Перспективные системы питания дизельных двигателей

Одним из путей совершенствования систем питания дизельных двигателей является использование системы «Коммон рейл» (общий путь), используемой в настоящее время, в частности, на легковых автомобилях Мерседес и приведенной на рис.9. Принципиальными отличиями этой системы от рассмотренных выше являются;

1. Применение ТНВД особо высокого давления (до 1500 бар), работающего на общую распределительную магистраль («общий путь») и снабженную электронно-управляемым регулятором давления

2. Применение закрытых форсунок с электронным управлением длительностью открытого состояния.

Рис.9. Система питания дизельного двигателя Common Rail («общий путь»):

1 - рампа, магистраль высокого давления («общий путь»); 2 - регулятор давления в рампе, управляемый ЭБУ; 3 - датчик частоты вращения коленчатого вала

Управляет этой системой , также как и предыдущей, ЭБУ, перерабатывающий сигналы с комплекта датчиков, сходного с рассмотренным выше и выдающий управляющие импульсы регулятору давления топлива в распределительной магистрали (рампе) и электроклапанам форсунок.

Конечно, основным управляющим сигналом служит сигнал положения педали. В качестве выходных сигналов от ЭБУ выдаются управляющие сигналы по следующим цепям - цепи управления цикловой подачи, цепи управления углом опережения впрыска, цепи управления клапаном рециркуляции отработавших газов. Останов двигателя осуществляется с помощью электромагнитного клапана с ручным включением. В этом же комплекте приборов, в случае применения наддува, может быть задействован датчик давления наддува и клапан управления наддувом воздуха.

Система питания с разнесенными ближе к цилиндрам индивидуальными секциями высокого давления с приводом от распределительного вала ДВС к обычным форсункам закрытого типа . Отличительной особенностью секций высокого давления является использование гладких плунжеров (без дозирующих кромок) и электронноуправляемых клапанов в каждой секции, позволяющих обеспечить дозирование подачи топлива к форсункам. Управление такой топливной системой принципиально аналогично системам, рассмотренным выше. Пример такой системы изображен на рис.10.

Рис.10 Система «Индивидуальный насос с электронным управлением - трубопровод -форсунка»: 1 -управляемый ЭБУ клапан-дозатор насоса.

Система с насос-форсунками, имеющими электронное регулирование цикловой подачи, приведенная на рис.11. Особенностью данной системы является применение в каждом цилиндре индивидуальной насос-форсунки, на которые воздействуют непосредственно кулачки распределительного вала. При этом применены плунжера без дозирующих кромок. Примененный электроуправляемый клапан обеспечивает заполнение гильзы топливом от подкачивающего насоса, а также, перекрывая по командам ЭБУ, сливной канал 6, регулирует момент и длительность формирования высокого давления под плунжером, необходимого для открытия закрытой форсунки. Еще одной отличительной особенностью этой конструкции является возможность получения давления топлива под плунжером 2500 и более бар.

Рис.11. Насос-форсунка с электронным управлением моментом и длительностью впрыска:

1 - головка плунжера; 2 - пружина; 3 - соленоид, управляющий золотниковым клапаном; 4 -рабочая часть плунжера; 5 - подводящий клапан низкого давления; б - сливной клапан; 7 - корпус насоса; 8 ~ форсунка; 9 -управляющий золотник; 10 -корпус насоса.

Рассмотренные выше перспективные системы питания дизелей с электронным управлением цикловой подачей позволяют получить ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционными наборами приборов: Система с электронноуправляемым насосом BOSCH VE позволяет обеспечить более точное дозирование топлива в соответствии с массовым расходом воздуха, с учетом реальных режимов нагрузки двигателя, что, в свою очередь, позволяет улучшить экономические, тяговые и экологические характеристики двигателя.

· Система «Коммон Рейл», благодаря более высокому давлению топлива в рампе, обеспечивает более высокое качество распыления топлива и его перемешивания с воздухом. Электронное управление форсунками, кроме автоматического регулирования момента впрыска и дозирования топлива позволяет применить «разделенный» впрыск: впрыскивать топливо не сразу, а порциями, двумя или более за один цикл. Это новое качество позволило реализовать применение более экономичных неразделенных камер сгорания, сохранив приемлемую комфортность двигателя.

· Система с насос-форсунками получила ряд дополнительных преимуществ по сравнению с рассмотренными выше. Taк, насос-форсунка обеспечивает более высокое давление впрыска, что дает уже упоминавшееся преимущество. Во-вторых, в этой системе отсутствуют трубопроводы высокого давления, упругие свойства которых создают при работе двигателя вторичные волны давления и вызывают явления «довпрыска» топлива, приводящего к закоксованию форсунок. В-третьих, применение послойного впрыска с переменными параметрами процесса впрыска позволило расширить зону наиболее эффективной работы двигателя по экономичности, тяге и экологии из зоны максимальной нагрузки в зону средних, наиболее часто используемых режимов.