Система подачи топлива аккумуляторного типа Common Rail CRS2.0 Топливо под действием разрежения, создаваемого встроенным в ТНВД шестеренчатым топливоподкачивающим насосом низкого давления 10, поступает из топливного бака через фильтр тонкой очистки топлива (ФТОТ) (рис. 52) в топливный насос высокого давления (ТНВД) 1.
- Схема системы топливоподачи Common Rail, относящейся к двигателю ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот
- Топливный насос высокого давления BOSCH типа СР1Н двигателя ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот
- ТНВД BOSCH СР1Н ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот в сборе с кронштейном
- Аккумулятор высокого давления (Common Rail)
- Электрогидравлическая топливная форсунка CRI2.14
- Топливная форсунка ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот состоит из следующих функциональных блоков
- Устройство электрогидравлической форсунки ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот
- Замена форсунки ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот
- Прижим форсунки ЗМЗ-51432 в сборе
- Фильтр тонкой очистки топлива ЗМЗ-51432
- Внешний вид и место установки тройника для слива отсечного топлива из топливного насоса и форсунок в топливный бак
- Внешний вид топливопровода отсечного топлива
- Устройство штуцера топливопровода отсечного топлива в сборе с топливной форсункой
Схема системы топливоподачи Common Rail, относящейся к двигателю ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот
Рис. 52.
- 1 – топливный насос высокого давления;
- 2 – сменный фильтр тонкой очистки топлива;
- 3 – аккумулятор;
- 4 – топливные форсунки;
- 5 – топливопроводы высокого давления;
- 6 – датчик давления топлива;
- 7 – топливопроводы отсечного топлива;
- 8 – прижим топливной форсунки;
- 9 – винт крепления топливной форсунки (М6х50);
- 10 – топливоподкачивающий шестеренчатый насос;
- 11 – ручной топливоподкачивающий насос;
- 12 – пробка для выпуска воздуха;
- 13 – разъем электроподогревателя;
- 14 – уплотнитель распылителя форсунки;
- 15 – штуцер подвода топлива из топливного бака;
- 16 – электромагнитный клапан регулирования давления топлива;
- 17 – электромагнитный клапан;
- 18 – датчик температуры топлива;
- 19 – датчик уровня воды;
- 20 – держатель топливопровода;
- 21 – штуцер слива воды.
Далее топливо подается под высоким давлением по топливопроводу в топливную рампу 3 и, затем, к форсункам 4, с помощью которых осуществляется впрыск топлива в камеры сгорания двигателя.
Избыточное топливо, а также попавший в систему воздух отводятся от форсунок и ТНВД по топливопроводам слива топлива 7 в топливный бак. Максимальное давление впрыска топлива составляет 1450 бар.
Топливный насос высокого давления (ТНВД) BOSCH CP1H дизеля ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот (рис. 53) радиально-плунжерного типа со встроенным шестеренным топливоподкачивающим насосом 8. Нагнетание топлива осуществляется тремя плунжерами в одну полость высокого давления.
Регулирование расхода топлива происходит посредством дозирующего электромагнитного клапана 6 по сигналу из блока управления двигателем. Преимущество этого способа заключается в повышении энергетического к.п.д. системы. Благодаря этому снижаются затраты мощности на привод ТНВД, и уменьшается нагрев топлива.
Топливный насос высокого давления BOSCH типа СР1Н двигателя ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот
Рис. 53. Топливный насос высокого давления BOSCH типа СР1Н двигателя ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот
- 1 – вал привода насоса;
- 2 – штуцер подвода топлива;
- 3 – штуцер отвода топлива в линию слива;
- 4 – штуцер топливопровода высокого давления;
- 5 – фланец крепления ТНВД;
- 6 – дозирующий электромагнитный клапан;
- 7 – перепускной клапан;
- 8 – подкачивающий насос;
- 9 – плунжерная секция насоса.
Основной функцией насоса является нагнетание топлива в топливную рампу под высоким давлением, величина которого зависит от оборотов и нагрузки на двигатель (максимальное давление 1450 бар).
ТНВД BOSCH СР1Н ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот в сборе с кронштейном
Рис. 54. ТНВД BOSCH СР1Н ЗМЗ-51432 УАЗ-Патриот в сборе с кронштейном
- 1 – кронштейн топливного насоса и генератора;
- 2 – штуцер подвода топлива;
- 3 – топливопровод слива топлива из топливного насоса в топливный бак;
- 4 – штуцер топливопровода высокого давления;
- 5 – кронштейн генератора;
- 6 – электромагнитный клапан регулирования давления топлива;
- 7 – перепускной клапан;
- 8 – подкачивающий насос;
- 9 – плунжерная секция;
- 10 – болт крепления насоса;
- 11 – втулка;
- 12 – скоба подъема двигателя;
- 13 – шкив.
ТНВД двигателя ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот установлен на общем с генератором кронштейне 28 (рис. 6), с левой стороны двигателя. Топливный насос на кронштейне 1 (рис.54) закреплен при помощи трех болтов 10 (рис.54) (874015-П29 М8-6g×38) с фланцем и шестигранной головкой с размером под ключ S=10 мм.
Для удобства монтаж и демонтаж ТНВД рекомендуется выполнять совместно с кронштейном 1 (рис. 54), предварительно демонтировав с двигателя датчик указателя давления масла (в случае его наличия в комплектации двигателя). Привод насоса осуществляется совместно с водяным насосом и генератором поликлиновым ремнем 6РК1600 от шкива коленчатого вала.
Натяжение ремня производится автоматически механизмом натяжения ремня (рис. 40, 43). Частота вращения вала ТНВД не превышает 3360 мин-1. Топливный насос высокого давления смазывается и охлаждается проходящим через него топливом. Три плунжера, радиально расположенные по окружности через 120°, сжимают топливо внутри насоса.
Три рабочих хода каждого плунжера за один оборот вала топливонасоса позволяют обеспечить незначительную и равномерную нагрузку на вал привода с эксцентриковыми кулачками. Крутящий момент, достигающий величины 25 Нм, составляет около 1/9 от амплитуды момента, необходимого для привода распределительного ТНВД VE Bosch.
Таким образом, система Common Rail функционирует с меньшими затратами на привод. Необходимая для привода ТНВД мощность возрастает пропорционально частоте вращения вала насоса и давлению в аккумуляторе высокого давления. Шестеренный насос 8 (рис.53) является механическим топливоподкачивающим насосом.
Этот насос повышает давление поступающего из ФТОТ топлива до уровня, которое необходимо для обеспечения работы ТНВД ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот на всех режимах работы двигателя.
Шестеренный насос установлен непосредственно на насос и приводится от приводного его вала 1 (рис.53). В корпусе шестеренного насоса расположены две шестерни, вращающиеся в противоположных направлениях. Одна из этих шестерен соединена с ведущим валом ТНВД 1 (рис.53).
При вращении шестерен находящееся в объемах между зубьями топливо транспортируется вдоль внутренних стенок насоса в направлении к полости нагнетания (рис.56 и рис.57). Далее топливо направляется в корпус насоса высокого давления. Находящиеся в зацеплении зубья шестерен предотвращают возврат топлива в полость всасывания.
Дозирующий электромагнийный клапан 6 (рис. 53) установлен и закреплен на корпусе насоса. При отсутствии подачи напряжения – находится в закрытом состоянии, перекрывая подачу топлива в плунжерные секции топливонасоса.
Требуемую величину давления топлива в аккумуляторе 3 (рис.52) дозирующий клапан устанавливает путем изменения количества топлива поступающего к плунжерным парам. Излишки топлива отводятся по топливопроводу 7 (рис.52) в топливный бак. Если требуется снизить давление топлива в аккумуляторе, ЭБУ на дозирующий клапан подает сигнал с малой шириной импульсов. Запорный орган клапана ограничивает подачу топлива к плунжерным парам ТНВД Bosch, в результате чего он подает топливо в аккумулятор с пониженным давлением.
Подаваемое шестеренным насосом избыточное топливо направляется через сливную магистраль в бак. При необходимости повышения давления топлива подаваемого ТНВД в аккумулятор ЭБУ на дозирующий клапан подает сигнал с большой шириной импульсов.
В результате проходное сеченье под запорным органом клапана увеличивается, обеспечивая поступление большего количества топлива от шестеренного насоса к плунжерным парам.
При поступлении большего количества топлива насос создает соответственно большее давление. Аккумулятор высокого давления (Common Rail) 1 (рис. 58) , с датчиком давления топлива 2, служит для аккумулирования топлива и распределения его по форсункам.
Аккумулятор высокого давления (Common Rail)
Рис. 58. Аккумулятор высокого давления (Common Rail)
- 1 – копрус;
- 2 – датчик давления топлива;
- 3 – штуцеры топливопроводов высокого давления к форсункам;
- 4 – штуцер топливопровода высокого давления от ТНВД.
Аккумулятор высокого давления двигателя ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот служит для накопления подаваемого под высоким давлением топлива, которое впрыскивается затем в цилиндры двс.
Благодаря достаточно большому объему аккумулятора сглаживаются колебания давления топлива, возникающие из-за неравномерной подачи насоса высокого давления и в процессе впрыска.
Аккумулятор 1 высокого давления представляет собою трубу, изготовленную из кованой стали (рис. 58) на которой расположены штуцеры (3 и 4) подвода топлива от насоса и отвода топлива к форсункам, а также установлен датчик 2 давления топлива. Топливо из ТНВД направляется через топливопровод высокого давления к впускному штуцеру 4 аккумулятора.
Из аккумулятора оно распределяется по выпускным штуцерам 3 к отдельным форсункам. Давление внутри аккумулятора измеряется датчиком давления топлива 2 и регулируется дозирующим клапаном топливонасоса.
Электрогидравлическая топливная форсунка CRI2.14
Топливная форсунка двигателя ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот (рис. 59) электрогидравлическая, закрытая, с быстродействующим электромагнитным клапаном 3.
Впрыск топлива происходит при подаче напряжения из блока управления двигателем на электромагнитный клапан 3.
Рис. 59. Форсунка подачи топлива
- 1 – распылитель;
- 2 – корпус форсунки;
- 3 – электромагнитный клапан;
- 4 – штуцер отвода топлива в линию слива;
- 5 – штуцер топливопровода высокого давления,
- 6 – семизначный буквенно-цифровой IMA-код (8IHK8A2) топливной форсунки для записи в ЭБУ;
- 7 – штрих код для автоматизированной записи IMA-кода топливной форсунки в ЭБУ.
В зависимости от режима работы двигателя топливная форсунка осуществляет впрыск топлива по закону, заложенному в ПО ЭБУ. Под законом подачи топлива подразумевается количество фаз впрыска за цикл и распределение массовой доли впрыска по фазам.
Топливная форсунка ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот состоит из следующих функциональных блоков
- бесштифтовой распылитель;
- гидравлическая сервосистема;
- электромагнитный клапан.
Топливо подается по магистрали 4 высокого давления (рис. 61) через подводящий канал 10 к распылителю форсунки, а также через дроссельное отверстие 10 подачи топлива – в камеру 5 управляющего клапана.
Через дроссельное отверстие 6 отвода топлива, которое может открываться электромагнитным клапаном 3, камера соединяется с магистралью 1 обратного слива топлива.
При закрытом дроссельном отверстии 6 (рис. 61) гидравлическая сила, действующая сверху на поршень 9 управлящего клапана, превышает силу давления топлива снизу на конус иглы распылителя 11. Вследствие этого игла прижимается к седлу распылителя и плотно закрывает отверстия распылителя. В результате топливо не попадает в камеру сгорания.
Устройство электрогидравлической форсунки ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот
Рис. 61.
- а – форсунка закрыта (состояние покоя);
- б – форсунка открыта (впрыскивание),
- 1 – магистраль обратного слива топлива;
- 2 – штекер электрического подключения;
- 3 – электромагнитный клапан;
- 4 – магистраль высокого давления;
- 5 – шарик клапана;
- 6 – дроссельное отверстие отвода топлива;
- 7 – дроссельное отверстие подачи топлива;
- 8 – камера управляющего клапана;
- 9 – поршень управляющего клапана;
- 10 – канал подвода топлива к распылителю;
- 11 – игла распылителя.
При срабатывании электромагнитного клапана якорь электромагнита сдвигается вверх (рис. 61б), открывая дроссельное отверстие 6 (рис. 61б). Соответственно снижаются как давление в камере управляющего клапана, так и гидравлическая сила, действующая на поршень управляющего клапана.
Под действием давления топлива на конус игла распылителя отходит от седла, так что топливо через отверстия распылителя попадает в камеру сгорания цилиндра.
Такое непрямое управление иглой применяют по той причине, что непосредственного усилия электромагнитного клапана недостаточно для быстрого подъема иглы распылителя. Управляющая подача – это дополнительное количество топлива, предназначенного для подъема иглы, которое после использования отводится в магистраль обратного слива топлива.
Замена форсунки ЗМЗ-51432 Уаз-Патриот
Каждая форсунка имеет отклонения по производительности от расчетной величины. Изготовителем на каждой форсунке наносится 7-ми значный буквенно-цифровой IMA-код (см. рис.59, поз.6) для компенсации количества впрыскиваемого топлива.
При сборке IMA-код каждой форсунки программируется в ЭБУ. При замене топливных форсунок или ЭБУ необходимо ввести в ЭБУ соответствующие IMA-коды.
Новые коды необходимо вводить при помощи диагностического сканер-тестера. В головке блока цилиндров форсунка ориентируется и фиксируется с помощью прижима 1 и винта 3 (рис. 62).
Прижим форсунки ЗМЗ-51432 в сборе
Рис. 62. Прижим форсунки ЗМЗ-51432 в сборе
- 1 – прижим 51432.1112013;
- 2 – шайба опорная 51432.1112016;
- 3 – винт 40904.1148246.
В случае затруднительного демонтажа топливной форсунки из головки цилиндров необходимо использовать специальный съемник. Фильтр тонкой очистки топлива (ФТОТ) (рис. 63) имеет важное значение для нормальной и безаварийной работы ТНВД и форсунок.
Поскольку плунжер, втулка, нагнетательный клапан и элементы форсунок являются деталями прецизионными, топливный фильтр должен задерживать мельчайшие абразивные частицы размером 3…5 мкм.
Важной функцией фильтра является также задержание и отделение воды, содержащейся в топливе. Задержанная фильтром вода собирается в камере сепарации воды сменного фильтрующего элемента, откуда должна удаляться в течение 1-го часа после загорания соответствующего индикатора на панели приборов.
Для этого необходимо отвернуть на несколько оборотов датчик уровня воды. ФТОТ оснащен проточным подогревателем 3, который включается в зависимости от показаний датчика температуры топлива, по сигналу, подаваемому на реле подогревателя из блока управления двигателем. Температура включения подогревателя плюс 5°С и ниже.
Фильтр тонкой очистки топлива ЗМЗ-51432
Рис. 63. Фильтр тонкой очистки топлива ЗМЗ-51432
- 1 – датчик уровня воды;
- 2 – сменный фильтрующий элемент;
- 3 – подогреватель;
- 4 – штуцер подвода топлива от баков;
- 5 – ручной подкачивающий насос;
- 6 – шланг отвода очищенного топлива к ТНВД;
- 7 – разъем подогревателя;
- 8 – датчик температуры топлива;
- 9 – крышка фильтра с фланцем крепления;
- 10 – пробка для выпуска воздуха.
Топливопроводы низкого давления служат для подвода отфильтрованного топлива от ФТОТ к ТНВД и слива отсечного топлива с топливных форсунок и насоса в топливный бак.
Топливопроводы изготавливаются из рукава OD14,29xID7,94 SAE30R9 следующих размерностей: От ФТОТ к ТНВД: L = 700 ± 5 мм — для автомобилей семейства УАЗ Патриот; L = 460 ± 5 мм — для автомобилей УАЗ Хантер.
От ТНВД к тройнику соединяющему шланги отсечного топлива: L = 150 ± 5 мм — для всей моделей автомобилей УАЗ. Тройник (рис. 65) служит для объединения потоков отсечного топлива из насоса и топливных форсунок и направления их в топливный бак. Тройник изготовлен из Армамида ПА СВ 30-2Т.
Внешний вид и место установки тройника для слива отсечного топлива из топливного насоса и форсунок в топливный бак
Рис. 65.
- 1 – тройник;
- 2 – топливопровод отсечного топлива с топливных форсунок;
- 3 – топливопровод слива топлива с насоса;
- 4 – топливопровод подачи отсечного топлива в топливный бак;
- 5 – топливопровод подачи топлива из топливного бака к ФТОТ.
Топливопровод отсечного топлива с топливных форсунок (рис. 66) служит для отвода топлива от топливных форсунок во время их работы в топливный бак.
Топливопровод BOSCH и состоит из 5 резиновых соединительных шлангов, 4 штуцеров закрепляемых в гнезде электромагнитного клапана топливной форсунки, и обратного клапана, сохраняющего избыточное давление топлива в топливопроводе и предотвращающего завоздушивание топливной системы при остановке двигателя и обесточивании электромагнитных клапанов топливных форсунок.
Внешний вид топливопровода отсечного топлива
Рис. 66. Внешний вид топливопровода отсечного топлива
Для демонтажа топливопровода с топливных форсунок необходимо извлечь штуцера. Для этого необходимо нажать до упора на «П» – образную скобу, фиксирующую штуцер в гнезде топливной форсунки, и извлечь штуцер (рис. 67, 68).
Устройство штуцера топливопровода отсечного топлива в сборе с топливной форсункой
Рис. 67.Устройство штуцера топливопровода отсечного топлива в сборе с топливной форсункой
Порядок операций по демонтажу штуцера топливопровода отсечного топлива из гнезда топливной форсунки ЗМЗ-51432:
- Пред демонтажем штуцера необходимо очистить топливную форсунку от грязи.
- Надавить жалом отвертки на П-образную фиксирующую скобу до упора в штуцер топливной форсунки.
- Пальцами или специальным захватом потянуть штуцер вверх. Процесс демонтажа штуцеров отсечного топлива на других форсунках выполняется аналогично.
- Удерживая скобу отверткой, извлекаем штуцер из гнезда топливной форсунки.
- Возвращаем П-образную скобу в исходное состояние.
Порядок операций по установке штуцера топливопровода отсечного топлива в гнездо топливной форсунки ЗМЗ-51432:
- Надавить жалом отвертки на П-образную фиксирующую скобу до упора в штуцер топливной форсунки.
- Удерживая скобу отверткой, вставляем в гнездо топливной форсунки штуцер.
- Плавно возвращаем П-образную скобу в исходное состояние.
Процесс монтажа штуцеров отсечного топлива на других форсунках выполняется аналогично. После выполнения монтажных работ убедиться, что штуцера отсечного топлива на всех форсунках надежно зафиксированы.