2.3 Особливості будови та принцип дії елементів системи безпосереднього вприскування бензину

2.3.1 Паливна рейка

Функціями паливної рейки є накопичення палива, що поступає від насоса високого тиску і розподіл його по форсунках високого тиску. Об'єм цієї рейки достатньо великий для того, щоб згладжувати пульсацію тиску в паливоподаючому контурі.

Паливна рейка виготовляється, переважно, з алюмінію. Конструктивні форми (об'єми, розміри, вага і т. д.) залежать від типу двигуна і системи паливоподачі.

Паливна рейка має в своєму розпорядженні сполучні пристрої для зв'язку з іншими елементами системи вприскування (насосом, клапаном регулювання тиску, датчиком високого тиску, форсунками високого тиску). Конструкція паливної рейки забезпечує герметичність її самої, а також хорошу герметичність в перехідних пристроях з різними елементами системи.

2.3.2 Насоси високого тиску

Насос високого тиску повинен стискати паливо, що подається в достатній кількості паливним електронасосом з початковим тиском 0,3...0,5 МПа до рівня 5...12 МПа, необхідного для вприскування під високим тиском (безпосереднє вприскування палива). При запуску двигуна паливо спочатку вприскується при початковому тиску. Потім з підвищенням частоти обертання колінчастого валу відбувається зростання тиску. При експлуатації насос високого тиску змащується і охолоджується виключно паливом. На автомобілях застосовуються трьохциліндрові та одноциліндрові насоси.

Трьохциліндровий насос HDP1

По своїй конструкції це насос радіально-поршневого типу з трьома поршнями, розподіленими відносно один одного через 120° по колу. На рис. 2.2 зображена будова такого радіально-поршневого насоса в поздовжньому і поперечному розрізах.

З приводом від розподільного валу двигуна вхідний вал обертається з ексцентриком, який при цьому забезпечує зворотно-поступальний рух поршнів в циліндрах насоса. При русі поршня вниз, паливо поступає при початковому тиску 0,3…0,5 МПа із всмоктувального паливопроводу через полий поршень насоса і впускний клапан в нагнітальну камеру. При русі поршня вгору цей об'єм палива стискається і паливо тече, подолавши тиск в паливній рейці, через випускний клапан в бік вузла високого тиску.

За рахунок вибраного розташування поршнів по черзі здійснюється перекриття подачі палива, наслідком чого є незначна пульсація подачі і, відповідно, низька пульсація тиску палива в паливній рейці. Кількість подачі палива пропорційна частоті обертання колінчастого вала.

Для гарантування можливості зміни початкового тиску у відповідності з потребою двигуна в паливі (навіть при максимальній кількості його вприскування) максимальна кількість подачі насоса розраховується на визначений об'єм.

На режимі роботи з постійним тиском в паливній рампі або при частковому навантаженні тиск палива, поданого в надмірній кількості, знижується клапаном регулювання тиску до рівня тиску на вході і паливо повертається на бік входу насоса.

Одноциліндровий насос HDP2

Одноциліндровий насос HDP2 виконаний у вигляді модуля з безпосереднім приводом від розподільного валу. Передачу зворотно-поступального руху на поршень насоса здійснює циліндровий штовхач, розташований в головці блоку циліндрів. На рис. 2.3 показана принципова конструкція насоса. У камері подачі тепер, на додаток до впускного і випускного клапана, ще розміщений клапан регулювання кількості палива з електричним перемиканням і рециркуляцією палива на вхід насоса. У нормальному відкритому положенні не відбувається подачі палива під високим тиском, оскільки весь потік палива прямує в зворотну магістраль. На робочому режимі роботи клапан закривається при наявності поршня в НМТ і відкривається до кінця подачі після досягнення заданого тиску в паливній рейці. Паливо, що подається насосом після проходження поршнем ВМТ, пропускається назад на вхід насоса. Цей вид регулювання гарантує, що завжди подається лише стільки палива, скільки необхідно двигуну, що, у свою чергу, знижує споживання потужності насосом і, отже, витрату палива. Для демпферування пульсацій тиску, які є наслідком присутньої цьому насосу характеристики подачі, в приймальному каналі прямо перед впускним клапаном встановлений демпфер тиску. При цьому використовується відомий по вприскуванню у впускний трубопровід принцип накопичувача з мембранною пружиною.

1 - ексцентрик; 2 - контактний башмак; 3 - циліндр насоса; 4 - поршень насоса; 5 – замкова кулька; 6 - випускний клапан, 7 - впускний клапан, 8 - з'єднання з паливною рейкою (високий тиск); 9 – всмоктування палива (низький тиск); 10 - кулачкова шайба; 11 - осьове ущільнення (втулкове ущільнювальне кільце); 12 - нерухома прокладка; 13 - привідний вал

Рисунок 2.2 - Будова трьохциліндрового радіально-поршневого насоса в поздовжньому (а) і поперечному (б) розрізах

Іншим важливим функціональним елементом є розташована в циліндрі насоса ущільнююча манжета поршня, що використовується як роздільник між паливом і моторним маслом, яке знаходиться в системі мащення двигуна.