Реклама
Расчет транспортного налога

По алфавиту:

Устройство автомата опережения впрыском топлива в ТНВД VP44

Автомат относится к гидромеханическим устройствам, которые применяются для изменения угла опережения впрыска топлива в ТНВД с механическими форсунками, открываемыми давлением топлива. Угловое положение кулачкового кольца изменяется автоматом опережения впрыска, исполнительным устройством которого является гидравлический поршень. Изменение положения поршня, вызывающего поворот кулачкового кольца, обеспечивается регулирования электромагнитным клапаном давления топлива в камере управляющего давления. Давление топлива, изменяемое от режима работы двигателя, называется управляющим давлением, его величина передается на исполнительный поршень. Величина управляющего давления зависит в основном от скорости двигателя.


П — поздний впрыск Р — ранний впрыск

1 — кулачковое кольцо. 2 — поршень, 3 — золотник, 4 — подкачивающий насос, 5 — полость нагнетания, 6 — полость всасывания, 7 — входной канал, 8 — управляющий поршень, 9 — камера низкого давления, 10управляющее давление, 11 – перепускное отверстие, 12 — электромагнитный клапан

Электромагнитный клапан встроен в сливной канал, поэтому при открытом положении клапана, как показано на рисунке, топливо из полости нагнетания 5 подкачивающего насоса 4, поступая к автомату, сливается черев перепускное отверстие 11 и открытый топливный канал, показанный красным цветом. Топливо при этом предварительно проходит через камеру управляющего давления 10. Поршень перемещается в расточке корпуса под воздействием регулируемого давления топлива, действующего на левый по схеме торец, являющийся днищем поршня. Возврат в исходное положение поршня обеспечивается внешней возвратной пружиной, установленной с противоположной стороны поршня. Внутри поршня размешен золотник 3, автоматически регулирующий проходное сечение перепускного отверстия 11. Золотник обеспечивает повышение точности установки давления топлива, действующего на исполнительный поршень. Золотник в расточке поршня может перемещаться вправо по схеме совместно с управляющим поршнем 8. Перемещение золотника возможно благодаря усилию, действующему на управляющий поршень и развиваемому давлением топлива в камере управляющего давления, давление топлива, развиваемое подкачивающим насосом 4, поступает через левое по схеме отверстие в полость, образованную в средней часта золотника цилиндрической расточкой и корпусом поршня. Полости и каналы, на которые распространяется развиваемое топливоподкачивающим насосом 4 давление, изображены синим цветом. Это топливо необходимо для смазки золотника и создает дополнительное, действующее на золотник, усилие. С правой стороны на золотник действует давление топлива внутренней полости поршня, связанной каналом с полостью всасывания 6 насоса. При наличии разности давлений топлива между полостями нагнетания и всасывания на золотнике всегда имеется перепад давления топлива во время работы двигателя. Полости и каналы с низким давлением топлива показаны зеленым цветом.

Управляющий поршень 8 служит для точной регулируемой установки золотника и перемещается внутри цилиндрической расточки в головке автомата. На поршень с одной стороны действует давление топлива камеры управляющего давления 10. Под воздействием этого давления убавляющий поршень может перемещаться вправо по схеме. Это перемещение возможно, так как величина управляющего давления не может быть ниже величины давления в камере 9. То есть управляющий поршень перемешается благодаря перепаду давлений топлива. В результате снижения величины управляющего давления поршень 8 будет, перемещается в обратном направлении под воздействием внутренней возвратной пружины, опирающейся на тарелку, закрепленную на основании поршня. Положение управляющего поршня и, соответственно, золотника будет зависеть от баланса сил, который определяется силой упругости внутренней возвратной пружины с одной стороны и силой, развиваемой от величины перепада давлений на управляющем поршне и золотнике с другой стороны. Каналы и полости, в которых действует управляющее давление, показаны красным цветом.

Величина управляющего давления определяется размером проходного сечения сливного канала, изменяемого электромагнитным клапаном 12 опережения впрыска. Клапан соленоидного типа с втягивающимся сердечником. В исходном состоянии при отсутствии тока в обмотке соленоид выдвинут из корпуса, и полностью запирает сливной канал. В рабочем положении при прохождении через обмотку клапана тока управления соленоид втягивается внутрь корпуса, сечение сливного каната при этом изменяется. Если ток управления максимальный, то сливной канал открыт полностью, и топливо сливается из камеры управляющего давления 10 беспрепятственно. Давление в камере понижается до уровня давления в полости всасывания 6. При уменьшении силы тока в обмотке клапана соленоид начинает закрывать сливной канал, благодаря чему повышается давление топлива в камере управляющего давления. При закрытом канале и отсутствии слива топлива давление топлива в камере управляющего давления 10 устанавливается максимальным и равным давлению, развиваемому подкачивающим насосом в полости нагнетания 5. Ток управления клапаном импульсный переменной скважности, изменением скважности устанавливается с достаточной точностью средняя сила тока, при которой соленоид занимает промежуточное положение в сливном канате, В этом случае величина управляющего давления изменяется, промежуточное значение давления будет зависеть от сечения сливного отверстия или силы тока управления клапаном.

Установка угла запаздывания

Начальный угол запаздывания впрыска устанавливается при полностью открытом сливном канале, когда в обмотку клапана поступает максимальный электрический ток. На работающем двигателе в камере низкого давления 9 поддерживается низкое давление топлива, в то же время при полностью открытом клапаном 12 сливном канале в камере управляющего давления 10 устанавливается практически не отличающаяся величина давления. При практически равном давлении в камерах 9 и 10 управляющий ток полностью открывает перепускное отверстие 11, через которое топливо беспрепятственно истекает из камеры нагнетания 5. Направление течения топлива по топливным каналам автомата показано стрелками. На левый торец поршня 2, являющийся днищем, в этом случае будет действовать низкое давление топлива, и поршень будет смещен внешней возвратной пружиной в крайнее левое положение. В результате перемещения поршня золотник 3 под воздействием внутренней возвратной пружины также будет перемещаться влево по схеме вслед за поршнем 2.

Перемещение золотника совместно с поршнем 2 необходимо для поддержания постоянно открытым перепускного отверстия 11, и обеспечения постоянно низкого давления топлива над днищем поршня 2. В результате перемещения влево по схеме поршень 2 развернет кулачковое кольцо 1 в сторону уменьшения угла опережения впрыска до начального значения. Для подвижного соединения кулачкового кольца с поршнем кольцо имеет шарнирный палец, входящий в зацепление с пазом поршня. Общий вид кулачкового кольца для шестицилиндрового двигателя представлен на рисунке.

Автомат устроен так, что при дальнейшем перемещении поршня 2 влево по схеме кромка золотника 3 начнет перекрывать перепускное отверстие 11, благодаря чему будет уменьшаться сток топлива из полости нагнетания 5, и давление топлива, развиваемое подкачивающим насосом, прекратит понижаться. Установившееся давление, действуя на днище поршня 2, ограничит его перемещение в сторону уменьшения угла запаздывания впрыска. Окончательное положение поршня и угол впрыска будут определяться балансом сил, действующих на поршень. С одной стороны баланс будет зависеть от силы упругости внешней пружины, действующей на поршень, а с другой стороны — от силы, развиваемой давлением топлива, действующего на днище поршня. Величина давления топлива будет определяться частотой вращения двигателя.

Общий вид кулачкового кольца

Установка угла опережения

Максимальный угол опережения впрыска топлива устанавливается при практически полностью закрытом сливном канале, когда в обмотку клапана поступает слабый ток. Как только электромагнитный клапан 12 закроет сливной топливный канал, в камере управляющего давления 10 давление топлива повысится, и на управляющий поршень 8 начнет действовать полное давление, развиваемое топливоподкачивающим насосом 4. Под воздействием давления топлива управляющий поршень 8 переместится в направлении направо согласно схеме совместно с золотником 3. Это же давление топлива начинает действовать во внутренней полости золотника, увеличивая усилие на золотник. При перемещении золотника он своей кромкой начинает перекрывать перепускное отверстие 11. В результате закрытия сливного канала клапаном 12 и перепускного отверстия 11 золотником на днище поршня 2 начнёт действовать полное давление топлива, которое способен развить топливоподкачивающий насос при установившейся частоте вращения двигателя. Поршень 2 автомата начнёт перемещаться вправо по схеме, вслед за управляющим поршнем и разворачивать кулачковое кольцо в направлении опережения впрыска топлива. Если в результате повышения оборотов и роста давления топлива золотник 3 с управляющим поршнем 3 переместятся до упора, то поршень 2 автомата при своем дальнейшем перемещении вправо начнёт вновь открывать перепускное отверстие 11. При открытии перепускного отверстия восстанавливается слив топлива из полости нагнетания 5 и предотвращается тем самым дальнейший рост давления топлива. В результате стабилизации давления топлива поршень 2 останавливается, чем ограничивается максимальное значение угла опережения впрыска топлива.

Изменение момента впрыска топлива

Для изменения угла опережения впрыска с модуля топливного насоса на электромагнитный клапан начинает поступать ток управления заданной скважности, и электромагнитный клапан 12 открывает сливной канал.

Электронный модуль управления насосом обеспечивает срабатывание автомата на опережение или запаздывание момента впрыска посредством изменения кратности закрытия или открытия электромагнитного клапана. Клапан управляется импульсным током переменной скважности, позволяющим бесступенчато изменять угол опережения впрыска. При скважности тока управления более 50% и высокой средней силе клапан открывает сливной канал, чем обеспечивается позднее начало подачи топлива. Для обеспечения легкого запуска угол опережения впрыска должен быть установлен близким к 0, поэтому в момент старта на клапан поступает постоянный ток, сила которого является максимальной. При скважности тока управления менее 50% и низкой средней силе тока клапан закрывает сливной канал, чем обеспечивается более раннее начало подачи топлива.

Оставить комментарий