ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА ОПИСАНИЕ ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ/УПРАВЛЕНИЕ/ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ УСТРОЙСТВ

Система D-4S имеет следующие узлы и функции:


Устройство	Функция
Топливозаборник с насосом и датчиком уровня топлива в сборе (низкого давления)	Подает топливо из топливного бака в топливный насос (высокого давления) и топливные форсунки (для впрыска во впускные каналы) под давлением 400 кПа.
Топливный насос в сборе (высокого давления)	Увеличивает давление топлива, подаваемого топливным насосом с бензонасосом и датчиком уровня топлива в сборе (для низкого давления), до уровня 2,4-20 МПа и подает топливо в топливную рампу в сборе (для непосредственного впрыска).
Клапан управления сливом	Закрывает и открывает канал подачи топлива в топливную систему высокого давления в соответствии с сигналами от электронного блока привода форсунок.
Топливный насос в сборе (для впрыска во впускной канал)	Подает топливо под низким давлением в топливную форсунку (для впрыска во впускные каналы).
Топливная рампа в сборе (для непосредственного впрыска)	Подает топливо под низким давлением в топливную форсунку (для непосредственного впрыска).
Демпфер пульсаций давления в топливной системе в сборе	Уменьшает пульсации давления топлива и шум.
Датчик давления топлива	Измеряет давление в топливной системе и передает соответствующий сигнал в ECM.
Топливный перепускной клапан в сборе	Если давление топлива в топливной рампе (для непосредственного впрыска) чрезмерно высоко, то топливный перепускной клапан выпускает часть топлива в топливный насос (высокого давления), чтобы ограничить давление.
Топливная форсунка в сборе (для впрыска во впускной канал)	Производит впрыск вычисленного ECM объема топлива под давлением 400 кПа (низкое давление) во впускной канал.
Топливная форсунка в сборе (для непосредственного впрыска)	Производит впрыск вычисленного электронным блоком привода форсунок объема топлива непосредственно в камеру сгорания под высоким давлением 2,4-20 МПа.
Электронный блок управления (электронный блок привода форсунок)	Преобразует сигналы, передаваемые ECM (запрос впрыска топлива и регулирование объема впрыска топлива под высоким давлением) в управляющие сигналы высокого давления и высокого напряжения для быстрого приведения в действие топливных форсунок (для непосредственного впрыска) и клапана управления сливом.
ECM	В зависимости от состояния автомобиля и сигналов различных датчиков ECM рассчитывает оптимальные моменты и объем впрыска, а также управляет топливными форсунками (для непосредственного впрыска) и топливным насосом (высокого давления).

КОНСТРУКЦИЯ

Топливный насос в сборе (низкого давления)

Используется компактный топливозаборник с бензонасосом и датчиком уровня топлива в сборе. К его основным узлам относятся топливный насос, топливный фильтр, регулятор давления топлива и датчик уровня топлива.
Топливозаборник с насосом и датчиком уровня топлива в сборе (низкого давления) расположен в топливном баке в сборе. Данный топливный насос подает топливо из топливного бака в сборе в топливный насос высокого давления и топливную систему низкого давления.

Для обеспечения безопасности предусмотрена система, которая по сигналу от датчика системы SRS отключает цепь, размыкая реле, и предотвращает утечку топлива в случае столкновения (при развертывании подушек безопасности).

Table 1. Обозначения на рисунке
*1	Топливозаборник с насосом и датчиком уровня топлива в сборе	*2	Датчик уровня топлива № 2 в сборе
*3	Регулятор давления топлива	*4	Топливный насос
*5	Топливный фильтр	*6	Насос-эжектор
*7	Топливный насос в сборе (для впрыска во впускной канал)	*8	Топливная форсунка в сборе (для впрыска во впускной канал)
*9	Топливный бак в сборе	-	-
*a	К топливной системе высокого давления	-	-
	Топливо под низким давлением	-	-

Топливный насос в сборе (высокого давления)

В конструкцию топливного насоса высокого давления входит обратный клапан, который механически открывает и закрывает канал к топливной рампе, плунжер, который нагнетает давление топлива, двигаясь под воздействием левого распредвала впускных клапанов, и электромагнитный клапан управления сливом, который регулирует высокое давление топлива и работает совместно с перепускным клапаном, когда давление топлива становится чрезмерно высоким. Электромагнитный клапан управления сливом, обратный клапан и перепускной клапан объединены в одну конструкцию, что делает систему легче и компактнее. На входном топливопроводе низкого давления из топливного бака установлен демпфер пульсаций, снижающий пульсации давления топлива.
Топливный насос высокого давления установлен на левом корпусе распредвалов и приводится в действие кулачком, закрепленном на переднем конце распредвала впускных клапанов.
Давление топлива нагнетается при движении плунжера насоса вверх и вниз. Электромагнитный клапан управления сливом, закрепленный на входной стороне насоса, закрывается с оптимальной синхронизацией во время процесса нагнетания для поддержания требуемого давления и объема топлива. Если он закрывается слишком быстро, то эффективный ход плунжера становится длиннее, в результате чего давление топлива возрастает.

Созданное плунжером давление топлива воздействует на обратный клапан (60 кПа) и открывает его, после чего давление передается в топливную рампу и регулируется в диапазоне от 2,4 до 20 МПа (приблизительно от 24 до 200 атм.).

Table 2. Обозначения на рисунке
*1	Обратный клапан	*2	Клапан управления сливом
*3	Демпфер пульсаций	*4	Плунжер
*5	Топливная форсунка в сборе (для непосредственного впрыска)	*6	Топливная рампа в сборе (для непосредственного впрыска)
*7	Топливный перепускной клапан	*8	Топливный бак в сборе
*9	Топливозаборник с насосом и датчиком уровня топлива в сборе (низкого давления)	*10	Датчик давления топлива
*a	От топливозаборника с насосом и датчиком уровня топлива в сборе (низкого давления)	*b	К топливной рампе в сборе (для непосредственного впрыска)
*c	К топливной системе низкого давления	-	-
	Топливо под низким давлением		Топливо под высоким давлением

Топливная рампа в сборе (для впрыска во впускной канал)

Топливная рампа в сборе (для впрыска во впускные каналы) изготавливается из стальных штампованных труб.
Демпфер пульсаций давления в топливной системе в сборе устанавливается соответственно на левой и правой топливных рампах для снижения пульсаций давления топлива.

Для удобства технического обслуживания на соединительном топливопроводе между левой и правой топливными рампами используются быстросъемные разъемы.

Table 3. Обозначения на рисунке
*1	Топливный насос № 1 в сборе (для впрыска во впускной канал)	*2	Правый демпфер пульсаций давления в топливной системе
*3	Топливная форсунка в сборе (для впрыска во впускной канал)	*4	Топливная рампа № 2 в сборе
*5	Левый демпфер пульсаций давления в топливной системе	*6	Топливный насос № 2 в сборе (для впрыска во впускной канал)

Топливная рампа в сборе (для непосредственного впрыска)

Топливные рампы (для непосредственного впрыска) изготавливаются из углеродистой стали.
Датчик давления в топливной системе установлен на правой топливной рампе.
На соединительном топливопроводе между левой и правой топливными рампами, а также на топливопроводе от топливного насоса высокого давления до левой топливной рампы используются фитинги с конусным уплотнением по металлу.
На топливной рампе в местах установки топливных форсунок в сборе установлены хомуты форсунок (для непосредственного впрыска). Создаваемая таким хомутом постоянная упругая сила надежно закрепляет форсунку, что предотвращает ее сдвиг, когда во время запуска двигателя, пока давление топлива мало, на форсунку действует давление сгорания. Как следствие, повышается герметичность форсунок, и ослабляются вибрации и шум.

В местах соединения топливных форсунок в сборе (для непосредственного впрыска) и топливной рампы (для непосредственного впрыска) устанавливаются кольцевые уплотнения и опорные кольца. За счет этого ослабляется передача звуков при работе топливных форсунок (для непосредственного впрыска), снижается шум, и обеспечивается герметичность соединений.

Table 4. Обозначения на рисунке
*1	Топливопровод	*2	Правая топливная рампа (для непосредственного впрыска)
*3	Левая топливная рампа (для непосредственного впрыска)	*4	Держатель форсунки № 1
*5	Топливная форсунка в сборе (для непосредственного впрыска)	*6	Датчик давления топлива
*7	Топливный насос (высокого давления)	-	-

Топливная форсунка в сборе (для впрыска во впускной канал)

Для впрыска во впускные каналы используются компактные облегченные 12-струйные форсунки.
Улучшение распыления топлива и уменьшение скопления топлива во впускном канале позволило снизить расход топлива и токсичность отработавших газов.

Форсунка удлинена для оптимизации формы факела впрыска с целью улучшения формирования топливовоздушной смеси.

Table 5. Обозначения на рисунке
*1	Впрыскивающее сопло	-	-
*a	Поперечное сечение	*b	Вид снизу

Топливная форсунка в сборе (для непосредственного впрыска)

В системе используются форсунки высокого давления со щелевыми соплами, имеющие отверстие в форме щели и рассчитанные на применение в качестве топливных форсунок для непосредственного впрыска топлива в цилиндр.
Топливо распыляется этими форсунками и впрыскивается в камеру сгорания, одновременно распространяясь в форме веера и смешиваясь с большим количеством воздуха. Благодаря этому улучшается пространственная дисперсия факела впрыска и достигается однородность смеси, что способствует повышению мощности и улучшению характеристик.
Поскольку форсунка открыта во внутреннее пространство камеры сгорания, на ее наконечник нанесено специальное покрытие, чтобы газовые продукты сгорания не образовывали отложения на форсунке.
В месте контакта форсунки с головкой блока цилиндров установлен изолятор, а находящееся под давлением уплотнение вала изготовлено из тефлона, что снижает вибрации и шум при одновременном улучшении герметичности.

Управление форсунками производится с помощью сигналов высокого напряжения с постоянным током в соответствии с командами от ECM. Это позволяет форсункам впрыскивать топливо под высоким давлением в течение короткого времени.

Table 6. Обозначения на рисунке
*1	Изолятор	*2	Тефлоновое уплотнение вала
*3	Впрыскивающее сопло	-	-
*a	Поперечное сечение	*b	Вид снизу

Топливный бак в сборе

Топливный бак изготавливается из многослойного пластика. Топливный бак состоит из 6 слоев пластика, сформированных с помощью 4 типов материалов, один из которых из экологических соображений является пригодным для вторичной переработки.

В нижней части топливного бака имеется метка для слива топлива. При разборке (сдаче в лом) автомобиля необходимо слить топливо, просверлив отверстия в местах, отмеченных метками для слива.

Table 7. Обозначения на рисунке
*1	Топливный бак в сборе	*2	Полиэтилен высокой плотности (HDPE)
*3	Измельченный материал	*4	Герметик
*5	Сополимер этилена и винилового спирта (EVOH)	*6	Метка для слива топлива
*a	Наружная поверхность топливного бака	*b	Внутренняя поверхность топливного бака

Благодаря тому, что бак имеет седлообразную форму, карданный вал проходит под центральной частью бака. Кроме того, для передачи топлива со стороны бака без топливного насоса в сторону с топливным насосом используется эжектор.
Вследствие такой формы топливного бака при низком уровне топлива последнее остается как в камере A, так и в камере B. В результате топливо перестает откачиваться из камеры B. Чтобы избежать такой ситуации, в бак установлен насос-эжектор, перекачивающий топливо из камеры B в камеру A.

Это достигается за счет такого использования потока топлива через эжектор, при котором разность давлений, создаваемая топливом при прохождении через трубку Вентури, обеспечивает откачивание топлива из камеры B и передачу его в камеру A.

Table 8. Обозначения на рисунке
*1	Двигатель	*2	Топливный бак в сборе
*3	Камера B	*4	Камера A
*5	Топливный насос	*6	Топливный фильтр в сборе
*7	Регулятор давления топлива в сборе	*8	Насос-эжектор
*a	От топливного насоса (возврат)	*b	Из камеры B
*c	В камеру A	-	-

ПРИНЦИП РАБОТЫ
1. Топливный насос в сборе (высокого давления)
  1. На стадии впуска рабочего цикла насоса клапан управления сливом открывается, и плунжер насоса (поршень) под действием упругой силы смещается вниз. В результате топливо втягивается в цилиндр насоса. Если клапан управления сливом еще не закрыт, а кулачковый вал заставляет плунжер смещаться вверх, топливо в цилиндре насоса (неиспользованное топливо) выталкивается на впуск насоса (в сторону топливного бака).
  2. Чтобы закрыть клапан управления сливом при перемещении поршня вверх, ECM передает сигнал закрывания клапана в электронный блок привода форсунок (EDU). После закрывания клапана управления сливом давление в цилиндре насоса начинает повышаться по мере смещения плунжера вверх. Когда давление достигает 60 кПа (либо давления топливной рампы, если оно выше), топливо поступает в топливную рампу в сборе (для непосредственного впрыска). ECM вычисляет требуемое давление топлива, исходя из условий езды, и регулирует давление насоса, управляя клапаном слива топлива посредством электронного блока привода форсунок (EDU). Требуемое давление насоса устанавливается за счет изменения моментов закрывания клапана управления сливом и продолжительности его нахождения в закрытом состоянии.