Насос -форсунка ( UI ) — это интегрированная система непосредственного впрыска топлива высокого давления для дизельных двигателей , объединяющая инжекторную форсунку и инжекторный насос в одном компоненте. Используемый плунжерный насос обычно приводится в действие общим распределительным валом . В насос-форсунке устройство обычно смазывается и охлаждается самим топливом.
Впрыск высокого давления обеспечивает преимущества мощности и расхода топлива по сравнению с более ранним впрыском топлива низкого давления за счет впрыскивания топлива в виде большего количества более мелких капель, что обеспечивает гораздо более высокое отношение площади поверхности к объему. Это обеспечивает улучшенное испарение с поверхности топливных капель и, следовательно, более эффективное объединение атмосферного кислорода с испаренным топливом, обеспечивая более полное и чистое сгорание.
В 1911 году в Великобритании был выдан патент на насос-форсунку, напоминающую те, что используются сегодня Фредериком Лэмплоу . [1]
.jpg/1280px-Napier_Deltic_Diesel_Engine_National_Railway_Museum_(4).jpg)
Коммерческое использование насос-форсунок в США началось в начале 1930-х годов на двигателях Winton , приводящих в действие локомотивы, лодки и даже подводные лодки ВМС США [2] , а в 1934 году Артур Филден получил патент США № 1,981,913 [3] на конструкцию насос-форсунки [4], позже использованную для двухтактных дизельных двигателей General Motors . Большинство дизельных двигателей среднего размера использовали один насос и отдельные форсунки, но некоторые производители, такие как Detroit Diesel [5] и Electro-Motive Diesel, стали хорошо известны тем, что отдавали предпочтение насос-форсункам, в которых насос высокого давления находится внутри самого инжектора. Презентация ASME Э. У. Кеттеринга 1951 года подробно описывает разработку современной насос-форсунки. [6] Также Cummins PT (pressure-time) — это форма впрыска, где топливные форсунки находятся на общей магистрали, питаемой насосом низкого давления, и форсунки приводятся в действие третьим выступом на распределительном валу. Давление определяет, сколько топлива получают форсунки, а время определяется кулачком.
В 1994 году компания Robert Bosch GmbH поставила первую электронную форсунку для коммерческих автомобилей, и вскоре за ней последовали и другие производители. В 1995 году компания Electromotive Diesel перевела свои дизельные двигатели 710 на электронный впрыск топлива, используя EUI , который заменил UI.
Сегодня основными производителями являются Robert Bosch GmbH , CAT , [7] Cummins , [8] Delphi , [9] [10] Detroit Diesel , Electro-Motive Diesel . [11]
Конструкция инжектора исключает необходимость в топливных трубах высокого давления, а вместе с этим и в связанных с ними отказах, а также позволяет достичь гораздо более высокого давления впрыска. Система инжектора обеспечивает точное время впрыска и объем управления, как в системе Common Rail . [12]
Насос-форсунка устанавливается в головку блока цилиндров двигателя , где топливо подается через встроенные каналы, проточенные непосредственно в головке блока цилиндров. Каждая форсунка имеет свой насосный элемент, а в случае электронного управления также топливный электромагнитный клапан . Топливная система разделена на систему подачи топлива низкого давления (<500 кПа ) и систему впрыска высокого давления (<2000 бар ). [13]
Технические характеристики:
Преимущества:
Основную операцию можно описать как последовательность четырех отдельных фаз: фаза заполнения , фаза разлива , фаза впрыска и фаза снижения давления .
Топливный насос низкого давления подает отфильтрованное дизельное топливо в топливные каналы головки блока цилиндров и в каждый топливный порт плунжерной форсунки с постоянным ходом поршня, которая приводится в действие верхним распределительным валом .
Использование электронного управления позволяет реализовать специальные функции, такие как управление временем впрыска в зависимости от температуры, балансировка цилиндров (плавный холостой ход), отключение отдельных цилиндров при частичной нагрузке для дальнейшего снижения выбросов и расхода топлива, а также многоимпульсный впрыск (более одного впрыска в течение одного цикла двигателя).
Топливные системы с насос-форсунками используются в самых разных транспортных средствах и двигателях: коммерческих транспортных средствах таких производителей, как Volvo , Cummins , Detroit Diesel , CAT , Navistar International , легковых автомобилях таких производителей, как Land Rover и Volkswagen Group , а также в локомотивах Electromotive Diesel.
Основные марки Volkswagen Group использовали системы насос-форсунок (под торговой маркой «Pumpe Düse» [14] , обычно сокращенно «PD» ) в своих дизельных двигателях с впрыском дизельного топлива (SDI) и с непосредственным впрыском с турбонаддувом (TDI) [15] , однако этот метод впрыска топлива был заменен конструкцией с общей топливной магистралью, например, в новом двигателе 1.6 TDI.
В Северной Америке Volkswagen Jetta , Golf и New Beetle TDI 2004–2006 годов выпуска оснащены Pumpe Düse [16] (доступны как в поколениях MK4, так и MK5 с кодами двигателей BEW и BRM соответственно, в более старых моделях используется топливный насос высокого давления с ременным приводом ГРМ). [ необходима цитата ]
Двигатели TDI с насос-форсунками PD, производимые Volkswagen Group, также устанавливались на некоторые автомобили, продаваемые в Европе и на других рынках, где дизельное топливо было доступным по цене. Среди них были некоторые автомобили Chrysler/Dodge эпохи DaimlerChrysler, например, Dodge Calibre (MY07 BKD, MY08 BMR), Dodge Journey , Jeep Compass , Jeep Patriot .
Крупнейший производитель грузовых автомобилей и дизельных двигателей концерна Volkswagen, компания Scania AB, также использует систему насос-форсунок, которую они называют « Pumpe-Düse-Einspritzung » или «PDE» .
В 1993 году компании CAT и International Truck & Engine Corporation [17] представили «гидравлически приводимый электронный впрыск» (HEUI), в котором форсунки больше не управляются распредвалом и могут нагнетать топливо независимо от оборотов двигателя. Впервые появилась на дизельном двигателе V8 объемом 7,3 л / 444 куб. дюймов компании Navistar . HEUI использует давление моторного масла для питания впрыска топлива под высоким давлением, тогда как обычный метод работы насос-форсунки — с распредвалом двигателя .
Приложения HEUI включали Ford 7.3L и 6.0L Power stroke , использовавшиеся с мая 1993 по 2007 год. International также использовала систему HEUI для нескольких двигателей, включая двигатели DT 466E , DT 570, T-444E , DT-466–570, MaxxForce 5, 7, 9, 10, MaxxForce DT и VT365. [ сомнительно – обсудить ] Caterpillar включила системы HEUI в 3116, 3126, C7, C9 и другие, а двигатель Daimler-Detroit Diesel Series 40, поставляемый International, также включал топливную систему HEUI. Isuzu установила систему HEUI на свой двигатель 3.0 LTR 4JX1, установленный на Trooper и его модификациях. Система HEUI была заменена многими производителями на решения впрыска Common Rail , более новую технологию, чтобы соответствовать лучшей экономии топлива и новым вводимым стандартам выбросов.
{{cite web}}: CS1 maint: location (link)