Требования к образованию смеси и горению. 1.9 TDI PD от VAG Group. Семейство дизельных двигателей с впрыском насос-форсунка

AvtoAd

10/05/2022
Требования к образованию смеси и горению. 1.9 TDI PD от VAG Group. Семейство дизельных двигателей с впрыском насос-форсунка

Удачный процесс образования смеси является жизненно важным фактором для эффективного горения. Соответственно топливо необходимо впрыскивать в нужном количестве в нужное время и под высоким давлением. Даже минимальные отклонения могут привести к повышению уровня выбросов загрязняющих веществ, шумному горению или чрезмерной потере топлива. Короткая задержка зажигания важна для последовательности горения дизельного двигателя. Задержка зажигания – это период между началом впрыска топлива и началом повышения давления в камере горения. Если в течение этого периода впрыскивается большой объем топлива, то давление резко повышается и вызывает громкий шум горения.

 

Фаза перед впрыском

Для смягчения процесса горения перед началом фазы основного впрыска под низким давлением впрыскивается небольшое количество топлива. Это фаза перед инъекцией. Сгорание этого небольшого количества топлива вызывает повышение давления и температуры камеры горения. Это соответствует требованиям быстрого зажигания основного количества впрыска, таким образом уменьшая задержку зажигания. Фаза перед инъекцией, «интервал введения» между фазой перед инъекцией и фаза основного впрыска провоцируют постепенное повышение давления в камере горения, а не внезапное повышение давления. Следствием этого является низкий уровень шума горения и меньшие выбросы оксида азота.

 

Основная фаза впрыска

Главное требование к фазе основного впрыска – образование хорошей смеси. Цель состоит в том, чтобы, по возможности, полностью сжечь топливо. Высокое давление впрыска тонко распыляет топливо, чтобы топливо и воздух могли хорошо смешиваться друг с другом. Полное горение уменьшает выброс загрязняющих веществ и обеспечивает высокую эффективность двигателя.

 

Конец впрыска

В конце процесса впрыска важно, чтобы давление быстро падало, а игла инжектора быстро закрывалась. Это предотвращает попадание топлива в камеру горения при низком давлении впрыска и с большим диаметром капель. В таких условиях топливо не сгорает полностью и это провоцирует увеличение выбросов загрязняющих веществ.

 

 

Процесс впрыска

 

1. Заполнение камеры высокого давления.

Во время фазы наполнения поршень насоса движется вверх под действием пружины поршня и увеличивает объем камеры высокого давления. Электромагнитный клапан насоса-форсунки не активирован. Игла электромагнитного клапана находится в состоянии покоя. От линии подачи топлива в камеру высокого давления путь открыт. Давление топлива в трубопроводе вынуждает топливо поступать в камеру высокого давления.

 

 

2. Фаза перед впрыском.

Кулачок впрыска толкает поршень насоса вниз с помощью коромысла роликового типа. Это вытесняет часть топлива из камеры высокого давления в магистраль подачи топлива. Модуль управления двигателем с прямым впрыском топлива J248 инициирует цикл впрыска активируя электромагнитный клапан насоса-инжектора. Игла электромагнитного клапана вдавливается в седло клапана и закрывает путь от камеры высокого давления к подающей линии топлива. Это и провоцирует повышение давления в камере высокого давления. При давлении 2611 фунтов на квадратный дюйм (18000 кПа/180 бар) игла инжектора поднимается из своего гнезда, и начинается цикл перед впрыском.

 

 

Во время фазы перед впрыском ход иглы инжектора гасится гидравлической подушкой. В результате можно точно отмерить объем впрыска. В первой трети общего процесса игла инжектора открывается без гашения. Объем предварительного впрыска впрыскивается в камеру горения.

 

 

Как только амортизирующий поршень погружается в отверстие корпуса форсунки, топливо над иглой инжектора вытесняется в камеру пружины только через отверстие утечки. Это создает агидравлическую подушку, ограничивающую ход иглы инжектора во время фазы перед впрыском.

 

 

 

3. Конец фазы перед впрыском.

Фаза перед впрыскиванием заканчивается сразу после открытия иглы инжектора. Повышение давления вынуждает втягивающий поршень двигаться вниз, тем самым увеличивая объем камеры высокого давления. В результате давление на мгновение падает, и игла инжектора закрывается. На этом этапе движение поршня втягивается вниз сильнее и нагружает пружину инжектора. Чтобы снова открыть иглу инжектора во время следующей фазы основного впрыска, давление топлива должно быть больше, чем во время фазы перед впрыском.

 

 

 

4. Начало основной фазы впрыска.

Давление в камере высокого давления снова увеличивается вскоре после закрытия иглы инжектора. Электромагнитный клапан насоса-инжектора остается закрытым, а поршень насоса двигается вниз. Приблизительно 4351 фунт/кв.дюйм (30 000 кПа/300 бар) давление топлива превышает силу, оказываемую предварительно нагруженной пружиной инжектора. Игла инжектора снова поднимается со своего места и вводят основное количество инъекции. Давление повышается до 27 121 фунтов на квадратный дюйм (187 000 кПа/1870 бар) до 27 846 фунтов на квадратный дюйм (192 000 кПа/1920 бар). Максимальное давление топлива достигается при максимальной мощности двигателя. Это происходит на высоких оборотах двигателя, когда впрыскивается большой объем топлива.

 

 

 

5. Основная фаза впрыска.

Цикл впрыска заканчивается, когда модуль управления двигателем J248 с прямым впрыском топлива перестает активировать электромагнитный клапан насоса-форсунки. Пружина электромагнитного клапана открывает иглу электромагнитного клапана и топливо, вытесненное поршнем насоса, может попасть в магистраль подачи топлива. Давление падает. Игла инжектора закрывается и пружина форсунки прижимает поршень байпаса в исходное положение. На этом основная фаза инъекции заканчивается.

 

 

 

6. Возврат топлива насосом-форсункой.

 

Возврат топлива насосом-форсункой происходит в следующем порядке:

  • Охлаждение насоса-инжектора путем промывки топлива по трубопроводу подачи топлива через каналы насоса-инжектора в обратный топливный трубопровод;
  • Выпуск вытекающего топлива через поршень насоса;
  • Отделение пузырькового пара из трубопровода подачи топлива насоса-форсунки через ограничители в обратном трубопроводе топлива.

 

 

 

 

Подробнее о семействе дизельных двигателей с впрыском насос-форсунка читайте здесь .