Схема системы питания
1 - правый топливный бак; 2 - левый топливный бак; 3 - дренажный топливопровод; 4 - основные топливопроводы, соединяющие баки; 5 - воздушный трубопровод соединения баков; 6 - трубопровод сапуна бака; 7 - сапун связи бака с атмосферой; 8 - слив топлива из жидкостного подогревателя; 9 - забор топлива к жидкостному подогревателю; 10 - датчик уровня топлива в баках; 11 - инжекторы; 12 - напорный топливопровод (рампа); 13 - обратный клапан; 14 - предохранительный клапан; 15 - датчик давления; 16 - свеча электрофакельного устройства; 17 - электромагнитный клапан электрофакельного устройства; 18 - топливный насос высокого давления; 19 - регулятор подачи топлива; 20 - топливоподкачивающий насос низкого давления; 21 - фильтр грубой очистки; 22 - датчик давления топлива; 23 - нагревательный элемент подогрева топлива в фильтре; 24 - ручной топливоподкачивающий насос; 25 - фильтр тонкой очистки; 26 - фильтр-водоотделитель; 27 - датчик системы учета расхода топлива.
Описание системы питания
Участок системы низкого давления обеспечивает очистку топлива и его подачу к насосу высокого давления. В систему входят: два сообщающихся между собой топливных бака 1 и 2; фильтр-водоотделитель 26; блок топливных фильтров, включающий ручной топливоподкачивающий насос 24, фильтр грубой очистки 21 и фильтр тонкой очистки 25; топливоподкачивающий насос 20, который подает топливо на участок системы высокого давления.
Два топливных бака размещены в передней секции автобуса и соединены между собой двумя основными трубопроводами 4 по которым топливо перетекает из бака в бак, а также нижним дренажным трубопроводом 3 и верхним трубопроводом 5 для выравнивания давления воздуха в баках. Оба бака соединены с атмосферой с помощью сапунов 7, вынесенных выше крышек баков.
Топливо засасывается топливоподкачивающим насосом из топливных баков и подается к двигателю через фильтр-водоотделитель 26, осуществляющий очистку топлива от загрязнений и воды, а также осуществляющий его подогрев в холодный сезон, обеспечивая необходимую его прокачиваемость через аппараты системы. Подогреватель оснащен встроенным самозащитным тепловым реле для автоматического включения и выключения нагревательного элемента. Фильтр-водоотделитель оснащен также ручным подкачивающим насосом и датчиком наличия воды в отстойнике фильтра.
Далее топливо проходит через фильтр грубой очистки 21, установленный в блоке фильтров двигателя МАН, и подается к топливоподкачивающему насосу 20 (низкого давления). Топливоподкачивающий насос установлен на фланце насоса высокого давления 18. От насоса топливо подается под давлением к фильтру тонкой очистки 25, также размещенному в блоке фильтров.
Подготовленное таким образом топливо подается к топливному насосу 18 высокого давления.
Топливный фильтр-водоотделитель
1 - подвод топлива; 2 - крышка насоса; 3 - ручной топливоподкачивающий насос; 4 - винт выпуска воздуха; 5 - корпус; 6 - подогреватель топлива; 7 - отвод топлива (на автобусе ЛиАЗ 6213.21 не используется); 8 - сменный фильтрующий элемент; 9 - водосборный стакан; 10 - клапан слива отстоя; 11 - отвод топлива.
Топливный фильтр-водоотделитель PreLine 420 предназначен для предварительной очистки от загрязнения, отделения воды и подогрева топлива при температуре ниже +5*. Благодаря многослойной структуре фильтрующего элемента из потока топлива отфильтровываются мельчайшие частицы загрязнения, а также вода, которая стекает в водосборный стакан, расположенный под фильтром. Для оперативного контроля за появлением воды в стакане установлен датчик, передающий сигнал на контрольную лампу. Сброс воды выполняется через клапан слива отстоя. В холодный сезон топливо подогревается, протекая вдоль электрического элемента мощностью 350 Вт.
Для заполнения системы топливом используется ручной насос 3, при этом для удаления воздуха следует ослабить (вывернуть) специальный винт 4.
Блок топливных фильтров
1 - дополнительный ручной топливоподкачивающий насос; 2 - фильтр тонкой очистки; 3 - фильтр грубой очистки; 4 - блок подогрева; 5 - клапан слива топлива.
Блок топливных фильтров MAN 51.12501-7276 установлен на верху картера двигателя в передней его части и содержит: фильтр грубой очистки топлива, совмещенный с ручным топливоподкачивающим насосом; фильтр тонкой очистки топлива со встроенным электрическим подогревателем топлива и клапаном ограничения давления. На фильтре установлен датчик давления топлива.
Фильтр грубой очистки топлива
1 - рукоятка насоса; 2 - шток насоса; 3 - корпус; 4 - уплотнительное кольцо; 5 - фильтр сетчатый; 6 - крышка; 7 - поршень насоса в сборе; 8 - штуцер; 9 - шарик; А - входной канал; Б - полость выходного канала.
В корпусе фильтра грубой очистки топлива размещен ручной топливоподкачивающий насос. Штуцер 8 входного канала А выполняет фукцию седла обратного клапана насоса, к которому прижимается шариковый клапан 9. При перемещении штока 2 насоса вверх возникающее давление топлива прижимает шариковый клапан 9 к седлу. Входной канал перекрывается, а топливо в камере насоса отжимает края манжеты поршня 7 от стенки камеры и перетекает под поршень, позволяя ему переместиться вверх. При перемещении поршня вниз его манжета под действием давления топлива под поршнем прижимается к стенке камеры, и поршень выталкивает топливо через сетчатый фильтр 5 в полость Б выходного канала. Одновременно при движении поршня вниз над поршнем образуется разрежение, вследствие чего топливо, находящееся во входном канале А, отжимает шариковый клапан от седла и заполняет полость камеры над поршнем. В нерабочем положении насоса его поршень опущен ниже камеры и не мешает протеканию топлива через насос.
Фильтр тонкой очистки топлива
1 - крышка; 2 - внутренний элемент; 3 - уплотнительное кольцо; 4 - корпус; 5 - сменный фильтрующий элемент; 6 - клапан ограничения давления; 7 - фильтр грубой очистки топлива; А - подача топлива к устройству подогрева воздуха во впускном коллекторе; В - отвод избыточного топлива в дренажный трубопровод.
Фильтр тонкой очистки топлива выполняет подогрев холодного топлива, глубокую его очистку, регулировку давления на участке подачи к топливному насосу высокого давления и удаление воздуха, попавшего в топливо. Подогреватель фильтра включается специальным блоком управления, а о его работе сигнализирует контрольная лампа на щитке приборов.
Модуль фильтра тонкой очистки топлива включает в себя сменный фильтрующий элемент 5, клапан ограничения давления 6 и электронагревательный элемент. На корпусе фильтра тонкой очистки закреплен фильтр грубой очистки 7.
Участок системы высокого давления
1 - инжектор; 2 - нагнетательный штуцер; 3 - трубка высокого давления; 4 - пропорциональный клапан регулирования давления; 5 - топливный насос высокого давления (ТНВД); 6 - топливоподкачивающий насос; 7 - датчик давления топлива в рампе; 8 - рампа; 9 - клапан ограничения давления в рампе.
Топливоподкачивающий насос установлен на фланце насоса высокого давления и служит для обеспечения требуемой подачи топлива к элементам ступени высокого давления. Насос шестеренчатый с приводом от вала ТНВД.
Подача шестеренчатым насосом практически пропорциональная частоте вращения коленчатого вала двигателя. Она ограничивается клапаном, установленным в блоке фильтров.
Участок системы высокого давления состоит из регулируемого по объему насоса высокого давления 5, топливного аккумулятора высокого давления (рампы) 8 с датчиком давления 7 и клапаном ограничения давления 9, инжекторов 1 электромагнитного управления с штуцерами 2 и трубопроводов 3 высокого давления.
Запас топлива под высоким давлением аккумулируется в емкости напорного топливопровода (рампе). В аккумуляторной топливной системе Common Rail процессы создания высокого давления и впрыска разделены.
Давление впрыска формируется насосом высокого давления независимо от нагрузки и частоты вращения двигателя. Производительность насоса регулируется клапаном пропорционального давления 4, управляемым ЭБУ двигателя. Благодаря запасу топлива, находящегося под высоким давлением, система всегда готова к совершению процесса впрыска. Даже после осуществления впрыска топлива инжектором давление в аккумуляторе остается практически постоянным. Этот эффект происходит в аккумуляторе (рампе) в результате свойственной топливу сжимаемости. Давление топлива в рампе измеряется датчиком давления 7 и поддерживается на требуемом уровне клапаном ограничения давления 9, который ограничивает давление в аккумуляторе максимальным значением примерно 160 МПа (1600 кгс/см2).
Топливо высокого давления поступает к инжекторам 1 с электромагнитным управлением, которые по командам электронного блока открываются в нужный момент и на определенное время, обеспечивая требуемую подачу топлива в камеры сгорания.
Впрыск топлива реализуется в два этапа - предварительный и основной. Предварительный впрыск обеспечивает эффективное сгорание топлива в начальный момент, что способствует снижению пикового давления, уменьшению шума двигателя и сокращению вредных выбросов в атмосферу. Основной этап обеспечивает необходимую мощность двигателя.
Топливный насос высокого давления Bosch CP3.3, 51.11103-7763/-7787 постоянно создает высокое давление в магистрали подачи к инжекторам впрыска. Это, следовательно означает, что в отличие от обычных топливных систем дизельных двигателей, давление топлива не должно специально повышаться для совершения каждого рабочего цикла.
Привод насоса от коленчатого вала двигателя, через промежуточные шестерни. Смазка осуществляется подаваемым ТНВД топливом.
Насос высокого давления представляет собой радиально-поршневой насос с тремя цилиндрами.
Топливо нагнетается от топливоподкачивающего насоса через топливный фильтр в полость всасывания насоса высокого давления. На стороне всасывания насоса высокого давления установлен пропорциональный клапан 4 (элемент дозирования). Клапан является исполнительным механизмом для регулирования давления топлива в топливопроводе высокого давления.
Топливо внутри ТНВД сжимается тремя плунжерами, расположенными радиально под углом 120* друг к другу. Поскольку имеют место три рабочих хода подачи на каждый оборот вала, то развивается незначительный момент, и нагрузка на приводе насоса оказывается равномерной.
Топливный аккумулятор высокого давления (рампа). Аккумулятор служит для создания запаса топлива под высоким давлением и одновременно обеспечивает демпфирование колебаний давления, генерируемых при подаче ТНВД.
Высокое давление в аккумуляторе является общим для всех цилиндров, откуда и следует название топливной системы "Common Rail". Даже при больших подачах в аккумуляторе поддерживается практически постоянное высокое давление, что обеспечивает постоянство давления во время впрыска топлива. Эффект работы аккумулятора достигается в результате сжимаемости топлива, достигаемой при высоком давлении.
Аккумулятор одновременно является элементом, распределяющим подачу топлива по инжекторам цилиндров.
Давление топлива в рампе постоянно измеряется датчиком повышенной точности и быстродействия. Точное измерение давления топлива в аккумуляторе является определяющим фактором правильного функционирования топливной системы. Точность измерения давления в главном рабочем диапазоне составляет *2% от полной шкалы. В случае неисправности датчика система управления оказывается "слепой" и начинает работать в аварийном режиме ("limp-home" режим) при фиксированных значениях давления.
На конце рампы установлен клапан 9 ограничения давления. В случае превышения расчетного значения клапан ограничивает давление в рампе путем открытия сливного канала. Максимальное давление, кратковременно допускаемое клапаном, равно 1600 МПа (1600 кгс/см2).
1 - корпус; 2 - канал жиклера; 3 - первый поршень; 4 - второй поршень; 5 - пружина; 6 - резьбовая втулка; 7 - контргайка.
Клапан ограничения давления в рампе состоит из двух поршней 3 и 4.
При росте давления в рампе до значения 180 МПа (1800 кгс/см2) первый поршень 3 перемещается и открывает выпускной канал 2 жиклера, через который топливо вытекает из магистрали. После этого клапан поддерживает давление в подающей магистрали на уровне 70-80 МПа (700-800 кгс/см2). Двигатель продолжае работать при пониженном расходе топлива, позволяя автобусу самостоятельно вернуться на станцию обслуживания.
Клапан ограничения давления полностью закрывается только когда двигатель останавливается и давление в магистрали опускается ниже 5 МПа (50 кгс/см2).
Если клапан ограничения давления не открывается достаточно быстро, система управления организует его открытие принудительным импульсом. Для этого прерывается подача топлива инжекторами в цилиндры и открывается пропорциональный клапан. Давление в рампе резко возрастает до открытия клапана ограничения давления. Если принудительное открытие клапана не осуществляется, например вследствие заклинивания, двигатель останавливается.
1 - магнитный клапан; 2 - впускной дроссель; 3 - корпус; 4 - игла распылителя; 5 - выпускной дроссель.
Инжектор Bosch 51.10100-6065/-6085. При помощи инжектора топливо впрыскивается в камеру сгорания. Блок управления EDC задает длительность впрыска (длительность настройки катушки инжектора для предварительного, основного и возможного дополнительного впрыскивания) и момент впрыска и настраивает быстродействующий магнитный клапан в инжекторе. Через сердечник магнитного клапана открывается или закрывается выпускной дроссель отсека управления. При открытом выпускном дросселе понижается давление в отсеке управления и открывается игла распылителя форсунки. При закрытом выпускном дросселе повышается давление в отсеке управления и игла распылителя форсунки закрывается. Характеристика открытия иглы распылителя форсунки (скорость открытия и закрытия) также определяется впускным и выпускным дросселем в отсеке управления инжектора.
Через сливной трубопровод (дренажный трубопровод) топливо утечки инжектора (утечка через выпускной дроссель и иглу распылителя форсунки) подается обратно в резервуар. Точный объем впрыскиваемого топлива определяется выходным поперечным сечением форсунки, длительностью открытия магнитного клапана и давлением топливопровода.
Трубопровод возврата (дренажный) топлива в бак.
Топливоподкачивающий закачивает в систему несколько избыточное количества топлива во избежание его недостатка для работы участка высокого давления. Избыток топлива, подаваемого насосом низкого давления, сбрасывается через клапан ограничения давления фильтра тонкой очистки в трубопровод, идущий в топливный бак. К этому же топливопроводу возврата подсоединены дренажные топливопроводы отвода топлива от инжекторов и от клапана ограничения давления в рампе.
|