Электромагнитный клапан отсечки топлива - что это такое? Система топливоподачи (линия низкого давления) — дополнительные клапаны рядных многоплунжерных тнвд

Электромагнитный клапан для отсечки топлива, как понятно из названия, регулирует подачу топлива из бензинового бака к системе двигателя. Бензин будет поступать в двигатель, только, если клапан откроется. Если же клапан закрыт, значит бензин не сможет попасть в двигатель. Клапан отсечки топлива присутствует на карбюраторных авто. Также такой механизм устанавливают и на инжекторных двигателях. Кроме того, клапан для отсечки подачи топлива создатели авто задействуют в конструкции иммобилайзера с целью увеличения его надёжности.

1. Бензоклапан как часть карбюратора.

Бензоклапан – это составляющий компонент экономайзера принудительного холостого хода. Этот экономайзер располагается в карбюраторном корпусе. Система экономайзера принудительного холостого хода состоит из таких элементов:

1. Клапан для отсечки топлива.

2. Клапан для принудительного холостого хода.

3. Блок электронного управления.

4. Микропереключатель.

Двигатель останавливает свою работу, когда бензоклапан прекращает подавать топливо. Если водитель включает принудительный холостой ход (торможение при помощи двигателя), бензоклапан отсекает подачу топлива в карбюратор, а система экономайзера закрывает впускной трубопровод. Рассмотрим работу экономайзера. Когда обороты двигателя превышают значение 1700 оборотов в минуту, экономайзер перестаёт питать обмотку электромагнитного клапана. В это время двигатель начинает дополнительный подсос воздуха, благодаря которому топливная смесь становиться более разреженной и беднеет. Такое обеднение влияет на мощность всего двигателя. В это время с помощью пружины клапан закрывает холостой канал.

Когда под воздействием всего этого обороты двигателя упадут ниже значения 1300 оборотов в минуту, на бензоклапан начнёт подаваться электричество. Воздушная диафрагма закрывается и в канале создаётся разрежение. В это же время клапан экономайзера открывается и даёт доступ для топлива, после чего электричество перестаёт подаваться на обмотки отсекателя. Такой принцип действия помогает избежать самовозгорания двигателя даже при включённом зажигании.

Микровыключатель, который предусмотрен в конструкции экономайзера, имеет возможность подачи тока прямо на клапан без необходимости передавать сигнал через блок управления. Таким образом, бензоклапан для отсечки топлива вмести со всей системой экономайзера выполняет две основные функции:

1. На холостом ходу перекрывает подачу топлива в двигатель, благодаря чему осуществляется значительная экономия топлива и снижаются токсичные выбросы в атмосферу.

2. Когда выключается зажигание автомобиля, система перестаёт подавать топливо в двигатель. А это предотвращает самовоспламенения топлива в цилиндрах.

Вторая функция крайне важна в том случае, когда двигатель старый и очень изношен, а также имеет обильные отложения сажи и гари на своих составляющих элементах. Даже бензиновые двигателя с зажиганием от свечи иногда терпят возгорание топливной смеси вовсе не от искры, а под воздействие перегретых деталей двигателя. Такими деталями могут служить изоляторы свечей зажигания, если их подобрали с неправильным калильным числом (калильное число – это возможности элемента накапливать в себе тепло). Из-за этого, если топливо продолжает подаваться, двигатель продолжает работать даже в случае выключения зажигания. Бензоклапан же перекрывает подачу топлива, исключая возможность самовозгорания. Клапан для отсечки топлива – это одно из главных устройств в системе двигателя. И если он неисправен, то двигатель даже не запуститься. Неисправность электромагнитного бензоклапана можно диагностировать по таким признакам:

1. Автомобиль не получается завести даже если все системы работают нормально и бак для топлива наполнен.

2. Двигатель продолжает свою работу даже после того, как было выключено зажигание.

Причиной таких неисправностей практически всегда является нарушение функциональности клапана для отсечки топлива, поэтому его следует срочно проверить на предмет исправной работы. Точно определить, что причина неисправности находиться в клапане можно самостоятельно следующим образом:

1. Нужно убедиться, что провод для питания клапана отсечки находиться в исправном состоянии.

2. Повернуть ключ (можно кого-нибудь попросить это сделать), а в это время нагнуться к карбюратору и прислушаться, сработал ли клапан. При своей работе он издаёт довольно громкие и отчётливо слышимые щёлкающие звуки. Если вы не заметили подобного звука, значит на клапан перестало подаваться питание или он вышел из строя.

2. Клапан в инжекторной системе.

Клапан в инжекторной системе ещё называют регулятором холостого хода клапанного типа. По своей конструкции, это шаговый двигатель с подпружиненной конусной иголкой. Принцип работы состоит в следующем. Когда двигатель работает на холостом ходу, проходное сечение его канала для подачи воздуха увеличивается даже несмотря на прикрытую дроссельную заслонку. В это время к двигателю поступает необходимое для его работы количество воздуха.

Датчик, отвечающий за потребление воздуха, контролирует ещё и подачу горючего в двигатель через , соответственно количеству потребляемого двигателем воздуха. Блок электронного управления отслеживает все процессы в работающем двигателе и управляет регулятором холостого хода посредством регулировки подачи воздуха. Таким образом, если двигатель был прогрет до нужной температуры, контроллер будет поддерживать холостые обороты. Если же двигатель не был прогрет до рабочей температуры, то клапан отроется больше. И это повысит обороты двигателя, что обеспечит прогревание авто на повышенных значениях оборотов. Это помогает автомобилисту начинать движение без необходимости предварительного прогрева двигателя.

Клапан располагается в основании и крепиться к ней с помощью специальных винтов. Стоит помнить, что это исключительно исполнительный элемент двигательной системы. Поэтому в нём отсутствует возможность самостоятельной диагностики (если он сломается, то на приборной панели элемент «Check engine» мигать не будет). Как же узнать, что клапан вышел из строя? Есть несколько признаков неисправности электромагнитных клапанов:

1. Когда происходит движение на холостом ходу, водитель слышит неустойчивые обороты.

2. Наблюдаются нестабильные и самопроизвольные вибрации внутри салона.

3. Когда водитель пытается перейти на нейтральную передачу, двигатель перестаёт работать.

4. Наблюдаются низкие обороты во время запуска холодного двигателя.

5. Обороты двигателя снижаются при значительных дополнительных нагрузках (во время включения кондиционера, освещения, фар и т. д.).

При обнаружении подобных признаков, клапан можно демонтировать из инжекторной системы для его замены или для прочистки и смазки фланцевого уплотнительного кольца маслом. В автомобилях с карбюраторными двигателями электромагнитные клапаны выполняют функцию и подачи топлива, и открытия дроссельной воздушной заслонки. В авто с инжекторными двигателями это две функции выполняются отдельно. За перекрывание топливного канала отвечает клапан бензонасоса. Когда давление в середине магистрали падает, он приоткрывается и позволят топливу поступать к двигателю. Это топливо может быть использовано не полностью. В таком случае, оно вернётся обратно в бензиновый бак тем же путём под действием собственного давления.

3. Задействование клапана отсечки топлива иммобилайзером.

Чтобы защита автомобиля от угона была максимально эффективной, на нём нужно устанавливать несколько систем охраны, которые объединены в один противоугонный охранный комплекс. Противоугонный охранный комплекс состоит из таких элементов:

1. Штатный иммобилайзер стандартной конструкции.

3. Система связи с водителем.

4. Система отслеживания местонахождения автомобиля.

5. Другие способы защиты авто от угона.

Каждая из этих составляющих по-разному реагирует на опасность. Если сигнализация издаёт звуки, то иммобилайзер производит блокировку всех самых важных узлов автомобиля: зажигания, стартера, системы подачи топлива, без которых завести автомобиль не получиться. Эта блокировка происходит при помощи электромагнитных реле, которые устанавливаются в местах электрическую цепь и находятся под управлением микропроцессора.

Клапан для отсечки топлива обеспечивает при необходимости перекрывание топливной магистрали. В обычном состоянии он перекрыт. Когда иммобилайзер работает, то микропроцессор контролирует, чтобы клапан не открылся во время включении зажигания. Если владелец автомобиля возвращается и отключает иммобилайзер, микропроцессор подаёт соответствующую команду на клапан, и он может включиться в работу.

Задействование клапана отсечки топлива в иммобилайзере – это одна из главных мер по обеспечению эффективной защиты автомобиля от угона. Это связано с тем, что электромагнитный клапан позволяет иммобилайзеру защитить не только электрическую цепь, но и механическую систему питания автомобильного двигателя. И это всё доставит дополнительные хлопоты для злоумышленников, на решение которых придётся потратить немало времени. Так что владелец с большей вероятностью сможет предотвратить угон своего авто.

Подписывайтесь на наши ленты в

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливной аппаратуре дизельных двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет рационально и компактно расположить элементы секции высокого давления, обеспечить компактное размещение секций в объединяющем корпусе ТНВД вместе с экраном для защиты электромагнитных управляющих клапанов от механических воздействий. Многосекционный топливный насос высокого давления (ТНВД) содержит общий корпус, секции высокого давления с электромагнитными управляющими клапанами. Каждая из секций состоит из корпуса, плунжерной пары и штуцера с нагнетательным клапаном. Электромагнитный управляющий клапан прикреплен к корпусу секции электромагнитом с электрическим разъемом вниз и все секции при рядном их расположении в общем корпусе ТНВД размещены таким образом, что электромагнитные управляющие клапаны в плане направлены попеременно в разные стороны по отношению к оси ТНВД, проходящей через оси секций, и с разворотом их в одну сторону до открытия отверстий для крепления секций на общем корпусе ТНВД и отверстий для крепления ТНВД на двигателе. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к топливным насосам высокого давления (ТНВД) для дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известные секции ТНВД, например для тяжелых автомобильных двигателей, выполняют обычно в виде одноплунжерного топливного насоса высокого давления с управляющим электромагнитным клапаном (см. патент на изобретение RU 2253031 C1, F02М 51/04). Эти одноплунжерные индивидуальные топливные насосы (ИТН) (см. фиг.1) могут применяться в одноцилиндровых дизельных двигателях, но чаще устанавливаются на многоцилиндровых ДВС непосредственно в блок двигателя с приводом плунжеров от кулачкового вала, размещенного в этом же блоке, или их монтируют в корпусе ТНВД. При этом возникает традиционная проблема компактного размещения ИТН (секций) на двигателе. Пример такого компактного размещения показан на фиг.2 чертежа к этому патенту, где наглядно видно рациональное пространственное размещение базовых (посадочных) цилиндрических поверхностей Д, установленных в блок двигателя перпендикулярно расположенных к ним узлов управляющего клапана 18 с электромагнитом 29 и крепежных деталей 4. Такая удачная компоновка ТНВД стала возможной при проектировании двигателя вновь.

В других случаях конструктивного исполнения секций ТНВД для уже существующих двигателей каждый раз по-новому приходится решать проблему их компактного размещения на конкретном типе двигателя с использованием отдельного корпуса ТНВД для установки в нем секций и кулачкового вала для их привода.

Таким аналогом размещения секций в составе ТНВД на двигателе является компоновочное решение чешской фирмы «Моторпал» (см. прилагаемый рекламный проспект). В этом случае решена задача размещения секций ТНВД, аналогичных секциям фирмы «Бош», в специально спроектированном корпусе с собственным кулачковым валом.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является ТНВД китайского производства по лицензии фирмы «Delphi». В этом случае решена проблема компактного размещения секций в плане (см. вид сверху). Однако при этом, очевидно, не было габаритных ограничений по высоте и поэтому электромагниты своими электрическими разъемами направлены вверх, что создает проблемы с точки зрения предохранения клапанов и электрических разъемов от механических повреждений в эксплуатации.

В предлагаемом заявителем варианте конструкции секций высокого давления и их размещения на корпусе ТНВД учтены требования заказчика топливной аппаратуры (завода-изготовителя ДВС) - не выходить по высоте за заданные пределы. В качестве корпуса заявителем использован собственный модернизированный ТНВД, применяемый в топливной аппаратуре с золотниковым регулированием топливоподачи, а предлагаемые секции высокого давления представляют собой моновтулку с плунжером, нагнетательным клапаном и управляющим электромагнитным клапаном. При этом электромагнит и управляющий клапан выполнены в виде отдельного узла, прикрепляемого к фланцу моновтулки.

Целью предлагаемого изобретения является рациональное и компактное взаимное расположение элементов самой секции высокого давления, обеспечение компактного размещения таких секций в объединяющем корпусе ТНВД вместе с экраном для защиты электромагнитных управляющих клапанов от внешних механических воздействий.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемые секции высокого давления с электромагнитными управляющими клапанами, состоящие из корпуса, плунжерной пары и штуцера с нагнетательным клапаном, и их компоновка на корпусе ТНВД отличаются тем, что электромагнитный управляющий клапан прикреплен к корпусу секции таким образом, что его электромагнит и электрический разъем направлены вниз и все секции при рядном их расположении в общем корпусе ТНВД размещены таким образом, что электромагнитные управляющие клапаны в плане направлены попеременно в разные стороны по отношению к оси ТНВД, проходящей через оси секций, и с разворотом их в одну сторону вплоть до открытия отверстий для крепления секций на корпусе ТНВД и отверстий для крепления ТНВД на двигателе, при этом электромагнитные управляющие клапаны закрыты двумя общими для каждой стороны всего ряда секций экранами.

Внешний вид предлагаемой секции и вариант наиболее компактного размещения секций в объединяющем их корпусе ТНВД представлены на чертежах, где на фиг.1 показан наибольший контур секции, на фиг.2 - вид сверху этой единичной секции и на фиг.3 показано в плане размещение секций в случае их рядного расположения на многоцилиндровом ДВС (в приведенном случае - шестицилиндровом) с боковыми экранами, защищающими электромагнитные управляющие клапаны при монтажных (ремонтных) работах, при транспортировке ТНВД и их эксплуатации в составе двигателя.

Предлагаемая секция высокого давления состоит из корпуса 1 (см. фиг.1) и выступающего из него плунжера 2, приводимого от кулачкового вала через толкатель (на чертеже не показаны). По оси плунжера 2 к верхней части корпуса секции 1 присоединен штуцер 3, к которому присоединяют трубку высокого давления, в свою очередь, присоединяемую к форсунке (на чертеже не показаны). К боковой части корпуса секции 1 крепежными винтами (не показаны) присоединен (электромагнитом вниз) управляющий электромагнитный клапан 4 с электрическим разъемом 5, через который по электропроводу от бортового электронного блока управления (не показаны) поступают в заданные моменты управляющие клапаном 4 электрические сигналы. Корпус секции 1 крепежными винтами 6 присоединяют к корпусу ТНВД 7 (см. фиг.3). Электромагнитные клапаны 4 с боковой стороны закрыты экранами 8. К корпусу ТНВД 7 присоединен топливный подкачивающий насос 9.

Кулачковый вал ТНВД (не показан) получает вращение от муфты 10, соединенной с приводом ДВС (не показан). Детали крепления ТНВД на двигателе обозначены цифрой 11.

Предлагаемая секция высокого давления обеспечивает рабочий цикл впрыска топлива через форсунку в цилиндр ДВС известным способом, т.е. при поступлении топлива в режиме постоянного нагнетания от топливного подкачивающего насоса 9 в надплунжерную полость и движении плунжера 2 вверх сжатое до высокого давления топливо при закрытом по сигналу от электронного блока управления электромагнитном клапане 4 поступает к форсунке, которая открывается, происходит впрыск, который прерывается открытием управляющего электромагнитного клапана 4 в заданный блоком электронного управления момент, что, таким образом, определяет и заданное опережение, и оптимальную порцию впрыска топлива.

Поставленная изобретением цель по достижению максимально возможной компактности топливного насоса высокого давления в целом, даже в случае большего диаметра управляющего электромагнитного клапана 4 по сравнению с межосевым расстоянием между секциями (см. фиг.3), обеспечена направлением электромагнита клапана 4 (см. фиг.1) с электрическим разъемом 5 вниз, поочередным направлением в противоположные стороны от оси рядного ТНВД управляющих электромагнитных клапанов 4 (фиг.3) и их однонаправленным разворотом для обеспечения свободного доступа к крепежным винтам 6 (расположенным в данном случае как это показано на чертеже) при минимально допустимом межсекционном расстоянии и при максимальной унификации по узлам и деталям с серийно выпускаемыми заявителем модификациями рядных ТНВД. Одновременно обеспечен доступ к отверстиям 11 для крепления ТНВД на двигателе (см. фиг.3).

1. Многосекционный топливный насос высокого давления (ТНВД), содержащий общий корпус, секции высокого давления с электромагнитными управляющими клапанами, каждая из которых состоит из корпуса, плунжерной пары и штуцера с нагнетательным клапаном, отличающийся тем, что электромагнитный управляющий клапан прикреплен к корпусу секции электромагнитом с электрическим разъемом вниз, и все секции при рядном их расположении в общем корпусе ТНВД размещены таким образом, что электромагнитные управляющие клапаны в плане направлены попеременно в разные стороны по отношению к оси ТНВД, проходящей через оси секций, и с разворотом их в одну сторону до открытия отверстий для крепления секций на общем корпусе ТНВД и отверстий для крепления ТНВД на двигателе.

2. Многосекционный топливный насос высокого давления по п.1, отличающийся тем, что электромагнитные управляющие клапаны закрыты общими для каждой стороны всего ряда секций экранами.

Дополнительные клапаны рядных многоплунжерных ТНВД

В дополнение к перепускному клапану в рядных многоплунжерных ТНВД с электронным управлением могут также устанавливаться электромагнитные клапаны прекращения подачи топлива (Тип ELAB) или электрогидравлические устройства прекращения подачи (Тип ЕНАВ).

Перепускной клапан
Перепускной клапан устанавливается в линии возврата топлива от основного топливоподкачивающего насоса низкого давления. Этот клапан открывается при давлении 2-3 бара, которое устанавливается для соответствия ТНВД данной топливной системы, посредством чего поддерживается постоянный уровень давления в топливном коллекторе. Пружина клапана (позиция 4 на рис. 1) воздействует на седло пружины 2, которое прижимает запирающий шар 5 к седлу клапана 6. Как только давление р. в ТНВД повышается, перепускной клапан открывается, при падении давления клапан снова закрывается. До положения полного открытия перепускного клапана запирающий шар должен отойти от седла на определённое расстояние. Создаваемый таким образом буферный объём сглаживает быстрые колебания давления, что оказывает положительное влияние на срок службы клапана.

Перепускной клапан
1 — Уплотнительный шар, 2 — Седло пружины, 3 — Уплотнительная прокладка, 4 — Пружина клапана, 5 — Запирающий шар, 6 — Седло клапана, 7 — Корпус клапана, 8 — Линия возврата топлива, 9 — Давление в топливном коллекторе

Электромагнитный клапан прекращения подачи топлива (Тип ELAB) действует как резервное, то есть дублирующее устройство безопасности. Это электромагнитный клапан двойного действия, который заворачивается в линию входа топлива рядного многоплунжерного ТНВД (рис. 2). При отсутствии электропитания электромагнитный клапан перекрывает подачу топлива в ТНВД, который в результате прекращает подачу топлива к форсункам даже при неисправном исполнительном механизме остановки двигателя, что предотвращает его «разнос». Электронный блок управления двигателя закрывает электромагнитный клапан прекращения подачи, если определяет постоянные отклонения регулируемого параметра в регуляторе частоты вращения или если определяется неисправность контроллера цикловой подачи топлива.
При подаче электропитания на электромагнитный клапан (то есть когда вывод 15 находится в положении «Оп»), электромагнит 3 (рис. 2) втягивает якорь 4 (ход якоря при напряжении питания 12-24 В приблизительно 1,1 мм), и уплотнительный конус 7, связанный с якорем, открывает канал входа топлива 9. Когда двигатель останавливается «выключателем зажигания», подача электропитания на катушку электромагнитного клапана прекращается. Это вызывает прекращение действия магнитного поля, в результате чего пружина сжатия 5 толкает якорь и прижимает уплотнительный конус к седлу клапана.

рис. 2

Электромагнитный клапан прекращения подачи топлива (Тип ELAB)
1 — Электрический вывод к электронному блоку управления двигателя, 2 — Корпус электромагнитного клапана, 3 — Катушка электромагнитного клапана, 4 — Якорь электромагнитного клапана, 5 — Пружина сжатия, 6 — Вход топлива, 7 — Пластмассовый уплотнительный конус, 8 — Пробка с дроссельным вентиляционным отверстием, 9 — Канал прохода топлива к ТНВД, 10 — Резьбовое отверстие для перепускного клапана, 11 — Корпус, 12 — Отверстия для болтов крепления

Электрогидравлическое устройство прекращения подачи топлива (Тип ЕНАВ)
Электрогидравлическое устройство (клапан) прекращения подачи топлива (Тип ЕНАВ) используется как устройство безопасного выключения подачи в ТНВД с относительно высоким давлением во впускной магистрали, когда использование электромагнитного клапана прекращения подачи ELAB недостаточно. При высоких давлениях во впускной магистрали ТНВД и отсутствии специальных компенсирующих устройств время падения давления, достаточное для прекращения впрыска топлива, составляет приблизительно 10 секунд. Электрогидравлический клапан прекращения подачи топлива обеспечивает возврат топлива из ТНВД в топливоподкачивающий насос. Таким образом, когда электропитание на клапан не подаётся, давление во впускной магистрали ТНВД снижается значительно более быстро, и двигатель может быть остановлен в течение не более двух секунд. Электрогидравлическое устройство прекращения подачи топлива устанавливается непосредственно на ТНВД. Корпус ЕНАВ включает в себя также встроенный датчик температуры топлива для системы электронного управления (8 на рис. 3).
Нормальный режим работы (рис. За)
Как только электронный блок управления двигателя активирует электрогидравлическое устройство прекращения подачи (при включении «зажигания»), электромагнит 6 втягивает сердечник электромагнитного клапана (5, рабочее напряжение 12 В), и топливо теперь может проходить из топливного бака 10 через теплообменник 11, служащий для холодного пуска, и фильтр грубой очистки топлива к штуцеру А, откуда топливо проходит через правый клапан к штуцеру В за сердечником электромагнитного клапана. Штуцер В соединён с топливоподкачивающим насосом 1, который подаёт топливо через фильтр тонкой очистки к штуцеру С электрогидравлического устройства прекращения подачи. Затем топливо проходит к выходу D, и от него к ТНВД 12.

Режим обратного течения топлива (рис. Зb)
При выключении «зажигания» пружина 7 клапана перемещает якорь в положение «ожидания». В этом положении сторона впуска топливоподкачивающего насоса соединяется непосредственно с впускным каналом ТНВД, так что топливо вытекает из впускной магистрали ТНВД обратно в топливный бак. Правый клапан устройства открывает соединение между фильтрами грубой и тонкой очистки топлива, позволяя ему возвращаться в топливный бак.

Пример системы подачи топлива с электрогидравлическим устройством прекращения подачи
а — Нормальная работа системы топливоподачи
b — Режим обратного течения топлива/аварийного выключения подачи
1 — Топливоподкачивающий насос, 2 — Фильтр тонкой очистки топлива, 3 — Фильтр грубой очистки топлива, 4 — Электрогидравлическое устройство прекращения подачи топлива (тип ЕНАВ), 5 — Якорь электромагнитного клапана, 6 — Электромагнит, 7 — Пружина клапана, 8 — Датчик температуры топлива, 9 — Электронный блок управления двигателя, 10 — Топливный бак, 11 — Теплообменник, 12 — ТНВД
A…D — отверстия в клапане