Система впрыска топлива "K-Jetronic"

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Общая схема системы питания показана на рис.1, а ее отдельные элементы — на рис.2.

Главная дозирующая система и система холостого хода

Топливо под давлением, развиваемым топливным насосом 1 (рис.1), через накопитель 3, который поддерживает постоянное давление в системе, и фильтр 4 подается в нижние камеры 5 распределителя 2 под давлением подачи и прижимает мембранные

Рис. 1. Схема главной дозирующей системы и системы холостого хода системы впрыска «К-Джетроник’.

1 — насос; 2 — распределитель количества топлива; 3 — накопитель топлива; 4 -топливный фильтр;

5 — камера распределителя; 6 — мембранный клапан; 7 — распылитель; 8 — плунжер; 9 — форсунка;

10 — напорный диск воздухомера; 11 — регулятор противодавления; 12 — дроссельная заслонка;

13 — перепускной клапан холостого хода.

Рис. 3. Шлицевой держатель с управляющим поршнем.

а) состояние покоя, б) частичная нагрузка, в) полная нагрузка.

1 — управляющее давление; 2 — управляющий плунжер; 3 — управляющая кромка;

4 — управляющая грань; 5 — подвод топлива; 6 — шлицевой держатель.

клапаны б к топливопроводам подачи топлива к форсункам. В зависимости от положения плунжера 8, который имеет управляющие кромки (рис.3), топливо может поступать и в верхние камеры. Перемещение плунжера регулируется в зависимости от количества воздуха через напорный диск расходомера 10 (рис. 1) и рычаг.

  При верхнем положении плунжера (расход воздуха увеличился, и плунжер приподнялся выше) давление топлива и усилие пружины, воздействующее на верхнюю поверхность мембраны, оказывается больше, чем давлением на нижнюю часть мембраны. В результате этого мембрана смещается вниз и открывает каналы подвода топлива к форсункам, что увеличивает подачу топлива. В этот момент за счет расхода топлива через форсунку давление в верхней камере падает и мембрана стремится занять прежнее положение. Таким образом в системе устанавливается равновесие давления, что обеспечивает постоянную подачу топлива к форсункам.

Рис. 4. Регулятор давления с толчковым клапаном в сети упра­вления давлением.

о) в установившемся состоянии, б) в рабочем состоянии.

1 — подвод системного давления; 2 -отвод к топливному баку; 3 — поршень регулятора давления;

4 — толчковый клапан; 5 — подвод управляющего давления (от ре­гулятора прогрева двигателя на холостом ходу).

  В корпусе дозатора-распределителя установлен регулятор давле­ния, поддерживающий постоянное по величине давление топлива около 5 кг/кв.см (рис.4). Подпружиненный поршень регулятора 3 открывает отверстие, через которое избыток топлива возвращается в топливный бак, поддерживая таким образом постоянное давление в системе за счет уравновешивающего усилия пружины. При изме­нении давления топлива (и вследствие этого его расхода) изменяется проходное сечение, и давление в системе остается постоянным.

  При остановке двигателя топливный насос выключается. Давле­ние в системе быстро снижается и становится ниже величины давле­ния открытия форсунки впрыска, поэтому сливное отверстие закрывается с помощью подпружиненного поршня регулятора давле­ния. Дальнейшее падение давления предотвращается с помощью обратного клапана насоса и уплотнитель но го кольца терморегулиру­емого поршня.

Рис. 5. Принцип действия рас­ходомера воздуха.

1 — напорный диск; 2 — распредели­тельный плунжер; 3 — ось рычагов; 4 — к мембранному клапану.

  В регулятор давления встроен запорный (толчковый) клапан, который приводится в движение поршнем регулятора (открывается), что предотвращает падение давления в регуляторе прогрева двига­теля на холостом ходу.

  Расход воздуха регулируется дроссельной заслонкой 12 (рис.1) в зависимости от положения педали ее управления. Количество во­здуха, поступающего в цилиндры двигателя через расходомер, явля­ется основной величиной, управляющей процессом смесеобразования. Расходомер (рис.5) состоит из сопла, в котором находится напорный диск 1. Проходящий через сопло воздух, вели­чина которого зависит от положения педали управления дроссельной заслонкой, приводит к перемещению напорного диска и связанного с ним плунжера 2, перемещающегося вертикально и занимающего определенное положение.

Рис. 6. Сопло расходомера во­здуха.

I — для максимальной нагрузки; 2 — для частичной нагрузки; 3 — холостой ход.

  Сопло напорного диска по конфигурации в своем сечении имеет различные диаметры (рис.6). При работе двигателя в режиме холо­стого хода и частичной нагрузки напорный диск находится в зоне усеченного конуса, при режиме полной нагрузки — в зоне усеченного конуса с большим углом. В этой зоне напорный диск, а значит и плунжер, отклоняется на большую величину, за счет чего достигается обогащение при полной нагрузке.

  На переходных режимах (резкое открытие дроссельной засло­нки) напорный диск кратковременно перемещается вверх из-за впуска большой дозы воздуха, при этом плунжер кратковременно перемещается вверх, уменьшая давление в верхней камере дозатора, а значит увеличивает подачу топлива к форсункам.

  Расположенный рядом с дроссельной заслонкой 12 (рис.1) пере­пускной клапан 13, открытие которого регулируется коническим винтом, поддерживает минимальное разрежение в воздухомере и обеспечивает работу двигателя на холостом ходу.

Рис. 7. Схема шиберного ро­ликового насоса.

I — сторона всасывания; 2 — диско­вый ротор; 3 — металлический ролик;

4 -корпус насоса; 5 — сторона нагнетания.

  Топливный насос установленный в системе электрический, ши­берного типа с рабочими органами в виде роликов 3 (рис. 7). Насос и электродвигатель установлены в корпусе и погружены в топливо. Электродвигатель охлаждается топливом, при этом опасность взрыва исключена ввиду отсутствия здесь горючей смеси. Реле топливного насоса прерывает цепь напряжения питания топливного насоса в режиме, когда двигатель не работает, а зажигание включено.

  Характерной особенностью топливного насоса является наличие клапана управляющего давления 2 (рис. 8) на стороне всасывания 1 и обратного клапана 5 на стороне нагнетания б. С целью предотвра­щения образования пузырьков пара после того когда двигатель будет остановлен, обратный клапан поддерживает давление в системе питания топливом, величина которого ниже величины давления открытия топливных форсунок впрыска. С помощью дискового ро­тора 2 (рис. 7) металлические ролики 3 прокатываются в канавках по окружности и вследствие центробежных сил перекатываются по эксцентричной расточке корпуса 4. С помощью роликов обеспечива­ется уплотнение между дисковым ротором и корпусом насоса, а также подача топлива со стороны всасывания к стороне нагнетания.

Система пуска

  При запуске двигателя электронасос 1 создает давление в системе (рис. 9), и пусковая электромагнитная форсунка 15, к которой топливо подается от распределителя количества топлива, распыляет топливо во впускном трубопроводе, что обеспечивает надежный запуск двигателя. Установленный вблизи дроссельной заслонки пе­репускной клапан добавочного воздуха 16 обеспечивает дополни­тельную порцию воздуха. При пуске холодного двигателя канал подачи дополнительного воздуха открыт заслонкой клапана, которая перемещается при нагреве биметаллической пружины. По мере прогрева канал подачи дополнительного воздуха постепенно пе­рекрывается.

Рис. 8. Электрический то­пливный насос.

1 — сторона впуска; 2 — клапан управления давлением; 3 — шибе­рный роликовый насос; 4 — электро­двигатель;

5 — обратный клапан; 6 -патрубок нагнетания.

  В систему пуска входит также регулятор противодавления (подо­грева). Данный узел обогащает рабочую смесь, поступающую в камеры сгорания при прогреве двигателя. На холодном двигателе биметаллическая пластина 1 (рис.10) сжимает пружину диафрагмен-ного клапана, открывая канал слива топлива 2, что приводит к уменьшению противодавления на распределительном плунжере. Уменьшение управляющего давления при неизменном расходе во­здуха вызывает увеличение хода напорного диска. Вследствие этого распределительный плунжер дополнительно приподнимается, .уве­личивая количество топлива, подаваемого к форсункам.

По мере нагрева биметаллической пружины при прогреве дви­гателя давление на пружину диафрагменного клапана регулятора управляющего давления снижается, и сливной канал 2 медленно закрывается.

Рис. 9. Схема пуска системы „К-Джетроник“.

1 — насос; 8 — поршень регулятора; 11 — регулятор противодавления; 14 — датчик температуры двигателя;

15 — пусковая электромагнитная форсунка; 16 — клапан добавочного воздуха; 17 — клапан контроля противодавления;

18 — биметалическая пружина управления клапана противодавления.

Рис. 10. Принцип действия регулятора управляющего давления.

А — на холодном двигателе, В — на горячем двигателе.

1 — биметалическая пружина; 2 — слив топлива; 3 — подвод управляющего давления;

4 — термообмотка биметалической пружины.

  Регулятор подогрева отдельных двигателей может иметь не одну, а две пружины клапана (рис. 11). Наружная пружина, как у обычного подогревателя, опирается на корпус. Суммой усилий обоих пружин определяется давление управления. Мембрана разделяет регулятор подогрева на верхнюю и нижнюю камеры. В верхней камере дей­ствует разрежение от впускного трубопровода, а в нижней давление равняется атмосферному. При большом разрежении в верхней камере (холостой ход, частичная нагрузка) мембрана поднимается до своего верхнего упора. При этом внутренняя пружина максимально сжата. Сумма усилий обеих пружин достигает максимума. При таком положении давление управления максимально. При полной нагрузке разрежение во впускном трубопроводе уменьшается. Мембрана перемещается из своего верхнего положения вниз до нижнего упора, и усилие сжатия внутренней пружины уменьшается. Одновременно мембрана клапана разгружается, она освобождает увеличенное про­ходное сечение, и смесь обогащается.

Рис. 11. Регулятор подогрева (регулятор управляющего давления с мембраной полной нагрузки).

а) при холостом ходе и частичной нагрузке, б) при полной нагрузке.

1 — электрический подогрев; 2 — биме­талическая пластинка; 3 — подвод разреже­ния; 4 — мембрана клапана;

5 — возврат к топливному баку; 6 — давление управления (от дозатора топлива); 7 — пружина кла­пана;

8 — врехний упор; 9 — вентиляция; 10 — мембрана; 1 1 — нижний упор.

  Электромагнитная пусковая форсунка (рис.12) работает совме­стно с тепловым реле времени (рис.13), которое управляет ее эле­ктрической цепью в зависимости от температуры двигателя и продолжительности его запуска. При затяжном запуске двигателя или при повторной попытке запуска биметаллическая пластина (из-за электрического подогрева) размыкает электрическую сеть, вслед­ствие чего впрыск топлива через пусковую форсунку прекращается, что предохраняет переобогащение топливной смеси при запуске. Электрический подогрев биметаллической пластины осуществляется через клемму 50 и/или через реле пуска холодного двигателя — после стартового реле.

Рис. 12. Пусковая форсунка в рабочем положении.               Рис. 13. Термореле.

1 — электрическое присоединение; 2 -корпус;

3 — биметалл; 4 — обмотка подо­грева;

5 — электрический контакт.

1 — электрическое присоединение;

2 — подвод топлива через топливную сетку;

3 — клапан (якорь магнита); 4 — обмотка магнита;

5 — форсунка с центробежным распылителем.

  Время впрыска клапана холодного пуска составляет при 20 градусах по Цельсию около 7,5 сек. По истечении этого времени биметаллическая пластина из-за электроподогрева деформируется, размыкая контакты, что приводит к прекращению электро­снабжения пусковой форсунки, и впрыск топлива прекращается.

  Клапанные форсунки открываются при давлении 3,5 кг/кв.см. Они распыляют топливо посредством колебаний игольчатого клапана и впрыскивают его непрерывно во впускной трубопровод перед впускным клапаном (рис.14) каждого цилиндра. После остановки двигателя давление в топливной системе падает, и клапаны форсунок закрываются при давлении ниже 3,5 кг/кв.см. Отдельные двигатели могут быть оборудованы воздухопроводящими форсунками, улу­чшающими смесеобразование особенно на холостом ходу. Часть воздуха, поступающего в двигатель, проходит через клапанную фор­сунку и смешивается с топливом уже в держателе клапана. Воздух в форсунку подается из системы впуска и отбирается перед дроссель­ной заслонкой, где величина давления превышает давление за дроссельной заслонкой.

Рис. 14. Топливная форсу­нка в сборе.

А — открыта, В — закрыта.

1 — корпус; 2 — фильтр; 3 — иголь­чатый клапан; 4 — седло клапана.

Вспомогательные элементы системы впрыска

  Топливный фильтр предназначен для очистки циркулирующего в системе топлива.

  Накопитель топлива установлен сзади топливного насоса (рис.15). Он имеет демпферную и накопительную камеры, которые разделены диафрагмой.

  Перед диафрагмой расположена дополнительная перегородка с дисковым клапаном, обеспечивающим подачу топлива в систему. В перегородке выполнено дросселирующее отверстие слива топлива.

  После включения топливного насоса накопительная камера за­полняется топливом и пружинная диафрагма натягивается до упора. После остановки двигателя благодаря натяжению диафрагмы то­пливо остается под давлением, что предотвращает образование воздушных пробок и обеспечивает надежный пуск горячего двига­теля.

Рис. 15. Топливный акку­мулятор.

А — аккумуляторный объем: 1 -диафрагма из ткани; 2 — пружина сжатия; 3 — отверстие;