Пристрій та технічний опис 2.7L (Дискавері 3)

Розташування компонентів

Найменування пункту	Каталожний номер запасної частини	Опис
1	-	Паливна рампа високого тиску (HP) (2 шт.)
2	-	Трубка високого тиску (HP) між паливною рампою та форсункою (6 шт.)
3	-	Форсунки (6 шт.)
4	-	Паливна трубка низького тиску (LP): зворотний злив
5	-	Трубка високого тиску між паливним насосом високого тиску та паливною розподільчою рампою
6	-	Паливна трубка низького тиску: дренажний злив з форсунок
7	-	Штуцер форсунки (6 шт.)
8	-	Паливний насос високого тиску
9	-	Шків паливного насоса високого тиску
10	-	Розподільна рампа високого тиску
11	-	Натягувач ременя приводу допоміжних агрегатів від заднього кінця колінчастого валу (READ)
12	-	Шків лівого випускного розподільчого валу

Загальна інформація

На двигуні TdV6 застосовується акумуляторна система упорскування палива. У цій системі паливний насос високого тиску (ТНВД) подає паливо під одним тиском у дві рампи, з яких паливо надходить у всі шість форсунок. Тиск підтримується на оптимальному для безперебійної роботи рівні та може досягати 1650 бар.

Акумуляторна система забезпечує двофазний упорскування (попередня та основна фази), що знижує шум згоряння та механічне навантаження на деталі двигуна.


Тиск упорскування створюється незалежно від частоти обертання колінчастого валу двигуна та моментів упорскування палива.

Блок управління двигуном (ECM) обчислює час і об'єм упорскування палива та подає живлення на відповідну форсунку з п'єзоелектричним приводом.

Акумуляторна система упорскування має такі характеристики:

• Для отримання дрібнодисперсного дроблення палива тиск упорскування може доходити до 1650 бар (дрібний розпил підвищує робочі характеристики та знижує викид токсичних продуктів згоряння)
• Незалежне регулювання параметрів упорскування по циліндрах забезпечує оптимальне згоряння в усіх режимах
• Висока точність роботи протягом усього терміну служби системи

Паливна система включає 2 контури:

• Контур низького тиску (LP)
• Контур високого тиску (HP)

У контур низького тиску входять такі компоненти:

• Паливний насос, розташований у паливному баку
• Регулятор тиску палива, вбудований модуль подачі палива
• Паливний фільтр
• Трубки зворотного зливу та охолоджувач палива
• Трубки зворотного зливу з форсунок
• Охолоджувачі палива (двигун та автомобіль)

У контурі низького тиску тиск підтримується на рівні 0,5 бар.

У контур високого тиску входять такі компоненти:

• Паливний насос високого тиску
• Паливні рампи та розподільна рампа
• Паливні трубки високого тиску
• Форсунки

Контур низького тиску

Паливний насос у паливному баку

Електричний паливний насос встановлений у паливному баку. Паливний насос подає паливо з бака ТНВД через паливний фільтр. Для отримання додаткової інформації зверніться до Fuel Tank and Lines (310-01C Fuel Tank and Lines - 2.7L Diesel)

Паливний фільтр

Паливний фільтр розташований у лівій частині моторного відсіку та захищений від механічних пошкоджень. У корпусі паливного фільтра знаходиться біметалічний перепускний клапан, який починає закриватися за 30°C і повністю закривається при 50°C. Це забезпечує циркуляцію підігрітого дизельного палива всередині паливного фільтра та запобігає утворенню парафіну в холодну погоду.

Охолоджувач палива

Паливна система оснащена двома охолоджувачами палива. Один розташований у розвалі блоку циліндрів та забезпечує відведення тепла за допомогою з'єднання із системою охолодження. Другий охолоджувач вбудований у магістраль зворотного зливу та охолоджується повітрям. Для отримання додаткової інформації зверніться до Fuel Tank and Lines (310-01C Fuel Tank and Lines - 2.7L Diesel)

Контур високого тиску

Паливний насос високого тиску

Паливний насос високого тиску радіального типу, триплунжерний (плунжери розташовані через 120 градусів кола) з робочим об'ємом 0,8 куб. див. Як зазначалося раніше, насос може створювати тиск до 1650 бар. Корпус насоса відлитий з чавуну, а фланець – з алюмінію.


Насос рухається зубчастим ременем від розподільного валу. Після заміни ременя при обслуговуванні немає потреби синхронізувати насос по куту повороту колінчастого валу.

Тиск подачі насос має бути в межах від -0,3 до +0,5 бар. Тиск у контурі зворотного зливу від -0,3 до +0,8 бар.

Насос має продуктивність, достатню для забезпечення паливних рамп паливом у будь-яких режимах роботи двигуна. Насос високого тиску містить такі вузли:

• Внутрішній насос, що підкачує (ITP)
• Регулятор продуктивності насоса (VCV)
• Плунжери (3 шт.)
• Регулятор тиску (PCV)

Підкачуючий насос (ITP) є шиберним насосом з п'ятьма лопатями. Він подає паливо до регулятора продуктивності насоса (VCV).

Регулятор продуктивності є електромагнітним золотниковим клапаном, який управляється ECM. VCV розташований між ITP та плунжерними парами. VCV регулює кількість палива, що надходить до плунжерних пар. За відсутності сигналу на VCV клапан регулятора закривається і подача палива припиняється.

Три плунжерні пари об'єднані кільцевим паливним каналом усередині корпусу насоса. ТНВД має один вихідний штуцер, до якого приєднується трубка високого тиску, що з'єднує ТНВД із розподільною рампою.

Регулятор тиску (PCV) є електромагнітним золотниковим клапаном, який управляється ECM. PCV розташований між плунжерними парами та вихідним штуцером ТНВД. Регулятор тиску контролює тиск палива у паливних рампах та управляється ECM. За відсутності сигналу на PCV клапан регулятора відкритий і тиск у паливних рампах не створюється.

Рух палива в контурі високого тиску

Найменування пункту	Каталожний номер запасної частини	Опис
A	-	Подача палива з контуру низького тиску
B	-	Подача палива до плунжерних пар
C	-	Трубка високого тиску до розподільної рампи
D	-	Магістраль зворотного зливу (дренаж форсунок)
1	-	Вхід насоса, що підкачує
2	-	Редукційний клапан насоса, що підкачує
3	-	Сітковий фільтр
4	-	Регулятор продуктивності (VCV)
5	-	Насос, що підкачує (ITP)
6	-	Щілинний фільтр (для захисту клапана регулятора тиску)
7	-	Регулятор тиску (PCV)
8	-	-
9	-	Ексцентрик валу приводу ТНВД
10	-	Впускний клапан плунжерної пари
11	-	Випускний клапан плунжерної пари
12	-	Кільцевий канал високого тиску
13	-	Плунжерні пари (3 шт.)
14	-	Змащувальний клапан

Паливо від насоса, що підкачує (5) подається до регулятора продуктивності (4) і до змащувального клапана (14). Коли клапан регулятора продуктивності закритий, редукційний клапан насоса, що підкачує (2), з'єднаний паралельно з цим насосом, відкривається і направляє паливо назад на впуск насоса, що підкачує (1).

Паливо проходить через змащувальний клапан (14) усередину насоса високого тиску та звідти у зворотний контур (D). Це паливо використовується для змащування насосу.

Регулятор продуктивності (4) визначає кількість палива (В), яке подається до плунжерних пар (13).

Паливо із випускних патрубків високого тиску (11) трьох плунжерних пар збирається разом у кільцевій магістралі (12) і передається через випускний патрубок високого тиску до рамп.

Тиском палива в рампах керує регулятор тиску (7). Коли регулятор знижує тиск, паливо повертається в низький контур тиску (D).

Найменування пункту	Каталожний номер запасної частини	Опис
A	-	Тиск насосу (бар)
B	-	Частота обертання валу насоса (про/хв)

ТНВД може створювати тиск палива до 1600 бар у постійному режимі та короткочасно – до 1650 бар. Частота обертання валу насоса становить 5/6 від частоти обертання колінчастого валу двигуна. Однак, насос налаштований таким чином, що тиск палива залежить від частоти обертання колінчастого валу двигуна та навантаження і безперервно регулюється.

Тиск палива створюється при обертанні валу насоса, коли клапан VCV відкритий, а клапан PCV закритий. Клапани VCV і PCV можуть займати різні положення, що впливає на продуктивність насоса та тиск палива.

Коли блок керування двигуном приводить у дію п'єзоелектричний привід форсунок, падіння тиску в рампі компенсується регулятором тиску.

Зменшення тиску після зупинки двигуна
Після зупинки двигуна тиск у системі знижується за кілька секунд, оскільки живлення регулятора тиску припиняється і його клапан відкривається. В системі не залишається залишкового тиску і паливо скидається в магістраль зворотного зливу (D) через відкритий клапан PCV. Тиск у системі не зберігається.

Призначення високого тиску A

Заповнення паливом

Коли плунжер (3) рухається вниз, над ним створюється розрідження, яке, долаючи опір пружини, відкриває клапан впуску (1). Паливо (А), що проходить через клапан регулювання, всмоктується в плунжерний циліндр. Випускний клапан (2) у цей час закритий через перепад тисків у циліндрі плунжера та кільцевому каналі високого тиску.

Подача палива

Ексцентрик (5) приводного валу насоса високого тиску переміщає плунжер (3) вгору. Впускний клапан (1) під дією пружини закривається і тиск у циліндрі насоса починає зростати. Випускний клапан (2) відкривається, коли тиск у циліндрі насоса стає вищим, ніж тиск у кільцевому каналі (В) насоса.

Регулятор продуктивності насоса (VCV)

Найменування пункту	Каталожний номер запасної частини	Опис
1	-	Поршень
2	-	Гільза
3	-	Пружина стиснення
4	-	Обмотка
5	-	Сердечник
6	-	Регулятор продуктивності (VCV)

Регулятор продуктивності встановлено безпосередньо на ТНВС.

Клапан VCV регулює кількість палива, що надходить від насоса, що підкачує, до плунжерних пар залежно від тиску в паливній рампі.

Таким чином, вдається привести у відповідність необхідну продуктивність ТНВД із надходженням палива на його вхід. При цьому кількість палива, що йде на зворотний злив, зводиться до мінімуму.

Крім того, це знижує навантаження на привід ТНВД і, отже, питома витрата палива.

ПРИМІТКА: При відключенні живлення клапан регулятора продуктивності за замовчуванням займає закрите положення. Вимкнення живлення регулятора робить роботу двигуна неможливою.

ПРИМІТКА: Регулятор продуктивності не замінюється як окремий вузол.

Найменування пункту	Каталожний номер запасної частини	Опис
A	-	Регулятор продуктивності вимкнено
B	-	Регулятор продуктивності включений
1	-	Подача палива від насоса, що підкачує
2	-	Поршень
3	-	Подача палива до ТНВД
4	-	Живлення обмотки включено
5	-	Кількість палива
6	-	Сила управляючого струму
7	-	Регулятор при постійній частоті обертання колінчастого валу

Регулятор продуктивності вимкнено (A)

За відсутності живлення поршень (2) під дією пружини стиснення перекриває отвір між каналами (1) та (3). Подачу палива до ТНВД перекрито.

Регулятор продуктивності включений (B)

Блок управління двигуном подає живлення на обмотку (4) клапана відповідно до вимог двигуна. Втягує зусилля обмотки, пропорційне силі струму, що керує, долаючи силу пружини, переміщає поршень (2).

В результаті поршень відкриває два отвори (1) та (3). Кількість палива (5), що подається через штуцер (3) ТНВД, пропорційно силі струму (6). Це означає, що чим більший прохідний переріз, тим більша продуктивність насоса.

Регулятор тиску (PCV)

Регулятор тиску встановлено на ТНВД. Він призначений для регулювання тиску на виході з ТНВД і, отже, паливної рампі. Крім того, регулятор тиску гасить коливання тиску, що виникають внаслідок роботи ТНВД та форсунок.

Регулятор тиску забезпечує оптимальний тиск у рампах у будь-яких режимах роботи двигуна.

Регулятор тиску є електромагнітним клапаном з пружним золотником.

Коли блок керування двигуном подає живлення на обмотку клапана, шток клапана втягується в обмотку. При цьому дизельне паливо проходить повз замикаючої кульки і надходить у рампи.

Для охолодження та мастила сердечник занурений у паливо.

ПРИМІТКА: Регулятор тиску не замінюється як окремий вузол.

Найменування пункту	Каталожний номер запасної частини	Опис
A	-	Регулятор тиску не керується
B	-	Регулятор тиску керується
1	-	Паливо із ТНВД
2	-	До магістралі повернення палива
3	-	Кульковий клапан
4	-	Пружина стиснення
5	-	Сердечник
6	-	Живлення обмотки включено
7	-	Шток
8	-	Паливо під високим тиском
9	-	Сила управляючого струму
10	-	Характеристика регулятора тиску

Регулятор тиску не керується (A)

Кульковий клапан (3) знаходиться лише під дією сили пружини (4). У разі регулятор тиску вважається відкритим.

Регулятор тиску управляється (B)

Струм, що протікає через обмотку (6), зміщує шток (7) вниз. При цьому магнітна сила передається через шток до кулькового клапана (3). Баланс тиску на кульку з боку штока та з боку палива визначає витрату палива через клапан (9).

Паливні рампи високого тиску

Паливні рампи високого тиску виготовлені з кутої сталі. Паливні рампи відіграють роль гідравлічних акумуляторів палива і, крім того, демпфують стрибки тиску в контурі високого тиску.

Трубки високого тиску мають внутрішній діаметр 2,5 мм, крім трубок до форсунок, які мають діаметр 3,0 мм. Загальний обсяг паливних рамп складає 33 куб. див.

Форсунки

Найменування пункту	Каталожний номер запасної частини	Опис
1	-	Електричний роз'єм
2	-	Підведення палива під високим тиском
3	-	Керуючий поршень
4	-	Голка розпилювача
5	-	Камера високого тиску розпилювача
6	-	Отвори розпилювача
7	-	Грибковий клапан
8	-	Злив палива
9	-	Поршень клапана
10	-	П'єзоелектричний привід

Дозуванням палива та моментом початку подачі палива керує безпосередньо ECM.

П'єзоелектрична паливна форсунка складається з трьох основних частин:

• П'єзопривід
• Корпус форсунки з гідравлічною системою сервопідсилення
• Розпилювач паливної форсунки

ПРИМІТКА: Нові форсунки НЕ ВИМАГАЮТЬ калібрування та можуть бути встановлені в будь-який циліндр.

ПРИМІТКА: Кожен упорскування управляється за циклом зарядки, в якому електричний заряд, що надходить до форсунки, збільшується, і за циклом розрядки, в якому електричний заряд, що залишився, розсіюється. Ніколи не від'єднуйте електричний роз'єм від форсунки під час роботи двигуна. Форсунка може залишитися відкритою, що призведе до пошкодження двигуна.

ПРИМІТКА: З міркувань безпеки перед початком роботи з паливною системою високого тиску двигун слід витримати вимкненим протягом 30 секунд.

Паливна форсунка вимкнена (паливо не впорскується)

Найменування пункту	Каталожний номер запасної частини	Опис
1	-	П'єзоелектричний привід
2	-	Підведення палива під високим тиском
3	-	Тиск, що діє на керуючий поршень
4	-	Тиск, що діє на голку розпилювача
5	-	Керуючий поршень
6	-	Злив палива
7	-	Злив палива
8	-	Керуючий поршень
9	-	Голка розпилювача
10	-	Камера високого тиску форсунки
11	-	Керуюча камера
12	-	Грибковий клапан

Паливо під високим тиском проходить з рампи через штуцер (2) в камеру керування (11) і в камеру високого тиску (10) розпилювача форсунки.

Струм не подається на п'єзопривід (1) і грибковий клапан (12) під дією пружини закриває отвір зворотного зливного каналу (7).

Паливо, що з'являється внаслідок внутрішніх витоків у форсунці, відводиться через зворотний канал (6).

Гідравлічний тиск (3), прикладений до керуючого поршня (8) з боку палива в керуючій камері (11), більше сили гідравлічного тиску (4) прикладеного до голки форсунки (площа керуючого поршня більше площі голки форсунки).

Паливна форсунка увімкнена (уприскування палива)

Найменування пункту	Каталожний номер запасної частини	Опис
1	-	Підведення палива під високим тиском
2	-	Поршень клапана
3	-	Тиск, що діє на керуючий поршень
4	-	Тиск, що діє на голку розпилювача
5	-	Керуючий поршень
6	-	Злив палива
7	-	П'єзоелектричний привід
8	-	Злив палива
9	-	Поршень клапана
10	-	Грибковий клапан
11	-	Керуюча камера
12	-	Керуючий поршень
13	-	Голка розпилювача

П'єзоелемент (7) під дією електричного заряду від ЕСМ розширюється (цикл заряду) і тисне на поршень (9) клапана. Грибковий клапан (10) відкриває отвір, який з'єднує камеру керування (11) з каналами зворотного зливу (8 і 6).

В результаті тиск у керуючій камері падає, і гідравлічна сила (4), що діє на голку розпилювача, стає більшою, ніж сила (3), що діє на поршень у камері, що керує.

Голка розпилювача (13) переміщається вгору, і паливо впорскується через шість отворів розпилювача камеру згоряння.

Запуск двигуна

Для запуску двигуна необхідний тиск у паливних рампах щонайменше 150 бар. Якщо тиск буде нижчим за вказане значення, форсунки не працюватимуть і, отже, двигун не запуститься.

Зупинка двигуна

Для зупинки двигуна ЄСМ припиняє подачу живлення до п'єзоелементів. Паливо в циліндри не впорскується, і частота обертання колінчастого валу двигуна падають до нуля.