Описание топливной системы D13 VOLVO
Топливная система, обзор
На рисунке показаны основные компоненты топливной системы.
Топливная система, компоненты
- Насос-форсунка
- Форсунка
- Топливный аккумулятор
- Сопловой нагнетательный топливопровод
- Топливный аккумулятор, датчик давления
- Предохранительный клапан с электрическим управлением
- Возвратная трубка, предохранительный клапан
- Первичный фильтр
- Топливный фильтр
- Подающий насос
- Корпус топливного фильтра
- Комбинированный блока бака, сетчатый фильтр
- Невозвратный клапан
- Клапан для удаления воздуха
- Перепускной клапан
- Ручной насос
- Рециркуляционный клапан
- Впуск от топливного насоса
- Водоотделитель
- Возврат на топливный насос
- Возврат топлива в топливный бак
- Впуск топлива из топливного бака
- Выпуск на топливный канал в головке цилиндров
- Датчик давления топлива, контур низкого давления
- Вариант без AFI
- Датчик давления топлива, контур низкого давления
- Заглушка
Топливная система имеет тип "common rail". Весь контур высокого давления располагается под крышкой клапанов и включает топливный аккумулятор, топливопровод высокого давления и два типа форсунок:
Три насос-форсунки (1):
- В дополнение к форсункам, в них имеется также отдельный насосный элемент, приводимый в действие от распредвала.
- Функционируют так же, как обычные форсунки.
Три насос-форсунки создают давление в топливном аккумуляторе (3) через сопловой нагнетательный топливопровод (4). Таким образом создается общий объем топлива под давлением для всех форсунок, что обеспечивает возможность гибкого управления впрыском на любых оборотах двигателя.
ЕСМ регулирует давление в топливном аккумуляторе, количество впрысков, а также моменты начала и окончания впрыска топлива в каждый цилиндр.
Такая топливная система имеет следующие преимущества:
• Давление топлива не зависит от оборотов и нагрузки двигателя благодаря гибкому регулированию количества впрыскиваемого топлива, фаз и числа впрысков.
• Высокое давление впрыска и хорошее распределение топлива обеспечивается также при низких оборотах и нагрузке двигателя.
• Способность чаще впрыскивать меньшие порции, благодаря чему снижаются выбросы NOx и уровень шума.
Система подачи топлива, принцип работы
Технические данные
- А < 500 кПа
- В = 500 кПа
- С> 30 МПа
Топливо всасывается подающим насосом (1) через сетчатый фильтр (2) в комбинированном блоке бака, через охлаждающий змеевик (3) блока управления двигателем, а затем вниз, на корпус топливного фильтра (4). Там топливо проходит через обратные клапаны (6) сливного насоса (5) и первичный фильтр (7) с водоотделителем (8). Назначение обратных клапанов состоит в предотвращении обратного потока топлива в бак, когда двигатель выключен, и когда используется сливной насос.
Сливной насос (5) (поставляемый как в ручном варианте, так и с электроприводом) располагается на корпусе топливного фильтра и служит для откачки топлива (при выключенном двигателе), когда опорожняется топливная система.
Примечание
Не используйте сливной насос при работающем двигателе!
Подающий насос (1) нагнетает топливо в корпус топливного фильтра (4) и через основной фильтр (9) вверх, в продольный топливный канал в головке цилиндров (10). По этому каналу топливо подается на каждую насос-форсунку (11) через кольцевой канал вокруг каждой форсунки в головке цилиндров.
Насос-форсунки (11) создают давление в топливном аккумуляторе (12), из которого топливо подается далее на насос-форсунки (11) и на обычные форсунки (13).
Датчик давления топлива (14) на топливном аккумуляторе измеряет давление топлива.
Форсунки (11) создают давление в замкнутом топливном аккумуляторе (12). Если давление в замкнутой нагнетательной системе не может понизиться естественным путем, то блок ЕСМ открывает предохранительный клапан с электрическим управлением (15) и сбрасывает топливо обратно по возвратному топливопроводу (16) в продольный топливный канал в головке цилиндров (10).
Если давление в топливном аккумуляторе (12) становится слишком высоким, то открывается управляемый электрически предохранительный клапан (15), выпускающий топливо обратно по
возвратному топливопроводу (16) в бак и корпус топливного фильтра. Давление открытия
предохранительного клапана настраивается так, чтобы оно всегда было несколько выше давления, требуемого в топливном аккумуляторе. Таким образом, предохранительный клапан автоматически выпускает топливо из контура высокого давления в контур низкого давления, если давление в топливном аккумуляторе становится слишком высоким относительно требуемого уровня давления в топливном аккумуляторе.
ЕСМ использует сигнал от датчика давления топлива (14) для управления электромагнитным возвратным клапаном (15), форсунками (13) и насос-форсунками (11).
Возвратное топливо из топливного канала (10) в головке цилиндров направляется обратно в корпус топливного фильтра (4) через переливной клапан (17) и далее в бак через обратный клапан (18). Перепускной клапан регулирует давление выше по потоку. В возвратном топливопроводе в бак имеется ограничитель (19), который также служит для поддержания давления в контуре до него. Возвратное топливо смешивается с топливом из бака в канале, протекающим через корпус топливного фильтра, и всасывается через впуск подающего насоса (на стороне всасывания).
Возвратное топливо из топливного канала в головке цилиндров (10) также используется для подогрева корпуса топливного фильтра (4). С помощью обратного клапана (18) топливо рециркулируется в корпусе топливного фильтра (4) через рециркуляционный клапан (20).
В подающем насосе имеется два клапана. Предохранительный клапан (21) пропускает топливо обратно на сторону всасывания в случае, если давление слишком высокое, например, из-за засорения топливного фильтра. Обратный клапан (22) открывается, когда используется ручной топливный насос (5), чтобы облегчить выкачивание топлива вручную.
Воздух из топливной системы удаляется автоматически при запуске двигателя. Клапан для выпуска воздуха (23) на первичном фильтре соединен возвратным топливопроводом с впуском подающего насоса (стороной всасывания). Возможно имеющийся в первичном фильтре воздух может протекать сквозь клапан для выпуска воздуха через подающий насос на главный фильтр. На главном фильтре клапан для выпуска воздуха (24) соединен возвратным топливопроводом с топливным баком, чтобы возможно имеющийся воздух в системе попадал обратно в бак вместе с небольшим количеством топлива. Когда выпуск воздуха завершен и через клапан для выпуска воздуха (24) больше не проходит воздух, штифт клапана (25) толкается вверх топливом, и поток на возвратный топливопровод перекрывается.
Во время замены главного фильтра (9) штифт клапана (25) закрывает клапан для выпуска воздуха (24), чтобы не допустить вытекания топлива наружу при демонтированном фильтре.
Во время замены первичного фильтра (7) вытекание топлива не допускается тем, что переливной клапан (17) и подающий насос (1) расположены ниже корпуса топливного фильтра (4).
Примечание
Дозирующий блок (26) и датчик давления топлива (27) имеются только на вариантах, оборудованных системой AFI.
В корпусе топливного фильтра имеется канал, по которому подается топливо на дозирующий блок (26) для системы AFI. В дозирующем блоке также имеется датчик давления топлива (27), который измеряет давление подачи после главного фильтра.
Датчик уровня (28) в водоотделителе (8) передает сигнал для уведомления водителя о наличии воды в топливной системе. Слив осуществляется кнопками на рулевом колесе. Они открывают электрический сливной клапан (29) с помощью блока управления двигателем.
Контур высокого давления, принципиальная схема
Форсунки и насос-форсунки, компоненты
- Насос-форсунка
- Форсунка
- Топливный канал в головке цилиндров
- Топливный аккумулятор
- Сопловой нагнетательный топливопровод
- Игольчатый клапан
- Игла распылителя
- Клапан регулирования давления
- Обмотки соленоида
- Возвратные пружины
- Невозвратный клапан
- Поршень
Форсунка
Форсунка (2) может находиться в двух положениях - закрытом (А) или открытом (В).
(A): Игольчатый клапан (6) не активизирован. Усилие на иглу распылителя (7) воздействует снизу под давлением из топливного аккумулятора (4), но пересиливается сверху давлением из топливного аккумулятора (4) и пружины иглы распылителя (10). Игла распылителя прижимается в свое гнездо, и впрыск невозможен.
(B): Игольчатый клапан (6) активизирован. Высокое давление из топливного аккумулятора (4), которое прижимает иглу распылителя (7) снизу, пересиливает меньшее давление из топливного канала (3) в головке цилиндров, которое вместе с пружиной (10) теперь прижимает сверху. Игла распылителя выталкивается вверх, и топливо впрыскивается в цилиндр.
Насос-форсунки
Насос-форсунки могут находиться в пяти фазах:
(A): Фаза заполнения
(B): Фаза неактивной накачки
(C): Фаза активной накачки
(D): Последняя часть фазы активной накачки
(E): Фаза впрыска
(A): Клапан регулирования давления (8) не активизирован. Поршень (12) перемещается вверх и заполняет насос-форсунку. Игольчатый клапан (6) не активизирован (см. о форсунке выше).
(B): Клапан регулирования давления (8) не активизирован. Поршень (12) перемещается вниз и
опорожняет насос-форсунку. Обратный клапан (11) удерживается в закрытом положении давлением в топливном аккумуляторе (4). Игольчатый клапан (6) не активизирован (см. о форсунке выше).
(C): Клапан регулирования давления (8) активизирован и закрывает обратный поток на топливный канал в головке цилиндров (3). Обратный клапан (11) открывается, и в топливном аккумуляторе (4) повышается давление под действием поршня (12), движущегося вниз.
Игольчатый клапан (6) не активизирован (см. о форсунке выше).
(D): Клапан регулирования давления (8) деакгивизируется, пока поршень (12) продолжает двигаться вниз. Теперь клапан регулирования давления удерживается в закрытом положении только давлением от поршня. Невозвратный клапан (11) все еще открыт, и в топливном аккумуляторе (4) продолжает расти давление под действием движущегося вниз поршня (12).
Игольчатый клапан (6) не активизирован (см. о форсунке выше).
(E): Клапан регулирования давления (8) не активизирован. Поршень (12) перемещается вверх и заполняет насос-форсунку. Игольчатый клапан (6) активизирован. Высокое давление из топливного аккумулятора (4), которое прижимает иглу распылителя (7) снизу, пересиливает меньшее давление из топливного канала (3) в головке цилиндров, которое вместе с пружиной (10) теперь прижимает сверху. Игла распылителя открывается, и топливо впрыскивается в цилиндр.
Водоотделитель
Водоотделитель
Водоотделитель (1) расположен снизу на первичном фильтре. В состав водоотделителя входят:
- Датчик уровня
- Нагреватель топлива (опция)
- Электромагнитный сливной клапан (3)
Жгут проводов датчика уровня и сливного клапана соединен с водоотделителем через разъем (2).
Подающий топливный насос
Подающий топливный насос шестеренчатого типа установлен на насосе сервоусилителя рулевого управления (1). Подающий насос приводится в действие проходным валом насоса сервоусилителя рулевого управления (2). Уплотнение между этими двумя насосами осуществляется уплотнительным кольцом (3), расположенным в канавке на фланце насоса сервоусилителя рулевого управления. Передача мощности между насосами осуществляется посредством плавающего соединительного фланца (4).
Корпус насоса (5) и торцевая крышка (6) изготовлены из чугуна. Вал приводной шестерни и ротор насоса вращаются в игольчатых подшипниках (7) и (8) соответственно.
Предохранительный клапан насоса (9) расположен на корпусе насоса, а обратный клапан (10) находится на торцевой крышке насоса. Топливо, вытекающее через приводной вал насоса, всасывается обратно на сторону всасывания насоса по каналу (11).
Форсунка
Угол распыления (1) на форсунках меньше по сравнению с предыдущими моделями (2).
Форсунки не обладают обратной совместимостью.
Насос-форсунка (А) состоит из трех частей:
1 Корпус распылителя с иглой распылителя
2 Корпус клапана с игольчатым клапаном
3 Корпус насоса с клапаном регулирования давления и обратным клапаном
Форсунки (В) состоят из двух частей:
1 Корпус распылителя с иглой распылителя
2 Корпус клапана с игольчатым клапаном
Форсунки располагаются вертикально над центром каждого цилиндра, между четырьмя клапанами, и удерживаются на месте скобой. Нижняя часть форсунки отделена от рубашки охлаждения стальной втулкой (4) и уплотнительным кольцом (5). Круглая выемка для подачи топлива вокруг каждой форсунки уплотняется уплотнительным кольцом (6).
На электрических разъемах форсунок имеются следующие обозначения:
• Серийный номер (7)
• Номер детали (8)
• Таблица данных (9)
• Код поправки(10)
Топливный бак, соединения и топливопроводы
1 Блок бака, основной бак с датчиком уровня топлива, дыхательный клапан и электрический разъем для датчика уровня топлива
2 Блок бака, дополнительный бак (без датчика уровня)
3 Шланг сапуна и воздушный фильтр
4 Подающая линия, обогреватель
5 Подающая и возвратная линии, двигатель
Система топливного бака, сдвоенная установка
Примечание
Для оптимального функционирования топливной системы должен быть правильно установлен соединительный шланг (6).
1 Блок бака, основной бак с датчиком уровня топлива, дыхательный клапан и электрический разъем для датчика уровня топлива
2 Блок бака, дополнительный бак без датчика уровня, клапан сапуна (перекидной) и разъем датчика уровня
3 Шланг сапуна и воздушный фильтр
4 Линия подачи и возвратная линия обогревателя, при наличии
5 Подающая и возвратная линии, двигатель
6 Соединительный шланг
Датчик уровня, общие сведения
Топливо откачивается из самого полного бака и возвращается в самый пустой бак.
Идентификатор бака (1) расположен на датчике уровня топлива.
Соединительные патрубки
Неиспользуемые соединители на узле баков закрыты заглушками. Если к одному из патрубков нужно присоединить топливопровод (возвратную линию от обогревателя), вначале нужно открыть патрубок, отломав его наконечник двумя гаечными ключами (установив один на конец, а другой на внутренний шестигранник - для удержания).
Фильтр сапуна
Воздушный фильтр установлен на шланг сапуна на каждом баке. Это сделано для предотвращения нарушения функционирования. Воздушный фильтр закрепляется фиксаторами на шасси.
Топливный бак, оборудование
Имеется комплект, поставляющийся для заправочной горловины топливного бака, состоящий из запирающейся топливной пробки (А), противоразливного устройства (В) и противосифонного устройства (С).