Обзор топливных систем

Области применения

Создание в 1927 году первого серийного многоплунжерного рядного ТНВД обозна­чило начало промышленного производства дизельных топливных систем фирмой Bosch. Основной областью применения рядных многоплунжерных ТНВД до сих пор остаются дизели различных размерностей для коммерческих автомобилей, стацио­нарные, тепловозные и судовые дизели. Топливные системы, обеспечивающие дав­ление впрыска топлива до 1350 бар, исполь­зуются для достижения цилиндровой мощ­ности порядка 160 кВт/цилиндр.

С течением лет широкий спектр требо­ваний, связанных, в частности, с установ­кой дизелей с непосредственным впрыс­ком топлива (DI) на небольшие коммер­ческие и легковые автомобили, привел к созданию различных дизельных топлив­ных систем,соответствующих требовани­ям конкретного применения.Наиболее важными достижениями, связанными с созданием таких систем, являются не только увеличение удельной мощности двигателей, но также снижение расхода топлива, уровня шума и эмиссии вредных веществ с ОГ.

По сравнению с обычными топливными системами (ТНВД с кулачковым приводом), топливная система Bosch "CommonRail" (CR-первое поколение для легковых и мало тонажных грузовых) для дизелей с непосредственным впрыском топлива обеспечивае:

- широкаую область применения (легковые и легкие коммерческие автомобили

с ци­линдровой мощностью до 30 кВт/цилиндр, как и форсированные автомобильные, теп­ловозные и судовые дизели цилиндровой мощностью до 200 кВт/цилиндр);

- высокое давление впрыска до 1400 бар, даже до 3000 бар;

- переменный угол опережения впрыска;

- возможность формирования процесса двухфазного и многофазного впрыска;

- соответствие давления впрыска скорост­ному и нагрузочному режимам.

Принцип работы

Создание давления и непосредственный процесс впрыска в аккумуляторной топлив­ной системе CR полностью разделены. Высо­кое давление в топливной системе создается независимо от частоты вращения коленча­того вала двигателя и количества впрыски­ваемого топлива. Топливо, готовое для впрыска, находится под высоким давлением в аккумуляторе. Количество впрыскиваемого топлива (цикловая подача) определяется действиями водителя, а угол опережения и давление впрыска определяются электрон­ным блоком управления (ЭБУ) на основе программируемых матриц характеристик, хранящихся в памяти микропроцессора. ЭБУ выдает управляющий пусковой сигнал на соответствующие электромагнитные клапаны, в результате чего осуществляется впрыск форсункой в каждый цилиндр. Акку­муляторная топливная система CR включает в себя следующие элементы электронного управления:

- ЭБУ;

- датчик оборотов коленчатого вала;

- датчик частоты вращения распредели­тельного вала;

- датчик положения педали акселератора;

- датчик давления наддува;

- датчик давления в аккумуляторе;

- датчик температуры охлаждающей жид­кости;

- массовый расходомер воздуха.
Используя входные сигналы указанных

выше датчиков, ЭБУ регистрирует положение педали акселератора и определяет на данный момент времени рабочую характеристику двигателя и автомобиля как единого целого. На основе полученной информации ЭБУ может через разомкнутые и замкнутые кон­туры осуществлять управляющие действия с автомобилем и, особенно, с двигателем. Частота вращения двигателя измеряется дат­чиком частоты вращения коленчатого вала, а порядок чередования вспышек - датчиком частоты вращения (положения) распредели­тельного вала. Электрический сигнал, образу­ющийся на потенциометре педали акселера­тора, информирует ЭБУ о том, как сильно водитель нажал на педаль, другими словами о его требованиях к величине крутящего момента.

Массовый расходомер воздуха обеспечивает ЭБУ данными о мгновенном расходе воздуха, чтобы адаптировать процесс сгорания соответствию нормам эмиссии вредных веществ с ОГ. Если на двигателе с турбонаддувом установлен турбокомпрессор с регулируемым давлением наддува, то измерение последнего осуществляется датчиком давления наддува. При низких температурах окружающей среды и при холодном двигателе ЭБУ использует информацию датчиков температуры охлаждающей жидкости и температуры воздуха, чтобы адаптировать полученные данные для установки угла опережения впрыска, использования дополнительного впрыска (после основного) и других параметров в зависимости от эксплуатационных условий. В зависимости от конкретного автомобиля, для того чтобы удовлетворять повышенным требованиям к безопасности и комфорту, могут использоваться другие датчики, посылающие сигналы в ЭБУ.

На рисунке 2 показана схема четырехцилиндрового дизеля, оснащенного аккумуляторной топливной системой CR.

Основные функции

Основные функции системы заключаются в правильном управлении процессом

впрыска дизельного топлива в нужный момент и в требуемом количестве, а также при необходимом давлении впрыска. Это обеспечивает плавную и экономичную работу дизеля.