stringtranslate.com

насос-форсунка

Ранний дизельный насос-форсунка с электронным управлением Lucas

Насос -форсунка ( UI ) — это встроенная система непосредственного впрыска топлива под высоким давлением для дизельных двигателей , объединяющая форсунку -форсунку и ТНВД в одном компоненте. Используемый плунжерный насос обычно приводится в действие общим распределительным валом . В насос-форсунке устройство обычно смазывается и охлаждается самим топливом.

Впрыск под высоким давлением обеспечивает преимущества в мощности и расходе топлива по сравнению с предыдущим впрыском топлива под более низким давлением, поскольку топливо впрыскивается в виде большего количества более мелких капель, что дает гораздо более высокое соотношение площади поверхности к объему. Это обеспечивает улучшенное испарение с поверхности капель топлива и, следовательно, более эффективное соединение атмосферного кислорода с испаренным топливом, обеспечивая более полное и чистое сгорание.

История

В 1911 году в Великобритании был выдан патент на насос-форсунку, напоминающую те, что используются сегодня Фредериком Ламплоу . [1]

Двухтактный оппозитный Napier Deltic , секционный. Насосы-форсунки расположены низко, под желтыми топливными каналами, приводятся в движение распределительным валом слева от них и впрыскивают в центр гильзы цилиндра (бледно-синего цвета).

Коммерческое использование насос-форсунок в США началось в начале 1930-х годов на двигателях Winton , приводивших в действие локомотивы, лодки и даже подводные лодки ВМС США , [2] , а в 1934 году Артур Филден получил патент США № 1981913 [3] на конструкцию насос-форсунки [ 3] . 4] позже использовался для двухтактных дизельных двигателей General Motors . В большинстве дизельных двигателей среднего размера используется один насос и отдельные форсунки, но некоторые производители, такие как Detroit Diesel [5] и Electro-Motive Diesel, стали хорошо известны тем, что отдают предпочтение насос-форсункам, у которых насос высокого давления находится внутри форсунки. сам. В презентации Э.В. Кеттеринга по ASME 1951 года подробно рассказывается о разработке современного насос-форсунки. [6] Также Cummins PT (давление-время) — это форма агрегатного впрыска, при которой топливные форсунки расположены на общей топливной магистрали и питаются от насоса низкого давления, а форсунки приводятся в действие третьим кулачком распределительного вала. Давление определяет, сколько топлива получат форсунки, а время определяется кулачком.

В 1994 году компания Robert Bosch GmbH поставила первый насос-форсунку с электронным управлением для коммерческого транспорта, а вскоре за ним последовали и другие производители. В 1995 году Electro-Motive Diesel перевела свои дизельные двигатели 710 на электронный впрыск топлива, используя EUI , который заменяет UI.

Сегодня основными производителями являются Robert Bosch GmbH , CAT , [7] Cummins , [8] Delphi , [9] [10] Detroit Diesel , Electro-Motive Diesel . [11]

Дизайн и технологии

Конструкция насос-форсунки устраняет необходимость в топливных трубках высокого давления и, как следствие, связанных с ними поломок, а также позволяет создавать гораздо более высокое давление впрыска. Система насос-форсунок обеспечивает точную синхронизацию впрыска и контроль количества топлива, как в системе Common Rail . [12]

Насос-форсунка установлена ​​в головке блока цилиндров двигателя , куда топливо подается через встроенные каналы, выточенные непосредственно в головке блока цилиндров. Каждая форсунка имеет свой насосный элемент, а в случае электронного управления еще и 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:

Принцип работы

Анимированная схема типичной топливной форсунки (нажмите, чтобы увидеть анимацию)
Пользовательский интерфейс Delphi E1 на двигателе Volvo D13A
Детали насос-форсунки Delphi E1

Базовую операцию можно описать как последовательность четырех отдельных фаз: фаза наполнения , фаза разлива , фаза впрыска и фаза снижения давления .

Топливный насос низкого давления подает отфильтрованное дизельное топливо в топливные каналы головки блока цилиндров и в каждое топливное отверстие плунжерного насоса постоянного хода, который приводится в действие верхним распределительным валом .

Фаза заполнения
Насосный элемент постоянного хода на пути вверх всасывает топливо из питающего канала в камеру, и пока электрический электромагнитный клапан остается обесточенным, топливопровод открыт.
Фаза разлива
Насосный элемент опускается, и пока электромагнитный клапан остается обесточенным, топливопровод открыт и топливо поступает в обратный канал.
Фаза инъекции
Насосный элемент все еще находится на пути вниз, на соленоид подается напряжение, и топливопровод закрыт. Топливо не может пройти обратно в обратный канал и теперь сжимается плунжером до тех пор, пока давление не превысит удельное давление «открытия», а игла форсунки поднимется, позволяя впрыскивать топливо в камеру сгорания .
Фаза снижения давления
Плунжер все еще находится на пути вниз, ЭБУ двигателя обесточивает соленоид при подаче необходимого количества топлива, топливный клапан открывается, топливо может вытечь обратно в обратный канал, что приводит к падению давления, что в свою очередь приводит к Игла форсунки закрывается, и топливо больше не впрыскивается.
Краткое содержание
Начало впрыска контролируется точкой закрытия соленоида, а количество впрыскиваемого топлива определяется временем закрытия, которое представляет собой продолжительность времени, в течение которого соленоид остается закрытым. Работа соленоида полностью контролируется ЭБУ двигателя.

Дополнительные функции

Использование электронного управления позволяет реализовать специальные функции; такие как момент впрыска с контролем 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).

Использование и приложения

Топливные системы с насос-форсунками используются на самых разных транспортных средствах и двигателях; коммерческие автомобили таких производителей, как Volvo , Cummins , Detroit Diesel , CAT , Navistar International , а также легковые автомобили таких производителей, как Land Rover и Volkswagen Group , среди прочих, а также локомотивы Electro -Motive Diesel .

Пользовательский интерфейс Bosch на двигателе Scania R164 V8

Основные марки Volkswagen Group использовали насос-форсунки (под торговой маркой «Pumpe Düse» , [14] обычно сокращенно «PD» ) в своих дизельных двигателях с всасывающим дизельным впрыском (SDI) и прямым впрыском с турбонаддувом (TDI) , [15] однако это топливо Метод впрыска был заменен конструкцией Common Rail, такой как новый 1,6 TDI.

В Северной Америке Volkswagen Jetta , Golf и New Beetle TDI 2004–2006 годов выпуска являются Pumpe Düse [16] (доступны как в поколениях MK4, так и в MK5, с кодами двигателей BEW и BRM соответственно, в более старых моделях используется ТНВД с ременным приводом ГРМ) . [ нужна цитата ]

Двигатели TDI с насос-форсунками PD производства Volkswagen Group также устанавливались на некоторые автомобили, продаваемые в Европе и на других рынках, где дизельное топливо имело выгодную цену, среди них были некоторые автомобили Chrysler/Dodge эпохи DaimlerChrysler, например Dodge Caliber. (MY07 BKD, MY08 BMR), Dodge Journey , Jeep Compass , Jeep Patriot .

Крупнейший производитель грузовых автомобилей и дизельных двигателей Volkswagen Group Scania AB также использует насос-форсунку, которую они называют « Pumpe-Düse-Einspritzung », или «PDE» .

Разработка и применение электроники с гидравлическим приводом (HEUI)

В 1993 году CAT и International Truck & Engine Corporation [17] представили «электронный впрыск с гидравлическим приводом» (HEUI), в котором форсунки больше не приводятся в действие распределительным валом и могут подавать топливо независимо от оборотов двигателя. Впервые доступен для дизельного двигателя V8 Navistar объемом 7,3 л / 444 куб . HEUI использует давление моторного масла для впрыска топлива под высоким давлением, при этом насос-форсунка обычно работает с помощью распределительного вала двигателя .

Приложения HEUI включали Ford 7.3L и 6.0L Powerstroke , использовавшиеся в период с мая 1993 по 2007 год. International также использовала систему HEUI для нескольких двигателей, включая DT 466E , DT 570, T-444E , DT-466–570, MaxxForce 5, 7, Двигатели 9, 10, MaxxForce DT и VT365. [ сомнительно - обсудить ] Компания Caterpillar включила системы HEUI в модели 3116, 3126, C7, C9, среди других, а двигатель Daimler-Detroit Diesel Series 40, поставляемый компанией International, также включал топливную систему HEUI. Isuzu установила систему HEUI на свой 3,0-литровый двигатель 4JX1, установленный на Trooper и его вариантах. Система HEUI была заменена многими производителями на систему впрыска Common Rail , более новую технологию, обеспечивающую лучшую экономию топлива и внедряемые новые стандарты выбросов.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ ДеЛюка, Фрэнк. «История впрыска топлива» (PDF) . www.disa.it. ​Архивировано из оригинала (PDF) 16 мая 2011 года . Проверено 28 ноября 2009 г.
  2. ^ "Дизельный двигатель Winton 201A" . Архивировано из оригинала 26 июня 2009 года . Проверено 28 ноября 2009 г.
  3. ^ «Патент США 1981913» . Проверено 28 ноября 2009 г.
  4. ^ "Топливный насос А. Филдена" (PDF) . Проверено 28 ноября 2009 г.
  5. ^ Асмус, А.; Веллингтон, Б. (1994). Дизельные двигатели и топливная система . Роберт Бош ГмбХ. ISBN 1-56091-542-0.
  6. ↑ Кеттеринг, EW (29 ноября 1951 г.). История и развитие локомотивного двигателя General Motors серии 567. Ежегодное собрание ASME 1951 г. Атлантик-Сити, Нью-Джерси: Электромобильное подразделение General Motors Corporation.
  7. ^ «Топливные системы HEUI» (PDF) . Cat.com . Компания Caterpillar Inc. , 1999 г. Проверено 4 ноября 2009 г.
  8. ^ «Топливные системы - системы впрыска под высоким давлением (HPI)» . Cummins.com . Камминс Инк . Проверено 29 апреля 2015 г.
  9. ^ «Системы впрыска и компоненты — дизельный насос-форсунка с электронным управлением Delphi E1» . Delphi.com . ТОО «Делфи Автомотив». - Продукция производителя: Промышленность коммерческого транспорта. Архивировано из оригинала 30 декабря 2009 года . Проверено 4 ноября 2009 г.
  10. ^ «Системы впрыска и компоненты — дизельный насос-форсунка с электронным управлением Delphi E3» . Delphi.com . ТОО «Делфи Автомотив». - Продукция производителя: Промышленность коммерческого транспорта . Проверено 4 ноября 2009 г.
  11. ^ «Denso нацелена на французских и американских автопроизводителей» . Europe.autonews.com. 17 октября 2005 г. Проверено 8 июля 2018 г.
  12. ^ "Pumpe Düse Einspritzung (PDE - UIS)" . kfztech.de (на немецком языке) . Проверено 15 сентября 2009 г.
  13. ^ «Эффективный насос-форсунка» . BoschAutoParts.co.uk . Роберт Бош ГмбХ - Автомобильная промышленность. Архивировано из оригинала 31 марта 2009 года . Проверено 30 сентября 2008 г.
  14. ^ «Двигатель TDI 1,9 л с насосом Düse» (PDF) . Оберн-Хиллз, Мичиган 48326, США: Volkswagen of America, Inc. Октябрь 2003 г. Программа самообучения — номер курса 841303 . Проверено 4 ноября 2009 г.{{cite web}}: CS1 maint: location (link)
  15. ^ «Системы легковых автомобилей - Система насос-форсунок (UIS)» . Bosch.de . Robert Bosch GmbH - Автомобильные технологии - Дизельные системы. Архивировано из оригинала 29 октября 2009 года . Проверено 4 ноября 2009 г.
  16. ^ «Указатель инструкций по использованию турбодизеля Volkswagen Mk4 для Jetta 2004–2005 годов и New Beetles и Golf 2004–2006 годов» .
  17. ^ "История HEUI - Секрет Hot Shot" . Архивировано из оригинала 11 декабря 2017 года . Проверено 18 апреля 2018 г.

Рекомендации