топливной галерее и потом в канале к контрольной камере. Но сама игла находится на месте, потому что в самой контрольной камере давление не падает. Движение иглы начинается тогда, когда падение давления распространяется на контрольную камеру и на обоих концах клапана появляется дисбаланс давления. Поскольку на конце иглы давление становится выше, чем в контрольной камере, игла двигается вверх, открывая путь топливу через топливную галерею в камеру сгорания. При этом, проходя через жиклер в конце галереи давление падает по сравнению с давлением в рампе. На максимальном давлении в рампе, потеря давления после топливной галереи будет около 100 бар. Когда DCU снимает ток с катушки клапана, его сила становится слабее усилия пружины и она толкает клапан обратно, закрывая клапан. Давление внутри форсунки растет, но игла не закрывает форсунку, поскольку, чтобы ее закрыть, необходимо создать разницу давления на разных концах иглы. Эта разница создаётся путем потери давления в канале к топливной галерее по отношению к контрольной камере, где давление такое же, как в рампе. Как только в контрольной камере давление становится больше, чем на конце иглы, игла двигается вниз и закрывается.

Впрыск соленоидной форсунки DELPHI

Магистраль для слива топлива обратно в бак крепится к форсунке либо через резиновый ниппель с металлической трубкой, или через специальный пластиковый адаптер. Форсунки этого типа могут производить от двух до пяти индивидуальных открытий в течение одного цикла впрыска: Отдельный пилотный, Близкий пилотный, Предварительный, Основной, Близкий последующий впрыск, Пост впрыск, Дополнительный пост впрыск. Кроме того, инжекторы данного типа имеют такую особенность, как слив топлива в обратную магистраль в аварийном случае (кроме моделей с клапаном HPV). Это необходимо в случае резкого снятия ноги с педали газа или в случае возникновения кода ошибки, который требует резкого понижения давления в рампе. Для этого катушка форсунки получает импульс с DCU, которого достаточно для того, чтобы поднять клапан и соединить топливо в рампе с обратной магистралью, но которого недостаточно для того, чтобы поднять иглу и открыть доступ топлива в двигателЧто значительно уменьшает ресурс форсунок, поэтому предпочтительно для сбрасывания давления установлен клапан высокого давления, а форсунки использовать только для впрыска топлива . Такой контроль возможен только в том случае, если точно известно время между началом движения клапана и началом открытия иглы. Это время зависит от физических свойств каждого конкретного инжектора и от степени его износа. Поэтому программе в блоке управления необходимо точно знать физическое состояние каждой форсунки.

Расход при впрыске пропорционален длительности впрыска (импульса) и давлению топливной рампы. Кривые
расхода в зависимости от длительности импульса и давления в топливной рампе называются характеристиками
форсунки.
Форсунки системы Common Rail являются высокоточными устройствами. Они способны осуществлять впрыск от
0,5 до 100 мг/впрыск под давлением от 150 до 1800 бар. Необходимая точность требует чрезвычайно малых
допусков обработки (несколько мкм) для диаметра жиклеров и функциональных зазоров между различными
частями, находящимися в движении. Тем не менее, вследствие различия размеров в поле допуска на обработку,
потери давления и механическое трение между частями в движении и сила притяжения магнита могут быть
различны в разных форсунках. В связи с этим, возможна разница в расходе, которая может достигать 5 мг/впрыск.
Это означает, что если применять одинаковый импульс для двух форсунок, можно получить разницу в 5 мг/впрыск.
Невозможно эффективно управлять двигателем при такой разнице в подачах форсунок. Поэтому необходимо
использовать коррекцию, позволяющую впрыскивать нужное количество топлива, вне зависимости от начальной
характеристики форсунки. Для этого необходимо знать эту характеристику и корректировать импульс,
подаваемый на форсунку, в зависимости от разницы между этой характеристикой и значением, используемым
ЭБУ.
Характеристика, записанная в ЭБУ, называется базовой характеристикой. Она соответствует средней
характеристике расходов, измеряемых по репрезентативной выборке форсунок. Данная базовая характеристика
используется для пересчета запрашиваемого расхода Q в длительность импульса Т. Однако данные импульсы
не могут подаваться непосредственно на форсунку, так как характеристики последней в эксплуатации
отклоняются от базовой характеристики. Поэтому необходимо рассчитать длительность импульса Т с
использованием собственной характеристики форсунки.

Эта характеристика определяется по измерениям расхода при различных значениях давления путем калибровки форсунок на заводе и присвоении каждой форсунки индивидуального кода. Компания DELPHI использует два типа калибровки форсунок :

• C2I (Correction Individual Injector). Использование шестнадцатиричного кода (16 символов).
• C3I (Improved Induvidual Injector Correction). Более точная калибровка форсунок на производстве и использование буквенно-цифровой кода (20 знаков).

Форсунки тестируются на испытательном стенде в конце технологической цепочки. Измеренные значения обрабатываются для определения коэффициентов коррекции. Эти коэффициенты записываются на форсунках в двух видах: кода матрицы данных и буквенно-цифровых символах. Чтобы скорректировать разницу значений расхода между форсункой и базовым значением, для каждой форсунки при заданном давлении составляется график разницы между базовой и реальной длительностью импульса в зависимости от расхода:
• На полученной кривой определяются корректировки, соответствующие расходам при предварительном и основном впрыске, и так для 4 значений давления (200, 800, 1200 и 1600 бар), т.е. всего 8 коэффициентов.

График разницы между базовой и реальной длительностью импульса

• Таким образом, мы получаем трехмерную зависимость (давление, расход и корректировка), которая показывает корректировки, необходимые для пересчета базового значения длительности импульса для получения нужного расхода.

Запись электронных меток представляет собой сложную операцию, так как для оптимизации данного метода (и
ограничения размера электронной метки) используется строго ограниченное разрешение. Поэтому каждый
коэффициент кодируется по числу бит, которое к нему относится.

Код вводится в память DCU при замене форсунки на новую или код со старых форсунок вводится в новый блок при замене DCU с помощью сканера. Опираясь на калибровочные данные, которые закодированы в коде, блок управления проводит коррекцию по каждой форсунке.

Источник: www.commonrail.ru