Топливный насос высокого давления двигателя gdi

Топливный насос высокого давления двигателя gdi

Топливный насос высокого давления (трехсекционный)

1 – топливный бак
2 – топливный фильтр
3 — фильтрик
4 – компенсатор-ограничитель пульсаций топлива (низкое давление)
5 – перепускной клапан шарикового типа (низкое давление)
6 — пластины
7– перепускной клапан шарикового типа (высокое давление)
8 – пластинчатый клапан на линии сброса утечек из надплунжерного пространства
9 – компенсационная камера высокого давления
10 – топливная рейка
11 – фильтрик
12 – регулятор высокого давления

При запуске двигателя начинает работать топливоподкачивающий насос, расположенный в топливном баке 1.
Под давлением около 0.3 MPa топливо проходит через топливный фильтр 2 и поступает в ТНВД через фильтрик 3, конструктивно расположенный в компенсаторе-ограничителе пульсаций
топлива 4.
Именно здесь происходит разделение топливных линий (магистралей).
Линия низкого давления:

1 – топливный бак
2 – топливный фильтр 3 – компенсатор-ограничитель 4 – перепускной клапан шарикового типа 8 – компенсационная камера (расположена параллельно течению топлива) 9 – топливная рейка

Линия высокого давления:
1 – топливный бак 2 – топливный фильтр 3 – фильтрик 4 – компенсатор — ограничитель пульсаций топлива 6 – пластины 7 – перепускной клапан шарикового типа (высокое давление) 9 – компенсационная камера (высокое давление) 10 – топливная рейка 11 – фильтрик 12 – регулятор давления 1 – топливный бак
Запуск двигателя Запуск двигателя происходит при низком давлении топлива ( около 0.3 MPa ) , когда топливо поступает в топливную рейку по линии низкого давления. Как только датчик давления 12 начинает показывать, что в топливной рейке создалось повышенное давление для работы двигателя в режиме сверхобедненной смеси ( около 5 MPa ), драйвер форсунок переключается на этот режим работы.
Переключение давлений После компенсатора-ограничителя 4, топливо идет не только по линии низкого давления (см. выше), а одновременно поступает к клапанам пластинчатого типа (пластинам) 6. Возвратно-поступательное движение плунжера в толкателе-нагнетателе сначала всасывает топливо через специальное отверстие в пластинах, а потом сжимается и через другое отверстие в пластинах поступает через перепускной клапан шарикового типа высокого давления 7 — в топливную рейку. При выходе из этого клапана, высокое давление топлива «запирает» низкое давление через клапан 4 и практически мгновенно создает в топливной рейке высокое давление, которое регистрируется датчиком давления 12. Линия сброса утечек топлива Во время работы плунжера в толкателе-нагнетателе, какое-то количество топлива просачивается сквозь уплотнения и попадает в околоплунжерное пространство. В пластинах 6 есть специальное отверстие, напрямую связанное с магистралью сброса излишков топлива ( утечек топлива) — на схеме линия 6 – 8 – 1. Однако, если бы эта магистраль сброса излишков топлива была бы напрямую связана с топливным баком, то плунжер толкателя-нагнетателя не смог бы создать требуемое давление вследствии перепада давлений (грубо говоря, вследствии наличия «дырки» в зоне образования высокого давления). Для этого магистраль сброса излишков топлива перекрыта клапаном-регулятором давления 8, который открывается и перепускает топливо только при определенном давлении.
«Фильтрики» Это весьма важный элемент в конструкции ТНВД.

Цифрами 3 и 11 на вышеприведенной схеме показаны «фильтрики»,- так ласково можно назвать фильтрующие элементы вот такого вида :

Этот снимок уже публиковался, но не лишне повторить его «в тему».


Возможные неисправности при «забитости» фильтрика: — плохой запуск двигателя и не с первого раза
— неустойчивая работа двигателя на ХХ
— неуверенное ускорение
— отсутствии режима «кик-даун»
— неправильный и нестабильный переход из режима работы на сверхобедненной топливной смеси в режим работы на стехиометрическом составе ТВС

Как показывает практика mek , бывало, и не так уж и редко, что при разборке ТНВД оказывалось, что внутри нет положенного «фильтрика».
Нонсенс, но правда.
А нет «фильтрика» — все. скоро к Вашему насосу придет старуха с косой за плечами и позовет его в дальний путь.
Она придет чуть позже и при таком состоянии фильтрика, как на вышеприведенном фото. Видите почему?
«Дырдочка». Наверняка причиной явились чьи-то «шаловливые ручки».
Примечание:Информация предоставлена мастерской Дмитрия Юрьевича Кублицкого.
«The Moscow center of diagnostics and repair of systems GDI»

(Kublitsky Dmitry Jurjevich)

Примечание: этот материал будет далее развиваться и расширяться — «в столе» уже лежат наброски следующих статей, основа которых готовится после 21-00, непосредственно на рабочем столе mek и, что самое удивительное, за разговорами о принципах GDI может пройти и час, и три часа — все незаметно.
Потому что есть Увлеченность и желание стать Лучшими.
Более Лучшими.

Источник

Топливный насос высокого давления двигателя gdi

Топливные насосы высокого давления фирмы MITSUBISHI можно условно разделить на «поколения».
И у нас получится 4 «поколения» ТНВД.

Давайте их рассмотрим, что бы иметь некоторое представление.

Начнем с первого «поколения» топливных насосов системы GDI , который условно можно назвать «Семиплунжерный».

Читайте также:  Подвывает двигатель на холодную

— внешний вид «семиплунжерного» ТНВД

Если насос разобрать, то окажется, что он состоит из множества деталей:

Название свое: «Семиплунжерный», данный насос получил из-за принципа своей работы — внутри есть семь плунжеров, которые и «накачивают» топливо:

— на фото показаны: «барабан» и плунжера

Однако ТНВД такого типа просуществовали недолго: с начала 1996 года и до середины 1997 года.
Возможно, причиной такой его недолгой «жизни» явилась «низкая ходимость», то есть, относительно «непродолжительное» время работы, после которого ТНВД требовалось или ремонтировать или менять.
«Низкая ходимость» обуславливалась тем, что ТНВД имел сразу 7 плунжеров, и у каждого из них «рабочий ход» составлял 6 миллиметров.
Забегая вперед можно сказать, что у ТНВД следующего поколения всего один плунжер и «рабочий ход» его составляет всего 1 миллиметр.
Как говорится: «Почувствуйте разницу».
» Разность износа» здесь будет измеряться в геометрической прогрессии.
Естественно, что ТНВД второго поколения, который условно можно назвать «трехсекционный» имел уже более высокую степень надежности:

— внешний вид «трехсекционного» насоса высокого давления

Весь насос разделен на отдельные «блоки»:
— механический привод от расределительного вала
— регулятор высокого давления
— секция высокого давления

Как уже говорилось, здесь «ход» плунжера составляет всего 1 миллиметр, кроме того, в работе по «созданию» высокого давления принимают участие еще и «пластины» и все это обуславливало более высокую «ходимость» по сравнению с ТНВД предыдущего поколения.
Но самое важное и «приятное» для Диагностов было то, что этот ТНВД ремонтировать было намного «удобнее», чем ТНВД предыдущего поколения.
Три секции — «простота и только».
Да, «простота», только если знать что вышло из строя и что конкретно надо заменить или отремонтировать.
Во многих же автосервисах всегда шли по накатанной «дорожке», которая была попроще и денег приносила поболее: если уж брались «ремонтировать» такой ТНВД, то сразу же «приговаривали» весь насос целиком или какую-то его часть. А по стоимости это выходило:
— «Привод» — от 100 до 300 $
— «Секция высокого давления» — от 600 до 800 $
— «регулятор давления» — от 200 до 600 $ .
Согласитесь, что «некоторым товарищам» было весьма и весьма выгодно заниматься «ремонтом GDI » и «прославляться» на этом поприще.
Но Жизнь все-равно все и всегда расставляет на свои места.
Сейчас уже многие владельцы автомобилей с двигателями системы GDI прекрасно знают свои «накатанные» адреса, например, такое понятие, как «нескончаемая очередь» можно вполне применить к Мастерской Дмитрия Юрьевича, который и поделился с нами сейчас своим «видением» и разнообразием «поколений» ТНВД.
В этом насосе высокого давления ремонтируется практически все, за исключением:
— разорванной «диафрагмы»
— «сточенных» кулачков механического привода (в том случае, когда на «кулачки» по каким-то причинам не попадало или попадало мало моторного масла для их смазывания).

Так условно назвали ТНВД, который вы видите на фото 5:

Это, можно сказать, самый «выгодный» насос высокого давления как для автовладельца, так и для «ремонтника».
Если «там» что-то «поломаталось», то сильно думать и напрягаться не надо — такой ТНВД меняется в сборе.
И стоимость его относительно «невелика» (по сравнению с предыдущими аналогами) : новый ТНВД стоит порядка 550 — 800 $ в зависимости от расположения магазина запчастей.
На этом насосе регулятор высокого давления располагается внутри корпуса.
А вот на ТНВД той же серии, но, можно сказать, следующего «поколения», все тоже самое, только непонятно по каким причинам регулятор высокого давления «вынесен» из насоса и расположен на «сбросе», то есть в «обратке».
Именно этот «узел» частенько выходит из строя ( вспомните, на каком «топливе» мы ездим!):

— «таблетка» с регулятором высокого давления, расположенным в «обратке»

Обязательно надо повториться про «ходимость» рассматриваемых насосов высокого давления.
Так вот, только «семиплунжерный» имеет «ходимость» около 50.000км (новый, «контрактный или отремонтированный — все они приблизительно имеют один «пробег» по эксплуатации).
Все остальные типы ТНВД могут иметь «ходимость» как у кузова автомобиля.

P.S ,- Параметр «высокая ходимость» напрямую зависит от качества того топлива, которое вы заливаете в бак. А какое у нас «топливо»? Вот и делайте «скидки» на «ходимость».

Владимир Петрович КУЧЕР

Своими мыслями о «поколениях» ТНВД поделился Модератор нашего Форума по разделу GDI —
» mek «
(Дмитрий Юрьевич) : 8-916-196-2928
email service@mek1.ru
ICQ 276-780-164

Источник

ДВИГАТЕЛЬ GDI: ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ, НАДЕЖНОСТЬ, РЕСУРС, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автомобильной системой впрыска топлива с технологией GDI (непосредственный впрыск топлива), для чего она нужна и как осуществляется ее функционирование. Кроме того, расскажем про основные особенности технологии, каким образом работает топливный насос в системе, чем впрыск топлива такого типа отличается от других и какая польза или вред автомобильному двигателю от GDI. В заключении мы поговорим, о том какие задачи выполняет система впрыска GDI в силовой установке транспортного средства, из каких узлов она состоит и каковы ее конструкторские особенности.

Читайте также:  Почему выкидывает тосол с двигателя ямз 238

Для того, чтобы понять, как функционирует автомобильная система с технологией непосредственного впрыска топлива (GDI), необходимо знать ее конструкторские особенности, из каких элементов она состоит, а также какие функции и задачи выполняет в силовой установке транспортного средства. Данные вопросы мы и обсудим в нашем рассказе, чтобы получить исчерпывающее представление о принципе работы автомобильной топливной системы с непосредственным впрыском. Кроме того, рассмотрим часто задаваемый вопрос многими автовладельцами: “Чем отличается система с непосредственным впрыском топлива GDI от классических топливных технологий?”.

1. Особенности и принцип работы системы впрыска топлива GDI

Двигатель оснащенный топливной системой с технологией впрыска GDI (Gasoline Direct Injection) – это бензиновая силовая установка с прямым или непосредственным впрыском топлива. Силовые установки с аббревиатурой GDI производятся, как правило, только японскими и корейскими автопроизводителями, такими как Mitsubishi, Toyota, Nissan, Kia и Huyndai, а также компанией Bosch (только топливные узлы). Примером современного двигателя с технологией прямого впрыска топлива может служить мотор с маркировкой T-GDI от компании Киа, который устанавливается на Киа Спортейдж 4-го поколения с объемом двигателя 1.6 литра с турбонагнетателем.

Если погрузится в история двигателестроения, то идея постройки силовой установки с прямым впрыском топлива в рабочую область цилиндров появилась еще в конце 80-х годов 20 века, однако массовый вариант GDI впервые был представлен публике только в середине 90-х годов, все того же века. Двигатели с технологией прямого впрыска, как правило, чаще всего встречаются на автомобилях марки Митсубиши, которая в какой то степени стала первопроходцем в этом направлении. Самой первой моделью на планете с таким мотором стала модель Митсубиши Галант 1996 модельного года, которая получила на то время атмосферную бензиновую силовую установку с объемом в 1.8 литра.

Система прямого впрыска топлива или GDI применяется в основном только на бензиновых силовых установках, причем последних поколений с целью повышения их экономичности, а также увеличения мощности. Такая система, как мы отметили ранее предполагает непосредственный впрыск бензина напрямую в камеры сгорания цилиндров двигателя. В дальнейшем в камерах сгорания происходит смешение топлива с воздухом и образование топливно-воздушной смеси.

Отличительной особенностью силовых установок с технологией прямого впрыска топлива GDI является наличие 2-ух насосов в топливной системы:

– стандартный электрический бензонасос, который располагается в топливном баке автомобиля;

– топливный насос высокого давления или ТНВД с механическим приводом от двигателя.

Решение производителя применить в системе два бензонасоса является аналогом принципа подачи топлива в двигателе с дизельным типом действия. В силовых установках с прямым впрыском GDI, давление подачи топлива составляет в диапазоне от 45 до 50 бар, в то время, как в классических бензиновых моторах оно составляет в районе 3-5 бар.

Двигатели с прямым впрыском имеют множество конструкторских различий, благодаря чему они делятся на 2 основных направления :

– силовые установки для потребления на внутреннем рынке;

– силовые установки для экспорта в зарубежные страны.

Главными отличиями в конструкции таких моторов являются особенности исполнения топливного насоса высокого давления и устройство системы бензинового впрыска в камеры сгорания цилиндров. Например версии двигателей для Японии или Кореи имеют следующие 2 основных режима впрыска топлива прямого действия :

Режим сверх бедной топливно-воздушной смеси : предполагает функционирование двигателя на смеси, которая имеет соотношение в диапазоне от 37 к 1 до 43 к 1, следовательно показатели означают количество воздуха к объему топлива. Такой режим работы поддерживается электронным блоком управления двигателем на умеренных скоростях до 125 километров в час, с учетом плавного разгона силовой установки, то есть без резких нажатий на педаль газа водителем. В этом режиме, система прямого впрыска топлива обеспечивает максимальный крутящий момент мотора. В процессе работы форсунки впрыскивают топливо в тот момент, когда поршень находится на такте сжатия и при этом еще не дошел до верхней мертвой точки двигателя. Подача горючего инжектором в данном случае осуществляется, как однородная струя и после которой образуется завихрение потока по часовой стрелке для оптимального смешивания с воздухом в камере цилиндра.

Режим стехиометрической топливно-воздушной смеси : предполагает стехиометрический состав смеси топлива, а также воздуха, который поступает в камеры цилиндра. Данный режим работы активизируется тогда, когда силовая установка находится под нагрузкой, например при движении на высокой скорости или буксирование прицепа, а также при езде в гору.

Кроме вышеописанных нюансов двигателей с системой впрыска GDI, их отличительной чертой еще является иная работа во время холостого хода и прогревания автомобиля. Электронный блок управления двигателем динамично производит изменение режимов сверх бедной топливно-воздушной смеси и стехиометрического режима во время работы силовой установки на холостых оборотах, при этом условно продувая цилиндры.

Читайте также:  Ваз 2107 причины из за чего перегревается двигатель

Особенностью повышения холостых оборотов мотора в момент до 900-1000 оборотов в минуту является плавный переход между вышеописанными режимами. Такая смена режимов функционирования системы впрыска GDI в оптимальном варианте должна происходить в среднем 1 раз в 4 минуты. Справочно заметим, что все режимы переключаются под управлением электронного блока. Что касается комфорта водителя при смене режимов и изменений в работе силовой установки, то они почти не ощущаются.

Относительно токсичности и выхлопов отработанных газов, двигатели с системой впрыска с технологий GDI оснащены специально разработанными катализаторами, которые функционируют на сильно обедненной топливно-воздушной смеси. В итоге уровень окислов азота в отработанных газах такой силовой установки укладывается в рамки экологических норм Евро-3. Отметим, что высокое содержание серы, которое часто содержится в бензине, довольно быстро выводит из строя и приводит к поломкам каталитический нейтрализатор.

2. Режимы функционирования двигателя с системой впрыска GDI

По своей конструкции двигатель с системой впрыска GDI почти ничем не отличается от бензинового и дизельного мотора. Справочно отметим, что в такой силовой установке, в каждом цилиндре имеется свеча зажигания и форсунка, а топливо направляется в камеры сгорания цилиндров насосом высокого давления (ТНВД) под давлением в 5 МегаПаскаль. Форсунки при этом обеспечивают 2 разных режима впрыскивания топлива.

Система прямого или непосредственного впрыска GDI, как мы описывали ранее функционирует в 2-ух основных режимах, в зависимости от динамики движения транспортного средства. Во-первых , функционирование на сверх бедных смесях, этот режим используется при небольших нагрузках и спокойной городской или загородной езде на скоростях до 120 километров в час. Топливо подается в камеры цилиндра примерно таким же образом, как в дизельных двигателях, в конце такта сжатия смеси. Однако система впрыска GDI в таком режиме разительно отличается от послойной системы FSI.

При первом режиме работы наиболее обогащенное топливом облако оказывается в области свечи зажигания и довольно быстро воспламеняется, поджигая при этом бедную или слабо обогащенную топливно-воздушную смесь, которая находится в камере сгорания цилиндра. В результате чего силовая установка оптимально функционирует даже при общем содержании топлива к воздуху в цилиндре в соотношении 1 к 40 соответственно.

Во-вторых , работа силовой установки на 2-ом режиме, под названием стехиометрическая смесь осуществляется при интенсивной езде и высокоскоростном загородном движении. При стехиометрический составе топливно-воздушной смеси воспламенение происходит без задержек и проблем. Впрыск в таком режиме происходит в процессе такта впуска. Топливо направляется в камеры цилиндров коническим факелом и далее просто распыляется, а затем испаряется, при этом охлаждает воздух в рабочей области узла двигателя. Благодаря охлаждению происходит уменьшение вероятности детонации и калильного зажигания.

В-третьих , у системы прямого впрыска GDI имеется еще один, 3-ий режим функционирования, который реализует непосредственно сама система управления. Этот режим позволяет повышать момент силовой установки в то случае, если мы двигаемся на небольших оборотах, при этом резко нажимая на педаль акселератора. Если мотор работает на малых оборотах, а в него резко подается обогащенная топливно-воздушная смесь, вероятность детонации резко повышается. Вот поэтому впрыск топлива в таком режиме происходит в 2 этапа.

В таком режиме небольшое количество топлива направляется в цилиндр на такте впуска и при этом производит охлаждение воздуха в рабочей области узла. В этот момент также происходит заполнение цилиндра сверх бедной топливно-воздушной смесью, в соотношении 50 к 1 (воздух к топливу), в которой процессы детонационного характера не происходят. После этого, в заключении такта сжатия, направляется струя топлива, которая обеспечивает доведение соотношения воздуха и топлива в камере сгорания цилиндра до обогащенного или в равного 10-12 к 1 (воздух к топливу). А на саму детонацию времени у системы в этом режиме просто не остается, потому она и не происходит совсем.

В заключении отметим, что в целях профилактики на силовых установках с системой впрыска GDI рекомендуется производить регламентную замену свечей зажигания каждые 15-30 тысяч километров пробега, а также примерно 1 раз в 30 тысяч километров пробега делать очистку впускного коллектора от нагара и сажи на его стенках. Кроме того, периодически необходимо диагностировать состояние инжекторов, проверять качество распыления топлива и делать прочистку форсунок. Благодаря созданию двигателей с системой прямого впрыска GDI инженерам удалось поднять степень сжатия мотора до 12 пунктов в соотношение воздуха к топливу в смеси и при этом силовая установка без проблем способна работать на не обогащенной или бедной смеси. По сравнению с классическим бензиновым двигателем, моторы с GDI расходуют примерно на 9 процентов меньше топлива, выдают на 11 процентов больше мощности и в среднем на 25 процентов меньше вырабатывают отработанных газов.

Источник

Оцените статью