Форсунки — основной элемент дизельных двигателей и бензиновых двигателей с системой впрыска топлива (инжекторов). На сегодняшний день существует несколько принципиально разных типов форсунок, которые находят применение в двигателях различных конструкций. Обо всем этом - читайте в представленной статье.
Назначение и виды форсунок
В дизельных и инжекторных бензиновых двигателях применяются системы впрыска топлива, в которых главную роль играют - специальные устройства, распыляющие топливо в камере сгорания. В основе работы бензиновых и дизельных форсунок лежит одинаковый принцип: топливо распыляется, проходя под высоким давлением через сопло особой формы (они создают топливный факел, в котором жидкое топливо разбивается на микроскопические капли и смешивается с воздухом).
Однако форсунки инжекторных бензиновых моторах работают под относительно небольшим давлением в единицы атмосфер, в то время как форсунки дизельных двигателей работают под давлением в сотни, а иногда и в тысячи атмосфер.
На сегодняшний день применение находят четыре типа форсунок:
Механические;
- Электромагнитные (электромеханические);
- Электрогидравлические;
- Пьезоэлектрические.
Каждый тип форсунок имеет свои особенности и сферы применения.
Механические форсунки
Механическая форсунка - это «классическое» решение, которое применяется многие десятилетия и сейчас не теряет своей актуальности. Механическая - это, в сущности, клапан, открываемый при достижении определенного давления. Основу такой форсунки составляет корпус, внутри которого находится игла, которая под действием пружины закрывает сопло. Топливо от ТНВД под давлением поступает в кольцевую камеру между корпусом и иглой и приподнимает иглу - в этот момент открывается сопло, и топливо распыляется в камеру сгорания. При снижении давления игла снова закрывает сопло.
Механическая форсунка очень проста и надежна, однако она не может обеспечить характеристик, которые предъявляются к современным дизельным двигателям. Поэтому ее постепенно вытесняют другие типы форсунок.
Электромагнитная форсунка отличается от механической тем, что игла в ней поднимается под действием встроенного электромагнита по сигналу от контроллера. Электромагнит обычно располагается в верхней части форсунки, игла соединена с якорем электромагнита, поэтому при подаче напряжения она поднимается вверх и открывает сопло.
Сегодня обычные электромагнитные форсунки используются на инжекторных бензиновых двигателях, так как они плохо работают под теми высокими давлениями, которые необходимы для дизелей.
Электрогидравлическая форсунка объединяет в себе преимущества электромагнитной и механической форсунок. В форсунке этого типа топливо давит на иглу с двух сторон - сверху и снизу, где находятся топливные камеры. Обе камеры связаны между собой, поэтому давление топлива в них равно и игла закрывает сопло. Однако верхняя камера (она называется камерой управления) через электромагнитный клапан связана со сливной магистралью, а топливо из впускной магистрали поступает в эту камеру через канал с сужением - дросселем.
Принцип действия электрогидравлический сводится к следующему. Когда клапан закрыт, игла прижата к седлу и закрывает сопло. При подаче на клапан импульса он открывается, топливо из камеры управления поступает в сливную магистраль и давление в камере резко падает - в этот момент игла, на которую топливо теперь давит только снизу, открывается, происходит впрыск. Камера управления в момент открытия форсунки остается связанной с впускной магистралью, однако впускной дроссель не дает топливу быстро заполнить эту камеру.
Электрогидравлическая форсунка получила широкое распространение в дизельных двигателях, в том числе и в системах впрыска топлива Common Rail. Эти простые и надежные устройства обеспечивают длительную и качественную работу двигателя.
Пьезоэлектрические форсунки - наиболее современное и надежное решение, которое сегодня находит все более широкое применение на дизельных двигателях с системой впрыска Common Rail. В целом принцип действия этой форсунки повторяет принцип, заложенный в форсунках электрогидравлического типа, однако в ней клапан, открывающий путь топливу из верхней камеры в сливную магистраль, срабатывает под действием пьезоэлектрического кристалла.
Как известно, в ряде кристаллов наблюдается пьезоэлектрический эффект - под воздействием внешней силы они деформируются с образованием электрического заряда. Такие кристаллы подвержены и обратному эффекту - под действием электричества они деформируются, изменяя свои размеры. В пьезоэлектрических форсунках используются кристаллы, которые при подаче напряжения увеличивают свою длину и толкают собой поршень клапана, выпускающего топливо из верхней камеры в сливную магистраль.
Большое преимущество пьезоэлектрических - их быстродействие. Изменение длины кристалла и открытие клапана в них происходит в среднем в 4 раза быстрее, чем открытие клапана электромагнитного типа. Это открыло путь к реализации многократного впрыска за один такт, что улучшает характеристики двигателя. В современных дизельных моторах впрыск может производиться до девяти раз за один такт.
В случае с системой впрыска топлива Ваш двигатель все ещё сосёт, но вместо того, чтобы полагаться только на всасываемое количество топлива, система впрыска топлива стреляет точно правильное количество топлива в камеру сгорания. Системы впрыска топлива прошли уже несколько ступеней эволюции, в них была добавлена электроника - это, пожалуй, было самым большим шагом в развитии этой системы. Но идея таких систем осталась та же: электрически активируемый клапан (инжектор) распыляет отмеренное количество топлива в двигатель. На самом деле основное различие между карбюратором и инжектором именно в электронном управлении ЭБУ - именно бортовой компьютер подаёт точно нужное количество топлива в камеру сгорания двигателя.
Давайте посмотрим, как работает система впрыска топлива и инжектор в частности.
Так выглядит система впрыска топлива
Если сердце автомобиля - это его двигатель, то его мозг - это блок управления двигателем (ЭБУ). Он оптимизирует работу двигателя с помощью датчиков, чтобы решить, как управлять некоторыми приводами в двигателе. Прежде всего, компьютер отвечает за 4 основные задачи:
- управляет топливной смесью,
- контролирует обороты холостого хода ,
- несёт ответственность за угол опережения зажигания,
- управляет фазами газораспределения.
Прежде чем мы поговорим о том, как ЭБУ осуществляет свои задачи, давайте о самом главном - проследим путь бензина от бензобака до двигателя - это и есть работа системы впрыска топлива. Первоначально после того, как капля бензина покидает стенки бензобака, она всасывается с помощью электрического топливного насоса в двигатель. Электрический топливный насос, как правило, состоит из непосредственно насоса, а также фильтра и передающего устройства.
Регулятор давления топлива в конце топливной направляющей с вакуумным питанием гарантирует, что давление топлива будет постоянным по отношению к давлению всасывания. Для бензинового двигателя давление топлива, как правило, составляет порядка 2-3,5 атмосферы (200-350 кПа, 35-50 PSI (фунтов на квадратный дюйм)). Топливные форсунки инжектора подключены к двигателю, но их клапаны остаются закрытыми до тех пор, пока ЭБУ не разрешит отправить топливо в цилиндры.
Но что же происходит, когда двигателю требуется топливо? Здесь в работу вступает инжектор . Обычно инжекторы имеют два контакта: один вывод подключен к аккумулятору через реле зажигания, а другой контакт проходит в ЭБУ. ЭБУ посылает пульсирующие сигналы в инжектор. За счёт магнита, на который и подаются такие пульсирующие сигналы, открывается клапан инжектора, и в его сопло подаётся некоторое количество топлива. Поскольку в инжекторе очень высокое давление (значение приведено выше), открывшийся клапан направляет топливо с высокой скоростью в сопло распылителя инжектора. Продолжительность, с которой открыт клапан инжектора, влияет на то, какое количество топлива подаётся в цилиндр, а продолжительность эта, соответственно зависит от ширины импульса (т.е. от того, сколько времени ЭБУ посылает сигнал к инжектору).
Когда клапан открывается, топливная форсунка передаёт топливо через распылительный наконечник, который, распыляя, превращает жидкое топливо в туман, непосредственно в цилиндр. Такая система называется системой с непосредственным впрыском . Но распылённое топливо может подаваться не сразу в цилиндры, а сначала в впускные коллекторы.
Как работает инжектор
Но как ЭБУ определяет, сколько на данный момент топлива нужно подать в двигатель? Когда водитель нажимает педаль акселератора, то на самом деле он открывает дроссельную заслонку на величину нажима педали, через которую в двигатель подаётся воздух. Таким образом, мы с уверенностью можем назвать педаль газа "регулятором подачи воздуха" в двигатель. Так вот, компьютер автомобиля руководствуется в том числе величиной открытия дроссельной заслонки, но не ограничивается этим показателем - он считывает информацию с множества датчиков, и давайте узнаем о них всех!
Датчик массового расхода воздуха
Перво-наперво датчик массового расхода воздуха (MAF) определяет, сколько воздуха входит в корпус дроссельной заслонки и посылает эту информацию в ЭБУ. ЭБУ использует эту информацию, чтобы решить, сколько топлива впрыснуть в цилиндры, чтобы держать смесь в идеальных пропорциях.
Датчик положения дроссельной заслонки
Компьютер постоянно использует этот датчик, чтобы проверить положение дроссельной заслонки и узнать таким образом, сколько воздуха проходит через воздухозаборник для того, чтобы регулировать импульс, отправленный к форсункам, гарантируя, что соответствующее воздуху количество топлива входит в систему.
Кислородный датчик
Кроме того, ЭБУ использует датчик O2, чтобы выяснить, сколько кислорода содержится в выхлопных газах автомобиля. Содержание кислорода в выхлопных газах обеспечивает индикацию того, насколько хорошо топливо сгорает. Используя связанные данные от двух датчиков: кислородного и массового расхода воздуха, ЭБУ также контролирует насыщенность топливо-воздушной смеси, подаваемой в камеру сгорания цилиндров двигателя.
Датчик положения коленвала
Это, пожалуй, главный датчик системы впрыска топлива - именно от него ЭБУ узнаёт о количестве оборотов двигателя в данный момент времени и корректирует количество подаваемого топлива в зависимости от числа оборотов и, конечно же, положения педали газа.
Это три основных датчика, которые прямо и динамически влияют на количество подаваемого в инжектор и в последующем в двигатель топлива. Но есть ещё ряд датчиков:
- Датчик напряжения в электрической сети машины - нужен для того, чтобы ЭБУ понимал, насколько разряжен аккумулятор и требуется ли повысить обороты, чтобы зарядить его.
- Датчик температуры охлаждающей жидкости - ЭБУ повышает количество оборотов, если двигатель холодный и наоборот, если двигатель прогрелся.
В последнее время автомобилисты стали много внимания уделять достаточно интересному и в то же время важному вопросу, который касается непосредственной чистки инжектора автомобиля. Одни автолюбители утверждают, что такого рода чистка является бесполезной и не дает никакого положительного результата. В то же время множество утверждает, что данная процедура должна проводится регулярно, объясняя это улучшенной работой двигателя внутреннего сгорания. Именно поэтому следует разъяснить все интересующие аспекты одного, казалось бы, незначительного вопроса. Важно учитывать, что основным элементом инжектора являются форсунки, посредством которых топливо дозировано впрыскивается напрямую в камеры сгорания двигателя.
1. Причины засорения форсунок.
Бытует мнение о том, что засорение форсунок инжектора возникает из-за некачественного топливо, которым пользуется автомобилист. Утверждающие говорят, что в таком топливе содержится песок и иные инородные частицы, которые и забивают инжектор. Тем не менее, такая вероятность совсем невысока, так как в транспортного средства в обязательном порядке располагаются фильтры, посредством которых и происходит очистка поступающего топлива от разного рода инородных частиц.
Устройство инжектора засоряется в постепенном режиме в процессе эксплуатации автомобиля. Основным ключевым базисным элементом засорения является то, что возникают осадок от тяжелых фракций бензина.
Это происходит в большинстве случаев уже после того, как глушится двигатель внутреннего сгорания. Именно в этот момент температура корпуса форсунок на порядок возрастает, вследствие работы двигателя, охлаждение которого прекращается.
При всем этом нет никакого охладительного действия топлива в тот период, когда мотор не работает. Под сильным воздействием температуры возникают лишь легкие фракции топлива, которые остаются в самых незначительных количествах в системе. Тяжелые фракции не способны растворяться в дизельном топливе или бензине, вследствие чего они остаются на каналах форсунок. Данные осадки имеют толщину в несколько микрон, из-за чего и происходит уменьшение сечения клапана форсунки, при этом нарушается весь ее рабочий процесс и снижается производительность.
Не будет считаться нормальным, если же в топливе будет находится большое количество тяжелых маслянистых фракций. В своем подавляющем большинстве такое будет характерным для низкокачественного бензина, который получается в результате прямой перегонки. Данный вид топлива получается путем добавление присадок, которые являются высокооктановыми. Помимо этого, к возникновению тяжелых фракций приводит и неправильная транспортировка или нарушения при условиях хранения топлива.
Важно заметить, что не всегда на свое ощущение можно определить, что инжектор засорился. Как правило, все загрязненные форсунки не будут проявлять себя явно и сразу. Транспортное средство может постепенно терять свои динамические характеристики, расход топлива будет увеличиваться. Помимо этого могут возникать и провалы оборотов двигателя внутреннего сгорания, снижение общей мощности и дерганье машины при разгоне. Именно это и может быть результатом загрязнения топливной системы. Если конкретизировать, то форсунки инжектора попросту засорились инородными частицами. Тем не менее, такого рода проблемы могут быть вызваны и различными перебоями, которые встречаются в множестве иных устройств и систем. Именно поэтому нельзя утверждать, что в таком случае все будет сводиться именно к форсункам инжектора.
2. Как происходит чистка форсунок.
Одним из самых простых и распространенных способов является способ добавления в топливо очищающей через бензобак, которая позволит растворить все отложения при непосредственной работе системы. Множество специалистов рекомендуют для провождения данную очистку, но лишь в качестве профилактики, а не в случае тотального загрязнения, так как она не будет способна удалить самые тяжелые фракции. Тем более, если при долгой эксплуатации система очень сильно засорилась, то данная процедура может лишь привнести вред транспортному средству. Вследствие этого форсунки могут забиться еще на порядок сильнее. Связано это непосредственно с тем, что все отложения из топливного бака напрямую направятся в топливный насос, вследствие чего данное устройство просто выйдет из строя.
Иной способ потребует особого оборудования специального назначения и некоторых навыков работы. Посредством специальных штуцеров-переходников к будет подключен прибор, который необходим для промывания. Именно за счет штуцера из оборота выйдет устройство топливного бака, фильтра и Вместо топлива непосредственно в инжектор будет поступать специальная промывочная жидкость из подготовленного баллона, который присоединяется посредством трубок. На данном очистителе двигатель будет работать около получаса. Все загрязнения за этот период раскиснут и пройдут через форсунки, после чего попросту сгорят в цилиндрах двигателя. Тем не менее, даже данный способ не может гарантировать стопроцентную панацею от загрязненных форсунок.
Даже после такого рода чистки в самой масляной системе и инжекторе останутся некоторые частицы промывающей жидкости. После этого нужно будет проехать несколько десятков километров в форсированном режиме работы мотора, после чего произвести замену масла и масляного фильтра. Вполне выходит очевидным, что данный метод будет требовать особых временных и финансовых затрат. Важно заметить, что данные два способа будут наиболее актуальными для тех случаев, когда транспортное средством имеет небольшой пробег , а демонтировка форсунок является довольно сложной, так как конструктивные особенности их расположения не являются лучшими и самыми удобными.
3. Чистка форсунок ультразвуком.
Если же случай уже крайний или особо тяжелый, то следует прибегать к самому сложному методу, при котором производится полное снятие форсунок с двигателя и тотальная чистка на специальном стенде посредством ультразвука. Данный метод позволит изучить форму факелов форсунки и при этом сравнить результаты, которые были до и возникли после, чистки.
На стенде будет имитироваться работа инжекторов. Тем не менее, вместо топлива будет пускаться по ним специальная промывочная жидкость. В это время будет происходить процесс кавитации – образование воздушных пузырьков. Данный процесс возникает из-за электрических колебаний клапана, которые происходят в канале подачи топлива. Результат: эти мыльные пузырьки и будут разрушать загрязнения клапанов форсунки и промывать ее сетчатый фильтр. Важно заметить, что на одном таком стенде можно определить электрические и механические, технические параметры форсунок и принять решение о потенциальной целесообразности их замены.
Тем не менее, основным недостатком данного способа является высокая себестоимость. Помимо этого, данный метод потребует вовлечения опытных и проверенных специалистов, так как неправильно проведенная чистка форсунок инжектора ультразвуком может привести к очень плачевным последствиям, как для самих форсунок, так и для кошелька автолюбителя.
Нельзя утверждать с уверенностью, конечно же, насколько эффективной является процедура чистки инжектора. Множество автомобилистов склонны к мнению, что чистка форсунок является пустой тратой времени, так как их нужно просто заменить на новые. Иная, более оптимистическая часть, довольствуются тем, возможно, виртуальным улучшением, которое они получили после чистки форсунок инжектора различными смесями или ультразвуком.
В любом случае, и те, и другие сходятся в одном мнении, что не стоит начинать поиск причин ухудшения работы двигателя внутреннего сгорания с загрязненных форсунок инжектора.
Связано это с тем, что в большинстве случаев сама проблема будет крыться в другом, а автомобилист попросту потратит большие средства и большое количество времени на процедуру очистки, которая на самом деле вообще не была нужна.
Следовательно, чтобы автомобилист не попал в такого рода ситуацию, он должен быть вооружен и знать, что множество ухудшений в работе двигателя внутреннего сгорания могут быть вызваны элементарными механическими повреждениями системы, повреждениями, которые затрагивают прилегающие системы. Проблемы с форсунками, по большей части, будут возникать тогда, когда автолюбитель игнорирует на протяжении длительного периода проверку форсунок инжектора, которые в процессе длительной эксплуатации могут загрязниться. Лучше не полениться и сделать этот осмотр и диагностику форсунок заранее, когда все можно исправить, а не тогда, когда новые форсунки обойдутся в очень кругленькую сумму, что не слабо ударит по семейному бюджету автомобилиста.
Подписывайтесь на наши ленты в
Дизельная форсунка представляет собой один из главных элементов системы питания дизельного двигателя. Форсунка (инжектор) обеспечивает прямую подачу солярки в камеру сгорания дизеля, а также дозирование подаваемого топлива с высокой частотой (более 2 тыс. импульсов в минуту). Инжектор осуществляет эффективный распыл горючего в пространстве над . Топливо в результате такого распыла получает форму факела. Форсунки отличных друг от друга систем топливоподачи имеют конструктивные особенности, различаются по способу управления. Инжекторы делят на две группы:
- механические;
- электромеханические;
Принцип работы механической форсунки
Принцип работы системы питания дизеля с механическим управлением форсунки состоит в следующем. К подается горючее из . За подачу отвечает подкачивающий насос, который создает низкое давление, необходимое для прокачки солярки по топливопроводам.
Далее ТНВД в нужной последовательности осуществляет распределение и нагнетание горючего под высоким давлением в магистрали, ведущие к механической форсунке. Каждая форсунка данного типа открывается для очередного впрыска порции солярки в цилиндры под воздействием высокого давления топлива. Снижение давления приводит к закрытию дизельной топливной форсунки.
Простой механический инжектор имеет корпус, распылитель, иглу и одну пружину. В устройстве запорная игла свободно движется по направляющему каналу распылителя. Сопло форсунки плотно перекрывается в тот момент, когда нет нужного давления от ТНВД. Внизу игла опирается на уплотнение распылителя, имеющее коническую форму. Прижим иглы реализован посредством закрепленной сверху пружины.
Распылитель является одной из важнейших составных деталей среди других элементов в устройстве инжекторной форсунки. Распылители могут иметь разное количество распылительных отверстий, отличаться способом регулировки подачи топлива.
Простые дизельные моторы, которые имеют разделенную камеру сгорания, зачастую получают распылитель с одним отверстием и иглой. Дизельные моторы, которые устроены на основе непосредственного впрыска топлива, оборудованы форсунками с несколькими распылительными отверстиями. Число отверстий в таком распылителе колеблется от двух до шести.
Подача топлива регулируется зависимо от конструкции распылителя, так как существуют два основных типа подобных решений:
- распылитель с возможностью перекрытия каналов;
- распылитель с перекрываемым объемом;
В первом случае игла форсунки перекрывает подачу горючего путем перекрытия каждого отверстия. Второй тип форсунок означает, что игла перекрывает своеобразную камеру в нижней части распылителя.
Давление топлива, нагнетаемого ТНВД, заставляет иглу подниматься благодаря наличию на поверхности такой иглы специальной ступеньки. Солярка проникает в корпус под указанной ступенькой. В момент, когда давление горючего сильнее усилия, которое создает прижимная пружина, игла движется вверх. Таким образом открывается канал распылителя. Дизтопливо под давлением проходит через распылитель и происходит его распыл в форме факела. Так реализован впрыск топлива.
Далее определенное количество горючего, которое подается насосом высокого давления, пройдет через распылитель и попадет в камеру сгорания. После этого давление на ступеньке иглы начинает снижаться, в результате чего игла от усилия пружины возвращается в исходное положение и плотно перекрывает канал. Тогда подача солярки в распылитель полностью прекращается.
Инжектор с двумя пружинами
На эффективность топливоподачи и последующего сгорания топлива в цилиндрах дизеля можно влиять, изменяя различные характеристики форсунки, такие как структура и количество каналов распылителя, усилие пружины и т.п. Одним из конструкторских решений стало внедрение в устройство форсунок специального датчика подъема иглы. Данный подъем учитывается специальными электронными блоками управления, которые взаимодействуют с ТНВД.
Еще одним витком развития стали дизельные форсунки с двумя пружинами. Устройство таких форсунок сложнее, но результатом становится большая гибкость в процессе подачи топлива. Сгорание рабочей смеси становится более мягким, дизель тише работает.
Особенностью работы указанных инжекторов является двухступенчатый подъем иглы. Получается, нагнетаемое ТНВД топливо сначала превышает по силе давления силу сопротивления одной пружины, а затем другой. В режиме холостого хода и при небольших нагрузках на мотор впрыск осуществляется только посредством первой ступени, подавая в двигатель незначительное количество солярки. Когда мотор выходит на режим нагрузки, давление нагнетаемого ТНВД топлива растет, горючее подается уже двумя дозированными порциями. Первый впрыск небольшого объема (1/5 от общего количества), а далее основной (около 80% солярки). Разница давлений впрыска для открытия первой и второй ступени не особенно большая, что обеспечивает плавность топливоподачи.
Такой подход позволил повысить равномерность, эффективность и полноценность сгорания смеси. Дизельный двигатель стал расходовать меньше горючего, снизилось количество токсичных примесей в выхлопных газах. Дизельные форсунки с двумя пружинами активно использовались на агрегатах с непосредственным впрыском топлива до момента появления систем питания под названием Commоn Rail.
Электромеханическая дизельная форсунка
Дальнейшее развитие систем топливоподачи дизельного привело к появлению форсунок, в которых солярка подается в цилиндры посредством электромеханических форсунок. В таких инжекторах игла форсунки открывает и закрывает доступ к распылителю не под воздействием давления топлива и противодействия силе пружины, а при помощи специального управляемого электромагнитного клапана. Клапан контролируется двигателя, без соответствующего сигнала которого горючее не попадет в распылитель.
Блок управления отвечает за момент начала топливного впрыска и длительность подачи топлива. Получается, ЭБУ дозирует солярку для дизеля путем подачи на клапан форсунки определенного количества импульсов. Параметры импульсов напрямую зависят от того, с какой частотой вращается двигателя, в каком режиме работает дизельный мотор, какая температура ДВС и т.д.
В системе питания Common Rail электромеханическая форсунка может за один цикл реализовать подачу топлива посредством нескольких раздельных импульсов (впрысков). Топливный впрыск за цикл осуществляется до 7 раз. Давление впрыска также значительно повысилось сравнительно с предыдущими системами.
Благодаря дозированной высокоточной подаче давление газов на поршень в результате сгорания смеси растет плавно, сама топливно-воздушная смесь равномернее распределяется по цилиндрам дизеля, лучше распыляется и полноценно сгорает.
Дальнейшее видео наглядно иллюстрирует принцип работы электромеханической форсунки на примере бензинового двигателя. Главное отличие заключается в том, что давление топлива в дизельной форсунке значительно выше.
Указанный подход позволил окончательно переложить задачу по управлению впрыском с форсунок и ТНВД на электронный блок. Электронный впрыск работает намного точнее, дизель с подобными решениями стал еще более мощным, экономичным и экологичным. Разработчикам удалось значительно снизить вибрации и шумы в процессе работы дизельного агрегата, повысить общий ресурс ДВС.
Одной из разновидностей систем питания дизеля являются конструкции, в которых полностью отсутствует ТНВД. За создание высокого давления впрыска отвечают так называемые дизельные насос-форсунки. Принцип работы системы состоит в том, что насос низкого давления сначала подает солярку напрямую к инжектору, в котором уже имеется собственная плунжерная пара для создания высокого давления впрыска. Плунжерная пара форсунки работает от прямого воздействия на нее кулачков . Данная система позволяет добиться лучшего качества распыла дизтоплива благодаря способности создать очень высокое давление впрыска.
Исключение из системы подачи топлива ТНВД позволяет сделать размещение дизельного ДВС под капотом более компактным, избавиться от привода топливного насоса и отбора мощности на его постоянное вращение. Также стало возможным удалить из системы питания решения, которые распределяют топливо от ТНВД по цилиндрам. Инжекторы в системе с насос-форсунками имеют электрический клапан, что позволяет подавать топливо за два импульса.
Принцип похож на работу механической форсунки с двумя пружинами. Решение позволяет реализовать сначала подвпрыск, а уже затем произвести подачу в цилиндр основной порции горючего. Насос-форсунки реализуют подачу топлива в максимально точно заданный момент начала впрыска, лучше дозируют солярку. Дизельный мотор с такой системой экономичен, работает мягко и тихо, содержание вредных веществ в отработавших газах сведено к минимуму.
Главным минусом решения можно считать то, что давление впрыска насос-форсунки напрямую зависит от частоты вращения коленвала двигателя. В списке недостатков также отмечены: сложность исполнения, высокая требовательность к моторному маслу, чистоте и качеству топлива. В процессе эксплуатации выделяют трудности в процессе ремонта и обслуживания, а также общую дороговизну сравнительно с системами, которые оборудованы привычным ТНВД.
23.01.2013 в 03:01
Форсунка имеет еще одно название– инжектор. Предназначена она для подачи топлива определенными дозами, распыления топлива в камере, осуществляющей сгорание и образование топливно-воздушной смеси.
Форсунка устанавливается на бензиновых и дизельных двигателях. В данный момент используются форсунки с электронным управлением впрыска.
Конструкция и принцип работы
Форсунки различаются по способу впрыска и делятся на:
– электромагнитные;
– электрогидравлические;
– пьезоэлектрические.
Электромагнитная форсунка устанавливается на бензиновые двигатели, не является исключением и двигатель с непосредственным впрыском. Конструктивно форсунка достаточно проста и состоит из электромагнитного клапана с иглой и сопла.
Данный тип форсунки осуществляет начало работы с поступлением напряжения на обмотку возбуждения клапана согласно заложенному алгоритму в электронный блок управления. При наличии напряжения создается электромагнитное поле, преодолевающее усилие пружины, и затягивает якорь с иглой, тем самым освобождает сопло. Осуществляется впрыск топлива. После исчезновения напряжения пружинный механизм возвращает иглу форсунки на место.
Электрогидравлическая форсунка устанавливается на дизельные двигатели, не является исключением и двигатель с впрыском Common Rail. В конструкцию данного типа форсунки входит камера управления, электромагнитный клапан, сливной и впускной дроссели.
Принцип, при котором осуществляется работа данной форсунки, – использование давления топлива. Исходное положение форсунки: электромагнитный клапан обесточен и является закрытым, игла форсунки прижимается к седлу силой, равной давлению топлива на поршень, который находится в камере управления. Электронный блок управления дает команду, срабатывает электромагнитный клапан и открывается сливной дроссель. Топливо, которое находилось в камере управления, через дроссель вытекает в сливную магистраль. Но впускной дроссель не позволяет выровнять быстро давление во впускной магистрали и камере управления. При неизменном давлении топлива на иглу и уменьшаемом давлении на поршень осуществляется поднятие иглы, после чего происходит впрыск топлива.
Пьезофорсунка устанавливается на дизельные двигатели с Common Rail. Данный тип форсунки является самым совершенным устройством.
Главными преимуществами данного типа форсунки является: быстрота срабатывания, которая быстрее в 4 раза, чем электромагнитный клапан, что дает возможность использовать многократный впрыск за один цикл, и при этом сохраняется точная дозировка топлива.
Данные преимущества перед другими видами форсунок появились благодаря пьезоэффекту в управлении форсунки, который основан на изменении длины пьезокристалла под воздействием напряжения. Конструкция пьезофорсунки основана на пьезоэлементе, толкателе, переключателе клапана и игле.
