С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00

Устройство форсунки бензинового двигателя


Принцип работы форсунки инжекторного двигателя

Топливные форсунки в бензиновом двигателе представляют собой небольшие электромеханические устройства, которые используются для распыления топлива во впускной коллектор непосредственно перед впускным клапаном. Инжектор имеет сетку с высоким микронным фильтром на верхней стороне входа и небольшие отверстия для на дне для распыления топлива. Топливо действует как смазочный агент для инжектора. Вода в топливе чрезвычайно вредна для инжекторов из-за того, что она ухудшает смазочные свойства топлива. Форсунки открываются и закрываются с тем же циклом, что и двигатель, для двухтактных двигателей, а также в половине оборотов двигателя для четырехтактных двигателей. Это соответствует более 138 000 раз в час. Топливные форсунки подвергаются воздействию углерода и грязи, вносимых плохим воздухоочистителем. Тип используемого топлива и класс, а также добавки непосредственно влияют на продолжительность жизни инжекторов. Компьютер управляет топливными форсунками. При включении двигателя они непрерывно работают. По сути, компьютер открывает и закрывает форсунку в каждый заданный момент времени. Когда нет электрического импульса инжектор закрывается. Компьютер, получив информацию от различных датчиков, определяет время, в течение которого инжектора должны быть открыты, чтобы впрыскивать нужное количество топлива. Средний рабочий цикл топливной форсунки измеряется в миллисекундах. Среднее значение составляет от 1,5 до 6 миллисекунд. Топливные форсунки бывают разных размеров в зависимости от объема цилиндров и требований к мощности двигателя. Существует несколько основных типа инжекторов. Первая - это самая старая версия, которая представляет собой моновпрыск. Это, по сути, система, в которой один или два топливных форсунки расположены в самом корпусе дроссельной заслонки. Они подают топливо, впрыскивая во впускной коллектор. Эта система была наиболее широко используемой системой в 90-х годах. Она была более эффективной, чем карбюратор, поскольку он может регулировать плотность топливно-воздушной смеси не зависимо от разряжения в коллекторе, но не был столь же эффективен, как раздельный впрыск. Причина этого в том, что цилиндры, наиболее близкие к форсункам, имели более богатую смесь, чем дальние. Раздельный впрыск устраняет этот недостаток, впрыскивая такое же количество топлива в каждый цилиндр. Прямой впрыск топлива - это технология подачи топлива, которая позволяет бензиновым двигателям сжигать топливо более эффективно, что приводит к увеличению мощности, более чистым выбросам и увеличению экономии топлива. В системе прямого впрыска воздух и бензин предварительно не смешиваются. Воздух поступает через впускной коллектор, а бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр. В сочетании с ультраточным управлением компьютером прямой впрыск позволяет более точно контролировать количество впрыскиваемого топлива и время впрыска. Расположение инжектора также позволяет использовать более оптимальный режим распыления. Результатом является более полное сгорание - другими словами, больше бензина сжигается, что приводит к увеличению мощности и меньшему загрязнению от каждой капли бензина. Чтобы обеспечить правильное количество топлива для каждого рабочего состояния, блок управления двигателем должен контролировать огромное количество входных датчиков, подробнее на http://avtofun.ru. Здесь только несколько: • Датчик массового расхода воздуха - сообщает блоку управления количество воздуха, поступающего в двигатель. • Датчик кислорода (лямбда зонд) - контролирует количество кислорода в выхлопных газах, поэтому ЕБУ может определить, насколько богата или обеднена топливная смесью, и вносить соответствующие изменения. • Датчик положения дроссельной заслонки - контролирует положение дроссельной заслонки (которое определяет, сколько воздуха поступает в двигатель), поэтому ЭБУ может быстро реагировать на изменения, увеличивая или уменьшая расход топлива по мере необходимости. • Датчик температуры охлаждающей жидкости - позволяет ЕБУ определять, когда двигатель достиг своей нормальной рабочей температуры. • Датчик напряжения - контролирует напряжение системы в автомобиле, поэтому ЕБУ может повышать скорость холостого хода, если напряжение падает (что указывает на высокую электрическую нагрузку). • Датчик частоты вращения коленчатого вала - контролирует частоту вращения двигателя, что является одним из факторов, используемых для расчета ширины импульса. Блок управления двигателем использует формулу и большое количество таблиц поиска для определения длительности электрического импульса подаваемого на форсунки для данных условий эксплуатации. Уравнение будет представлять собой ряд множителей, умноженных друг на друга. Многие из этих факторов будут получены из таблиц поиска. Мы проведем упрощенный расчет ширины импульса топливного инжектора. В этом примере наше уравнение будет иметь только три фактора, тогда как реальная система управления может иметь сто или более. Длительность импульса = (ширина базового импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B) Чтобы вычислить ширину импульса, ЕБУ сначала ищет ширину основного импульса в таблице поиска. Ширина базового импульса зависит от частоты вращения двигателя (RPM) и нагрузки (которая может быть рассчитана из положения дроссельной заслонки). Скажем, скорость двигателя составляет 2000 об / мин, а загрузка - 4. Мы находим номер на пересечении 2000 и 4, что составляет 8 миллисекунд.

RPM нагрузка
1 2 3 4 5
1000 1 2 3 4 5
2000 2 4 6 8 10
3000 3 6 9 12 15
4000 4 8 12 16 20
В следующих примерах A и B являются параметрами, которые поступают от датчиков. Предположим, что A - температура охлаждающей жидкости, а B - уровень кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода равен 3, таблицы поиска говорят нам, что коэффициент A = 0,8 и коэффициент B = 1,0.
A Фактор A В Фактор B
0 1.2 0 1,0
25 1,1 1 1,0
50 1,0 2 1,0
75 0.9 3 1,0
100 0.8 4 0,75
Таким образом, поскольку мы знаем, что ширина базового импульса является функцией нагрузки и RPM, а ширина импульса = (ширина базового импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B), общая ширина импульса в нашем примере равна: 8 x 0,8 x 1,0 = 6,4 миллисекунды В этом примере вы можете увидеть, как система управления вносит коррективы. С параметром B в качестве уровня кислорода в выхлопной трубе таблица поиска для B - это точка, в которой (по мнению разработчиков двигателей) имеется слишком много кислорода в выхлопе, и, соответственно, ЕБУ уменьшает топливо. Реальные системы управления могут иметь более 100 параметров, каждый со своей собственной таблицей поиска. Некоторые параметры даже со временем меняются, чтобы компенсировать изменения в производительности компонентов двигателя, таких как каталитический нейтрализатор. И в зависимости от частоты вращения двигателя, возможно, придется выполнять эти вычисления более ста раз в секунду. Механическая впрыска топлива использовалась в 1960-х и 1970-х годах многими производителями на их высокопроизводительных спортивных автомобилях. Электрический топливный насос высокого давления, установленный в топливных баков, накачивает топливо под давлением 7 бар в рампу. Это резервуар, который поддерживает постоянное давление подачи топлива и также сглаживает импульсы топлива, поступающего из насоса. Из аккумулятора топливо проходит через бумажный фильтр, а затем подается в блок управления топливным счетчиком, также известный как распределитель топлива. Это устройство приводится в движение от распределительного вала, и его работа, как следует из названия, заключается в распределении топлива на каждый цилиндр в правильное время и в правильных количествах. Количество впрыскиваемого топлива контролируется клапаном, расположенным в воздухозаборнике двигателя. Заслонка находится под блоком управления и поднимается и падает в ответ на воздушный поток. Когда вы открываете дроссель, увеличивая воздушный поток, крышка поднимается. Это изменяет положение челночного клапана в блоке управления дозатором, чтобы обеспечить подачу большего количества топлива в цилиндры. Из дозирующего устройства топливо подается в каждую форсунку по очереди. Затем топливо впрыскивается во входное отверстие головки блока цилиндров. Каждый инжектор содержит подпружиненный клапан, который закрыт под давлением пружины. Клапан открывается только при впрыске топлива (как у дизельной форсунуи).
Каждый раз, когда водитель поворачивает ключ зажигания или нажимает кнопку «Пуск», стартер должен запустить двигатель. Этот механизм берет энергию с 12-вольтовой свинцово-кислотной автомобильной батареей, которая является стандартной комплектацией пр... Каковы ваши звуковые предпочтения? Умеренный? Агрессивное? Нет звука вообще? Может быть, вы хотите разный звук выхлопа в зависимости от настроения. Вам нужен агрессивный выхлоп для вашего автомобиля, который вы с любовью тюнингуете, и «тихий» для ваш... В металлообработке есть аксиома, которая побуждает использовать правильный материалы для работы. Сейчас правильный материал - это керамика. Это высокопроизводительный материал для фрезерных и токарных работ. Их применение в металлообработке дало преи... Когда вы видите автомобиль, рекламируемый как «с турбонаддувом», у всех есть общее чувство, что это более мощный двигатель, способный к дополнительным рабочим характеристикам, но вы можете не знать точно, как он совершил эту магию. ...
Power Stroke 6.0L был впервые представлен в 2003 году в качестве возможного преемника Powerstroke 7.3L . Двигатели работали рядом друг с другом в течение короткого времени, прежде чем 6,0 стал единственным двигателем в 2004 году. ... АвтоВАЗ для оптимизации производства автомобилей и снижения их стоимости для моделей разных семейств используется одни и те же комплектующие. Примером такой сборки является печка автомобиля ВАЗ-2114, относящегося к семейству «Самара-2». При проектиро... John Deere 7930 оснащен современными технологиями, отличной мощностью и удобными функциями. Средства управления за рулем легки для оператора, это то, что вы и ожидаете от John Deere. Видимость отличная. Передняя подвеска тихая и плавная, отлично спра... Наверняка с каждым автовладельцем, который эксплуатирует свою машину хотя бы более пяти лет, случались проблемы, когда севший аккумулятор не мог запустить мотор, а если быть точнее — то напряжения было недостаточно для того, чтобы крутить стартер. Ес...
Новый УАЗ Патриот в новом кузове 2019 фото, изменения, характеристики Что бы немного отвлечься от повседневной суеты Немного женской красоты (что писать - тут смотреть надо) Устройство и принцип работы турбокомпрессора Легенда праворульного автопрома Toyota Chaser Что такое электронный полис ОСАГО? Porsche Cayenne меняет характер ДРУГИЕ РУБРИКИ • Спецтехника • Автострахование • Автозвук • Штрафы и ПДД • Ремонт • Лайфхаки • Фото/Видео

24techno-guide.ru

Как устроены топливные форсунки и когда их нужно чистить. Устройство форсунки бензинового двигателя

ГлавнаяРазноеУстройство форсунки бензинового двигателя

Топливная форсунка (ТФ), или инжектор, относится к деталям топливной системы впрыска. Она управляет дозированием и подачей ГСМ с его последующим разбрызгиванием в камере сгорания и соединением с воздухом в единую смесь.

ТФ выступают в роли главных исполнительных деталей, относящихся к системе впрыска. Благодаря им происходит разделение топлива на мельчайшие частицы путем разбрызгивания и его поступление в двигатель. Форсунки для любого типа моторов выполняют одинаковое назначение, однако различаются конструкционно и по принципу действия.

Топливные форсунки

Данный вид изделий отличается индивидуальным изготовлением под конкретный тип силового агрегата. Иначе говоря, универсальной модели этого устройства не существует, поэтому переставлять их с бензинового мотора на дизельный нельзя. В качестве исключения можно привести пример гидромеханических моделей от BOSCH, устанавливаемых на механические системы, работающие на непрерывном впрыске. Они находят широкое применение для различных силовых агрегатов в качестве составного элемента системы «K-Jetronic», хотя и имеют несколько модификаций, не связанных между собой.

Расположение и принцип работы

Схематично форсунка – это электромагнитный клапан, управляемый программно. Она обеспечивает подачу топлива в цилиндры в установленных дозах, причем установленная система впрыска определяет вид используемых изделий.

Как устроена форсунка

Топливо в форсунку подается под давлением. При этом блок управления мотором посылает электроимпульсы на электромагнит инжектора, которые активируют работу игольчатого клапана, отвечающего за состояние канала (открыто/закрыто). Количество поступающего топлива определяется длительностью поступающего импульса, влияющего на промежуток нахождения игольчатого клапана в открытом состоянии.

Расположение форсунок зависит от конкретного типа системы впрыска:

• Центральный – размещаются перед дроссельной заслонкой во впускном трубопроводе.

• Распределенный –всем цилиндрам соответствует отдельная форсунка, размещаемая у основания впускного трубопровода и осуществляющая впрыск ГСМ.

• Непосредственный –форсунки находятся вверху стенок цилиндра, что обеспечивает впрыск напрямую в камеру сгорания.

Форсунки для бензиновых моторов

Бензиновые моторы комплектуются следующими типами инжекторов:

• Одноточечные – подают топливо, расположены до дроссельной заслонки.

• Многоточечные – за подачу ГСМ на цилиндры отвечают несколько форсунок, располагаемых перед трубопроводами.

ТФ обеспечивают подачу бензина в камеру сгорания силовой установки, при этом конструкция таких деталей неразборная и не предусматривает ремонт. По стоимости они дешевле тех, что устанавливаются на дизельных моторах.

грязные форсунки

Как деталь, обеспечивающая нормальную работу топливной системы автомобиля, форсунки часто выходят из строя по причине загрязнения расположенных на них фильтрующих элементов продуктами сгорания. Подобные отложения перекрывают распылительные каналы, что нарушает работу ключевого элемента – игольчатого клапана и прерывает поступление топлива в камеру сгорания.

Форсунки для дизельных моторов

Правильную работу топливной системы дизельных двигателей обеспечивают два типа устанавливаемых на них форсунок:

• Электромагнитные, за работу которых отвечает специальный клапан, регулирующий поднятие и опускание иглы.

• Пьезоэлектрические, работающие за счет гидравлики.

Правильная настройка форсунок, а также степень их износа влияет на работу дизельного мотора, выдаваемую им мощность и объем расходуемого горючего.

Поломку или неисправность работы дизельной форсунки автовладелец может заметить по ряду признаков:

• Увеличился расход топлива при нормальной тяге.

• Машина не хочет двигаться с места и дымит.

• У авто вибрирует двигатель.

Проблемы и неисправности форсунок двигателя

Для поддержания нормальной работы топливной системы необходимо проводить периодическую чистку форсунок. По мнению специалистов, процедура должна выполняться каждые 20-30 тыс. км пробега, но на практике необходимость в таких работах возникает уже после 10-15 тыс. км. пробега. Это связано с некачественным топливом, плохим состоянием дорог и не всегда правильным уходом за машиной.

К самым актуальным проблемам, преследующими форсунки любого типа, относится появление на стенках деталей отложений, являющихся следствием использования низкокачественного топлива. Результатом является появление загрязнений в системе подачи горючей жидкости и возникновение перебоев в работе, потеря мощности мотором, чрезмерный расход ГСМ.

Причинами, влияющими на работу форсунок, могут быть:

• Чрезмерное содержание серы в ГСМ.

• Коррозия металлических элементов.

• Износ.

• Засорение фильтров.

• Неверная установка.

• Воздействие высоких температур.

• Проникновение влаги и воды.

Надвигающиеся неполадки можно определить по ряду признаков:

• Появление незапланированных сбоев при старте двигателя.

• Существенное увеличение расхода топлива в сравнении с номинальными значениями.

• Появление выхлопов черного цвета.

• Появление сбоев, нарушающих ритмичность работы мотора на холостом ходу.

Способы чистки форсунок

Для решения вышеназванных проблем требуется периодическая промывка топливных форсунок. Для устранения загрязнений применяют ультразвуковую очистку, используют особую жидкость, выполняя процедуру вручную, либо добавляют специальные присадки, позволяющие очистить форсунки без разбора мотора.

Заливка промывки в бензобак

Наиболее простой и щадящий способ очистки загрязненных форсунок. Принцип действия добавляемого состава заключается в постоянном растворении с его помощью имеющихся отложений в системе впрыска, а также частичное предотвращение их появления в будущем.

промывка форсунки с помощью присадок

Такая методика хороша для новых машин либо автомобилей с небольшим пробегом. В этом случае добавление промывки в бак с топливом выступает профилактикой, позволяющей поддерживать силовую установку и топливную систему машины в чистоте. Для машин с серьезными загрязнениями топливной системы данный способ не подходит, а в ряде случаев может нанести вред, усугубив имеющиеся проблемы. При большом количестве загрязнений смытые отложения попадают в форсунки и забивают их еще больше.

Чистка без снятия с двигателя

Промывка ТФ без разбора двигателя выполняется путем подключения промывочной установки непосредственно к мотору. Такой подход позволяет отмыть скопившуюся грязь на форсунках и топливной рампе. Двигатель на полчаса запускается на холостом ходу, подача смеси происходит под давлением.

промывка форсунок с помощью аппарата

Данный способ не используется на сильно изношенных двигателях, а также не подходит для автомобилей с установленной системой КЕ-Jetronik.

Чистка со снятием форсунок

При сильных загрязнениях двигатель разбирают на специальном стенде, снимают форсунки и выполняют их индивидуальную очистку. Подобные манипуляции дополнительно позволяют определить наличие неисправностей в работе форсунок с их последующей заменой.

снятие и промывка

Чистка ультразвуком

Очистка форсунок выполняется в ультразвуковой ванне для предварительно снятых деталей. Вариант подходит при сильных загрязнениях, не убирающихся очистителем.Операции по очистке форсунок без снятия с двигателя в среднем обходятся владельцу автомобиля в 15-20 у.е. Стоимость диагностики с последующей чистой для одной форсунки в ультразвуке либо на стенде составляет около 4-6 у.е. Комплексные работы по промывке и замене отдельных деталей позволяют обеспечить бесперебойную работу топливной системе еще на полгода, добавив 10-15 тыс. км. пробега.

устразвуковая чистка топливных форсунок

avtoexperts.ru

Форсунки впрыска топлива. Виды форсунок.

Топливная форсунка является основным исполнительным устройством в любой системе впрыска. Ее главная задача — распылять топливо на мелкие частицы в нужном месте впускного воздушного тракта или непосредственно в цилиндрах двигателя. Форсунки бензиновых и дизельных двигателей выполняют одинаковые функции, но по принципу действия и конструкции — это совершенно разные устройства. В данной главе описываются форсунки только для бензиновых двигателей.

 ФОРСУНКИ ВПРЫСКА: ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Форсунки впрыска бензина (ФВБ) по конструктивному устройству и по типу реализованного в них способа управления подразделяют на гидромеханические, электромагнитные, магнитоэлектрические и электрогидравлические. В современных системах впрыска бензина используются в основном первые два вида.

По назначению в системе впрыска форсунки бывают пусковыми и рабочими. Рабочие форсунки делят на два вида: центральные форсунки для одноточечного импульсного впрыска и клапанные форсунки для впрыска топлива с распределением по цилиндрам. Разрабатываются рабочие форсунки для впрыска бензина под высоким давлением непосредственно в цилиндры двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Следует отметить, что форсунки впрыска бензина изготовляются под каждый тип двигателя индивидуально, т.е. форсунки впрыска не унифицируются и, как правило, не могут переставляться с одного типа двигателя на другой. Исключение составляют универсальные гидромеханические форсунки фирмы BOSCH для механических систем непрерывного впрыска бензина, которые широко применялись на различных двигателях в составе системы «K-Jetronic». Но и эти форсунки имеют несколько не взаимозаменяемых модификаций.

Почти все форсунки впрыска бензина содержат внутри корпуса мелкосетчатый фильтр тонкой очистки топлива, который часто является причиной нарушения работоспособности форсунки. Восстановить нормальную работу форсунки с загрязненным фильтром можно принудительной промывкой всей системы впрыска специальным многокомпонентным растворителем, который добавляют в моторное топливо (в бензин), и двигатель включают в работу на холостом ходу на 30-40 мин. В настоящее время для этой цели продаются специальные промывочные установки и растворитель. Промывка форсунки вне двигателя путем «отмачивания» в ацетоне или продувкой воздухом не эффективна.

Следует также заметить, что современные форсунки впрыска бензина не разборные и ремонту с демонтажом на детали не подлежат.

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ФОРСУНКИ

Гидромеханические форсунки (ГМ-форсунки) бывают открытого и закрытого типов. Первый тип ГМ-форсунок представляет собой жиклерные форсунки и в современных системах впрыска бензина не используется. ГМ-форсунки закрытого типа предназначены для применения в механических системах непрерывного распределенного по цилиндрам впрыска топлива на бензиновых ДВС. Такие форсунки не имеют электрического управления. Они открываются под напором бензина, а закрываются возвратной пружиной. Давление напора бензина, при котором закрытая форсунка открывается, называется начальным рабочим давлением (НРД) форсунки и обозначается как Рфн. ГМ-форсунки закрытого типа устанавливаются в предклапанных зонах впускного коллектора для каждого цилиндра в отдельности.

По конструкции закрытые форсунки могут различаться устройством запорного клапана и способом крепления в литом корпусе впускного коллектора. По типу запорного устройства закрытые форсунки подразделяют на форсунки со сферическим, дисковым и штифтовым клапаном; по способу крепления — на вставные и резьбовые.

Закрытые ГМ-форсунки в дозировании топлива участия не принимают. Их главная функция — распылять бензин на горячие впускные клапаны двигателя. При этом распыленные частицы бензина переходят в парообразное состояние, а впускной клапан охлаждается. Чтобы не было соприкосновения струи бензина со стенками предклапанной зоны впускного коллектора, бензин распыляется с раскрывом на угол не более 35е, а форсунка по отношению к клапану устанавливается по строго заданной геометрии.

Дозирование топлива в механической системе впрыска производится изменением напора бензина у постоянно открытого распылительного сопла форсунки. При этом давление напора формируется давлением вне форсунки — в дифференциальном клапане дозатора-распределителя механической системы впрыска.

Для того чтобы клапан форсунки закрытого типа находился в состоянии «открыто», давление бензина в клапанной полости 6 должно быть все время несколько выше усилия Рп возвратной пружины 10 (Рфн > Р„).

Это достигается заданием достаточно высокого (не менее 6 бар) рабочего давления Ps (РДС) в системе (в топливоподающей магистрали до дозатора-распределителя) и поддержанием РДС на постоянном уровне.

ОСНОВНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ ЗАКРЫТОЙ ФОРСУНКИ ЯВЛЯЮТСЯ ПЯТЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ.

1.    Начальное рабочее давление Рфн (НРД) форсунки сразу после ее сборки на заводе-изготовителе (давление открывания новой форсунки). НРД для закрытых форсунок разных модификаций лежит в пределах 2,7…5,2 кг/см2. Для новых форсунок из одного типоразмерного ряда НРД может отличаться не более чем на ±20%. При подборе комплекта форсунок на двигатель различие НРД не должно превышать ±4%. В продажу (как запчасти) форсунки поступают с одинаковым НРД в упаковке. Замена форсунок неполным комплектом может стать причиной нарушения нормальной работы двигателя.

2.    Минимальное рабочее давление Рф т|„ (МРД) форсунки после ее приработки на двигателе (после 5000 км пробега). Это давление становится меньше НРД новой форсунки на 15…20% и стабилизируется (за 5 лет нормальной эксплуатации изменяется не более чем на 5%).

3.    Рабочее давление Рф форсунки после ее приработки. Это изменяющееся во время работы двигателя давление во внутренней полости форсунки от минимального рабочего давления Рф min (МРД) до максимального значения рабочего давления Ps max(РДС)в механической системе впрыска.

4.    Давление отсечки форсунки Р0 (ДОТ). Это давление, ниже которого форсунка надежно закрыта иногда называется давлением слива). Давление отсечки всегда меньше Рф min на 1,0…1,5 кг/см2, но несколько больше остаточного давления Рост в системе  впрыска  сразу  после  выключения  двигателя.

5. Производительность Пф форсунки. Это количество бензина, которое распыляется через постоянно открытую форсунку за единицу времени при определенном рабочем давлении Рф в полости форсунки. Обычно Пф закрытой форсунки задается для двух крайних значений рабочего давления: Рф min и Ps max. Этим двум значениям соответствуют два режима работы двигателя: Рф m,n — холостому ходу, Ps m8K — полной нагрузке. Производительность Пф задается в см3/мин или в гр/с. Например, для закрытых форсунок 5-ти цилиндрового ДВС автомобиля AUDI-1O0 (2,2 л, 140 л/с) показатели производительности соответственно равны 30 и 90 см3/мин (при работе в системе «K-Jetronic»).

Вышедшие из строя форсунки закрытого типа ремонту не подлежат, но, как и любые другие, могут быть «промыты» в составе системы впрыска на работающем двигателе.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ФОРСУНКИ

Электромагнитные форсунки применяются в современных системах впрыска бензина в качестве клапанных рабочих и пусковых форсунок (для систем распределенного по цилиндрам впрыска с электронным управлением), а также в качестве центральных форсунок впрыска (в системах питания с моновпрыском). Центральная форсунка наиболее распространенной конструкции для систем впрыска бензина группы «Mono».

Современные ЭМ-форсунки способны надежно срабатывать со скважностью* S = 0,5 и при этом устойчиво (управляемо) удерживать открытое состояние в течение 2…2,5 мс. Разброс этого параметра в конкретном типоразмерном ряде форсунок не более ±5%. Такой быстроте срабатывания ЭМ-форсунки отвечает частота возвратно-поступательного движения подвижного стержня электромагнита форсунки в 200…250 с-1. Это является пределом возможного для данного типа электроуправляемых форсунок.

При применении ЭМ-форсунок в качестве клапанных рабочее давление Ps в системе впрыска может быть понижено с 6,5 бар (в механических системах) до 4,8…5 бар, что повышает надежность работы электробензонасоса и понижает вероятность протечек топлива в уплотнительных соединениях бензома-гистралей.

При электронном управлении форсунками точность дозирования впрыснутого бензина значительно повышается. Это становится возможным потому, что давление внутри ЭМ-форсунки поддерживается постоянным, и количество впрыснутого топлива определяется только временем открытого состояния форсунки.

ОСНОВНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ ЭМ-ФОРСУНКИ ЯВЛЯЮТСЯ:

1.    Постоянное рабочее давление в полости форсунки (РДФ), равное рабочему давлению Ps системы, выраженное в бар.

2.    Производительность   форсунки  (пропускная СПОСОбнОСТЬ В ОТКРЫТОМ СОСТОЯНИИ — В СМ3/МИН или в г/с при заданном Ps РДС).

3.    Минимальное напряжение надежного срабатывания форсунки (постоянное напряжение в вольтах).

4.    Минимальное время цикловой подачи топлива (минимальное надежно управляемое время продолжительности открытого состояния форсунки — в мс).

5.    Внутреннее омическое сопротивление Нф форсунки (сопротивление катушки соленоида — в омах).

На корпусе форсунки набивается цифровой код, по которому в справочном каталоге можно определить все вышеперечисленные параметры. На корпусе выбивается также торговый знак или название фирмы-изготовителя.

О внутреннем омическом сопротивлении Нф форсунки следует сказать отдельно. Если катушка соленоида намотана медным проводом, то получить величину Нф более 2…3 Ом невозможно (накладывается требование минимизации индуктивности Ls катушки). В таком случае для ограничения величины рабочего тока 1ф форсунки последовательно с катушкой соленоида включают дополнительный резистор. Применяют также обмоточный провод с высоким удельным сопротивлением (для катушки соленоида), что исключает необходимость установки дополнительных резисторов. Но в любом случае общий средний ток управления сразу всеми форсунками (или группой форсунок) впрыска на двигателе не должен превышать значения 3…5 А.

В некоторых случаях на многоцилиндровых двигателях применяют «групповое» управление форсунками. Это когда форсунки объединены в группы, а каждая группа управляется от отдельного электронного блока. Но наиболее эффективной является система впрыска бензина, в которой каждая рабочая клапанная ЭМ-форсунка управляется независимо от других (последовательный синхронизированный распределенный по цилиндрам импульсный впрыск бензина с управлением от многоканального ЭБУ впрыском).

По типу запирающего клапана ЭМ-форсунки, как и гидромеханические, подразделяют на три вида:

—     форсунки со сферическим профилем запорного элемента:

—     форсунки с штифтовым клапаном (с конусным или игольчатым запорным стержнем):

—     форсунки с дисковым клапаном (с плоским или тарельчатым запорным элементом).

Выпускаются форсунки с внутренним электрическим сопротивлением 2,4 Ом: 12,5 Ом; 16 Ом. Малое сопротивление связано с применением обмоточного провода из меди и с необходимостью иметь малую величину индуктивности L соленоида, которая прямо зависит от числа витков Wc обмотки соленоида.

Низкое сопротивление форсунки увеличивают дополнительным сопротивлением в 6…8 Ом, что уменьшает потрябляемый ток. Обмотки высокоомной форсунки выполнены из провода с большим удельным сопротивлением (например, из латуни), что позволяет иметь малое L и большое R.

По производительности П впрыска форсунки подбирают по типам и мощности тех двигателей, на которые эти форсунки устанавливаются. Производительность форсунки определяется под рабочим давлением системы, как количество Кв бензина, прошедшего через форсунку за единицу времени t, если она постоянно открыта.

ПУСКОВЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ФОРСУНКИ

К электромагнитным форсункам относятся и пусковые гидроклапаны с электромагнитным управлением, которые по принципу действия мало чем отличаются от ЭМ-форсунок. Именно поэтому пусковые гидроклапаны чаще называют пусковыми форсунками.

Основное назначение пусковой форсунки (ПС-форсунки) — это работа в механической системе непрерывного распределенного впрыска во время запуска холодного двигателя. Иногда ПС-форсунка используется как форсажное устройство, наподобие ускоритвльного насоса в карбюраторе, или как устройство для запуска перегретого двигателя с турбонаддувом. Пусковая форсунка применяется и в некоторых системах впрыска группы «L». В любом случае ПС-форсунка работает непосредственно от бортсети автомобиля, а в систему электронного управления двигателем включается опосредовано через специальное электронное реле управления.

К ПС-форсункам требования высокой скорости срабатывания не предъявляются, что значительно упрощает конструктивное исполнение ее составных компонентов. Так, масса якоря электромагнита, который (якорь) одновременно является и запирающим элементом клапана форсунки, число витков катушки электромагнита, сечение распылительного сопла, упругость возвратной пружины — все это заметно увеличено по сравнению с рабочей клапанной ЭМ-форсункой.

ФОРСУНКА ЗАКРЫТОГО ТИПА С ПЛУНЖЕРНЫМ НАСОСОМ

Ведутся исследования в направлении поиска принципиально новых способов впрыска бензина с помощью форсунок. Испытаны так называемые магнитоэлектрические форсунки, которые отличаются высоким быстродействием (0,5 мс), так как работают с принудительным высокочастотным (до 1000 с»1) переключением полярности магнитного поля в катушке соленоида.

Перспективными считаются также форсунки закрытого типа с дополнительным электромагнитным управлением (электрогидравлические).

В системах впрыска бензина группы «Д» (впрыск в камеру сгорания) используется насос-форсунка закрытого типа с плунжерным насосом высокого давления, который приводится в действие от кулачка распредвала.

Насос-форсунка оснащен сливным каналом с быстродействующим электрогидравлическим клапаном. Комбинация — плунжерный насос, закрытая гидромеханическая форсунка, электроуправляемый от электронной автоматики сливной канал — дает возможность реализовать так называемый «послойный впрыск бензина» непосредственно в камеру сгорания ДВС. Это обеспечивает значительную экономию топлива за счет работы двигателя на очень бедных ТВ-смесях (а = 2,0), а также повышает ряд его эксплуатационных показателей.

При послойном впрыске цикловая подача бензина непрерывно дифференцируется по времени посредством управления давлением в рабочей полости насос-форсунки (под плунжером). Давление регулируется электроуправляемым гидроклапаном в сливном канале. Суть послойного впрыска топлива состоит в его подаче отдельными, строго дозированными порциями. Получается так: за один цикл впрыска бензин подается прямо в цилиндр не сплошной однородной струей, а несколькими частями, каждая из которых образует «свой» коэффициент избытка воздуха а.

В объеме цилиндра образуется «послойный пирог» из ТВ-смеси разной концентрации. Преимущество послойного впрыска бензина состоит в том, что в первый момент воспламенения в зону центрального электрода свечи зажигания подается нормальная (стехиометрическая) ТВ-смесь с а = 1, которая легко возгорается. Далее процесс горения топлива в очень бедной ТВ-смеси (а = 2.0) поддерживается за счет «открытого огня», образовавшегося в первый момент воспламенения. Однако система впрыска бензина с насос-форсунками обладает двумя существенными недостатками: она содержит дорогостоящие и очень сложные механические устройства, а также способствует появлению значительных количеств оксидов азота (N0X) в выхлопных отработавших газах двигателя, бороться с которыми крайне сложно. Тем не менее система выпускается фирмой TOYOTA для двигателей TD4 легковых автомобилей.

carsaround.ru

Топливная форсунка. Назначение, устройство, принцип работы

Форсунка — это элемент системы впрыска, предназначенный для дозированной подачи топлива, его распыления в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси.

Форсунки используются в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных двигателях устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска.

В зависимости от способа осуществления впрыска различают:

  • электромагнитные форсунки
  • электрогидравлические форсунки
  • пьезоэлектрические

Общий вид форсунки системы «коммон рейл» фирмы «Бош» показан на рисунке.

Рис. Разрез электрогидравлической форсунки фирмы Бош:1 – отводящий дроссель; 2 – игла; 3 – распылитель; 4 – пружина запирания иглы; 5 – поршень управляющего клапана; 6 – втулка поршня; 7 – подводящий дроссель; 8 – шариковый управляющий клапан; 9 – шток; 10 – якорь; 11 – электромагнит; 12 – пружина клапана

Форсунка состоит из:

  • электромагнита 11
  • якоря электромагнита 10
  • маленького шарикового управляющего клапана 8
  • запорной иглы 2
  • распылителя 3
  • поршня управляющего клапана 5
  • подпружиненного штока 9

Шарик клапана прижимается к седлу с усилием пружины и электромагнита. Сила пружины рассчитана на давление до 100 кг/см2, что значительно ниже давления в линии высокого давления (250…1800 кг/см2), поэтому только при приложении усилия электромагнита шариковый клапан не отойдет от седла, отделяя аккумулятор от линии слива. Игла распылителя форсунки в нерабочем состоянии прижимается к седлу пружиной распылителя – это предотвращает попадание воздуха в форсунку при пуске двигателя.

В отличие от бензиновых электромеханических фор­сунок, в форсунках «Коммон Рейл» электромагнит при давлении 1350 … 1800 кгс/см2 не в состоянии поднять за­порную иглу, поэтому используется принцип гидроусиления.

Рис. Принцип действия электрогидравлической форсунки:а – форсунка в закрытом состоянии; b – форсунка в открытом состоянии; c – фаза закрытия форсунки

При создании давления в аккумуляторе, оно действует как на конусную поверхность иглы, так и на поршень управляющего клапана 5. Поскольку площадь рабочей поверхности поршня на 50% больше площади конусной поверхности иглы, игла распылителя продолжает прижиматься к седлу.

При подаче напряжения от блока управления на электромагнит 11, шток 9 якоря штока поднимается и открывается шариковый управляющий клапан 8. Давление в камере управления 7 падает в результате открытия дроссельного отверстия и топливо пропускается из зоны над поршнем управляющего клапана в зону слива. Давление на поршень управляющего клапана падает, так как подводящее дроссельное отверстие управляющего клапана имеет меньшее сечение чем отводящее. Запорная игла 2 при этом под действием высокого давления в кармане распылителя 3 открывается. Количество подаваемого топлива зависит от времени подачи напряжения в электромагнит 11, а значит от времени открытия шарикового управляющего клапана 8. При прекращении подачи напряжения на электромагнит 11, якорь под действием пружины опускается вниз, при этом шариковый управляющий клапан закрывается, давление в камере управления восстанавливается через специальный жиклер. Под действием давления топлива на поршень управляющего клапана 5, имеющего диаметр больше диаметра иглы, последняя закрывается.

На входе топлива в форсунку установлен аварийный ограничитель подачи топлива. Он предотвращает опорожнение аккумулятора через форсунку с зависшей иглой или клапаном управления, а также повреждение соответствующего цилиндра дизеля. В нем используется принцип возникновения разницы давлений по обе стороны от клапана 1 при прохождении топлива через его жиклеры 2. Сечение жиклеров, за­тяжка пружины 3 и диаметр клапана подобраны по максимальной продолжительности и расходу, т.е. подаче топлива.

Рис. Аварийный ограничитель подачи топлива через форсунку

В системах «коммон рейл» первых поколений общее количество горючей смеси, впрыскиваемой в цилиндр, разделялось на предварительное и основное. Однако более гармоничной является такая схема сгорания, когда во время одного рабочего такта горючая смесь будет разделена на возможно большее количество частей. До сих пор добиться этого было невозможно по причине инерционности традиционных форсунок с электромагнитным управлением.

Одним из путей совершенствования системы «коммон рейл» является увеличение быстродействия открытия форсунки. Минимальное время открытия форсунки для электромагнита с подвижным сердечником составляет 0,5 мс, что не позволяет оперативно изменять подачу топлива. Для более быстрого срабатывания форсунки в настоящее время применяется пьезокерамическая форсунка, которая работает вчетверо быстрее.

Известно, что при подаче электрического напряжения на пьезокерамическую пластинку она на несколько микрон изменяет свою толщину.

Пьезоэлемент, являющийся исполнительным элементом форсунки, представляет собой параллелепипед длиной 30…40 мм, состоящий из спеченных между собой 300 керамических пластинок (кристаллов), расширяющийся на 80 мкм всего за 0,1 мс, чего достаточно  чтобы воздействовать на иглу форсунки с усилием 6300 Н. При этом для управления пьезоэлементом используют напряжение бортовой сети автомобиля.

Рис. Пьезоэлемент

Для усиления пьезоэффекта в керамику добавляют палладиум и цирконий. Пьезоэлемент потребляет энергию только при подаче напряжения и регенерирует ее при выключении напряжения, таким образом, являясь регенератором энергии.

Использование пьезоэлемента, кроме быстроты срабатывания, обеспечивает большую силу открытия клапана сброса давления над иглой форсунки и высокую точность хода для быстрого сброса давления подачи топлива.

Электрогидравлическая форсунка с пьезоэлементом показана на. Основными составляющими форсунки являются модуль исполнительного элемента, состоящего из пьезоэлектрического элемента и его составляющих, модуль плунжера, состоящего из поршней, амортизатора давления и пружины, клапан переключения, игла. Для окончательной очистки топлива применяется специальный стержневой фильтр.

Рис. Разрез пьезоэлектрогидравличе­ской форсунки:1 ­– патрубок рециркуляции; 2 – электрический разъем; 3 – стержневой фильтр; 4 – корпус форсунки; 5 – пьезоэлектричесий элемент; 6 – сопряженный поршень; 7 – поршень клапана; 8 – клапан переключения; 9 – игла форсунки; 10 – амортизатор давления

Увеличение длины модуля исполнительного элемента преобразуется модулем соединителя в гидравлическое давление и перемещение, воздействующие на клапан переключения. Модуль плунжера действует как гидравлический цилиндр. На него постоянно воздействует давление подачи топлива 10 кгс/ см2 через редукционный клапан в обратной магистрали.

Топливо выполняет роль амортизатора давления между плунжером соединителя выпускного дросселя 8 и плунжером клапана 5 в модуле плунжера. Из пустого закрытого инжектора (присутствует воздух) воздух удаляется при стартерном пуске двигателя (с частотой вращения вала стартера). Помимо этого, инжектор наполняется топливом, подаваемым погруженным в топливном баке насосом, проходящим через управляемый обратный клапан против направления потока топлива.

Клапан переключения состоит из пластины клапана, плунжера клапана 5, пружины клапана и пластины дросселя 3. Топливо под давлением протекает через впускной дроссель 4 в пластине дросселя к игле форсунки и в камеру над иглой форсунки. Благодаря этому происходит выравнивание давления над и под иглой форсунки. Игла форсунки удерживается в закрытом положении силой пружины форсунки. При нажиме плунжера клапана 5 открывается канал выпускного дросселя и топливо под давлением вытекает через выпускной дроссель 8 большего размера, расположенный над иглой форсунки. Топливо под давлением поднимает иглу форсунки, в результате чего происходит впрыск. Благодаря быстрым командам на переключение пьезо-электрического элемента за один рабочий такт друг за другом производятся несколько впрысков.

Рис. Принцип работы пьезофорсунки:1 – игла форсунки; 2 – пружина форсунки; 3 – пластина дросселя; 4 — впускной дроссель; 5 – плунжер клапана; 6 – линия высокого давления; 7 – соединительный элемент; 8 – выпускной дроссель; а – форсунка закрыта; б — форсунка открыта

Из-за особенностей процесса сгорания, присущих дизельным двигателям с турбонаддувом, для уменьшения шума и снижения выброса оксидов азота в цилиндры двигателя перед впрыском основной дозы топлива подается небольшая капля топлива (1…2 мм3) «пилотный впрыск», которая плавно перетекает в распыление остальной части топлива. Предварительный впрыск позволяет топливу воспламеняться быстрее. Давление и температура при этом возрастают медленнее чем при обычном впрыске, что уменьшает «жесткость» работы двигателя и его шум с одновременным снижением выбросов окислов азота. Характер процесса двойного впрыска показан на рисунке:

Рис. График процесса двойного впрыска и характер распыления топлива

При холодном двигателе и в режиме, приближенном к холостому ходу, происходит два предварительных впрыска. При увеличении нагрузки предварительные впрыски один за одним прекращаются, пока при полной нагрузке двигатель не перейдет в режим основного впрыска. Оба дополнительных впрыска необходимы для регенерации сажевого фильтра.

Благодаря тому, что пьезофорсунки имеют намного меньшее время срабатывания, чем традиционные электромагнитные, стало возможным разделение горючей смеси на несколько отдельных микродоз: после многократных предварительных впрыскиваний очень небольших количеств горючей смеси следуют либо основное впрыскивание, либо при необходимости многие так называемые «послевпрыскивания».

Рис. Характер протекания процесса многоступенчатого впрыска

Время между предварительным впрыскиванием и основным впрыскиванием составляет 100 мс. Объем топлива, попадающего в цилиндр в момент каждого предварительного впрыскивания, составляет 1,5 мм3. Это делается для равномерного распределения давления в камере сгорания и, соответственно, уменьшения шума, создаваемого в процессе сгорания. После впрыскивания, в свою очередь, служат для снижения токсичности отработавших газов. Если в конце цикла сгорания произвести еще одно впрыскивание в цилиндр, то оставшиеся частицы сгорают лучше. Кроме того, в случае, когда во впускной системе установлен фильтр для улавливания несгоревших частиц, такая технология за счет высокой температуры способствует его очистке. Это особенно актуально для двигателей с большим рабочим объемом.

Более того, сейчас стало возможным использовать до семи тактов впрыска вместо трех за один рабочий процесс. Благодаря этому появляются новые возможности для увеличения номинальной мощности двигателя и еще более точного контроля за составом отработавших газов.

Новое поколение форсунок позволяет регулировать не только количество впрыска по времени и его фазы, но и управлять подъемом иглы, что позволяет более четко управлять процессом впрыска.

В настоящее время производители дизельной топливной аппаратуры, например фирма Бош, разработала системы Common Rail с давлением впрыска до 2500 кгс/см2. В этих системах форсунка отличается от традиционной тем, что максимальное давление создается не гидроаккумуляторе, а в самой форсунке. Она снабжена миниатюрным гидроусилителем давления и двумя электромагнитными клапанами, позволяющими варьировать момент впрыска и количество топлива в пределах одного рабочего цикла. Таким образом, здесь совмещены принципы работы Common Rail и форсунки.

Другим направлением форсунок фирмы Bosch является устройство в форсунках небольшого напорного резервуара, сокращающего обратный ход к циклу низкого давления. Это позволяет увеличить давление впрыска и КПД системы.

Форсунки с повышенным давлением впрыска соответствуют нормам Евро-6.

ustroistvo-avtomobilya.ru

что это такое, устройство, принцип работы, где находится, виды

2345 Просмотров

Мало кто знает, что в автомобиле есть форсунки. Даже если кто-то и знает, то большая часть из них не знает о том, что это такое, для чего они предназначены и по какому принципу осуществляется работа. На самом деле, топливная форсунка находится в топливной системе автомобиля. Она предназначена для того, чтобы вовремя подавать топливо в камеру сгорания двигателя. Форсунка устроена так, что она создает топливную смесь путем смешивания бензина и воздуха.

Строение

Как уже было сказано, основной задачей форсунки является вовремя подать нужное количество бензиновой смеси в камеру сгорания под нужным давлением. Следует обратить внимание на то, что бензиновая смесь нужна только бензиновому двигателю, а дизельному двигателю и смесь нужна дизельная. Перед тем, как попасть в камеру сгорания двигателя, бензин и воздух смешиваются в определенном количестве. После того, как получается эта смесь, она попадает в камеру сгорания.

Для того, чтобы под давлением отправить правильное количество топливной смеси в цилиндры двигателя, предусмотрен специальный клапан, который во время открытия набирает топливо и выдавливает эту смесь в цилиндры.

Существуют разные виды форсунок, их различает лишь принцип работы и привод клапана. Сегодня есть три вида форсунок. Основной вид из них — это форсунка с электромагнитным клапаном. Этот вид наиболее распространен на бензиновых двигателях, потому что конструкция этого устройства и принцип работы настолько просты, что их всего лишь потребуется промывать время от времени.

Принцип работы основан на том, что в корпусе форсунки расположена специальная обмотка, которая создает разряжение в определенный момент по сигналу электронного блока, который знает, сколько нужно отправить бензина в камеру сгорания.

Во время этого напряжения, игла поднимается из посадочного места и направляет нужное количество топлива, используя большое давление, в камеру сгорания. Давление в топливной рампе держится на постоянном уровне. Если двигателю необходимо больше топлива, насос поднимает давление автоматически.

Второй вид — это электрогидравлические форсунки. Этот вид наиболее распространен среди дизельных двигателей. Это устройство начинает работу по сигналу электронного блока, знающего сколько бензина требуется мотору. Здесь топливо попадает в камеру сгорания за счет изменения давления на поршни.

Существует еще один вид форсунок, но он встречается только на дизельных двигателях с установленной топливной системой Common Rail. Такие форсунки имеют преимущества перед другими видами в скорости срабатывания и в качестве давления. Благодаря этому топливо может поступать в камеры сгорания под определенным давлением во время всего цикла, что положительно сказывается на мощности мотора. Принцип работы здесь основан на гидравлике, как и во втором типе.

Ремонт и замена

Как уже было сказано, форсунки часто забиваются, и из-за этого топливо перестает попадать в двигатель. Для того, чтобы мотор работал правильно и динамично, форсунки нужно постоянно проверять и прочищать, если они засорены.

Для того, чтобы жиклеры не засорялись нужно заливать в автомобиль только качественное топливо на проверенных заправочных станциях. Жиклеры, это каналы, по которым идет топливо, перед тем как попасть в камеру сгорания. Для того, чтобы уберечь автомобиль от некачественного топлива, в устройстве автомобиля есть специальные фильтры, они находятся в разных частях топливной системы. Фильтры бывают грубой, мягкой и тонкой очистки. Грубой очистке подвергается топливо во время попадания в бак, а фильтр тонкой очистки расположен непосредственно перед попаданием в систему впрыска.

Сегодня на полках автомобильных магазинов можно встретить различные моющие присадки. Они нужны для того, чтобы промывать жиклеры. Эти присадки нужно добавлять в топливный бак, и они уже сами прочистят все каналы.

Этот способ подойдет лишь тем, у кого жиклеры засорены несильно, если на вашем автомобиле они засорены настолько, что автомобиль не заводится, то тут нужно воспользоваться другими способами очистки.

Вторым способом очистки считается очистка без снятия приборов с машины. Для того, чтобы очистить каналы от мусора этим способом, нужно залить в бак промывочное топливо. Затем следует отключить топливный насос и магистрали. После этого подающий проводник топлива подключается к установке, с помощью которой будет проводиться очистка. Эта установка, в свою очередь, будет подавать промывающее топливо, используя высокое давление.

Третий вид очистки используют, когда уже другие два способа перестали помогать. Здесь требуется снять форсунки с машины и погрузить их в специальный раствор в специальной камере. В этой камере они будут очищаться под ультразвуком, который разрушит весь лишний мусор в теле форсунки.

Для того, чтобы избежать последних двух способов очистки, следует подливать моющие присадки в бак каждые 2-3 тысячи пройденного расстояния. Они очистят не только жиклеры, но и топливный трубопровод и различные механизмы, которые тоже способны забиваться. Помимо всего этого нужно ухаживать за топливным насосом, который подает топливо в трубопровод, давление в котором постоянно регулируется.

Подводим итоги

Сегодня каждый водитель знает о том, что в его автомобиле есть топливная система, но не каждый водитель ухаживает за ней должным образом. Нередко в автосервис привозят автомобили с забитой мусором топливной системой. Для того, чтобы избежать этого, нужно вовремя ухаживать за своим автомобилем.

portalmashin.ru

Как устроена форсунка дизельного двигателя: достоинства и недостатки

Форсунки являются исполнительным механизмом, который предназначен для распыления топлива, попадающего во впускной тракт топливной системы или цилиндрах ДВС. Эти устройства делятся на следующие виды: с механическим принципом работы электромагнитные, с применением гидравлики и с пьезоэлементом. Форсунки для двигателей на бензине и дизеле различаются по принципу работы. В различных автомобилях форсунки действуют под определенным напряжением и давлением. Об этом и пойдет речь в данной статье.

В зависимости от того, каким способом осуществляется впрыск топлива, различают 3 вида форсунок: электрогидравлическая, электромагнитного вида и электрическая с пьезоэлементом. Фото: 4geo.ru

Электрогидравлическая топливная форсунка

Электрогидравлический тип форсунки чаще всего применяют в дизельных двигателях. Конструктивно состоит из камеры управления, клапана электромагнитного типа и двух дросселей: для впуска и слива. Работа базируется на принципе применения давления топлива при впрыскивании и его прекращении. В начале впрыска не происходит, потому что электромагнитный клапан в закрытом состоянии и обесточенный, а за счет того, что осуществляется топливное давление на поршень, находящийся в управляющей камере, игла форсунки для топлива оказывается прижата к седлу.

Разница площадей контакта соответствует тому, что давление на поршень больше, чем давление на иглу. Клапан активизируется с помощью сигнала электронного блока. Этот клапан, в свою очередь, открывает дроссель слива. Через него топливо попадает в соответствующую магистраль из камеры управления. Притом впускной дроссель не дает резко выравниваться давлениям в магистрали впускного типа и управляющей камере. В результате понижается давление, оказываемое на поршень, притом давление на иглу остается неизменным, та начинает подниматься и осуществляется впрыскивание топлива.

Здесь вы видите устройство электрогидравлических форсунок. Фото: carnovato.ru

Точность дозировки топлива проверяется с помощью времени срабатывания. Во время впрыска клапан будет открыт всего на 1-2 миллисекунды.

Электромагнитная форсунка

Данный вид форсунки обычно применяется на бензиновых моторах.

Конструкция имеет сопло и клапан электромагнитного типа с иглой. Фото: Childhood-empire.ru

За счет заранее заданного алгоритма управляющий блок в необходимый момент осуществляет передачу напряжения на возбуждающую обмотку электромагнитного клапана. В результате возникает поле электромагнитного вида, которое способно преодолеть усилие пружины. Также оно втягивает в свободное сопло якорь с иглой и производится впрыскивание топлива. После завершения подачи напряжения игла топливной форсунки переходит с участием пружины назад в седло.

Узнать, почему автомобиль дергается в движении вы можете в этом материале.

Замена масла в Рено Дастер вполне под силу многим автомобилистам. О деталях — в материале Прокроссовер.

Пьезоэлектрическая форсунка

Наиболее совершенным на сегодняшний день видом таких устройств является пьезоэлектрический вид форсунки, какой ставят на дизельных моторах. Конструктивно форсунка состоит из толкательного элемента, пьезоэлемента, иглы и клапана, осуществляющего переключение. Работа такой форсунки основывается на принципе гидравлики. Изначальное положение: игла находится на седле за счет большого давления топлива. При подаче электросигнала на пьезоэлемент тот вырастает по длине и отдает необходимое усилие на поршень толкателя. При открытии клапана переключения начинается попадание топлива в магистраль слива. Давление начинает уменьшаться выше иглы. При этом давление внизу производит поднятие иглы, за счет чего происходит впрыскивание топлива.

Достоинства и недостатки топливных форсунок

Системы подачи топлива на форсунках имеют перед карбюраторами определенные преимущества, а именно:

  • расход топлива благодаря точной дозировке меньше;
  • снижается показатель токсичности выхлопа;
  • мощность силового агрегата увеличивается до 10 процентов;
  • машина легко запускается в любую погоду;
  • улучшается динами автомобиля;
  • замена и чистка производятся гораздо реже.

Но есть у таких систем и недостатки, заключающиеся в высоком качестве применяемого топлива. Потому что при нарушении химического состава топлива за счет попадания воды, грязи и других частиц, которые нередко встречаются в дизельном топливе, это очень негативно скажется на механизме форсунки.

Еще один минус системы с распределенным впрыском заключается в высокой стоимости замены и ремонта.

Для того чтобы произвести очистку форсунок, применяют два способа — ультразвук и химчистку. Каждый из данных способов можно применять при различных ситуациях.Например, загрязнение топливных форсунок сопровождается образованием мягких и твердых отложений. В первую очередь появляются мягкие отложения, смываемые химической чисткой. При уплотнении мягких отложений они становятся твердыми. В таком случае помочь может только химчистка

Оптимально производить химическую чистку после каждых пройденных 20 тысяч километров. Ультразвуковая же проводится не больше чем 2 раза за весь период использования форсунок, так как есть серьезный риск для изоляции обмоток.

При пробеге более чем в 100 тысяч километров химчистка форсунок не только не имеет целесоообразности, но и приведет к неблагополучным итогам. Причина заключается в том, что твердые отложения со временем откалываются и забивают иглу форсунки. Особенно это является актуальным для форсунок, где имеется непосредственное впрыскивание топлива.

Чистка форсунок

Ультразвуковая чистка требует знаний на тему того, какое действительное рабочее напряжение для форсунки. Ибо обычное  напряжение со значением 12 вольт не может обеспечить значительной скорости и закрывания форсунки. Вследствие этого ряд современных производителей стремится использовать пониженное напряжение. К примеру, Тойота использует форсунки с рабочим напряжением на 5 вольт, а Ситроен имеет форсунки с рабочим напряжением 3 вольта. Это исключает применение рабочего напряжения в 12 вольт из-за того, что они просто перегорят.

Напряжение на форсунках является предметом отдельной статьи, о котором можно почитать на соответствующих сайтах. Фото: drom.ru

Наилучшая очистка состоит в последовательном использовании методов химической очистки и ультразвуком. То есть, сначала с помощью ультразвука размягчают твердые отложения, а на следующем этапе производится их удаление с применением химических препаратов.

Кроме того, имеются особые присадки, необходимые для добавки в бак с топливом. Их функция состоит в омывании форсунок, когда через них транспортируется топливо, в составе которого имеется средство для очистки.

Срок между периодами использования подобных присадок различается, и находится в зависимости от определенной марки автомобиля и применяемого топлива. Однако необходимо понимать, что данный метод не настолько эффективный, чем расписанные ранее методики. Его следует использовать при смене фильтров очистки топлива  или периодически спустя несколько тысяч километров пробега.

Как сделать промывку форсунок своими руками — узнайте в этом видео:

Итог

Таким образом, форсунка является одним из самых совершенных механизмов для впрыскивания топлива. При должном уходе и ремонте она способна прослужить достаточно долгое время. Наиболее целесообразно брать машины с дизельными двигателями, поскольку используемые там пьезоэлектрические форсунки имеют более совершенную конструкцию по сравнению с другими видами форсунок. При этом после 100 тысяч километров форсунка нуждается в замене, так как к этому моменту становится вредной ее очистка и прочие ремонтные работы.

procrossover.ru

Устройство топливной форсунки дизельного двигателя

С момента появления дизельные двигатели постоянно совершенствовались.

Если первые силовые установки на дизельном топливе отличались повышенной вибрацией и значительной шумностью, современные аналоги практически сравнялись по своим характеристикам с традиционно тихими бензиновыми моторами.

См. также нашу статью Устройство и принцип работы дизельного двигателя.

Такой результат стал возможен благодаря внедрению принципиально иной технологии подачи горючего в камеру сгорания силовой установки. Специальные насос-форсунки осуществляют дозированную подачу дизельного топлива, обеспечивают плавность и экономичность работы мотора. Рассмотрим устройство топливной форсунки дизельного двигателя, а также принцип её работы.

Значение топливной форсунки для дизельного мотора

В современных дизельных моторах топливная форсунка является важнейшим элементом подачи горючего в камеру сгорания каждого цилиндра силовой установки. В зависимости от используемой системы управления впрыском топлива насос-форсунки могут отличаться по модели, форме, размеру и способу управления.

С одной стороны, использование топливных форсунок позволило существенно повысить эффективность сгорания дизельного топлива. Достоинством новой технологии стала оптимизация расхода горючего, увеличение мощности силовой установки, снижение шумности работы и уменьшение уровня вредных веществ в отработанных газах.

С другой стороны, повысились требования к качеству дизельного топлива. Дело в том, что топливная форсунка сильно подвержена загрязнению от различных примесей в низкокачественном топливе. Восстановление работоспособности или ремонт насос-форсунки обходятся недешево.

Несмотря на это благодаря топливным форсункам современные дизельные двигатели стали экономными и выгодными с точки зрения эксплуатации, особенно если речь идет о поездках на дальние расстояния. Благодаря централизации подачи и распределения горючего работа силовой установки стала более эффективной и надежной.

Устройство топливной форсунки дизельного двигателя

В своей работе топливная форсунка сочетает множество разнообразных технологий. Устройство помещено в индивидуальный защитный цилиндр, который нивелирует воздействие негативных внешних факторов. Далее приведены основные компоненты дизельной насос-форсунки и выполняемые ими функции:

  1. Плунжер – обеспечивает нагнетание давления внутри форсунки до рабочего уровня;
  2. Управляющий клапан – точно регулирует поступление топливной смеси и ее впрыск в камеру сгорания;
  3. Игла распылителя – обеспечивает распыление дизельного топлива под высоким давлением в камере сгорания;
  4. Пружина распылителя – надежно фиксирует иглу распылителя в необходимом положении;
  5. Блок управления – непрерывно контролирует работу топливной форсунки в автоматическом режиме.

Принцип работы топливной форсунки дизельного двигателя

Поступление и распределение дизельного горючего в форсунке осуществляется в 3 этапа:

Предварительный впрыск. Кулачок распределительного вала передает механическое усилие на коромысло и увлекает плунжер вниз. Происходит перемещение топливно-воздушной смеси по каналам форсунки, после чего её поступление временно приостанавливается. В замкнутом пространстве устройства образуется область высокого давления до 13 МПа. Под его воздействием игла преодолевает сопротивление пружины и выполняет предварительную подачу горючего. После открытия входного клапана и поступления топливной смеси в магистраль происходит снижение давления.

Основной впрыск. Начинается после опускания плунжера форсунки. Входной клапан закрывается, что приводит к стремительному увеличению давления до 30 МПа. После достижения рабочего давления игла поднимается и впрыскивает топливно-воздушную смесь в камеру сгорания. Максимальный объем впрыскиваемого горючего соответствует предельной мощности двигателя. При этом расход топлива существенно возрастает по сравнению с обычным ритмом работы силовой установки.

Дополнительный впрыск. Требуется для очистки сажевого фильтра, отвода копоти и других загрязнений.

Как видим, устройство топливной форсунки дизельного двигателя достаточно сложное, поэтому для её ремонта требуется специальное профессиональное оборудование. Неквалифицированное обслуживание в большинстве случаев оборачивается полной потерей работоспособности устройства.

Впрочем, современные топливные форсунки – это достаточно надежные устройства, которые практически не нуждаются во вмешательстве извне. Единственным условием для бесперебойной работы является качество дизельного топлива, в противном случае происходит загрязнение и снижается эффективность работы.

all-drive.net

Для чего предназначена форсунка в автомобиле?

Предназначение

Форсунки являются неотъемлемым элементом системы впрыска. Они предназначены для дозированной подачи горючего камерам сгорания цилиндров двигателя. Эти устройства применяются как на инжекторных бензиновых, так и на дизельных силовых агрегатах. Их работу контролирует электронный блок управления двигателем. Он и определяет необходимое количество подаваемого бензина или солярки в каждый момент времени.

Виды автомобильных форсунок

При запуске двигателя форсунки получают импульсы определенной длительности. Во время получения импульса они открываются и подают топливо в цилиндр. Форсунки бывают:

  • Электромагнитными;
  • Электрогидравлическими;
  • Пьезоэлектрическими.
Электромагнитные

Они чаще всего применяются на бензиновых моторах. Блок управления в необходимые моменты осуществляет подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана. Появляется электромагнитное поле, которое способно втянуть якорь с иглой и освободить сопло, преодолевая сопротивление пружины. Бензин впрыскивается в камеры сгорания силового агрегата. После исчезновения электрического разряда сопло вновь закрывается.

Электрогидравлические

Такие конструкции находятся на дизелях. Принцип их работы основывается на применении давления топлива. Когда на клапан электричество не поступает, игла прижимается к седлу благодаря давлению топлива на поршень. Микропроцессор подает команду клапану, а тот открывает специальный дроссель. Горючее начинает поступать в сливную магистраль. Иголка приподнимается, и солярка подается для сжигания.

Пьезоэлектрическое

Эти устройства также находятся на дизельных автомобилях, однако являются более совершенными. В их конструкции используется пьезоэлемент, который может менять свою длину под воздействием электрического напряжения.

Похожие статьи:

autodont.ru

www.roadpart.ru

Для чего предназначена форсунка в автомобиле?

Форсунки являются неотъемлемым элементом системы впрыска. Они предназначены для дозированной подачи горючего камерам сгорания цилиндров двигателя. Эти устройства применяются как на инжекторных бензиновых, так и на дизельных силовых агрегатах. Их работу контролирует электронный блок управления двигателем. Он и определяет необходимое количество подаваемого бензина или солярки в каждый момент времени.

Виды автомобильных форсунок

При запуске двигателя форсунки получают импульсы определенной длительности. Во время получения импульса они открываются и подают топливо в цилиндр. Форсунки бывают:

  • Электромагнитными;
  • Электрогидравлическими;
  • Пьезоэлектрическими.

Электромагнитные

Они чаще всего применяются на бензиновых моторах. Блок управления в необходимые моменты осуществляет подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана. Появляется электромагнитное поле, которое способно втянуть якорь с иглой и освободить сопло, преодолевая сопротивление пружины. Бензин впрыскивается в камеры сгорания силового агрегата. После исчезновения электрического разряда сопло вновь закрывается.

Электрогидравлические

Такие конструкции находятся на дизелях. Принцип их работы основывается на применении давления топлива. Когда на клапан электричество не поступает, игла прижимается к седлу благодаря давлению топлива на поршень. Микропроцессор подает команду клапану, а тот открывает специальный дроссель. Горючее начинает поступать в сливную магистраль. Иголка приподнимается, и солярка подается для сжигания.

Пьезоэлектрическое

Эти устройства также находятся на дизельных автомобилях, однако являются более совершенными. В их конструкции используется пьезоэлемент, который может менять свою длину под воздействием электрического напряжения.

Вам понравилась статья? Она была полезной?

Похожие статьи:

autodont.ru


Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости