Инжекционна система за дизелов двигател 1.8D (Fiesta 4)

За разлика от двигателите с вътрешно горене, системите за впръскване на гориво при дизеловите двигатели работят с по-високо налягане в системата. По този начин горивните инжектори впръскват гориво под налягане от 140 бара във вихровите камери на дизеловия двигател на Fiesta. За да се реализират съответно високи налягания в системата, горивните помпи за високо налягане (HFP) и техните периферни устройства са фундаментално различни в дизеловите двигатели от двигателите с вътрешно горене. Разпределителната инжекционна помпа разпределя и впръсква дизелово гориво на определени порции във вихровите камери на отделните цилиндри. От инжекционната помпа горивото под високо налягане се подава директно към горивните инжектори.



Ориз. 8.12. Схема на системата за захранване на дизелов двигател: 1 – горивен филтър; 2 – горивна помпа за високо налягане; 3 – калибриран отвор; 4 – обратен тръбопровод; 5 – дюза; 6 – тръбопровод за връщане на гориво; 7 – резервоар за гориво; 8 – захранващ тръбопровод за гориво



От резервоара за гориво дизеловото гориво се подава през тръбопровод 8 (фиг. 8.12) към горивния филтър 1. След това пречистеното дизелово гориво се подава към горивната помпа за високо налягане (HPF) 2. Излишното гориво през калибриран отвор 3 през връщащ тръбопровод 4 се връща в резервоара за гориво. Горивото, компресирано от инжекционната помпа до високо налягане, се подава през тръбопровод 6 към инжектор 5. Малко количество гориво, останало близо до иглата на дюзата на инжектора, също се връща в резервоара за гориво.

Връщане на излишното гориво в резервоара за гориво

Когато дизеловият двигател работи, се изпомпва значително количество гориво, чийто излишък се връща в резервоара за гориво през обратния тръбопровод. Инжекторите не впръскват подаденото към тях гориво във вихровите камери: излишното гориво се използва за смазване на движещите се части на горивната помпа с високо налягане и инжекторите. За връщане на излишното гориво инжекторите имат специални връщащи тръби и са свързани с маркучи. Горивото се връща в резервоара от инжектора на първия цилиндър.

Пътят на горивото от резервоара за гориво до инжектора

Ориз. 8.13. Напречно сечение на горивната помпа за високо налягане (HFP): 1 – задвижващ вал; 2 – захранване с гориво; 3 – редуцир вентил; 4 – ръкохватка за ръчно управление на газта; 5 – центробежен регулатор; 6 – отвор за връщане на гориво; 7 – електромагнитен клапан за спиране на подаването на гориво; 8 – горивопроводи към инжектори; 9 – разпределително бутало на инжекционната помпа; 10 – гърбична шайба; 11 – съединител за предварителен синхрон на впръскване на гориво (тук завъртян на 90° за по-добро представяне); 12 – ролка; 13 – бустерна лопаткова помпа (също завъртяна на 90°)



Лопатковата помпа за подаване на гориво служи за подаване на гориво от резервоара и заедно с клапана за регулиране на налягането създава налягане в кухината на горивната помпа за високо налягане (HPFP), което се увеличава правопропорционално на скоростта на коляновия вал (фиг. 8.13). Горивната смукателна помпа се намира в корпуса на горивната помпа за високо налягане.

Бутало на разпределителната инжекционна помпа

Помпата от разпределителен тип включва само един комплект бутало/втулка за захранване на всички цилиндри. Буталото се намира в кухината на горивната помпа за високо налягане. По принцип действа като разпределител на запалването в бензиновите двигатели. Конструктивната характеристика на разпределителното бутало на инжекционната помпа е множество канали и жлебове. Специалното разположение на разпределителното бутало на инжекционната помпа гарантира, че то изпълнява две функции. Той отваря пътя на горивото в кухината и пръска гориво през дюзите във вихровите камери на главата на цилиндъра.

Разпределителното бутало на инжекционната помпа не само създава необходимото налягане на горивото по време на работния си ход, но също така, докато се върти, го разпределя към отделните изходни отвори. Буталото на инжекционната помпа на разпределителния вал се върти с честота два пъти по-ниска от коляновия вал на двигателя. По време на един оборот на задвижващия вал буталото извършва брой ходове, равен на броя на цилиндрите на двигателя. Задвижващият вал върти гърбичната шайба и буталото, към което е свързан. Издатините на гърбичната шайба осигуряват аксиално движение на буталото и неговото въртене, т.е. дистрибуция и доставка на гориво. Помпата продължава да доставя гориво по време на силовия ход, докато изходът на буталото остава затворен. Горивото се втурва към цилиндъра, който е в такта на компресия. Движението напред на буталото на разпределителната инжекционна помпа едновременно намалява обема пред буталото: сега компресираното гориво повдига иглата на инжектора и горивото се впръсква във вихровата камера. Горивната помпа спира подаването на гориво веднага щом изходът е подравнен с отвора в регулиращата втулка. След това буталото на инжекционната помпа на разпределителя, попадайки във вдлъбнатината на шайбата на гърбицата, се движи назад и нова порция гориво влиза в неговата кухина.

Функциониране на разпределителното бутало на инжекционната помпа

Ориз. 8.14. Функционална схема на буталото на разпределителната инжекционна помпа: 1 – електромагнитен клапан за прекъсване на подаването на гориво; 2 – разпределително бутало на инжекционната помпа; 3 – дупка; 4 – канал; 5 – тръбопровод за връщане на гориво към резервоара за гориво; 6 – камера за високо налягане; 7 – дюза

При завъртане на буталото 2 (фиг. 8.14) на разпределителната инжекционна помпа отворът за пълнене 3 през жлеб в буталото е подравнен с канал 4. Сега горивото под налягане, създадено от бустерната лопаткова помпа, навлиза в високото налягане камера 6 пред буталото на разпределителната инжекционна помпа и запълва цялото пространство. По този начин запълването на кухината преди компресирането на горивото е завършено.



Ориз. 8.15. Функционална схема на буталото на разпределителната инжекционна помпа: 1 – бутало на разпределителната инжекционна помпа; 2 – електромагнитен клапан за спиране подаването на гориво; 3 – разпределителен канал; 4 – изходен канал; 5 – тръбопровод за връщане на гориво към резервоара за гориво; 6 – камера за високо налягане; 7 – дюза



След пълнене бутало 1 (фиг. 8.15) на разпределителната инжекционна помпа продължава да се върти и отворът за пълнене се затваря от буталото. Освен това, в задната част на горивната помпа за високо налягане, издатините на гърбичната шайба се движат върху ролките и буталото на инжекционната помпа на разпределителя, неподвижно свързано с гърбичната шайба, се движи напред. Налягането в камерата за високо налягане се повишава до необходимата стойност и по това време канал 3 се комбинира с изходния канал 4. След това компресираното гориво се подава през тръбопровода за високо налягане към инжектора 7. Малко количество от останалото гориво се връща в резервоара за гориво през обратния тръбопровод 5. Електромагнитният клапан за спиране на горивото трябва да е отворен, в противен случай горивото няма да може да влезе в камерата за високо налягане.

Електромагнитен клапан за спиране на подаването на гориво

Ориз. 8.16. Местоположение на съединителя на електромагнитния клапан за спиране на двигателя (1) (2)

Преди горивото да влезе в канала за пълнене на буталото на помпата за впръскване на гориво, то преминава през отворения електромагнитен клапан за спиране на горивото. Докато към клапана е приложено напрежение, горивото може да тече през него безпрепятствено. След изключване на напрежението, електромагнитен клапан 1 (фиг. 8.16) се затваря и спира подаването на гориво към буталото на разпределителя на инжекционната помпа. Ако при проверка на времето на клапана е необходимо да завъртите коляновия вал на двигателя със стартера, за да предотвратите стартирането на двигателя, изключете конектор 2 от електромагнитния клапан за спиране на двигателя.

Центробежен регулатор на скоростта на двигателя

За да се осигури нормална работа на дизелов двигател в различни режими и да се осигури необходимата порция гориво в строго определен момент, разпределителните инжекционни помпи са оборудвани с центробежен регулатор. Тежестите му се движат навън под действието на центробежна сила и действат върху контролния клапан, който отваря отвор в буталото на разпределителя на инжекционната помпа и по този начин винаги добавя гориво от кухината на помпата.

Ако скоростта на двигателя се увеличи спрямо положението на педала за управление на горивото, регулаторът затваря отвора и скоростта отново намалява. При стартиране на двигателя отворът е напълно отворен и двигателят получава максимално количество гориво до достигане на празен ход. Когато двигателят работи във всички режими, центробежният регулатор винаги сравнява скоростта на коляновия вал с положението на педала за управление на горивото. По същия начин центробежният регулатор ограничава максималната скорост, която за дизеловия двигател на Fiesta е 5350+50 об./мин.

Съединител за регулиране на момента на впръскване на гориво

За да се осигури нормален процес на горене и да се запази времето, необходимо за подготовка на въздушно-горивната смес, впръскването на гориво трябва да започне преди буталото да достигне горната мъртва точка. За целта се използва съединител за изпреварване на впръскването на горивото, който измества впръскването към по-ранен старт и постига ефект, подобен на работата на регулатора на момента на запалване при двигателите с вътрешно горене. Съединителят за предварителен впръскване на гориво се намира в корпуса на горивната помпа за високо налягане.

Устройство, което улеснява стартирането на студен двигател

Устройство, което улеснява стартирането на студен дизелов двигател, изпълнява същата роля като автоматичното устройство за стартиране на двигатели с вътрешно горене, но тук приликите свършват. Използването на устройство, което улеснява стартирането на студен дизелов двигател, зависи от температурата на въздуха. Без да намалява въздушния поток в цилиндрите на двигателя, той измества момента на впръскване на гориво към по-ранно впръскване. Така пулверизираното гориво има повече време да се възпламени в сгъстен въздух и във вихровите камери, нагрявани от подгревни свещи, а двигателят стартира по-надеждно и гладко. В допълнение, устройство, което улеснява стартирането на студен двигател, леко увеличава оборотите на празен ход: коляновият вал на двигателя се върти с честота от 1100 минути⁻¹.

Инжектори

Ориз. 8.17. Инжектор, монтиран на двигателя: 1 – тръба за налягане на впръскване; 2 – тапа на връщащата тръба на горивото на 4-ти цилиндър; 3 – тръбопровод за връщане на гориво; 4 – тяло на дюзата

Инжекторите (фиг. 8.17) са крайният елемент на системата за впръскване на гориво на дизеловия двигател. Те впръскват гориво под високо налягане във вихровите камери на отделните цилиндри. Ако налягането в системата надвиши 143 бара, пружинната игла и дюзата на инжектора се повредят, което води до изтичане на гориво от системата за впръскване. За да се предотврати обратен поток от горящи газове, докато дюзата на инжектора е все още отворена, налягането в камерата на инжектора трябва да бъде по-високо от налягането в горивната камера. Това е особено важно в края на впръскването, когато налягането на впръскване намалява, придружено от прекомерно повишаване на налягането на продуктите от горенето. Това може да се постигне само чрез внимателно координиране на работата на горивната помпа, дюзата за пръскане и иглата. Циркулиращото в енергийната система гориво също смазва и охлажда всички движещи се части. Тъй като общата маса на горивото никога не се впръсква, излишното гориво се връща в резервоара за гориво. Времето между началото на инжектирането и запалването е 0,002 s. Следователно, дори незначителна неизправност на системата за впръскване на гориво води до нарушаване на нормалната работа на двигателя. Черният дим от изпускателната тръба и шумната работа на дизеловия двигател показват необходимостта от проверка и настройка на системата за впръскване на гориво.

Определяне на дефектен инжектор

Можете да определите дали даден инжектор не работи, както следва. Стартирайте двигателя и го оставете да работи на празен ход. Една по една разхлабете съединителните гайки, закрепващи тръбите за високо налягане към инжекторите. Когато гайката на работещ инжектор се разхлаби, оборотите на двигателя трябва да намалеят значително. Ако при разхлабване на гайката оборотите на двигателя не се променят, това означава, че тестваният инжектор е повреден.

Можете също да идентифицирате дефектните инжектори по следните симптоми:

• постоянно горящ накрайник на подгревната свещ;
• постоянен черен дим от изпускателната тръба;
• повишен разход на гориво;
• често прегряване на двигателя;
• резки шумове по време на изгаряне на гориво;
• намаляване на мощността.

Ако имате някой от следните симптоми на неизправност във вашия дизелов двигател на Fiesta, посетете сервиз, за да получите квалифицирано мнение за наличие на неизправност и мерки за отстраняването й.

Ремонт на дюзи

Стандартните тела на инжектора включват накрайник за пръскане и спирателна игла. Иглата на инжектора се движи свободно във водещия канал на дюзата и в същото време осигурява уплътнение при условия на високо налягане на впръскване. В долната част на иглата има конично уплътнение. Пружината на дюзата притиска иглата към съответно оформената повърхност на дюзата, когато дюзата е в затворено положение. Коничните повърхности на пулверизатора и иглата осигуряват контакт с високо специфично налягане и ефективно уплътняване. Инжекторът се отваря, когато силата на налягането на горивото върху уплътняващата повърхност надвиши силата на пружината на инжектора. Той ще остане отворен, докато налягането в системата спадне под налягането на отваряне.



Ориз. 8.18. Части на дюзата: 1 – тяло; 2 – спрей тяло; 3 – игла за пръскане; 4 – щекерен блок на тялото на дюзата; 5 – упорен болт; 6 – натискна пружина на дюзата; 7 – инсталационен диск; 8 – горна част на тялото

Без специално оборудване можете визуално да идентифицирате износен инжектор само чрез външна локална повреда или силно замърсяване. Инжекторите обаче обикновено се износват от вътрешната страна на дюзата, иглата на инжектора и пружината за натиск. За регулиране на измерването и налягането на впръскване, т.е. промени в силата на компресионната пружина, е необходимо да се използва специално оборудване. В повечето случаи е по-добре да смените дефектния инжектор. Ако решите да разглобите дюзата, не дръжте частите отворени на работната маса за повече време от необходимото, тъй като прецизно обработените повърхности на иглата и тялото на дюзата са изключително податливи на прах или ръжда. За да разглобите дюзата, развийте горната й част от тялото и отстранете всички вътрешни части на дюзата (фиг. 8.18). Моментът на затягане за закрепване на горната част на дюзата към тялото е 80 Н·м.

(Текстът е получен изцяло от посочения уебсайт: www.fordbook.ru)