Топливные системы дизелей

Топливные системы дизелей подразделяют на системы непосредственного впрыскивания и аккумуляторные. Они могут иметь как традиционные механические устройства управления, так и электрические с электронным управлением.

К топливным системам непосредственного впрыскивания относятся:

системы разделенного типа, у которых секции топливного насоса высокого давления (ТНВД) и форсунки выполнены отдельно и соединены топливопроводом высокого давления. Такие системы получили наибольшее распространение;

системы с насос-форсунками, у которых секция насоса и форсунка выполнены в одном узле, а топливопровод высокого давления отсутствует.

В системе разделенного типа топливо хранится в баке и с помощью топливоподкачивающего насоса подается по топливопроводам линии низкого давления (0,05...0,15 МПа) через фильтры грубой и тонкой очистки в топливный насос низкого давления (ТНВД). Для удаления выделившегося воздуха топливо в линии низкого давления может прокачиваться через ТНВД, а избыток топлива сливается в бак по топливопроводу или поступает по топливопроводам в линию низкого давления. Линия высокого давления обеспечивает дозирование и впрыскивание топлива в цилиндры под давлением 30...150 МПа. Она включает топливный насос, топливопровод и форсунки.

Важнейшей функцией топливной системы разделенного типа является дозирование топлива, подаваемого в цилиндры, так как и зависимости от режима работы дизеля цикловая подача изменяется в 6...15 раз, а ее минимальное значение может составлять 5...7 мм³. Рассмотрим работу секции ТНВД с механическим приводом плунжера и дозированием топлива отсечкой. В начале подъема плунжера во втулке насоса происходит вытеснение топлива из надплунжерной полости V_н через впускное окно и каналы низкого давления в корпусе насоса.

Как только торец плунжера перекроет впускное окно, начинается активный ход плунжера и давление в надплунжерной полости повышается. При этом открывается нагнетательный клапан, топливо подается в объем V’_н штуцера, а давление резко возрастает. В результате возникает прямая волна давления, которая перемещается по топливопроводу высокого давления со скоростью звука в топливе. Она вызывает нарастание давления топлива в корпусе форсунки и открывает запирающее устройство форсунки. В этот момент начинается впрыскивание топлива в цилиндр дизеля. Распыливающие отверстия форсунки имеют небольшое проходное сечение, поэтому происходит частичное отражение волны давления от форсунки к насосу. Наложение прямых и обратных волн давления вызывает сложный характер колебаний давления в топливопроводе. В определенных условиях отражение обратной волны от насоса после окончания активного хода плунжера может привести к тому, что вновь образованная прямая волна пойдет к форсунке и может вторично открыть ее запирающее устройство и произойдет нежелательное подвпрыскивание топлива.

Активный ход плунжера завершается, когда его отсечная кромка открывает отсечное окно втулки. Процесс завершения перетекания топлива через отверстие и окно в линию низкого давления называют отсечкой. При этом давление в надплунжерной полости резко падает, а нагнетательный клапан под действием пружины перемещается вниз.

Наполнение надплунжерной полости через впускное окно происходит при движении плунжера вниз. Параметры впускного окна выбирают из условия обеспечения полного наполнения надплунжерной полости во всем диапазоне рабочих режимов топливной системы.