Система высокого давления (Дефендер 2007+)

Расположение элементов

Поз.	№ запасной части	Наименование
A	-	Возврат топлива от насоса высокого давления
B	-	Топливопровод высокого давления
C	-	Топливопровод высокого давления
D	-	Дренажный топливопровод
E	-	Трубопровод отвода топлива в топливный бак
F	-	Подача топлива
1	-	Насос высокого давления
2	-	Топливный коллектор
3	-	Топливная форсунка
4	-	Клапан ограничения давления
5	-	Тройник
6	-	Радиатор топливной системы
7	-	Топливный бак
8	-	Датчик уровня наполнения
9	-	Топливный фильтр

Топливо втягивается из топливного бака через топливный фильтр посредством перекачивающего насоса, встроенного в насос высокого давления. Насос высокого давления сжимает топливо и подает его в топливный коллектор. В зависимости от требований к впрыску топлива форсунками создается необходимое давление. Топливо, вытекающее из форсунок и/ или возвращающееся из насоса высокого давления, отводится назад в топливный бак.

Топливный насос высокого давления (ТНВД)

Поз.	№ запасной части	Наименование
1	-	Регулятор производительности насоса (VCV)
2	-	Датчик температуры топлива

Топливный насос высокого давления является интерфейсом между системами низкого и высокого давления. Его назначение - подавать топливо под необходимым давлением при всех рабочих условиях на протяжении всего срока службы автомобиля.

Топливный насос расположен под впускным коллектором и приводится в действие цепью газораспределительного механизма на передней стороне двигателя. В насосный блок входит насос низкого давления, насос высокого давления, VCV и датчик температуры топлива.

Насос высокого давления получает топливо под давлением перекачки от перекачивающего насоса и увеличивает давление топлива. Затем топливо высокого давления передается от насоса высокого давления в топливный коллектор.

Поз.	№ запасной части	Наименование
A	-	Топливо высокого давления к топливному коллектору
B	-	Возвратный топливопровод
C	-	Подача топлива
1	-	Выпускной клапан камеры высокого давления
2	-	Впускной клапан камеры высокого давления
3	-	Плунжер насоса
4	-	Возвратная пружина VCV
5	-	Регулятор производительности насоса (VCV)
6	-	Клапан регулировки давления на впуске (внутреннее давление в насосе)
7	-	Насос низкого давления
8	-	Впуск топлива
9	-	Топливный фильтр
10	-	Эксцентриковое кольцо
11	-	Эксцентриковый кулачок
12	-	Полуось
13	-	Топливный бак
14	-	Перепускной топливный клапан

Перекачивающий насос получает топливо из топливного бака через впускной порт (8). Внутреннее давление насоса регулируется посредством клапана управления давлением на впуске (6), обеспечивая необходимую смазку и охлаждение компонентов насоса высокого давления. Избыток топлива передается к стороне впуска насоса низкого давления (7) через клапан управления давлением на впуске, при этом часть топлива поступает в VCV (5) из насоса низкого давления. Количество топлива, подаваемого к камерам высокого давления, задается по поперечному сечению отверстия клапана VCV. Маленькое ограниченное отверстие в перепускном клапане (14) обеспечивает автоматическое удаление воздуха из насоса высокого давления. Вся система низкого давления рассчитана на то, чтобы определенное количество топлива могло течь назад в топливный бак через регулирующий трубопровод перепуска давления, помогая охлаждать насос высокого давления.

Для генерирования высокого давления используются две камеры высокого давления (1 и 2), по одной на каждый плунжер насоса (3). Привод плунжеров насоса реализуется посредством эксцентрикового кулачка (11), который, в свою очередь, приводится в движение приводным валом (12). Насос высокого давления постоянно генерирует высокое давление в системе для топливного коллектора.

Принцип генерирования высокого давления

Поз.	№ запасной части	Наименование
A	-	Плунжер насоса 1
B	-	Плунжер насоса 2
C	-	К топливному коллектору
1	-	Впускной клапан
2	-	Выпускной клапан
3	-	Эксцентриковый кулачок
4	-	Эксцентриковое кольцо
5	-	Клапан дозирования топлива
6	-	Полуось

Вращательное движение приводного вала (6) преобразуется в возвратно-поступательное движение эксцентрикового кулачка (3). Эксцентриковое кольцо (4) передает возвратно-поступательное движение к плунжерам насоса (1 и 2).

Плунжеры насоса смещены на 180 градусов. Это означает, что при возвратно-поступательном движении плунжер насоса 1 двигается в противоположном направлении относительно плунжера насоса 2.

Когда эксцентрик толкает плунжер 1 вверх, последний движется к ВМТ, сжимая топливо и выталкивая его в топливный коллектор через выпускной клапан (2). Впускной клапан (1) вжимается давлением подачи в свое седло. Плунжер насоса 2 перемещается под воздействием пружины растяжения в направлении нижней мертвой точки (НМТ). Вследствие высокого давления в топливном коллекторе выпускной клапан вжимается в свое седло. Внутреннее давление насоса открывает впускной клапан, и топливо течет в камеру высокого давления.

Когда эксцентрик толкает плунжер вниз, процесс происходит в противоположном направлении.

Клапан VCV расположен на топливном насосе высокого давления. Клапан регулирует подачу топлива (и следовательно количество топлива) от перекачивающего насоса к плунжерным парам насоса высокого давления, в зависимости от давления топлива в коллекторе. Это дает возможность согласовать подачу топливного насоса высокого давления с запросами двигателя со стороны низкого давления. При этом количество топлива, идущего на обратный слив, сводится к минимуму. Кроме того, эта регулировка уменьшает потребление энергии топливным насосом высокого давления, повышая эффективность двигателя.

За дополнительной информацией обратитесь к главе: Электронные органы управления (303-14 Электронные органы управления - Дизельный двигатель ID4 2.4L, Описание и принцип действия).

После замены насоса высокого давления и/или ECM, клапан VCV необходимо откалибровать с помощью диагностического оборудования, одобренного компанией Land Rover.

Датчик температуры топлива также находится на ТНВД. ECM постоянно контролирует температуру топлива, чтобы правильно реагировать на изменения плотности топлива в зависимости от его температуры.

За дополнительной информацией обратитесь к главе: Электронные органы управления (303-14 Электронные органы управления - Дизельный двигатель ID4 2.4L, Описание и принцип действия).

Если отсоединяется датчик температуры топлива, двигатель работает в режиме пониженной мощности, и генерируется DTC.

Топливный коллектор

Поз.	№ запасной части	Наименование
1	-	Датчик давления топлива
2	-	Клапан ограничения давления
3	-	Топливный коллектор

Топливный коллектор выполняет следующие функции:

накапливает топливо под высоким давлением
минимизирует колебания давления

Колебания давления возникают в топливной системе высокого давления вследствие рабочих перемещений в камерах высокого давления топливного насоса и открывания и закрывания электромагнитных клапанов в топливных форсунках. Поэтому конструкция топливного коллектора предусматривает объем, достаточный для минимизации колебаний давления, но вместе с тем обеспечивающий повышение давления топлива для быстрого запуска в кратчайшие сроки.

Топливо, подаваемое насосом высокого давления, проходит через трубопровод высокого давления к аккумулятору высокого давления. Затем топливо по четырем топливопроводам форсунок, которые имеют одинаковую длину, посылается к отдельным топливным форсункам. Когда топливо принимается из топливного коллектора для процесса впрыска, давление в топливном коллекторе поддерживается почти постоянным.

Клапан ограничения давления открывается при давлении топлива приблизительно 2000 бар. Он служит в качестве защитного устройства на случай возникновения неисправностей в системе высокого давления. Клапан является сменным: после однократного срабатывания его следует заменить, поскольку его дальнейшая герметичность не гарантируется. Срабатывание клапана ограничения давления обнаруживается ECM, после чего генерируется соответствующий диагностический код неисправности (DTC) и активируется контрольная лампа неправильного функционирования систем снижения токсичности выбросов (MIL).

Датчик давления в топливном коллекторе расположен в его дальнем конце. Датчик измеряет давление топлива в топливном коллекторе. Сигнал датчика используется ECM для регулирования объема подачи топлива в топливный коллектор.

За дополнительной информацией обратитесь к главе: Электронные органы управления (303-14 Электронные органы управления - Дизельный двигатель ID4 2.4L, Описание и принцип действия).

Если отсоединяется датчик давления, двигатель входит в режим пониженной мощности, и генерируется DTC. Датчик не обслуживается и поставляется как часть нового коллектора с клапаном ограничения давления.

Топливные форсунки

Поз.	№ запасной части	Наименование
A	-	Форсунка
B	-	Гидравлическая сервосистема
C	-	Электромагнитный клапан
1	-	Уплотнение камеры сгорания
2	-	Электрическое соединение - электромагнитный клапан
3	-	Штуцер топливопровода высокого давления

4 топливные форсунки расположены в головке блока цилиндров, между 4 клапанами каждого цилиндра. Каждая форсунка уплотнена в головке цилиндров посредством медной шайбы. Каждая форсунка имеет электрический соединитель для подачи питания, а также соединители для подключения к ECM. Топливные форсунки управляются непосредственно блоком ECM для дозирования топлива (начало впрыска и количество впрыскиваемого топлива). На верхней части каждой форсунки установлена возвратная топливная трубка, по которой топливо, проходящее через форсунку, может возвращаться в топливный бак.

ПРИМЕЧАНИЕ: Повторное использование медных шайб, уплотняющих форсунки в головке блока цилиндров, не допускается.

Каждая форсунка оснащена электромагнитным клапаном; при подаче питания на соленоид шарик клапана приподнимается над седлом. Это позволяет сжатому топливу поднимать игольчатый клапан форсунки и впрыскивать топливо в цилиндр в виде тончайшей взвеси. Топливо, проникающее мимо шарового клапана, направляется в возвратную магистраль, которая соединена с возвратной магистралью ТНВД.

ECM управляет электромагнитным клапаном каждой форсунки отдельно, обеспечивая заземление для открытия отверстия форсунки в нужный момент и на строго определенный промежуток времени, производя точно отмеренный впрыск топлива в цилиндр. ECM использует сигналы других датчиков и программу подачи топлива для обеспечения подачи точного количества топлива в нужный момент, чтобы максимально повысить эффективность использования топлива и свести вредные выбросы к минимуму.

Электромагнитный клапан топливной форсунки

Поз.	№ запасной части	Наименование
1	-	ECM
2	-	Обмотка
3	-	Якорь электромагнита
4	-	Электромагнитный клапан

ECM подает питание на электромагнитные клапаны форсунок в 3 этапа:

1. 18 А
2. 8 А
3. 4 А

Для начала процесса впрыска к электромагнитному клапану подается повышенный начальный пусковой ток, чтобы он быстрее открылся. После короткого промежутка времени пусковой ток уменьшается до низкого тока удерживания.

Для обеспечения оптимального расхода топлива ECM должен получать данные о смене форсунки путем ввода 16-значного идентификационного номера. Внутри гидравлической сервосистемы находятся разные дроссели с чрезвычайно маленьким диаметром, отвечающие технологическим допускам. Эти технологические допуски задаются как часть идентификационного номера, который расположен на корпусе топливной форсунки.

Поз.	№ запасной части	Наименование
1	-	Электромагнитный клапан
2	-	16-цифровой идентификационный номер
3	-	Соединение для перепускного трубопровода

ПРИМЕЧАНИЕ: Если идентификационные номера не введены соответствующим образом с помощью диагностического оборудования, одобренного компанией Land Rover, могут возникнуть следующие неисправности:

Увеличенное выделение черного дыма
Плохая работа в режиме холостого хода
Увеличенный шум при сгорании

Кроме того, следует настроить конфигурацию топливных форсунок после загрузки нового программного обеспечения ECM с помощью диагностического оборудования, одобренного компанией Land Rover.

ECM обнаруживает неисправности форсунок, основываясь на потреблении энергии электромагнитными клапанами. В случае неисправности топливной форсунки может наблюдаться любой из следующих признаков неисправности: