Система питания «Common Rail» дизельного ДВС  

В настоящее время на смену традиционной системе питания дизеля приходит более надежная и простая в эксплуатации система «Common Rail» (англ. – общая балка, рейка). Большинство современных дизелей оснащено этой системой питания. Система «Common Rail» более надежна и проста в эксплуатации, чем традиционная система питания дизеля.

Конструкция системы «Common Rail» напоминает топливную систему бензинового двигателя с непосредственным впрыском. Система «Common rail» включает в себя бак, топ- ливоподкачивающий насос, топливные фильтры 6, топливопроводы низкого и высокого дав- ления, ТНВД 4, аккумулятор высокого давления 11, клапан регулирования давления, пере- пускной клапан 12, электроуправляемые форсунки 9, электронный блок управления дизеля 3 (EDC – electronic diesel control), электропроводку, контрольные указатели или лампы на при- борной панели и датчики (рис. 85). Блок управления EDC использует информацию от следу- ющих датчиков: массового расхода воздуха 1 (ДМРВ); положения коленчатого вала 8 (уста- навливается на картере сцепления (в случае механической КПП) либо на корпусе автомати- ческой КПП); положения распределительного вала 2 (установлен на клапанной крышке или головке блока цилиндров); положения педали акселератора 5; температуры охлаждающей жидкости 7; давления топлива в аккумуляторе 10; температуры и давления топлива в систе- ме; скорости машины; температуры воздуха; давления во впускном коллекторе; топлива в баке.

Основной насос (ТНВД) обычно плунжерный, многосекционный, не обслуживаемый. Привод ТНВД осуществляется через промежуточную шестерню коленчатого вала. Смазыва- ется самим топливом. Привод подкачивающего насоса может быть механическим (например, от распределительного вала) или электрическим (электронасосы).

На некоторых двигателях для выполнения норм токсичности (отсутствия дыма или сажи в выхлопных газах на режимах прогрева и максимальной мощности) устанавливают

заслонки во впускном коллекторе, а в системе выпуска – каталитический нейтрализатор или сажевый фильтр (с датчиком кислорода или без него).

Рис. 85. Принципиальная схема «Common Rail»: 1 − ДМРВ; 2 − датчик положения распред- вала; 3 − блок EDC; 4 − ТНВД с клапаном регулирования давления; 5 − датчик положения педали га- за; 6 − топливный фильтр; 7 − датчик температуры ОЖ; 8 − датчик положения коленвала; 9 − фор- сунка; 10 − датчик давления топлива в аккумуляторе; 11 − аккумулятор высокого давления; 12 − пе- репускной клапан

 

Действует эта система следующим образом. К основному насосу высокого давления (ТНВД) 4 топливо из бака подает под давлением 0,25…0,3 МПа вспомогательный (подкачи- вающий) насос. ТНВД повышает давление как минимум до 20 МПа (на холостом ходу), а в режиме максимальной мощности – до 160 МПа (на новейших двигателях – еще выше). Далее топливо поступает в аккумулятор высокого давления 11, а из него по топливопроводам рав- ной длины – к электроуправляемым форсункам 9. Аккумулятор – аналог рампы бензинового двигателя, его задача – сгладить пульсации давления перед форсунками. В зависимости от режима работы двигателя (нагрузки, числа оборотов коленчатого вала) и сигналов датчиков электронный блок управления дизеля 3 варьирует время и продолжительность открытия форсунок. Оптимизируя работу дизеля, EDC корректирует и давление топлива в аккумулято- ре, управляя клапаном регулирования, расположенном на корпусе ТНВД или на аккумулято- ре. В случае превышения давления в системе выше максимально допустимого перепускной клапан открывается и отводит часть топлива из аккумулятора по отдельному топливопрово- ду обратно в бак. По этому же топливопроводу топливо отводится от клапана регулирования давления в бак.

Блок EDC, получая информацию от соответствующих датчиков, определяет наиболее оптимальное время и количество подаваемого в цилиндры топлива и вырабатывает соответ- ствующий сигнал форсункам, которые впрыскивают топливо в цилиндры.

Требования к равномерности и точности дозирования топлива форсунками очень вы- сокие. Поэтому полагаться только на качество изготовления форсунок (даже самое высокое) нельзя – пропускная способность отверстий не одинаковая. Значит, контролировать равно- мерность подачи должен блок управления двигателем. Для этого каждая изготовленная фор- сунка проходит тарировку на стенде и получает свой код, наносимый на корпус. Код фор- сунки при помощи сканера вводят в память EDC, и форсунка адаптируется к конкретному двигателю. Когда двигатель работает, блок EDC непрерывно анализирует показания датчика положения коленчатого вала, устанавливая «вклад» каждого цилиндра в работу двигателя по изменению углового ускорения и при необходимости меняя как момент впрыска, так и дозу топлива для того или иного цилиндра. При этом блок управления одновременно опирается и на сигналы датчика положения распределительного вала. Результат – более равномерная и эффективная работа дизеля при минимальном расходе топлива.

В топливных магистралях не должно быть воздушных пробок, иначе двигатель за- глохнет. Пробки могут появиться вследствие нехватки топлива в баке. Блок EDC следит за сигналом датчика уровня топлива в баке, при достижении критического уровня загорается лампа на щитке приборов. Есть EDC, способные даже вычислить радиус действия автомоби- ля на остатке топлива. В некоторых вариантах блок управления, предотвращая появление пробок, выключает двигатель.