ВернутьсяСистема подачи топлива и органы управления бензинового двигателя 5.0 NA V8
Система подачи топлива и органы управления бензинового двигателя 5.0 NA V8
Расположение элементов системы подачи топлива бензинового двигателя 5.0 NA V8
1 - уравнительный трубопровод; 2 - левый топливный коллектор; 3 - топливные форсунки (8 шт.); 4 - топливопроводы высокого давления; 5 - топливный насос высокого давления №1; 6 - топливный насос высокого давления №2; 7 - топливопроводы низкого давления; 8 - датчик давления в топливном коллекторе (FRP); 9 - правый топливный коллектор
Рассказывается об устройстве и принципе работы системы подачи топлива бензинового двигателя 5.0 NA V8 с прямым впрыском, управляемой блоком ECM. Из каких компонентов состоит система, как топливо проходит путь от бака до форсунок, как работают ТНВД, датчик давления FRP и топливные форсунки. Каким образом электронный блок управления регулирует давление, дозировку топлива и качество впрыска в камеры сгорания.
Система топливоподачи представляет собой бензиновую систему прямого впрыска (DI), работой которой управляет блок ECM (модуль управления двигателем).
В состав системы топливоподачи бензинового двигателя 5.0 NA V8 входят следующие компоненты:
Топливопроводы низкого и высокого давления.
Два топливных насоса высокого давления (ТНВД).
Два топливных коллектора и уравнительный трубопровод.
Датчик FRP (давление в топливном коллекторе).
Восемь топливных форсунок.
Из бака топливо поступает по топливопроводу низкого давления в насосы ТНВД, которые подают его под высоким давлением в топливные форсунки через топливные магистрали и уравнительный трубопровод. Блок ECM управляет работой топливных форсунок и насосами ТНВД, обеспечивая впрыск нужного объема топлива в камеры сгорания.
Топливопроводы низкого и высокого давления бензинового двигателя 5.0 NA V8
Топливопровод низкого давления бензинового двигателя 5.0 NA V8 соединяет насосы ТНВД с магистралью подачи топлива из бака и системой топливопроводов. Быстроразъемный штуцер в начале топливопровода низкого давления фиксируется зажимом, встроенным в левую крышку катушек зажигания. P-образные зажимы фиксируют топливопровод низкого давления на задней стороне каждой из крышек головок цилиндров и на правой стороне блока цилиндров. Теплоотражающие и изолирующие рукава закрывают топливопровод низкого давления позади правого выпускного коллектора.
Топливопровод высокого давления бензинового двигателя 5.0 NA V8 соединяет насосы ТНВД с правым топливным коллектором и уравнительным трубопроводом. Два P-образных зажима и трубный хомут крепят топливопровод высокого давления к блоку цилиндров и правой головке цилиндров соответственно. Встроенный кронштейн на передних топливопроводах высокого давления закреплен на шпильке передней правой крышки ГРМ. Звукоизолирующая крышка установлена на нижней части переднего топливопровода высокого давления.
Топливопроводы высокого и низкого давления бензинового двигателя 5.0 NA V8
А - топливопровод низкого давления; B - топливопроводы высокого давления
1 - звукоизоляционная крышка; 2 - теплоотражающие и изолирующие рукава
Топливные насосы высокого давления бензинового двигателя 5.0 NA V8
Два ТНВД бензинового двигателя 5.0 NA V8 представляют собой одинаковые насосы с механическим приводом, установленные на правой стороне поддона картера за генератором. Уплотнительное кольцо герметизирует насосы ТНВД в поддоне картера. Передний ТНВД обозначается как насос №1; задний ТНВД обозначается как насос №2. На обоих насосах ТНВД установлена звукоизолирующая крышка.
Топливные насосы высокого давления бензинового двигателя 5.0 NA V8 – одноплунжерные. Плунжеры насосов проходят через поддон картера и опору вспомогательного распредвала. Толкатель на конце каждого плунжера приводится в действие эксцентриком с двумя выступами на вспомогательном распредвале. Пружина на внешней стороне плунжера обеспечивает постоянный контакт плунжера и толкателя с эксцентриком.
Плунжер – вытеснитель цилиндрической формы, длина которого намного больше диаметра.
Вспомогательный распределительный вал приводится от коленчатого вала через вспомогательную приводную цепь и его частота вращения зависит от частоты вращения бензинового двигателя 5.0 NA V8. Вспомогательный распределительный вал синхронизирован таким образом, чтобы цикл вытеснения топливного насоса совпадал с требуемым положением коленчатого вала.
Помимо плунжера в состав каждого насоса ТНВД входит следующее:
Успокоительная камера
Клапан дозировки топлива
Обратный клапан
Клапан PRV
Успокоитель нивелирует пульсацию давления со стороны плунжера, когда клапан дозировки топлива открывается в начале хода подачи.
Нивелирование – определение разности высот двух и более точек относительно условного уровня
Клапан дозировки топлива регулирует выходное давление насоса ТНВД. Клапан дозировки топлива представляет собой клапан с нормально разомкнутым соленоидом, управление которым осуществляет блок ECM. На ходе впуска плунжера подача питания на клапан дозировки топлива прекращается, что позволяет подавать топливо низкого давления в насосную камеру. Блок ECM подает питание на клапан дозировки топлива, закрытый на ходе подачи плунжера, в результате чего топливо из насосной камеры через обратный клапан нагнетается в топливопроводы высокого давления. Меняя момент закрытия клапана дозировки топлива, блок ECM может регулировать объем топлива на ходе подачи, и, соответственно, давление в системе высокого давления.
Обратный клапан предотвращает возврат топлива высокого давления в насосную камеру на ходе впуска плунжера.
Клапан PRV предохраняет систему высокого давления от создания избыточного давления в случае выхода из строя клапана дозировки топлива. Если давление подачи топлива увеличивается до 195-204 бар, клапан PRV открывается и возвращает топливо на сторону впуска плунжера.
Топливные насосы высокого давления бензинового двигателя 5.0 NA V8
1 - коленчатый вал; 2 - цепь привода вспомогательных механизмов; 3 - вспомогательный распределительный вал; 4 – толкатель; 5 - топливный насос высокого давления №2; 6 - звукоизоляционная крышка
Схема ТНВД бензинового двигателя 5.0 NA V8
1 - предохранительный клапан (PRV); 2 - на топливопровод высокого давления; 3 - обратный клапан; 4 – плунжер; 5 - от топливопроводов низкого давления; 6 - успокоительная камера; 7 - клапан дозировки топлива
Топливные магистрали и уравнительный трубопровод бензинового двигателя 5.0 NA V8
Топливные магистрали и уравнительный трубопровод бензинового двигателя 5.0 NA V8 изготовлены из нержавеющей стали. Топливные магистрали крепятся болтами к соответствующей головке блока цилиндров. Уравнительный трубопровод соединяет передний топливопровод высокого давления с левым топливным коллектором, обеспечивая одинаковое давление в обоих коллекторах. Два P-образных зажима фиксируют уравнительный трубопровод на впускном коллекторе.
В задней части правого топливного коллектора имеется прилив с резьбовым отверстием для установки датчика FRP.
Топливные магистрали и уравнительный трубопровод бензинового двигателя 5.0 NA V8
1 - левая топливная магистраль; 2 - уравнительный трубопровод; 3 - топливная форсунка; 4 - правая топливная магистраль; 5 - датчик FRP
Датчик давления топлива в магистрали бензинового двигателя 5.0 NA V8
Датчик FRP постоянно подает в блок ECM сигнал давления в топливном коллекторе. Датчик FRP установлен в задней части правого топливного коллектора. Датчик FRP ввинчивается в резьбовое отверстие прилива на топливном коллекторе. Разъем с тремя контактами и соединительным проводом обеспечивает подключение к жгуту проводов бензинового двигателя 5.0 NA V8.
В датчике FRP находится стальная диафрагма с тензодатчиками, подключенными по мостовой схеме. Выходной сигнал с этого измерительного моста обрабатывает блок ECM, получая значения давления.
Датчик давления топлива в магистрали бензинового двигателя 5.0 NA V8
Топливные форсунки бензинового двигателя 5.0 NA V8
Топливные форсунки бензинового двигателя 5.0 NA V8 распыляют топливо, поступающее из топливной магистрали непосредственно в камерах сгорания. Топливные форсунки установлены вблизи центра камер сгорания между впускными и выпускными клапанами, рядом со свечой зажигания.
Топливные форсунки вставлены в топливные магистрали и в головки цилиндров бензинового двигателя 5.0 NA V8. На каждой топливной форсунке имеется уплотнительное кольцо, герметизирующее головку форсунки в топливном коллекторе. Тефлоновое кольцо уплотняет сопло топливной форсунки в головке цилиндра. Зажим фиксирует каждую форсунку в топливном коллекторе.
Каждая топливная форсунка бензинового двигателя 5.0 NA V8 содержит управляемый соленоидом игольчатый клапан, который открывается при подаче питания на обмотку соленоида. Пока игольчатый клапан открыт, топливо распыляется в камере сгорания. Обмотка соленоида соединена с цепями питания и заземления блока ECM, который управляет работой форсунок с помощью двухступенчатого питания.
Вначале блок ECM подает на топливные форсунки напряжение 65В, затем, когда пусковой ток достигает 11A, напряжение питания становится равным напряжению аккумуляторной батареи. Блок ECM дозирует количество топлива, впрыскиваемого в камеры сгорания, путем корректировки времени подачи питания на обмотку соленоида.
На конце сопла топливной форсунки имеется шесть отверстий, через которые распыляется топливо. Два отверстия направляют топливо под свечу зажигания бензинового двигателя 5.0 NA V8. Остальные четыре отверстия равномерно распределяют топливо по остальному объему камеры сгорания.
В случае выхода топливной форсунки из строя становятся нестабильными холостые обороты бензинового двигателя 5.0 NA V8, повышается шум и вибрация, и увеличивается количество вредных выбросов.
Блок ECM управляет подачей топливных насосов высокого давления, обеспечивая требуемый объем топлива при давлении до 150 бар.
Блок ECM также использует сигнал датчика FRP для расчета времени подачи электропитания на топливные форсунки с целью обеспечения правильного количества топлива в камерах сгорания.
Топливная форсунка бензинового двигателя 5.0 NA V8
Подведя итог:
Система топливоподачи двигателя 5.0 NA V8 представляет собой сложный комплекс прямого впрыска, в котором топливные насосы высокого давления, магистрали, датчик FRP и форсунки работают под управлением ECM. За счет контроля давления, точного управления клапанами дозировки топлива и времени открытия форсунок система обеспечивает подачу нужного объема топлива в камеры сгорания, стабильную работу двигателя и снижение риска неисправностей, связанных с неправильным впрыском или избыточным давлением.
Москва
Москва 
