Continental Common Rail

Топливный насос SIEMENS DV4TD схема

Система SIEMENS/VDO 2.0 DV4TD , разработанная в конце 90-х годов с системой управления SIEMENS SID 801/802 стала первым применением системы дизельного впрыска COMMON RAIL с пьезофорсунками. Ее модификации широко применялись на двигателях совместной разработки FORD/PSA и в разных модификациях были адаптированы на автомобили Peugeot, Citroen, Ford, Volvo, Jaguar и Land Rover. Система состоит из насоса высокого давления со встроенным в его корпус передающим насосом на стороне низкого давления, клапана контроля потока и клапана контроля давления также интегрированных в корпус ТНВД, рампы, датчика давления и пьезофорсунок. Система способна развивать максимальное давление впрыска на уровень до 1500 бар.

Насос высокого давления приводится в работу с помощью зубчатого ремня. Через 1,5 оборота двигателя он начинает подачу топлива в рампу. В его фронтальной части находится передающий насос, который подаёт топливо из бака в область высокого давления. Он также обеспечивает смазку и охлаждение. Насос низкого давления (ТННД) роторного типа состоит из внешнего кольца-корпуса и внутреннего вала в форме эксцентрика с пятью лопастями, которые путем вращения создают разряжение в цепи низкого давления и всасывают топливо из бака, передавая его в область высокого давления через дозирующий клапан. На выходе из ТННД находится механический регулирующий клапан, который не даёт возможности топливу превысить давление подачи выше определенного уровня и передаёт лишнюю часть топлива обратно на вход ТННД. Перед дозирующим клапаном на цепи низкого давления имеется канал подачи топлива напрямую к втулке эксцентрика плунжеров. Это необходимо для смазки внутренних частей ТНВД. Подача топлива для смазки регулируется с помощью механического клапан с пружинкой. Он расположен между двух плунжеров. В случае, если давление топлива в области вокруг эксцентрика ниже, чем в передающей магистрали, то шарик нажимает на пружину, открывая канал для прохода топлива внутрь ТНВД. Как только давление вокруг эксцентрика увеличивается, пружина толкает шарик и закрывает клапан для подачи топлива для смазки. Дозирующий клапан контроля потока топлива (VCV) регулирует объём передаваемого топлива в камеру для сжатия. Клапан имеет три входных канала и два выходных. Место между входными и выходными каналами перекрыто поршнем под воздействием усилия пружины в том случае, если клапан не работает. Когда блок управления начинает регулировать поток, подавая электричество на катушку клапана, электромагнит приводит в действие магнитный сердечник, толкая поршень вперед и прижимая возвратную пружину на конце поршня. При этом канал для подачи топлива к плунжерам открывается. Клапан регулируется по линии массы с помощью скважности в диапазоне от 0 до 30% при максимальном открытии. Сопротивление клапана равно 2,4 Ома.

После дозирующего клапана топливо поступает в головку плунжера. На входе в плунжер находится механический контрольный всасывающий клапан с пружиной. Во время движения плунжера вниз создаётся разряжение и клапан открывается, пропуская топливо внутрь камеры для сжатия, после начала сжатия клапан мгновенно закрывается и плунжер сжимает топливо в камере. Когда плунжер находится в верхней точке, максимально сжимая топливо, открывается шариковый клапан на выходном канале с плунжера и топливо передается к регулятору давления. При движении плунжера обратно вниз шарик притягивается разряжением, перекрывая выходное отверстие, а впускной клапан наоборот открывается, повторяя цикл. В ТНВД этого типа радиально расположено три плунжера под углом в 120 градусов к друг другу. Плунжеры приводятся в действие валом с эксцентриком, который при вращении нажимает на втулку треугольной формы. Каждая грань втулки последовательно нажимает на каждый поршень плунжера, сжимая топливо три раза за один оборот вала. Плунжеры. могут создавать давление от 220 бар на холостом ходе, до 1500 бар на максимуме.

Клапан PCV SIEMENS

Подача топлива под высоким давлением в рампу управляется с помощью Клапана регулировки давления (PCV), расположенного также на корпусе ТНВД после механического выпускного клапана на плунжере. Его задача - управление давлением в рампе путем слива лишнего топлива в магистраль обратки и регулировка колебаний потока топлива под влиянием работы плунжеров. Топливо подаётся к клапан через носик внутри которого находится шарик. Этот шарик и отвечает за гашение пульсаций давления. Он прижимается к входному отверстию, перекрывая вход в клапан, под воздействием поршня и пружины в задней части клапана. Усилие пружины равно давлению топлива в 50 бар и лишнее топливо начинает сливаться в обратку. Также клапан отвечает для поддержания давления в рампе в течение 30 секунд после выключения двигателя, затем полностью открывая проход для слива в обратку. Для управления клапаном ЭБУ подаёт частотный сигнал на катушку клапана, приводя в действие магнитный сердечник. Электромагнитная сила отжимает седло клапана и канал для слива в обратку перекрывается, повышая давление. С уменьшением скважности сигнала, электромагнитная сила падает и поршень открывает канал для слива, понижая подаваемое в рампу давление. В системе SIMENS/VDO в отличие от системы BOSCH EDC 15C2 клапан уменьшает объём подаваемого топлива в рампу для контроля нужного давления. Максимальное давление равно скважности в 30%, при скважности в 0% давление минимальное. Сопротивление между коннекторами клапана 2.7 Ом.

Топливная рампа служит для аккумуляции топлива под высоким давлением, стабилизации пульсации топлива и распределения топлива в форсунки. Для контроля за давлением в рампе находится датчик давления топлива, который подает сигнал в соответствии с реальным давлением на блок управления. Этот датчик пьезоэлектрического типа и контролирует давление в диапазоне от 50 до 1500 бар. При напряжении сигнала 1,2 Вольта, давление в рампе равно 300 барам, при сигнале в 2,5 Вольта - 900 барам.

Топливные форсунки со встроенным в верхнюю часть корпуса пьезоэлементом способны производить два открытия в пределах одного цикла впрыска - предварительный впрыск и основной впрыск через пять калиброванных отверстий в распылителе. Предварительный впрыск инициируется до основного при оборотах ниже 3600 для подавления детонации. Пилотный впрыск не используется на более высоких оборотах или слишком высоком уровне давления. Объём впрыскиваемого топлива зависит от времени активации пьезокристалла, давления топлива, количества и диаметра отверстия в форсунке. Форсунки соединены между собой контуром слива в обратку. Форсунка состоит из коннектора, входного отверсия в корпусе для подачи топлива, пьезоэлемента в верхней части форсунки, управляющего поршня, контрольного клапана, контрольной камеры, напорной камеры, поршня иглы и иглы с распытителем. Открытие иглы происходит за счет эффекта разности давлений между контрольной и напорной камерами. Пьезоэлемент имеет 250 слоев, сопротивление 200 Ом и ёмкость от 0,003 до 0,0038 Фарад. В выключенном состоянии игла закрывает распылители под влиянием давления топлива. При активации пьезоэлемента он увеличивается в размерах, надавливая на клапан контрольной камеры, который открывается и сливает часть топлива в обратку, понижая давление в контрольной камере. Поскольку в напорной камере давление равно давлению в рампе, то оно сдвигает поршень, поднимая иглу и открывая распылители. После деактивации пьезокристалла, сливное отверстие перекрывается, давление в контрольной камере становится таким же, как и в напорной, создаётся баланс, а пружина передвигает иглы вниз, закрывая отверстия в распылителях. Далее цикл повторяется. Запрещается менять полярность форсунки, поскольку это можем привести к разрушению пьезоэлемента и отключать коннектор на работающем двигателе, поскольку невозможно сказать в каком состоянии будет игла в момент отключения питания. Игла не может перекрыть распылитель механически при снятии давления.

Еще одним отличительным элементом системы является система охлаждения топлива, подаваемого в обратку, которая состоит из теплообменника в виде катушки и датчика температуры топлива. Кроме температуры, система помогает рассчитать плотность топлива. Принцип его работы - изменение сопротивления. Чем ниже температура, тем ниже сопротивление датчика. Охладитель топлива расположен под кузовом автомобиля.

Источник: www.commonrail.ru