8_XPI FUEL system

1. Общая информация о Scania XPI

XPI = Extra high Pressure Injection
Scania XPI – новое поколение системы Common Rail (CR)
Разработана компанией Scania в сотрудничестве с Cummins
Минимальное давление для пуска
Нормальное давление на хх
Среднее давление
Максимальное давление
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
300 атм
500 атм
1800 атм
2400 атм
2007-06-07
1

2. Scania XPI

Аккумулятор топлива
Соединители
Датчик давления
Трубки
высокого
давления
Рампа
обратного
слива
Защитный клапан
3000 атм
Форсунка
Электроклапан –
регулятор
давления
Ручная
подкачка
Топливные
фильтры
Насос низкого
давления
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
ТНВД
2007-06-07
2

3.

Датчик давления топлива
Фильтр топливный 3 мкм
Аккумулятор
высокого давления
Перепускной
защитный
клапан 3000
атм
Форсунка
Фильтр-отстойник 10 мкм
на линии всасывания
Насос ручной подкачки
Клапан регулирования
давления (cтарый
вариант расположения)
Подкачивающий насос
низкого давления
ТНВД

4.

SCANIA XPI FUEL SYSTEM DL
°° °°
°°
°° °°
°°
ECU
COOLER
Топливоl
Fuel
Насос ручной подкачки топлива
Топливо из бака
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
4

5.

SCANIA XPI FUEL SYSTEM DL
°° °°
°°
°° °°
°°
Топливоl
Fuel
Venturi
Фильтр-сепаратор (10 мкм)
Электроподогреватель топлива
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
5

6.

SCANIA XPI FUEL SYSTEM DL
°° °°
°°
°° °°
°°
Топливоl
Fuel
Venturi
Радиатор блока управления
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
6

7.

SCANIA XPI FUEL SYSTEM DL
°° °°
°°
°° °°
°°
Топливоl
Fuel
Venturi
Шестеренчатый
топливоподкачивающий насос низкого
(9 - 14 атм) давления
Внутри установлен клапан,
ограничивающий давление

8.

SCANIA XPI FUEL SYSTEM DL
°° °°
°°
°° °°
°°
Топливоl
Fuel
Venturi
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
8

9.

SCANIA XPI FUEL SYSTEM DL
°° °°
°°
°° °°
°°
Топливоl
Fuel
Venturi
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
9

10.

SCANIA XPI FUEL SYSTEM DL
°° °°
°°
°° °°
°°
Топливоl
Fuel
Venturi
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
10

11.

SCANIA XPI FUEL SYSTEM DL
°° °°
°°
°° °°
°°
Топливоl
Fuel
Venturi
Давление топлива на выходе ТНВД
регулируется клапаном (IMV)
Клапан IMV
регулирования
давления
Info class Internal ETP/Jackie Junetoft/New
engine range
Регулирование осуществляется блоком
EMS
При наличии утечки топлива через клапан,2007-06-07
увеличение давления
предотвращается удалением топлива через диффузор Вентури
11

12. XPI ТНВД, разрез

Подача топлива от
регулирующего
клапана
LPP
Насос низкого
давления
IMV
Дозирующий
клапан
Плунжерная
пара
Кулачковый вал
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
12

13.

SCANIA XPI FUEL SYSTEM DL
°° °°
°°
°° °°
°°
Топливоl
Fuel
Venturi
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
13

14.

Принцип работы форсунки
Блок управления
подает напряжение
на электромагнитный
клапан
1 – Обратный слив топлива
2 – Катушка Электромагнита
3 – Якорь электромагнита
4 – Шарик клапана
Давление
топлива от
ТНВД
5 – Камера управляющего клапана
6 – Конус иглы распылителя
7 – Отверстие распылителя
8 – Дроссельное отверстие
Вследствие падения
давления в
пространстве над
плунжером,
возникает сила
9 – Подача топлива от ТНВД
10 – Дроссельное отверстие
11 – Плунжер
F = S P
где P – разность
давлений под
плунжером и над
плунжером, S –
площадь сечения
плунжера
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
14

15. Форсунка XPI

Верхняя часть форсунки XPI
Выводы электромагнита
Заглушка
Фиксатор статора
Статор
Корпус статора
Плунжер якоря
Якорь
Седло клапана
Корпус форсунки
Обмотка электромагнита
Фиксатор клапана
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
17
5

16. Верхняя часть форсунки XPI

Соединитель высокого давления
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
22

17. Верхняя часть форсунки XPI

Преимущества Scania XPI
Начало впрыска топлива и его длительность не
зависят о положения распредвала
Среднее значение давления впрыска выше, чем в
топливных системах с насос-форсунками
Давление впрыска может регулироваться независимо
от частоты вращения двигателя и количества
впрыскиваемого топлива
Отсутствует привод насос-форсунок
Возможность осуществления нескольких впрысков
топлива во-время одного рабочего хода
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
24

18. Седло клапана

Преимущества многократного
впрыска
возможность регулирования зависимости давления и температуры от времени
-360
Перед ВМТ
Предварительный
впрыск
Уменьшение шума
ВМТ
После ВМТ
Основной Заключительный
впрыск
впрыск
Управление
процессом
сгорания
Уменьшение выброса
отработавших газов
360

19.

Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
26

20. XPI Injector Overview

Форсунки: индивидуальный код
У каждой форсунки есть индивидуальный код, который должен
вводиться в блок управления при замене форсунки с помощью
программы SDP 3.
Цель введения кода – компенсация разброса параметров
форсунок. В результате двигатель работает более равномерно
и выдает необходимый крутящий момент
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
27

21. XPI Injector Overview What needs to be flowed on the injector?

Ограничитель давления 3000 атм
В первое время (при испытаниях системы) ограничители на
автомобиль не устанавливались.
При потере контакта клапана регулирования давления ТНВД, система
выдает максимальное давление.
При этом происходит обрыв топливных трубок в месте подключения
к форсунке
Возможность пожара

22. Соединитель высокого давления

Dual-Stage Safety valve:
Cone-on-Cone on 1st Stage
Cone-on-Cone on 2nd Stage
Body
Корпус
пружины
Уплотнение
Shim
Давление открывания:
3100 атм
Аварийное давление:
1000 ±300 атм
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
Пружина
2nd Stage
Plunger
1snd Stage Plunger
Bleed down orifice
2007-06-07
29
18

23. Injector / HPC assembly in cylinder head

Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
30

24. Преимущества Scania XPI

Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
35

25.

XPI ТНВД
Подача
топлива к
топливному
аккумулятору
Обратный
клапан на
выпуске
Цилиндр
плунжера
Подача топлива от
дозирующего клапана
Обратный клапан
на впуске
Слив топлива
Уплотнение
Слив топлива
Керамический
плунжер
Пружина
Ролик плунжера
Кулачковый
вал
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
36

26.

Плунжерная пара ТНВД
Зазор = 5 μm
Износ плунжерной пары
приводит к уменьшению
давления и попаданию
топлива в масло
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
37

27. Форсунки: индивидуальный код

Требование чистоты: клапан форсунки
Толщина волоса 85 μm.
Ход клапана 47 μm!
Ход
клапана
= 47 μm
Седло клапана
1000 μm = 1mm
Держатель
шарика
Шарикl /
седло
Волос человека =
85 μm
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
40

28.

Требование чистоты: клапан форсунки
Размер шарика в
клапане 1 мм.
Давление
составляет до 2200
атм. Попадание
загрязнения между
седлом и шариком
приводит к
неконтролируемой
подаче топлива.
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
41

29.

Требования чистоты: уплотнение
соединителя высокого давления
The size of the
holes in the
needle seal are
approximately
0,3 mm. If the
hole is plugged
= uncontrolled
fueling
1 mm
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
42

30.

Трубки высокого давления
Примеры заусенцев на абсолютно новых деталях
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
43

31.

Соблюдение чистоты: соединитель высокого
давления
Заглушка должна сниматься
непосредственно перед подключением
OK
Info class Internal
ETP/Jackie Junetoft/New engine range
2007-06-07
46