Фильтр тонкой очистки топлива

Загрязняющие примеси в топливе могут привести к повреждению элементов ТНВД, нагнетательных клапанов и форсунок. Это требует установки топливного фильтра, кото­ рый должен удовлетворять требованиям

Рис. 12 Фильтр тонкой очистки топлива

1 - крышка фильтра, 2 - вход топлива, 3 - бумаж­ ный фильтрующий элемент, 4 - корпус, 5 - каме­ ра - сепаратор воды (конденсата), 6 - пробка для слива воды, 7 - выход топлива.

фильтр тонкой очистки топлива - student2.ru


конкретной топливной системы дизеля, ибо

в противном случае безошибочная работа и длительный срок службы компонентов сис­ темы не могут быть гарантированы. Дизель­ ное топливо может также содержать воду или

в виде эмульсии, или в свободном виде (кон­ денсат из-за температурных перепадов) и, если вода присутствует в компонентах топ­ ливной системы, то это приводит к их повреж­ дению в результате коррозии.

Подобно топливным системам других типов, система Common Rail также требует установки фильтра тонкой очистки топлива с сепаратором воды (рис. 12), откуда вода может удаляться через определенные интер­ валы времени. Все увеличивающееся число дизелей, устанавливаемых на легковые автомобили, привело к появлению автома­ тического индикатора наличия воды в виде контрольной лампы, которая сигнализирует

о необходимости слива воды из камеры фильтра (это обязательно для стран, исполь­ зующих дизельное топливо с большим содер­ жанием воды).

Ступень высокого давления

Кроме создания высокого давления в сту­ пени высокого давления предусматривается распределение топлива по цилиндрам и дозирование топлива. Наиболее важными компонентами ступени высокого давления являются (рис. 13):

- ТНВД (1) с клапаном прекращения подачи

(2) и регулятором давления (3);

- аккумулятор топлива (5);

- датчик деления топлива (6) в аккумуляторе;

- предохранительный клапан (7) (регулятор давления);

- ограничитель подачи (8);

- форсунки (9);

- ЭБУ (10).

ТНВД

Назначение ТНВД (рис. 14 и 15), установленный между

линией низкого давления и ступенью высо­ кого давления, служит для создания необ­ ходимого высокого давления в течение всего срока службы автомобиля.

Он также включает в себя устройство для обеспечения пусковой подачи и для быстрого повышения давления в аккумуляторе.

ТНВД постоянно создает высокое давле­ ние в топливной системе, как это требуется аккумулятором топлива. Это, следовательно, означает, что в отличие от обычных топлив­ ных систем дизелей, давление топлива не должно специально повышаться для совер­ шения каждого рабочего цикла.




Рис. 13 Ступень высокого давления в аккумуляторной топливной системе Common Rail

фильтр тонкой очистки топлива - student2.ru

ТНВД,

Клапан прекращения подачи топлива,

Регулятор давления,

Линия высокого давления,

Аккумулятор топлива,

Датчик давления топлива в аккумуляторе,

Клапан-регулятор давления,

Ограничитель подачи,

Форсунка,

ЭБУ.

фильтр тонкой очистки топлива - student2.ru

ТНВД (продольный разрез)

1- вал привода,2- кулачок, 3 - насосный элементе плунжером,4- надплунжерная камера,5- впуск­ной клапан, 6 - электромагнитный клапан прекращения подачи топлива, 7 - выпускной клапан, 8 - уплот­ нитель, 9 - штуцер соединения с аккумулятором, 10 - регулятор давления, 11 - шариковый клапан, 12 - возврат топлива, 13 - вход топлива от топливоподкачивающего насоса, 14 - противодренажный клапан с дросселем, 15 - канал низкого давления к насосному элементу.

  Устройство и конструкция механического КПД порядка 90%. Более  
  Установка ТНВД на двигатель должна быть высокая потребная мощность (больше теоре­  
  предпочтительно на том же месте, что и для тически необходимой) может быть резуль­  
  обычного ТНВД распределительного типа. татом возврата топлива из форсунок и через  
  Привод ТНВД осуществляется от коленчатого регулятор давления.  
  вала двигателя (половина частоты вращения Работа ТНВД  
  вала двигателя, но не более 3000 мин1) че­  
  рез муфту, шестеренчатую передачу, цепь Топливо из топливного бака подается на  
  или зубчатый ремень. Смазка осуществляет­ вход ТНВД (рис. 14 позиция 13) топливо­  
  ся подаваемым ТНВД дизельным топливом. подкачивающим насосом через фильтр тон­  
  В зависимости от располагаемого прост­ кой очистки топлива с сепаратором воды.  
  ранства, редукционный клапан устанавлива­ Далее топливо проходит через противодре-  
  ется непосредственно на ТНВД или отдельно. нажный клапан (14) с дросселем в контур  
  Топливо внутри ТНВД сжимается тремя смазки и охлаждения ТНВД. Вал привода (1)  
  радиально расположенными плунжерами с кулачком (2) приводит в поступательно­  
  под углом 120° друг к другу. Поскольку имеют возвратное движение три плунжера (3) в соот­  
  место три рабочих хода подачи на каждый ветствии с формой выступов кулачка.  
  оборот вала, то развивается только неболь­ Поскольку давление подкачки больше  
  шой момент, и напряжения на привод насоса давления открытия противодренажного  
  оказываются равномерными. Момент со­ клапана (14) (0,5 - 1,5 бар), топливоподка­  
  противления привода ТНВД равен 16 Н м, чивающий насос может подавать топливо  
  что составляет 1/9 часть от момента сопротив- через впускной клапан в камеру (4), распо­  
  ления привода сопоставимого ТНВД рас­ ложенную над плунжером (рис. 14) насос­  
  пределительного типа. Таким образом, в акку­ ного элемента, который в данный момент  
  муляторной топливной системе нагрузка на движется “вниз”, то есть осуществляет ход  
  привод меньше, чем в дизелях с обычными всасывания топлива. Впускной клапан закры­  
  топливными системами. Мощность, затра­ вается, когда плунжер проходит НМТ и,  
  чиваемая на привод ТНВД, увеличивается поскольку топливо не может выходить из  
  пропорционально давлению, создаваемому надплунжерной камеры, оно теперь может  
  в аккумуляторе, и частоте вращения вала быть сжато до давления подачи в аккумуля­  
  ТНВД. Например, в двигателе с рабочим тор. При достижении этого давления откры­  
  объемом 2,0 литра при номинальной частоте вается выпускной клапан (7), и сжатое топ­  
  вращения и давлении в аккумуляторе 1350 бар ливо поступает в линию высокого давления  
  на привод ТНВД требуется 3,8 кВт с учетом и аккумулятор.  
  Рис. 15    

фильтр тонкой очистки топлива - student2.ru




ТНВД (поперечный разрез) 1 - вал привода, 2 - кулачок, 3 - насосный элемент с плунжером, 4 - впускной клапан, 5 - выпускной клапан, 6 - вход топлива.

Плунжер ТНВД продолжает подавать топ­ ливо до тех пор, пока не достигнет ВМТ (ход нагнетания), после чего давление падает, и выпускной клапан закрывается. Давление топ­ лива в надплунжерной камере также падает, и плунжер снова движется в сторону НМТ.

Как только давление в камере насосного элемента упадет ниже давления подкачки, впускной клапан открывается, и процесс создания высокого давления начинается снова.

Величина подачи топлива Поскольку ТНВД проектируется для обеспечения большой подачи топлива, то на режи­ мах холостого хода и частичных нагрузок подача топлива под высоким давлением будет избыточной. В этих случаях избыточ­ ное топливо возвращается в топливный бак через редукционный клапан. Давление топ­ лива в баке падает, и энергия, затраченная на сжатие топлива, таким образом частично теряется. Общий КПД процесса также уменьшается вследствие необязательного подогрева топлива.

Выключение насосного элемента:

Когда один из насосных элементов (3 на рис. 14) отключается, то количество топлива, подаваемого в аккумулятор, уменьшается. Отключение насосного элемента заставляет впускной клапан (5 на рис. 14) оставаться постоянно открытым. При получении электро­ магнитным клапаном пускового сигнала, шток, связанный с якорем электромагнитного клапана, удерживает впускной клапан пос­ тоянно открытым. В результате топливо, подаваемое в надплунжерную камеру, не может быть сжато во время хода нагнетания, и

фильтр тонкой очистки топлива - student2.ru

Рис. 16

Регулятор давления

1 - шариковый клапан,

2 - якорь,

3 - электромагнит,

4 - пружина,

5 - электрические выводы.

давление топлива в камере не повышается,

поскольку топливо течет обратно в канал и

работа низкого давления. При одном

выключенном насосном элементе, когда

требуется небольшая мощность двигателя,

ТНВД тем не менее продолжает постоянно

подавать топливо, но только с короткими

интервалами прекращения подачи.

Передаточное отношение привода: Величина подачи ТНВД пропорциональна

частоте вращения его вала, что, в свою очередь, есть функция частоты вращения коленчатого вала двигателя. В ходе инженер­ ной проработки топливной системы двига­ теля передаточное отношение привода ТНВД определяется так, чтобы, с одной сто­ роны, количество избыточного топлива не было слишком большим, а с другой стороны, подача топлива должна соответствовать работе на режиме максимальной мощности двигателя. Передаточное отношение по отно­ шению к коленчатому валу двигателя обычно равно 1:2 или 2:3.

Регулятор давления

Назначение Регулятор давления поддерживает рабочее давление в аккумуляторе в зависимости от нагрузки двигателя:

- при избыточном давлении в аккумуляторе клапан регулятора открывается, и часть топлива возвращается из аккумулятора в топливный бак по линии возврата топлива.

- еслЯ^цавление в аккумуляторе слишком низкое, то клапан регулятора закрывается и перекрывает ступень высокого давле­ ния от линии низкого давления.



  Устройство и конструкция Если питание на электромагнит подается:
  Регулятор давления (рис. 16) имеет мон­ Если высокое давление должно быть уве­
  тажный фланец для крепления к ТНВД или личено, то к усилию пружины добавляется
  к аккумулятору давления. электромагнитная сила. При подаче пита­
  Для герметичного разделения ступеней ния на электромагнит шариковый клапан
  высокого и низкого давления имеется шари­ закрывается и остается закрытым до тех
  ковый клапан, установленный на якоре пор, пока не нарушится равновесие между
  электромагнита. Имеются две силы, действу­ силой высокого давления с одной стороны и
  ющие на якорь. Посадка шарика на седло комбинированными силами пружины и
  осуществляется под действием пружины, электромагнита с другой. Затем клапан откры­
  а подъем клапана - при включении электро­ вается, и в результате давление топлива
  магнита. Для охлаждения и смазки электро­ поддерживается постоянным. Изменение
  магнит в сборе постоянно омывается топли­ величины подачи ТНВД или слив топлива из
  вом. ступени высокого давления компенсируется
    изменением положения клапана. Электро­
  Работа регулятора давления магнитные силы пропорциональны току пи­
  Регулятор давления включен в два управ­ тания, который изменяется под действием
  ляющих контура: широтно-импульсной модуляции. Частота
  - управляющий контур низкого быстродей­ пульсирующих колебаний 1 кГц вполне дос­
  ствия для установки переменного сред­ таточна для предотвращения нежелатель­
  него давления в аккумуляторе; ного перемещения якоря электромагнита
  - механический управляющий контур высо­ и/или колебаний давления в аккумуляторе.
  кого быстродействия для компенсации          
  высокочастотных колебаний давления. Аккумулятор высокого давления  
  Если питание на электромагнит не подается: Назначение      
  В этом случае высокое давление в акку­ Аккумулятор (рис. 17) служит для хранения
  муляторе или на выходе ТНВД приложено топлива под высоким давлением и одновре­
  к клапану-регулятору давления через вход­ менно обеспечивает демпфирование колеба­
  ной штуцер высокого давления. Поскольку ний давления, ^нерируемых при подаче ТНВД.
  в этом случае электромагнитные силы не Высокое давление в аккумуляторе явля­
  действуют, силы давления преодолевают ется общим для всех цилиндров, откуда и
  сопротивление пружины, в результате чего следует название топливной системы
  управляющий клапан открывается и остается “Common Rail” (“Общий путь”). Даже при
  открытым в зависимости от величины подачи. больших подачах в аккумуляторе поддержи­
  Пружина спроектирована таким образом, вается практически постоянное высокое
  что максимальное давление открытия кла­ давление, что обеспечивает постоянство
  пана достигает 100 бар. давления во время впрыска топлива.

Рис. 17

Наши рекомендации