Теоретические азы гидравлики дозатора.

Главной задачей дозатора является обеспечение нужного расхода топлива, соответствующего расходу воздуха. Дозатор устроен таким образом, что при изменении расхода воздуха изменяется размер специального отверстия для прохождения топлива. Для того, чтобы расход топлива, проходящего через это отверстие, был прямо пропорционален площади отверстия, необходимо соблюдение одного условия. Разность давлений топлива до отверстия и после отверстия должна быть неизменной при любой площади этого отверстия.

Расход топлива Q за время t

Q =F/t

где F - объем топлива.

Объем топлива F, проходящего через отверстие сечением S

F=S*L

где L - длина трубки сечением S

Тогда

Q=F/t=(S*L)/t=S*(L/t) =S*V

где V=L/t - скорость топлива

Итак, расход топлива через отверстие пропорционален площади отверстия и скорости прохождения через него топлива. Скорость потока топлива должна поддерживаться неизменной. Скорость зависит от разности давлений до и после отверстия. Если, например, разность давлений равняется нулю, расхода нет и скорость равна нулю.

Главный вывод наших рассуждений: для правильной работы дозатора необходимо поддерживать разницу давлений до и после дозировочных отверстий неизменной при любом расходе.

Давление до дозировочных отверстий называется системным и поддерживается регулятором давления РД на уровне 5.4 атм для автомобилей Mercedes или 6.3 атм для AUDI.

Давление после дозировочных отверстий - это давление в верхней камере дозатора. Оно зависит от тока через ЭГРД. Если ток не меняется, давление в верхней камере тоже не меняется.

Если системное давление и давление в верхней камере дозатора неизменны, то и разность между ними тоже неизменна.

Разница между давлением до дозировочных отверстий и после называется дифференциальным давлением.

Вследствие небольшого отличия между давлениями в нижней и верхней камерах дозатора, считают дифдавлением разницу между системным давлением и давлением в нижней камере дозатора.

Обычно дифдавление равно 0.4 атм при нулевом управляющем токе ЭГРД.

Выводы: расход топлива через форсунки зависит только от

1. системного давления

2. от дифдавления

3. от размера дозировочного отверстия (которое, в свою очередь, зависит от расхода воздуха)

Давления в дозаторе

Рисунок 1 - Давление в дозаторе

Между верхней и нижней камерами дозатора находится мембрана. На мембрану снизу действует давление в нижней камере Рн и давление, оказываемое пружиной Рп. На мембрану сверху действует давление Рв.

Если давление в верхней камере Рв превысит Рн+Рп, мембрана переместится вниз и увеличится зазор для поступления топлива к форсунке, что приведет к снижению Рв

Если давление в верхней камере Рв станет меньше Рн+Рп, мембрана переместится вверх и уменьшится зазор для поступления топлива к форсунке, что приведет к увеличению Рв

Другими словами, поддерживается равновесие давлений:

Рв=Рн+Рп

Давление, оказываемое пружиной неизменно

Рп=0.2 атм

Следовательно

Рв = Рн + 0.2 атм

Давление в верхней камере меньше системного за счет слива топлива через форсунки. Давление в верхней камере при понижении давления в нижней может упасть вплоть до давления закрытия форсунок.
Давление в верхней камере зависит только от давления в нижней камере и от усилия пружины в нижней камере и больше ни от чего. Повысить давление в верхней камере сверх нормы может или забитая форсунка или подтекание топлива через резиновое уплотнение, минуя дозировочное отверстие (щель в гильзе высотой 5 мм и шириной 0.2 мм). Понизить давление в верхней камере сверх нормы может сильно текущая форсунка или забитая щель (дозировочное отверстие) гильзы дозатора. Оба эти случая исключительно редки и могут не рассматриваться на практике.

Давление в нижней камере меньше системного за счет сопротивления прохождению топлива через ЭГРД и за счет слива топлива с нижней камеры через калиброванное отверстие диаметром 0.3 мм. Давление в нижней камере зависит от системного давления, от забитости сливного отверстия 0.3 мм и от самого ЭГРД.

Для улучшенного понимания соотношения и взаимосвязи давлений предлагается электрическая схема - аналог работы дозатора, где напряжение - аналог давления, а ток - аналог расхода.

Рисунок 2 - Электросхема - аналог давлений в дозаторе

ЭГРД

ЭГРД представляет собой отверстие, размер которого зависит от винта регулировки на корпусе ЭГРД и от тока управления ЭГРД. Ток подается от ЭБУ. Выворачивая винт, мы перекрываем отверстие ЭГРД и этим уменьшаем поступление топлива в нижнюю камеру и, соответственно, давление в ней. Соответственно уменьшается давление в верхней камере за счет большего слива топлива через форсунки. Смесь становится богаче (больше бензина). Аналогично при положительном токе управления смесь тоже становится богаче.