Принцип работы дизельной форсунки: Принцип работы дизельных форсунок и частые неисправности

Ремонт механических форсунок непосредственного впрыска | Сервис Форсунок

Вначале дизельные двигатели были не особо привлекательны для автолюбителей. Это были шумные и не сильно резвые агрегаты. Они использовались в основном на тяжелой технике и коммерческих автомобилях. Несмотря на их экономность не каждый хотел ездить на «тракторе» и поэтому покупали автомобили с бензиновыми двигателями. Но потом дизель все-таки доказал свою актуальность и практичность. На сегодняшний день более 60% европейского рынка легковых пассажирских автомобилей составляют дизеля.
Первым вариантом дизельных форсунок были форкамерные форсунки. Позже двигатели стали комплектоваться механическими форсунками непосредственного впрыска. Они оказались более удачным изобретением. Особенно это касается двухпружинных форсунок. Но в целом и форкамерные и механические форсунки непосредственного впрыска зарекомендовали себя как надежные рабочие лошадки.

Все гениальное – просто

Этот фактор особо актуален на территории стран СНГ. Если в Европе и остальном цивилизованном мире общество стремилось к экологичности двигателей внутреннего сгорания, то у нас основными преимуществами дизелей стали экономность и неприхотливость в обслуживании. И вот здесь двигатели с механическими форсунками приобрели всеобщую любовь и уважение.

Качество работы такой топливной системы в основном зависит от состояния топливной аппаратуры и форсунок. И если аппаратура порой заставляет понервничать владельца дизеля, то механические форсунки довольно неприхотливый механизм. Как говорится «Все гениальное – просто». При соблюдении правил эксплуатации топливной системы, к форсункам вы будете заглядывать нечасто.

Последующие типы форсунок являются куда более требовательными к качеству топлива. Соответственно они дороже в обслуживании. Но они имеют и ряд достоинств, с которыми не поспоришь: меньше расход, тихая работа и приемистость двигателя. Поэтому вопрос о том, что лучше выбрать «простой» дизель или с системой common rail – это спорный вопрос.

---

 

Основные дефекты в работе дизелей с механическими форсунками

Итак, основным плюсом «простых» дизелей является их простота и живучесть. Но какими бы живучими они ни были, наше «качественное» топливо всех сильнее и любую топливную систему победит. И как результат – форсунки приходят в негодность.

Если обобщить, то поломки механических форсунок приводят к таким дефектам в работе двигателя: автомобиль начинает дымить черным дымом, теряет тягу, растет расход. Реже наблюдаем неравномерную работу, светлый дым.

Для того чтобы понять причины и последствия поломок «простых» дизельных форсунок сначала разберемся из чего они состоят, и на чем построен принцип их работы.

Классическая механическая форсунка имеет следующую конструкцию:

Принцип работы

На схеме видно, что топливо в механической форсунке поступает непосредственно к игле распылителя. До момента впрыска оно удерживается практически без потерь (утечек) за счет плотного прилегания иглы в области запорного конуса. Солярка подается топливной аппаратурой под заданным давлением. И когда давление топлива превышает сопротивление пружины, игла поднимается. При подъеме иглы открываются сопла распылителя и производится впрыск. После впрыскивания топлива давление на иглу ослабевает, и пружина возвращает ее на штатное место. Игла, доходя до нижней точки, закрывает сопла, и прекращает впрыскивание топлива в камеру сгорания.

Как видим, процесс довольно простой. Основным недостатком являются резкие перепады давления подачи топлива в камеру сгорания. А это приводит к громкой работе дизельного двигателя. Работают такие форсунки на небольших давлениях: примерно от 175 до 340 бар.

---

 

Поломки механических форсунок

На разных автомобилях одни и те же повреждения деталей форсунок могут вызывать свои уникальные дефекты. Здесь мы постараемся обобщенно высветить поломки механических форсунок непосредственного впрыска и то, как они влияют на работу автомобиля.

Распылитель

Самой распространенной проблемой в работе механической форсунки является износ распылителя. Причиной этому может быть некачественное топливо, наличие в нем металлической стружки, длительный срок эксплуатации. При неправильном протекании горения в надпоршневой камере распылитель также получает износ.

При повреждении распылителя наблюдается черный дым, увеличивается расход топлива, в некоторых случаях теряется тяга.

Если игла распылителя в силу повреждений запорного конуса не полностью перекрывает сопла, то это сопровождается черным дымом в нагрузке. При сильном клине распылителя (в приоткрытом положении) наблюдаем светлый дым на холостом ходу. Встречается такой дефект довольно редко.

Клин распылителя в полном открытом положении сопровождается троением, обильным светлым дымом. При этом автомобиль работает с детонацией.

Что касается увеличения расхода топлива, то необходимо понимать, что даже при сильном износе распылителя расход растет примерно до 3-4 литров. Если же вы наблюдаете перерасход намного больше, то причиной этого будут не только форсунки, но и другие факторы.

Проставка

Другое название промежуточная шина. Основная ее функция – это ограничение хода иглы. В процессе работы форсунки, игла упирается «юбкой» в проставку и разбивает ее. В результате такого дефекта увеличивается ход иглы, и как следствие, форсунка дает больше топлива. Даже установив новый распылитель, мы все равно получаем увеличенный расход.

Грибок

Он является передаточным звеном между пружиной и иглой распылителя. При износе грибка, игла распылителя может подклинивать в нем. При этом обычно наблюдаем работу форсунки, как при открытом клине распылителя: машина дымит светлым дымом, троит.

Пружина

Выходит из строя из-за длительного срока эксплуатации или от работы на больших нагрузках. Чем больше рабочее давление форсунки, тем больше изнашивается пружина. Износ происходит как со стороны грибка, так и со стороны регулировочной шайбы. В самом худшем варианте — пружина распадается на несколько частей.

Корпус

Возраст механических форсунок на сегодняшний день довольно большой. В связи с этим для них характерны частые повреждения корпуса и гайки. При сильном износе корпуса (плоскость прилегания к проставке) форсунка начинает подтекать.

Гайка

Распространенным дефектом гайки является прогар со стороны термошайбы. При этом в большинстве автомобилей слышен свистящий звук, сопровождающийся запахом гари. В основном это хорошо заметно на холодном моторе. Опять же, учитывая их возраст, часто встречаются изношенные и треснувшие гайки.

---

 

Форсунки с датчиком подъема иглы

На некоторых дизельных автомобилях, устанавливают топливные аппаратуры с электронным управлением. Такие топливные системы комплектуются форсунками с датчиком подъема иглы, которые дают информацию блоку управления автомобилем о положении иглы в форсунке.

Это в свою очередь позволяет более точно управлять работой топливной аппаратуры. И соответственно более точно и качественно производить впрыск топлива в камеру сгорания.

При выходе из строя электромагнитной катушки в такой форсунке, машина сильно теряет тягу, становится «тупой» и неприемистой.

---

 

Двухпружинные форсунки

Отдельно следует остановиться на двухпружинных форсунках. Они представляют более удачный вариант механической форсунки непосредственного впрыска.Работа механической форсунки довольно жесткая: учитывая особенности ее конструкции, впрыск топлива происходит рывками, что приводит к шумной работе двигателя. А преимущество двухпружинных форсунок заключается в том, что подача топлива в них происходит в два этапа. Для этого и нужны эти две пружины.

Принцип их работы такой, что при подаче топлива под иглу, происходит продавливание слабой первой пружины. И производится небольшой предварительный впрыск топлива (около 20% от общей дозы). После чего давление в магистрали остается еще высоким, и иголка распылителя продолжает двигаться дальше, продавливая более мощную вторую пружину. И только после ее продавливания осуществляется подача основной порции топлива. Вот такое разделение дозы топлива на две фазы позволяет добиться более тихой, более мягкой работы двигателя. Это позволило разработчикам уменьшить токсичность отработанных газов и расход топлива.

---

 

Ремонт механических форсунок

Мы успешно занимаемся ремонтом механических форсунок на протяжении последних 12 лет. Разработаны собственные методы реставрации распылителей, уникальный метод ремонта двухпружинных форсунок. Более подробно о ценах и условиях ремонта можно прочитать здесь.

Признаки и причины неисправностей форсунок. Дизель и бензин.

Современный дизель — это высокоточная система подачи и впрыска топлива. Однако, современный дизель не самый надежный агрегат. Во многом надежность дизеля не связана с конструктивностью самой системы, а больше зависит от качества применяемого в автомобиле топлива. А так как в странах бывшего СССР дизельное топливо не самого хорошего качества, то в дизельной системе часто происходят поломки. Из-за некачественного топлива владельцам дизельных машин чаще всего приходится обращаться в СТО для ремонта форсунок. В отличие от бензиновых форсунок, которые чаще всего меняются полностью и не ремонтируются, дизельные форсунки можно попытаться отремонтировать. Для того, чтобы понять нужен ли ремонт форсунок, попробуем разобраться немного в теории.

Признаки неисправности форсунок дизельного двигателя

Чаще всего неисправность дизельных форсунок очень быстро обнаруживается водителем. Но если у владельца дизельного авто не было опыта владения подобным автомобилем, то он может сразу и не распознать поломку. Первым делом следует обратить внимание на работу двигателя. На первых этапах никаких признаков поломки не проявляется. Автомобиль начинает наоборот ехать чуть лучше, чем обычно. Да, я сейчас не оговорился. Все именно так. Дело в том, что из-за неисправных форсунок внутрь камеры сгорания может поступать больше топлива, чем требуется. Из-за богатой смеси машина начинает ехать лучше.

Если упустить этот момент, то плавная езда постепенно перерастет в более крупную поломку. Через некоторое время Вы начнете замечать, что автомобиль стал поддымливать при запуске, а холостой ход стал не стабильным, а обороты начали плавать.

На самых запущенных стадиях расход топлива увеличивается в разы, а автомобиль начинает дымить уже при езде или резком нажатии на педаль газа. Постепенно, когда форсунка переливает топливо, оно начнет попадать через кольца в масло. Из-за этого уровень моторного масла может увеличиться, а его свойства ухудшатся. А это уже может привести к серьезному ремонту.

Почему форсунки на дизельном двигателе выходят из строя?

Форсунки на дизельном моторе выходят быстрее, чем на бензиновом моторе. Это обусловлено тем, что у этих моторов разный принцип работы. Но в обоих случаях виной всему является некачественное топливо или несвоевременная замена фильтра очистки топлива. Если обслуживать машину вовремя, то форсунки должны отработать без замены и ремонта не менее 150 000 км. Если же использовать еще и качественное топливо, то заводские форсунки должны ездить 200-300 тыс. км.

Но, как правило, топливо используется не самое качественное, а фильтра меняются редко. Поэтому форсунки в современных дизелях едва ли выхаживают 150 тыс. км. После чего загрязняются и начинают дозировать топливо неправильно. Чтобы это исправить, придется как минимум произвести их механическую очистку от отложений и грязи. Данную процедуру лучше не откладывать в долгий ящик, а работу доверить людям, разбирающимся в этом.

Поэтому заливайте качественное топливо и делайте вовремя ТО. Качественное своевременное обслуживание автомобиля поможет избежать неприятных поломок в будущем.

Принцип работы форсунки дизельного двигателя

Опишем конструкцию детали на примере примитивной механической форсунки с 1 пружиной. В боковой части расположен канал, обеспечивающий непрерывную подачу солярки. Внутри камеры форсунки имеется подвижный барьер с пружиной и иглой, который опускается при росте давления. Игла поднимается, освобождая путь топлива к распылителю.

Дополнительно можно отметить более продвинутые типы форсунок:

1. Пьезоэлектрические: толкатель пружины опускается под воздействием пьезоэлемента. Такая технология обеспечивает высокую интенсивность открытия распылителя: достигается экономия топлива, при этом ДДВС работает более ровно.
2. Электрогидравлические: в конструкции имеются впускной и сливной дроссели, а также электромеханический клапан. Режим работы компонентов регулируется блоком управления двигателя.
3. Насос-форсунки: применяются в моторах, в которых отсутствует топливный насос высокого давления. Горючее подаётся непосредственно форсунки. Внутри таких устройств распыления имеется собственная плунжерная пара, которая генерирует необходимое для впрыска давление.

Вследствие чрезмерных нагрузок форсунка может выйти из строя из-за нарушения режима эксплуатации мотора. Производителями заявляется ресурс деталей до 200 000 км, но в силу негативных эксплуатационных факторов износ деталей проявляется гораздо раньше.

Причины неисправности форсунок

Ремонт дизельных форсунок может потребоваться по следующим причинам:

1. Низкое качество солярки: бич всех «дизелистов». Из-за примесей в горючем распылитель забивается; нарушается дозировка и режим подачи топлива.
2. Низкое качество сборки компонента впрыска или заводской брак: форсунка не выдерживает эксплуатационных условий, выходит из строя деталь в целом или отдельные компоненты.
3. Механические повреждения, вызванные некорректной работой смежных систем ДДВС.

Обычно поломки имеют следующий характер: изменяется угол распыления и количество подаваемого топлива, нарушается целостность корпуса, ухудшается ход иглы.

Признаки неисправности дизельных форсунок

Кратко опишем «симптоматический ряд»:

• при движении ощущаются рывки и толчки;
• ДВС нестабильно работает на холостых оборотах, глохнет;
• при работе мотора выделяется чрезмерное количество выхлопа;
• ощутимая потеря тяги;
• отказ отдельных цилиндров;
• сизый или чёрный дым из выхлопной трубы.

Ремонт форсунок

Текущее обслуживание или капитальный ремонт форсунок дизельных двигателей предпочтительно поручить квалифицированным специалистам — они смогут провести восстановление и регулировку детали на высокоточных автоматизированных стендах. Однако определённый комплекс ремонтных процедур можно провести и в кустарных условиях без использования сложной аппаратуры.

Необходимые инструменты и материалы

Для проведения самостоятельного обслуживания распылителей дизельного мотора автовладельцу потребуются:

• набор рожковых или накидных ключей;
• отвёртки под прямой и крестовый шлиц;
• чистая сухая ветошь;
• максиметр;
• промывочная жидкость для ДДВС.

Рекомендуется проводить работы в сухом и освещённом, защищённом от пыли гараже.

Проверка работоспособности форсунки

Существует несколько методов проверки работоспособности распылителя. Проще всего проверить форсунку на работающем моторе:

1. Запустите «движок» на холостом ходу.
2. Начинайте поочерёдно выкручивать распылители один за другим.
3. Если после снятия работа мотора ухудшилась, то удалённая форсунка исправна и её нужно вернуть на место.
4. Методом исключения Вы найдете форсунку, демонтаж которой не изменит режим работы ДДВС. Это и будет сломанное устройство.

Можно для диагностики использовать мультиметр. Заранее необходимо скинуть клеммы АКБ и отключить проводку форсунок, после чего «чекнуть» прибором каждую деталь. На форсунках высокого сопротивления значения прибора будут находиться в диапазоне 11 — 17 ом; при низком импедансе мультиметр покажет до 5 ом.

Совет: Большим преимуществом будет наличие максиметра. Прибор способен показать текущее давление, при котором срабатывает распылитель. Также поможет выявить дефекты, касающиеся угла распыления и конфигурации струи впрыска.

Устранение возможных неисправностей

Неисправную форсунку необходимо осмотреть. Сначала ищем наличие протечек в корпусе детали. Если таковых нет, приступаем к разборке детали. Крепим деталь в тисках и аккуратным простукиванием выбиваем распылитель. Далее нужна тщательная чистка: вымачиваем части форсунки в солярке или растворителе для удаления нагара. Снимаем гарь и отложения мелкой стальной тёркой. После завершения чистки нужно проверить форсунку на максиметре. Если достигнуты оптимальные параметры впрыска, устройство готово к установке в мотор.

В иных случаях необходимо полностью заменить распылитель на дефектной форсунке. При установке новой запчасти тщательно удалите всю заводскую смазку, иначе устройство не будет работать.

Если форсунка продолжает «лить» даже после замены распылителя и тщательной чистки, обратите внимание на работоспособность пружины со штифтом — возможно, они изношены.

Для чистки распылителя пользуйтесь компрессором — напор воздуха выбьет труднодоступную грязь.

Установка форсунки

До демонтажа устройства сделайте метки маркером на всех деталях, чтобы избежать путаницы. Особенно внимательно размечайте шланги высокого давления. Форсунка вкручивается от руки насколько хватит сил. Дальнейшая затяжка выполняется ключом-динамометром. Значения затяжки указываются в руководстве по эксплуатации мотора. Когда установите форсунку, выкачайте воздух из топливной системы. На современных авто для этого достаточно несколько раз крутануть стартер; либо воспользуйтесь насосом ручной подкачки (при наличии).

Случаи, когда форсунка подлежит замене полностью

Перечислим основные признаки:

• выработан ресурс, заявленный производителем;
• на корпусе имеются пробои, иные нарушения герметичности;
• прогоревшая гайка распылителя: если неполадку не устранить на ранней стадии, то сам распылитель придёт в негодность.

Обратите внимание, что на некоторых моторах после установки новой форсунки необходимо «привязать» её к двигателю: внести изменения в настройки блока управления.

Устанавливать форсунку лучше на СТО, так как на станции имеется стендовое оборудование для регулировки и оценки текущего состояния детали.

Заключение

Самостоятельный ремонт форсунок — мера скорее вынужденная. Такой сервис в кустарных условиях может принести успех только в случае высочайшей квалификации мастера. Главная проблема гаражного ремонта — отсутствие высокоточного стендового оборудования для диагностики. Ремонтник не может объективно оценить эффективность сервисных мероприятий.

Если есть возможность обратиться на СТО, не пренебрегайте ею: компьютерное оборудование и стенды очистки продлят жизнь форсункам, избавят от потенциального дорогостоящего ремонта. Та же ультразвуковая чистка может избавить автомобилиста от проблем двигателя на несколько сезонов.

Конструкция

Инжектор — самый важный элемент в системе впрыска бензиновых двигателей. Это электромагнитный клапан, который работает «под командой» ЭБУ, электронного блока управления двигателем. После получения импульсов определённой частоты, ЭБУ «отмеряет» дозу необходимого топлива, в зависимости от нагрузки двигателя и температуры охлаждающей жидкости. Точная и отлаженная работа этого механизма позволяет двигателю долго и исправно работать: меньший расход топлива, большая мощность и крутящий момент, легкий пуск двигателя при любых температурах — всё это плюсы отлаженной работы инжектора, но любые сбои в его работе ухудшают работу всего двигателя.
Очень часто в неисправной работе бензинового двигателя виноваты электромагнитные форсунки, которые не выполняют своих функций, или частично неисправны.
Это происходит из-за того, что нет электрического импульса на открытие клапана, может быть, произошёл обрыв обмотки электромагнита, а может быть загрязнены внутренние клапаны. Загрязненные внутренние клапаны чаще всего дают о себе знать авто-владельцу именно зимой при запуске инжекторного двигателя.

Поиск поломок

Если одна из форсунок вышла из строя, то «признаки болезни» двигателя могут совпадать с симптомами болезни неисправной свечи зажигания. Двигатель плохо работает, появляется сильная вибрация. Обнаружить поломанную форсунку можно при помощи поочерёдного отключения разъёмов. Если обороты двигателя снижаются, то форсунка работает отлично, если обороты не идут на спад значит, форсунка сломана.

Как найти причину поломки?

Это делается при помощи специального тестера, вначале проверяют подаваемое напряжение на форсунки (нормальное давление от 0 до 2-3В), если напряжение есть, значит с форсункой всё в порядке. Далее осуществляется проверка обмотки клапанов форсунок. При нормальной работе форсунок они имеют сопротивление 12-16 Ом, в системах с турбонаддувом – 4-5 Ом, а в системах с моноинжектором – 4-5 Ом. Подвижность электроклапана форсунки определяется моментальным подключением клемм форсунки к источнику электропитания, например, к аккумулятору двигателя. Нормально работающий инжектор будет слегка щёлкать, это будет говорить о нормальной работе клапана, при этом, если клапан работает, а цилиндр нет, значит, форсунка очень сильно загрязнена.
На станциях техобслуживания уровень загрязнения форсунок проверяют при помощи мультитестеров по продолжительности импульсов, которые ЭБУ подаёт для открытия клапана. Если форсунка загрязнена, то время импульса увеличивается.
Также, если в работе двигателя обнаружены нарушения, то можно проверить токсичность отработавших газов. Их токсичность повышается при переобогащении смеси, ухудшении смесеобразования, при невозможности воспламенения горючей смеси.
Если в машине установлен трёхкомпонентный катализатор, то здесь показателем ухудшения работы форсунок может служить увеличение содержания окислов азота. При этом, если иномарка новая, то не отработанное топливо в виде газов может быстрее вывести катализатор из строя.

Причины засорения форсунок

Некачественное топливо — вот одна из главных причин поломки форсунок. Огромное количество смол, которые оседают внутри форсунок, снижают пропускную способность, они не позволяют герметично закрываться клапанам, и тем самым меняется угол струи впрыскиваемого топлива.
При запуске двигателя в зимнее время, вышедший из строя клапан, является причиной переобогащения смеси, вследствие чего происходит повышенный расход топлива и повышается токсичность отработавших газов. При некорректном распылении топлива происходят нарушения в процессе смесеобразования, а это является первой причиной ухудшения практически всех показателей двигателя.
Засорение форсунок происходит при использовании поддельных топливных фильтров, либо же если просто авто-владелец забыл поменять во время фильтр.
При давлении в системе топлива может просто произойти разрыв фильтра, и грязь, естественно, попадёт в форсунки.

Ремонт

Форсунки ремонту не подлежат. Только регулярный уход и обслуживание систем питания поможет продлить жизнь вашим форсункам. Специалистами придуман ряд способов чистки инжектора. Использование специальных моющих присадок к топливу определённо продлит жизнь вашим форсункам и всей топливной системе. Однако только качественные присадки, и при регулярном применении помогут вашему автомобилю и его топливной системе.

Промывка инжектора

Отдельно хотелось бы отметить, что в иномарках с большим пробегом очистка с присадками может полностью вывести всю систему из строя, когда вся грязь из не промываемой системы смывается со стенок топливного бака, и устремляется к фильтру, и далее в форсунки. Сетка на форсунках забивается, и топливо перестаёт поступать.
Другой способ — это промывка инжектора без демонтажа, т.е. инжектор, остаётся не разобранным. Сначала отключают бензобак, затем штатный топливный насос и перекрывается канал слива топлива в бак. Одновременно с этим топливо-провод машины соединяется с профессиональным стендом, который подаёт в систему специальную жидкость. Два прогона жидкости с двумя перерывами — по 15-20 минут на каждые 15-20 тыс. километров пробега, и ваша топливная система будет подготовлена к зиме.
Ультразвуковой стенд — вот ещё один из способов чистки. Форсунки снимают и помещают в ванну с моющим раствором, где под действием ультразвука даже самые сильные отложения разрушаются.
На этом же стенде можно проверить качество чистки. Опыт показал, что ультразвуковой метод наиболее эффективен, и он даже может вернуть к жизни форсунки, которые уже не подлежат ремонту.

Источники: drive2.ru, motorsguide.ru, oils-market.ru.

Можно ли отремонтировать форсунку дизельного двигателя самому? — Рамблер/авто

Для подачи солярки в цилиндры дизельного двигателя существуют различного типа форсунки. В процессе развития автомобилей конструкции форсунок менялись. Сегодня есть такие типы форсунок: насос-форсунки, гидромеханическая, электромагнитная, пьезоэлектрическая и электрогидравлическая.

Устройство и принцип работы дизельных форсунокПричины неисправностейЧто придется поменять, а что можно починитьДиагностируем форсункуТехнология ремонтаКак проверить форсунку дизеля, не снимая с двигателяСнятие форсункиРазборка и ремонтУстановка дизельной форсунки

Устройство и принцип работы дизельных форсунок

Форсунка дизельного двигателя – это основной элемент системы питания двигателя. Она гарантирует дозированную подачу топлива прямо в камеру сгорания.

Рассмотрим устройство форсунки, её основные составляющие. В зависимости от строения они могут иметь различные конструктивные особенности, а также отличаться по принципам управления и дозирования солярки, поступающей в цилиндры.

Общие конструктивные элементы форсунок – это:

• Распылитель с иглой.

• Пружина запирания иглы.

• Подводной штуцер.

• Щелевой или сетчатый фильтр.

• Штуцер отвода излишков топлива (обратка).

Если у вас форсунки нового поколения, то дополнительно они имеют в своей конструкции элементы электромеханического управления и, соответственно, разъемы для их подключения.

Принцип работы форсунки: топливный насос высокого давления (ТНВД) закачивает солярку под иглу распылителя. И когда возникает нужное давление в форсунке на такте сжатия, топливо по команде от электромагнитного блока управления (ЭБУ) или в зависимости от силы регулировки пружины запирания иглы доставляется в камеру сгорания. Топливо под давлением подается в цилиндр в виде тумана через отверстия в распылителе. При понижении давления, под иглой, пружина запирания опускает иглу на свое исходное место, и при этом форсунка готовится к новому циклу.

Насос-форсунки работают без ТНВД. Привод на них осуществляется непосредственно от валов газораспределительного механизма или же через коромысло. Объем топлива в цилиндрах двигателя регулируется положением нагнетающего плунжера, увеличением его хода. При эксплуатации насос-форсунок у этой схемы есть свои плюсы и слабые стороны, конкретно: отсутствие дорогостоящего ТНВД, и, как следствие, нет необходимости в магистралях высокого давления, снижение времени на проведение ремонта при износе одного из элементов подачи топлива. К минусам относят более сложную регулировку при эксплуатации многоцилиндровых двигателей (необходимо добиться синхронной работы отдельных элементов подачи топлива в цилиндры по объемам).

Гидромеханические форсунки – самые простые форсунки в конструктивном ряду форсунок. Топливо от ТНВД закачивается под иглу распылителя. Когда создается давление на иглу распылителя, которое превышает усилие пружины запирания иглы, она поднимается и пропускает необходимое количество солярки в камеру сгорания.

Следующим этапом развития стали форсунки, управляемые электронным блоком управления (ЭБУ). Самыми простыми в этом ряду являются форсунки с электромагнитным управлением. Иглой распылителя управляет электромагнитный клапан.

Алгоритм работы электромагнитной форсунки: ЭБУ согласно программе, заложенной в него, подает питание на обмотку возбуждения клапана. Синхронно возникает электромагнитное поле, преодолевающее усилие пружины запирания иглы сопел распылителя. Следует впрыск топлива в цилиндры. После снятия питания с обмотки катушки пружина воздействует через стержень на иглу. Таким образом, игла садится на седло распылителя и прекращает подачу топлива в цилиндр.

К недостаткам этой системы относится её инерционность и довольно большое время срабатывания.

Следующим поколением развития форсунок дизельных двигателей стали электрогидравлические форсунки. В их конструкцию, кроме основных деталей и электромагнитного клапана, включены впускные и сливные дроссели, камера управления. Принцип функционирования зиждется на том, что в работе форсунки используется давление топлива, как при впрыске, так и после подачи топлива в камеру сгорания. Электромагнитный клапан в состоянии покоя обесточен и под воздействием пружины закрывает сливной дроссель. Игла распылителя за счет давления в камере управления прижата к седлу распылителя, и подача топлива не осуществляется. Когда поступает команда ЭБУ, срабатывает электромагнитный клапан, происходит открытие сливного дросселя. В камере управления давление падает.

Назначение впускного дросселя – служить препятствием для быстрого выравнивания давления во впускной магистрали и камере управления. Когда клапан открыт, происходит постепенное снижение давления на поршень, а давление на иглу распылителя остается неизменным. Это приводит к её поднятию и, как результат, впрыску топлива. При выравнивании значений давления в камере управления и под иглой, под действием пружин игла возвращается на место. Конечно же, потенциал в это время с катушки снят и сливной дроссель перекрыт. Такая система отличается более высоким быстродействием из-за меньших инерционных масс и, соответственно, необходимо меньшее усилие на приведение всей системы в действие.

Дальнейшим этапом развития форсунок дизельных двигателей стали более совершенные устройства, при помощи которых обеспечивается подача топлива. Это пьезоэлектрическое оборудование ― оно называется «пьезофорсунка». Такие устройства устанавливаются на двигателях, которые оборудуются системой впрыска топлива Common Rail ― это аккумуляторная система подачи топлива.

К достоинствам «пьезофорсункок» относится скорость срабатывания (примерно в четыре раза быстрее, чем электромагнитный клапан). Это увеличивает частоту впрыскивания топлива на протяжении одного рабочего такта. К тому же, преимуществом пьезофорсунок является сверхточная дозировка впрыскиваемого топлива.

Пьезофорсунка работает по принципу смены длины пьезокристалла в результате подачи на него напряжения. Конструкция такой форсунки состоит из пьезоэлемента и толкателя (отвечают за переключение клапана), иглы, подающей топливо. Все составляющие находятся в корпусе устройства.

В работе пьезофорсунок используют гидравлический принцип. Игла в начальном положении сидит на седле из-за высокого давления топлива. В начале подачи топлива на пьезоэлементе электрического сигнала меняется его длина (удлиняется), и на поршень толкателя передается усилие. Теперь открывается переключающий клапан, и топливо идет в сливную магистраль. Понижается давление выше иглы. Под давлением в нижней части игла поднимается и, соответственно, впрыскивается топливо.

Объем топлива, которое впрыскивается, зависит от:

• продолжительности воздействия на пьезоэлемент;

• давления топлива в топливной рампе.

Причины неисправностей

Современные топливные системы впрыска солярки у дизельных двигателей сверхточны и довольно уязвимы. Так что же может являться причиной ее поломки? Форсунки не выдерживают условий эксплуатации.

Основные признаки неисправности форсунок дизельного двигателя:

• низкая мощность двигателя;

• рывки или провалы при нарастании нагрузки на мотор;

• нестабильность работы мотора на малых оборотах;

• высокая токсичность отработавших газов.

Распространенная неисправность форсунок – их загрязнение. Форсунки стоят в зоне влияния высоких температур. В результате происходит закоксовывание топливными смолами (особенно при низкокачественном топливе), накапливание на форсунке твердых отложений, частично или полностью перекрывающих сопла распылителя, а также нарушающих непроницаемость игольчатого клапана. Кроме этого, любое загрязнение бака, фильтра и т.д. провоцирует засорение микрочастичками шлака каналов и фильтра форсунки. Чтобы форсунка вновь нормально работала, требуется ее промывка или замена изношенных деталей.

Что придется поменять, а что можно починить

Топливная форсунка конструктивно состоит из многих деталей. Большая часть из них изготовлена сверхточно, поэтому ремонт провести своими силами невозможно – необходима замена. Но и при проведении ремонта самостоятельно нужно иметь специальные приспособления, оборудование и определенные навыки.

Начиная ремонт, внимательно осмотрите корпус. Целостность корпуса и отсутствие на нем механических повреждений даст вам возможность избежать его замены и после промывки повторно использовать в процессе ремонта.

Основным узлом форсунки является распылитель с иглой. Иногда дизельная форсунка льет. Происходит это потому, что эта деталь работает при высоких температурах, резко меняющемся давлении. Деталь изготовлена с высокой точностью. Самостоятельный ремонт нецелесообразен. Лучше провести замену распылителей дизельных форсунок.

Деталь, которая передает усилие пружины на иглу распылителя в некоторых видах форсунок, – это стержень. При проведении ремонта его нужно внимательно осмотреть: он должен быть ровный, не иметь потертостей. При отсутствии внешних дефектов он сможет безотказно передавать необходимое усилие на иглу и надежно запирать распылитель во избежание протекания.

В зависимости от вида форсунки, пружина запирания иглы может быть различных размеров и выполнять функции, которые принципиально различаются. Так, на самых простых форсунках они создают рабочее давление в распылителе. На более новых типах они перемещают приводной механизм для закрытия распылителя и создания рабочего давления топливом, они более компактны и не требуют специальных регулировок (как первые).

Подводной штуцер и штуцер отвода излишков топлива (обратка) должны быть без механических повреждений (во избежание подтекания топлива). Если повреждения есть, штуцеры необходимо заменить. Фильтры (щелевой или сетчатый) можно промыть, и только в случае их механических повреждений провести замену.

Диагностируем форсунку

Форсунки отвечают за точную дозу и своевременную подачу топлива. Управляет подачей топлива через форсунки компьютер (в зависимости от поколения топливной системы), который регулирует подачу объема топлива для форсунки. Любая система хорошо работает, пока исправна. Проблемы появляются тогда, когда система теряет заданные заводом характеристики. Частая причина отказа форсунок – низкокачественное топливо.

При несоблюдении терминов проведения ТО, регулярности замены топливного фильтра, при заливании в бак низкокачественного топлива можно ожидать «сюрпризов». Форсунки достаточно сильно чувствительны к качеству поступающего дизельного топлива. При эксплуатации они начинают засоряться, пока полностью не утратят своих первоначальных характеристик.

Удаление нагара, отложений от низкокачественного топлива невозможно без проведения механической очистки. Большая часть неисправностей форсунок возникает при больших пробегах и чаще всего, когда очень жестко эксплуатируется автомобиль.

Бывает, многие автомобили преодолевают по несколько межремонтных интервалов с оригинальными форсунками при условии, когда своевременно проводится обслуживание и заправка качественным топливом.

Водитель должен слышать, что двигатель работает нестабильно, и форсунки начинают барахлить. Чтобы вовремя увидеть неисправность форсунок дизеля, нужно знать симптомы начинающихся проблем.

Один из первых признаков неисправности форсунки — езда становится некомфортной. Неисправные форсунки могут сильно переливать топливо (электроника неправильно определяет дозировку). Если форсунки на дизеле льют, то сильно увеличивается выброс копоти автомобиля. Это хорошо заметно при резком нажатии на педаль газа. Может заметно увеличиться уровень моторного масла, ведь в него начинает попадать топливо. Холостой ход мотора становится неравномерным. По утрам автомобиль хуже заводится и коптит при прогреве.

Технология ремонта

Для ремонта современных форсунок необходима специализация на ремонте форсунок common rail, форсунок CDI (common rail), форсунок дизеля, ТНВД common rail. После проведения работ по диагностике специалист ремонтирует и программирует дизельные системы автомобиля.

Ремонт предполагает восстановление работоспособности форсунки на различных режимах работы дизельного мотора и приведение параметров форсунки в соответствие с заданными параметрами заводом-изготовителем после ремонта в гарантийный и постгарантийный период.

После проведения ремонта форсунок на стенде Hartridge CRi-PC программируют электронный код (паспорт) форсунки Common Rail – C2i, C3i программой IRIS в автоматическом режиме.

Как проверить форсунку дизеля, не снимая с двигателя

Ремонт форсунок дизельных двигателей уместен, если обнаружены неисправности форсунок:

1. В холодную погоду тормозится работа пусковых элементов двигателя.

2. Возникают провалы и некие рывки авто при смене переходных режимов и в момент ускорения.

3. Мощность мотора снижена.

4. Увеличивается расход топлива.

5. На холостом ходу мотор работает неравномерно.

Проверяем уровень сопротивления обмотки на форсунках:

1. Выключите зажигание и снимите с аккумуляторной батареи клемму «минус».

2. Тонкой отверткой (можно шилом) отщелкните на колодке пружинный зажим.

3. Отсоедините разъем от форсунки.

4. С обеих сторон форсунки прикрепите омметр и определите сопротивление обмотки.

5. В исправной форсунке сопротивление между боковым и центральным штырем разъема должно быть 11–15 Ом. Если у прибора иные показатели (больше или меньше) – форсунку придется менять.

Проверка работоспособности всех форсунок:

1. Снимаем топливную рампу вкупе с форсунками.

2. Подсоединяем колодку проводов к жгуту на рампе. Минусовая клемма должна быть на аккумуляторе.

3. Соедините топливные трубы и гаечным ключом хорошо затяните держащие их штуцеры.

4. Под каждую форсунку подставьте любую мерную емкость.

5. Стартером проверните двигатель. Из каждой форсунки должна вытекать топливная жидкость.

6. Выключите зажигание. Проверьте объем топлива в мерных емкостях (он должен быть одинаковым). Если количество топлива в емкостях разное – замените или прочистите засорившуюся форсунку.

7. Убедитесь, что на форсунках нет сколов и дефектов. На распылителе не должно быть подтеков топлива. Если подтеки видны, то деталь разгерметизирована – меняйте ее.

Проверка поступления питания к форсункам:

1. Если при включенном зажигании хоть одна форсунка отказывается работать, то надлежит произвести проверку поступления питания на форсунки.

2. Выключите двигатель и отключите колодку с проводами.

3. Присоедините к батарее аккумулятора два конца проводов, а другой их край прикрепите к контактам на форсунке.

4. Включите зажигание и проследите, не просачивается ли топливо из форсунки. Если протекает, то в электрической цепи есть неисправность. Ищите ее.

Снятие форсунки

Последствием попадания влаги становится закисание форсунки с головкой блока. Также это может произойти на двигателях, где прогорают медные шайбы, и происходит своеобразное приваривание распылителей к головке блока цилиндров. В дальнейшем тело форсунки прикипит к ГБЦ.

Самостоятельно снять дизельные форсунки, не повредив резьбу и саму форсунку, если приваривание/прикипание уже произошло, невозможно. Лучше обратиться в специализированные организации.

Самостоятельное извлечение форсунки может привести к приобретению новой головки блока. Это дополнительные траты, которых можно избежать.

При самостоятельной попытке достать прикипевшую форсунку дизеля можно:

• повредить или сорвать резьбу на форсунке;

• сделать трещину в корпусе форсунки;

• корпус распылителя останется в головке блока цилиндров и т.д.

Как же снять дизельную форсунку? Только специальным инструментом, который позволит достать даже прикипевшую форсунку.

Разборка и ремонт

Чтобы избежать ремонта автомобиля, требуется регулярная проверка форсунок.

Современное оборудование и квалификация мастеров позволяют осуществлять полную проверку, наладку и ремонт любой форсунки. После тестирования вы получите предварительный расчет примерных материальных затрат по ремонту форсунок. Цена ремонта – это стоимость запчастей и стоимость работ.

Чаще всего из строя выходит распылитель. Для машин с объемом двигателя больше 3-х литров рекомендуется замена распылителя при пробеге более 100000 км.

Мастера обращают внимание на пьезоэлемент. Есть оборудование, которое определяет ресурс пьезоэлемента, а заводской тест-план определяет гидроплотность и механическую часть инжектора. К сожалению, пока гарантированную технологию ремонта на данные инжекторы изготовитель не предоставляет.

Установка дизельной форсунки

Установка форсунки на двигатель производится в зеркальной последовательности ее снятию. При сборке обратите внимание на качество производимых работ и герметичность соединений во избежание подсоса воздуха или подтекания топлива, а также во избежание пожара на автомобиле.

Знаете ли Вы? Для дизельного двигателя очень важно цетановое число топлива. Оно характеризует воспламеняемость дизельного топлива в промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала его горения. Чем выше цетановое число, тем спокойнее горит топливная смесь. Хорошую работу дизельных двигателей обеспечивает дизельное топливо с цетановым числом от 45 до 55.

Устройство форсунки дизельного двигателя

Дизельные форсунки: особенности конструкции

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 поршнем. 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 топливному насосу высокого давления (ТНВД) подается горючее из топливного бака. 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 ДВС 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 ЭБУ 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 коленчатый вал 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.

Насос-форсунка

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 распредвала. 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.

Устройство автомобилей



Форсунка служит для подачи топлива в цилиндр двигателя, распыления и распределения топлива по камерам сгорания.

Условия работы форсунок очень тяжелые – они подвержены воздействию колоссальных давлений и тепловых нагрузок. Впрыск начинается при температуре в камере сгорания 700…900 ˚С и давлении 3…6 МПа, а заканчивается при температуре до 2000 ˚С и давлении 10…11 МПа.

К форсункам предъявляются следующие очень жесткие требования:

• оптимальная дисперсность, т. е. высокая степень дробления капель топлива, так как чем меньше капли, тем больше их суммарная поверхность, быстрее происходит нагрев и сгорание топлива, но при этом уменьшается длина факела;
• обеспечение такой скорости струи топлива, чтобы оно достигало краев камеры сгорания, поэтому капли не должны быть слишком мелкими – средний размер капель (с учетом требования по первому пункту) – 30…50 мкм;
• распределение впрыскиваемого топлива по всему объему камеры сгорания;
• резкое начало впрыска и его прекращение.

Форсунки бывают открытые и закрытые. Открытые форсунки обеспечивают постоянную подачу топлива. В современных дизелях такие форсунки не применяются.

В дизельных двигателях применяют закрытые форсунки, которые открываются только в момент подачи топлива в камеру сгорания.

Закрытые форсунки могут быть двух типов – одно- и многодырчатые. Первые устанавливают на двигателях с вихревыми камерами сгорания, вторые с неразделенными камерами сгорания.

Различают, также, механические форсунки и форсунки, управляемые электроникой. Современные системы питания дизельных двигателей используют впрыск, управляемый компьютером (электронным блоком управления). На основании информации, поступающей от многочисленных датчиков, такие системы учитывают многие процессы и текущие параметры работы двигателя. Форсунки в таких системах управляются специальными электромагнитными или пьезоэлектрическими устройствами, что открывает широкие возможности повышения эффективности работы двигателя, а также его экологичности.

К отдельной категории устройств для впрыска топлива в цилиндры относятся насос-форсунки, представляющие собой своеобразный гибрид между ТНВД и форсункой в одном узле.

***

История изобретения форсунки

Как известно, Рудольф Дизель изначально планировал работу своего знаменитого детища на угольной пыли. Его система питания содержала специальный насос, вдувавший угольную пыль в цилиндр двигателя сжатым воздухом. Однако, уголь оказался низкокалорийным топливом, не способным дать высокой температуры сгорания, и Дизелю пришлось обратить свой гениальный взор к жидким топливам. Ведь разница температур в цикле работы двигателя – прямой путь к повышению КПД, как установил француз Николя Сади Карно.

Сначала Дизель попробовал впрыскивать в цилиндр своего двигателя бензин, но при первом же испытании двигателя произошел взрыв, едва не стоивший жизни самого Дизеля и его помощников, и изобретателю пришлось применить менее взрывоопасное топливо – керосин. В июне 1894 года Дизель построил двигатель, использующий в качестве топлива керосин, который впрыскивался в цилиндры специальной форсункой. Для впрыскивания керосина применялся пневматический компрессор, развивавший давление, превышающее давление в цилиндре двигателя. За такими двигателями закрепилось название «компрессорные дизели».

Идея гидравлического впрыска топлива в дизельных двигателях принадлежит, как утверждает история, французскому инженеру Сабатэ, который, к тому же, предложил многократный впрыск, т. е. впрыск, осуществляемый в несколько этапов (эта идея используется в современных системах питания — Common Rail и насос-форсунка).

В 1899 году русский инженер Аршаулов впервые построил и внедрил топливный насос высокого давления оригинальной конструкции — с приводом от сжимаемого в цилиндре воздуха, работавший с бескомпрессорной форсункой. Эти форсунки устанавливались на дизелях, выпускавшихся Механическим заводом «Людвиг Нобель» в Петербурге в начале прошлого века («русские дизели»).

В 20-е годы XX века немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос высокого давления, а также создал удачную модификацию бескомпрессорной форсунки. Эти устройства с различными усовершенствованиями используются в системах питания дизельных двигателей и в наши дни.

Дизельные двигатели, использующие в системе питания повышение давления топлива перед впрыском, называют «бескомпрессорными дизелями». В настоящее время классические компрессорные дизели не имеют практического применения. В современных двигателях впрыск осуществляется бескомпрессорными способами.

Однако, наука и техника не стоят на месте, и, благодаря широкой компьютеризации всех систем автомобиля, в настоящее время механические форсунки постепенно вытесняются более совершенными устройствами, управляемыми электроникой.

***

Принцип действия многодырчатой форсунки

В многодырчатой форсунке основной частью является распылитель. Он состоит из корпуса 1 (рис. 1, а) и иглы 2. Распылитель притянут к корпусу 7 форсунки накидной гайкой 3. Сверху на иглу давит пружина 12 (рис. 1, б). Топливо в полость Б форсунки подается по каналу В. Когда нет подачи топлива насосом (рис. 1. I), давление в полости Б составляет 2…4 МПа. Топливо давит на нагрузочный поясок Г иглы, но эта сила меньше силы пружины, которая прижимает иглу к распылителю. Игла запорным конусом Д перекрывает выходные отверстия – сопло А.

При подаче топлива насосом сила давления топлива на поясок Г становится больше силы пружины, игла поднимается, и через сопло А с большой скоростью топливо впрыскивается в камеру сгорания. После окончания подачи топлива давление падает, пружина возвращает иглу на место, запирая выходные отверстия распылителя, и впрыск прекращается.

Подъем иглы ограничен упором ее верхних заплечиков в корпус 5 форсунки и составляет 0,2…0,25 мм.

Качество дробления топлива зависит от скорости его движения через сопла, которая, в свою очередь, зависит от давления впрыска. При нормальном режиме скорость струи топлива составляет 200…400 м/с. Для этого необходимо создать перепад давлений в форсунке и камере сгорания 5…10 МПа. Поскольку давление в цилиндре в момент впрыска достигает 3…5 МПа, давление топлива в форсунке должно быть более 10…20 МПа. Чтобы обеспечить работу форсунки при таком давлении, корпус распылителя и игла выполнены очень точно и притерты друг к другу. Они являются третьей прецизионной парой в магистрали высокого давления. Игла и корпус распылителя не подлежат разукомплектованию и подлежат замене только в комплекте.



На двигателях с неразделенными камерами сгорания устанавливают, как правило, многодырчатые форсунки. Так, на двигателях КамАЗ-740 устанавливается форсунки серии 33, на двигателях ЗИЛ-645 и ЯМЗ-240 – форсунки Б-2СБ, на двигателях ЯМЗ-238 – форсунки модели 80 (см. рисунок 2 внизу страницы).

К корпусу 7 форсунки накидной гайкой 3 притянут распылитель с иглой 2. Распылитель имеет четыре сопловых отверстия диаметром 0,3 мм. На иглу через штангу 13 давит пружина 12. Топливо от насоса подается в полость форсунки через штуцер 9, в котором установлен фильтр 10. Верхнее отверстие в корпусе служит для отвода в бак топлива, просочившегося через зазоры между иглой и распылителем. Штифты 4 и 6 определяют точное положение распылителя относительно корпуса и топливных каналов. Прокладками 11 регулируют натяжение пружины, которое определяет давление начала впрыска.

Форсунки устанавливают в специальные гнезда головки цилиндра и закрепляют скобами. Между корпусом форсунки и головкой блока размещается уплотнительная медная шайба (кольцо), которая надевается на корпус распылителя и вместе с форсункой аккуратно вставляется в гнездо головки. Такая шайба служит не только уплотнителем между форсункой и головкой, но и обеспечивает хороший теплоотвод от распылителя к головке цилиндров.

Уплотнительное кольцо 8 предохраняет полость клапанной крышки от попадания в нее пыли и влаги.

***

Устройство однодырчатой штифтовой форсунки

Однодырчатые форсунки иногда называют штифтовыми, поскольку конец ее иглы выполняется в виде штифта. Такие форсунки устанавливают, как правило, в дизелях с разделенными камерами сгорания. Конструкция распылителя таких форсунок обеспечивает объемно-пленочное смесеобразование, поскольку распыливание топлива более направленное, чем в многодырочных форсунках, и значительная часть топлива достигает стенок камер сгорания, образуя быстро испаряющуюся пленку.

Дизели с вихревыми (раздельными) камерами сгорания менее чувствительны к составу топлива и устойчивее работают в широком диапазоне частот вращения. Применяемые с ними форсунки рассчитаны на меньшее давление, следовательно, не требуют столь высокой точности изготовления, как форсунки для неразделенными камерами сгорания, а потому дешевле.

На рис. 1,в показан распылитель штифтовой однодырчатой форсунки. Такая форсунка устанавливается в вихревых камерах сгорания и имеет одно сопло. Конец иглы 2 выполнен в виде штифта 13 конусной формы, выступающего за пределы корпуса распылителя. Штифт служит для формирования факела топлива в виде конуса. Принцип работы однодырчатых форсунок не отличается от принципа работы многодырчатых форсунок.

Устройство некоторых типов форсунок, применяемых на автотракторных дизельных двигателях отечественного производства приведено на рисунке 2.

***

Трубопроводы высокого давления дизеля



Главная страница

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

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.

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.

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.

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.

Где в автомобиле находятся форсунки?

Тип впрыска топлива	Расположение форсунок
Центральный впрыск	Одна или две форсунки располагаются во впускном трубопроводе перед дроссельной заслонкой. Таким образом, форсунка заменяет устаревшую технологию – карбюратор.
Распределенный впрыск	Для каждого цилиндра установлена своя форсунка, которая осуществляет впрыск топлива во впускной трубопровод цилиндра. Форсунка располагается у основания впускного трубопровода
Непосредственный впрыск	Форсунки располагаются в верхней части стенок цилиндра и впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания.

Видео-урок: Система питания дизеля

Как работают форсунки на авто. Топливные форсунки: устройство и принцип действия

Топливными форсунками оснащаются современные инжекторные системы в большинстве дизельных и бензиновых двигателей.

Фото: clauretano (flickr.com/photos/clauretano/)

Виды форсунок

По методу впрыска современные топливные форсунки делятся на три вида — электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические.

Электромагнитные форсунки

Такой вид форсунок зачастую устанавливают в бензиновые двигатели . Подобные форсунки имеют простое и понятное устройство, состоящее, собственного говоря, из клапана электромагнитного типа, распылительной иглы и сопла.

Принцип работы электромагнитных форсунок также довольно прост. Подача напряжения на обмотку возбуждения клапана происходит строго в установленное время, в соответствии с заложенной программой.

Напряжение создает определенное магнитное поле, которое затягивает грузик с иглой из клапана, тем самым высвобождая сопло. Результатом всех действий является впрыск нужного количества топлива. По мере снижения напряжения, игла принимает исходное положение.

Электрогидравлические форсунки

Следующий вид форсунок применяется в дизелях, а также в двигателях с топливной системой Common Rail. Электрогидравлические форсунки в отличие от предыдущего вида имеют более сложное устройство, основными элементами которого являются дроссели (впускной и сливной), электромагнитный клапан и камера управления.

В основе работы такого типа форсунок лежит использование высокого давления топливной смеси как в момент впрыска, так и при его остановке. На начальном этапе электромагнитный клапан закрыт, а игла форсунки максимально прижата к своему седлу в камере управления. Прижимной силой является сила давления топлива, которая направлена на поршень, расположенный в камере управления.

Одновременно с этим с другой стороны топливо давит и на иглу, но поскольку площадь поршня заметно больше, чем площадь иглы, то в виду этой разницы сила давления на поршень больше, чем сила давления на иглу, которая плотно прижимается к седлу, перекрывая доступ топливу. В это время подача топлива не осуществляется.

Полученный сигнал от блока управления запускает клапан с одновременным открытием сливного дросселя. Происходит вытекание топлива из камеры управления в сливную магистраль. Дроссель впуска в это время препятствует тому, чтобы давление в камере сгорания и во впускной магистрали быстро выровнялось.

При этом, по мере снижения давления на поршень ослабевает его прижимное усилие, а поскольку давление на иглу не изменяется, то она поднимается, и в этот момент происходит впрыск топлива.

Пьезоэлектрические форсунки

Последний вид форсунок принято считать наиболее совершенным и перспективным среди всех описанных видов. Пьезофорсунки используются на дизельных ДВС с системой подачи топлива Common Rail. Конструктивно такие форсунки состоят из пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана, а также иглы.

Пьезофорсунки работают по принципу гидравлического механизма. Изначально игла размещается в седле при воздействии на нее высокого давления ТС. При поступлении электрического сигнала на пьезоэлемент, происходит его изменение в размере (его длина увеличивается), за счет чего пьезоэлемент буквально толкает поршень толкателя, который в свою очередь давит на поршень переключающего клапана.

Это приводит к открытию переключающего клапана, через него топливо устремляется в сливную магистраль, давление в верхней части иглы снижается и за счет не изменившегося давления снизу, игла поднимается. При подъеме иглы происходит впрыск топлива.

Основным преимуществом такого вида форсунок является их скорость срабатывания (до 4 раз быстрее, чем в клапанной системе), что позволяет обеспечить многократный впрыск за один рабочий цикл двигателя. При этом объем подаваемого топлива зависит от двух параметров — от продолжительности воздействия на пьезоэлемент, и от давления топлива в рампе.

Преимущества и недостатки форсунок

И в завершении хотелось бы сказать несколько слов о том, какие же преимущества и недостатки имеются у топливных форсунок, если сравнивать их с карбюраторами .

Преимущества топливных форсунок:

• Экономия при расходе топлива благодаря точной системе дозирования;
• Минимальный уровень токсичности двигателей, оснащенных топливными форсунками;
• Возможность увеличения мощности силового механизма до 10%;
• Простота и легкость при запуске в любую погоду;
• Возможность улучшения динамических показателей любого автомобиля;
• Отсутствие необходимости в частой замене и чистке

Недостатки форсунок:

• Возможные сбои в работе или серьезные поломки в результате использования топлива низкого качества , которое губительно сказывается на чувствительном механизме форсунок.
• Высокая стоимость ремонта и замены форсунки в целом и отдельных ее элементов.

Схемы подготовлены по материалам Volkswagenag.com

Неисправности инжектора (форсунок) встречаются как на , так и на двигателях. В схеме устройства системы питания инжекторного двигателя форсунка является элементом, который отвечает за впрыск распыленной порции топлива в камеру сгорания под определенным давлением.

Точное дозирование, герметичность и своевременное срабатывание инжекторной форсунки обеспечивают устойчивую и исправную работу двигателя на всех режимах его работы. Если форсунка «льет» (пропускает лишнее топливо в момент, когда его подача не требуется), снижается эффективность распыла горючего (нарушается форма факела) и возникают другие неисправности инжектора, тогда , теряет мощность, расходует много топлива и т.п.

Читайте в этой статье

Что указывает на возможные проблемы с инжектором

Сразу отметим, что причин нестабильной работы двигателя может быть много, начиная от забитого , поломки , вышедшей из строя свечи зажигания или неисправной катушки до , проблем с и т.д. Наряду с этим одним из главных признаков неисправности форсунок является , а также расход бензина или солярки (зависимо от типа двигателя), который заметно увеличивается. Еще необходимо отметить неустойчивую работу ДВС в режиме холостого хода, похожую на так называемое «троение» двигателя.

При езде возможно достаточно частое проявление одного или сразу нескольких симптомов:

• наличие рывков, сильно замедленны реакции при нажатии на педаль газа;
• явные провалы и потеря динамики при попытках резкого ускорения;
• машина может дергаться на ходу, при сбросе газа, а также после смены режима нагрузки на мотор;

Необходимо добавить, что подобную неисправность необходимо устранять безотлагательно, так как проблемы с инжектором негативно сказываются не только на ресурсе двигателя и трансмиссии, но и на общей безопасности движения. На автомобиле с неисправными форсунками водитель может испытать серьезные трудности при обгоне, на крутых подъемах и т.п.

Самостоятельная проверка форсунок

Начнем с того, что автомобильные форсунки делятся на несколько типов, из которых в разное время широкое применение нашли два вида: механические форсунки и электромагнитные (электромеханические) инжекторы.

Электромагнитные форсунки имеют в основе специальный клапан, который осуществляет открытие и закрытие форсунки для подачи топлива под воздействием управляющего импульса двигателем. Механические форсунки открываются в результате роста давления топлива в форсунке. Добавим, что на современных авто зачастую устанавливаются электромагнитные устройства.

Чтобы проверить форсунки своими руками без снятия с машины можно воспользоваться несколькими способами. Наиболее простым и доступным способом, который позволяет быстро проверить инжекторные форсунки не снимая их с машины, является анализ шумов, издаваемых двигателем в процессе работы.

Определить неисправную форсунку на слух по звуку работы ДВС можно в том случае, если из блока цилиндров доносится приглушенный высокочастотный звук. Это указывает на необходимость чистки инжектора или неисправность форсунок.

Как проверить подачу питания на форсунки

Указанную проверку производят в том случае, если сами форсунки исправны, но какой-либо из инжекторов не работает при включении зажигания.

• для диагностики от инжектора отключается колодка, после чего к нужно подключить два провода;
• другие концы проводов крепятся к контактам форсунки;
• затем нужно включить зажигание и зафиксировать наличие или отсутствие вытекания топлива;
• если горючее течет, тогда данный признак указывает на проблемы в электрической цепи;

Еще одним из диагностических приемов является проверка инжектора при помощи мультиметра. Данный способ позволяет измерить сопротивление на форсунках не снимая их с двигателя.

1. Перед началом работ необходимо выяснить, какой импеданс (сопротивление) имеют форсунки, установленные на конкретном автомобиле. Дело в том, что встречаются инжекторные форсунки как с высоким, так и с низким сопротивлением.
2. Следующим шагом станет выключение зажигание, а также сбрасывание минусовой клеммы с АКБ.
3. Далее потребуется отключить электрический разъем на форсунке. Для этого необходимо использовать отвертку с тонким концом, при помощи которой нужно отщелкнуть специальный зажим, расположенный на колодке.
4. После отсоединения разъема переводим мультиметр в нужный режим работы для замера сопротивления (омметр), подключаем контакты мультиметра к соответствующим контактам форсунки для измерения импеданса.
5. Сопротивление между крайним и центральным контактом форсунки с высоким импедансом должно быть в рамках от 11-12 до 15-17 Ом. Если на автомобиле применяются форсунки с низким сопротивлением, тогда показатель должен быть от 2 до 5 Ом.

Если замечены явные отклонения от допустимых норм, тогда форсунку нужно демонтировать с двигателя для подробной диагностики. Также возможна замена форсунки на заведомо исправную, после чего оценивается работа двигателя.

Комплексная диагностика работы форсунок на рампе

Для такой проверки топливную рейку понадобится снять с мотора вместе с закрепленными на ней форсунками. После этого нужно присоединить все электрические контакты к рампе и форсункам в том случае, если таковые отключались перед снятием. Также необходимо вернуть на место минусовую клемму АКБ.

1. Рампу необходимо разместить в подкапотном пространстве так, чтобы получилось поставить под каждой из форсунок мерную емкость с нанесенной шкалой.
2. Нужно подключить к рампе трубки подачи топлива и дополнительно проверить надежность их крепления.
3. Следующим шагом является включение зажигания, после чего необходимо немного провернуть двигатель стартером. Данную операцию лучше проводить с помощником.
4. Пока помощник вращает двигатель, проконтролируйте эффективность работы всех инжекторов. Подача горючего должна быть одинаковой на всех форсунках.
5. Завершающим этапом станет выключение зажигания и проверка уровня топлива в емкостях. Указанный уровень должен быть равнозначным в каждой емкости.

Большее или меньшее количество горючего в мерных емкостях укажет на неисправность форсунки или необходимость очистки одного или нескольких инжекторов. Если форсунка демонстрирует недолив, тогда элемент нужно чистить или менять. Подтекание топлива после отключения зажигания укажет на то, что форсунка «льет» и потеряла герметичность.

Кроме самостоятельной проверки можно воспользоваться услугой диагностики инжектора в автосервисе. Данную операцию совершают на специальном проверочном стенде. Проверка форсунки на стенде позволяет точно определить не только эффективность подачи горючего, но и форму факела во время распыла топлива.

Как самому очистить форсунки без снятия с двигателя

В процессе диагностики частой причиной неустойчивой работы мотора является то, что инжекторные форсунки забились. Существует несколько способов очистки форсунок, среди которых может использоваться механический, ультразвуковой или очистка при помощи специальных химических составов.

В ряде случаев заливка в топливный бак специальной присадки-очистителя инжектора достаточно для того, чтобы нормализовать работу всей системы. Также рекомендуется с определенной периодичностью раскручивать мотор до высоких оборотов и разгонять автомобиль до 110-130 км/ч. на ровных отрезках пути. В таком режиме нужно проехать 10-20 километров. Продолжительная работа форсунок под нагрузкой позволяет реализовать так называемую самоочистку.

Напоследок добавим, что перечисленные выше способы очистки позволяют удалить только незначительные загрязнения. Серьезно забитый инжектор необходимо чистить механически, составами под давлением или ультразвуком. Что касается промывки форсунок, специалисты рекомендуют промывать инжектор каждые 30-40 тыс. пройденных километров.

Чистку инжектора стоит делать для профилактики, а не после появления признаков неисправности. Если автомобиль эксплуатируется в режиме городской езды на топливе сомнительного качества, тогда интервал профилактических мер следует сократить применительно к индивидуальным условиям эксплуатации.

Читайте также

Когда и для чего нужно снимать топливные форсунки с двигателя. Снятие форсунок на бензиновом и дизельном моторе: особенности процесса демонтажа.

Чистка инжектора автомобиля без снятия форсунок. Способы очистки форсунок со снятием на кавитационном стенде. Ультразвуковая и гидродинамическая кавитация.

Предназначена для дозированной подачи топлива, его распыления в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси.

Форсунка используется 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 следующие виды форсунок: электромагнитная, электрогидравлическая и пьезоэлектрическая.

Электромагнитная форсунка

Электромагнитная форсунка устанавливается, как правило, на бензиновых двигателях , в т.ч. оборудованных системой непосредственного впрыска . Форсунка имеет достаточно простое устройство, включающее электромагнитный клапан с иглой и сопло.

Работа электромагнитной форсунки осуществляется следующим образом. В соответствии с заложенным алгоритмом электронный блок управления обеспечивает в нужный момент подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана. При этом создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло. Производится впрыск топлива. С исчезновением напряжения, пружина возвращает иглу форсунки на седло.

Электрогидравлическая форсунка

Электрогидравлическая форсунка используется на дизельных двигателях , в т.ч. оборудованных системой впрыска Common Rail . Конструкция электрогидравлической форсунки объединяет электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели.

Принцип работы электрогидравлической форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыске, так и при его прекращении. В исходном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления. Впрыск топлива не происходит. При этом давление топлива на иглу ввиду разности площадей контакта меньше давления на поршень.

По команде электронного блока управления срабатывает электромагнитный клапан, открывая сливной дроссель. Топливо из камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль. При этом впускной дроссель препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не изменяется, под действием которого игла поднимается и происходит впрыск топлива.

Пьезоэлектрическая форсунка

Самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива, является пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка). Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.

Преимуществами пьезофорсунки являются быстрота срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана ), и как следствие возможность многократного впрыска топлива в течение одного цикла, а также точная дозировка впрыскиваемого топлива.

Это стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой, основанного на изменении длины пьезокристалла под действием напряжения. Конструкция пьезоэлектрической форсунки включает пьезоэлемент, толкатель, переключающий клапан и иглу, помещенные в корпусе.

В работе пьезофорсунки, также как и электрогидравлической форсунки, используется гидравлический принцип. В исходном положении игла посажена на седло за счет высокого давления топлива. При подаче электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина, которая передает усилие на поршень толкателя. Открывается переключающий клапан, топливо поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы падает. Игла за счет давления в нижней части поднимается и производится впрыск топлива.

Количество впрыскиваемого топлива определяется:

• длительностью воздействия на пьезоэлемент;
• давлением топлива в топливной рампе.

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;

Читайте в этой статье

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.

Читайте также

Неисправности форсунок дизеля, проверка и самостоятельное выявление проблем. Очистка сопла форсунок дизельного двигателя, регулирование давления впрыска.

Особенности работы и причины неисправностей дизельных форсунок. Как самостоятельно выполнить снятие, дефектовку, разборку и ремонт форсунок дизельного ДВС.

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 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.

Дизельные системы впрыска — принцип работы, типы

Системы впрыска дизельного топлива – далее по тексту также СВДТ – это системы питания ДВС. Функционируют на дизельном топливе – смеси газойлевых соляровых и керосиновых фракций, которые предварительно прошли специальную обработку. Но речь идёт именно о наличии соляровых фракций которые прошли щелостную очистку, а не о классической солярке с недостающим уровнем вязкости и выкипающей при температуре 240-400 °C 

Также в дизельных двигателях в качестве альтернативной топливной смеси может использоваться «Bio-Diesel» – смесь моноалкильных эфиров жирных кислот. Как правило, Bio-Diesel делают из рапсового масла.

Принцип работы

Воспламенение – результат сжатия и нагрева дизельного топлива под высоким давлением в цилиндрах. То есть на деле мы имеем дело с самовоспламенением впрыскиваемого топлива при его контакте с горячим воздухом. Все процессы происходят внутри. Этот принцип диаметрально противоположен бензиновым системам, у которых топливо воспламеняется от искры зажигания – внешнего источника.

Чтобы понимать, как функционируют системы впрыска топлива дизельного двигателя, важно чётко разбираться, за что ответственен каждый её элемент.

СВДТ включает в себя: 

1. Топливный бак. В нём непосредственно и хранится топливо.
2. Насосное оборудование для подкачки топлива из бака.
3. Фильтры грубой и тонкой очистки топлива. Главная функция – защита от загрязнений форсунок.
4. ТНВД (топливный насос высокого давления). Самый сложный узел дизельного ДВС. Прямая задача ТНВД – не просто создавать давление, а распределять топливо по цилиндрам, то есть регулировать его объем. Исключение – СВДТ Common Rail. У них сразу создаётся оптимальный уровень давления. А остальные задачи решаются посредством инжектора. Установку ТНВД считают одну из наиболее сложных, но важных задач мастера. Точность взаимного позиционирования кулачкового вала ТНВД по отношению к коленчатому валу двигателя напрямую влияет на мощность ДВС и его топливную эффективность (экономичность). 
5. Форсунку. Корпус с клапаном.
6. Сливную магистраль. Топливо из камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль.

Высокое давление создаёт идеальные условия для того, чтобы свежий заряд во время такта сжатия нагревался до температуры, которая превышает температуру воспламенения.

Работа осуществляется по следующей схеме:

• Давление действует на поршень.
• Поршень через шатун и кривошип коленчатого вала побуждают двигатель совершать полезную работу.
• СВДТ дозирует само топливо, ориентируясь на текущую нагрузку ДВС.
• Впрыск осуществляется на протяжении определенного промежутка времени с заданной интенсивностью.
• Топливо распределяется по всему объему камеры.
• Проводится фильтрация топливной смеси.
• Топливо поступает в насосы, форсунки.

Типы дизельных систем питания

Решающее влияние на конструкцию системы впрыска дизельного двигателя оказывает способ подачи и распыливания.

Существует 4 основных типа СВДТ:

• С рядным насосом. Системы с рядным ТНВД, работающие за счёт плунжерных пар, количество которых равно количеству цилиндров в системе. “Прародитель” СВДТ.
• С насосом распределительного типа. Каждая секция взаимодействует с одним цилиндром. 
• Системы с насос-форсунками. ТНВД и форсунки консолидированы в единый узел. Плюс такого решения очевиден: нет препятствий для создания и поддержания высокого давления (включая давление более 2000 кг/см2). 
• Сommon Rail. Системы с электромагнитным клапаном. Обеспечивают электронное управление цикловой подачей.  СВДТ знакома потребителю в двух модификациях: селективного и накопительного типа. Разница — в используемых каталитических конвертерах.

СВДТ с рядным насосом и насосом распределительного типа установлены, преимущественно, на старых авто: с рядным насосом –  на грузовиках, спецтехнике, с насосом распределительного типа — на легковых авто, на старых легковых авто и грузовом транспорте с небольшими габаритами.   

На рисунке — решения с рядным и распределительным ТНВД.

Если сравнивать рядные насосы и распределительные ТНВД, то важно понимать насосы распределительного типа полезны, когда нужны очень компактные и лёгкие решения. Рядные топливные насосы – при поиске оптимального варианта для ДВС тяжёлой техники.

Но будущее — за Сommon Rail и насос-форсунками. При этом особенно на практике хорошо себя зарекомендовали решения с индивидуальными — PLD-секциями. Плунжерная пара и управляющий элемент у них отделены от впрыскивающего элемента – форсунки, и соединены трубкой высокого давления.

Мастера СТО, принимая на диагностику автомобили с  PDL-секций, могут гарантировать клиентам быстрое обнаружение неисправностей и ремонт  СВДТ. Это обусловлено тем, что при диагностике и дальнейшем ремонте не нужно “вклиниваться” в головку блока цилиндров. Доступ к узлу – незатруднённый, поэтому сервис – максимально  быстрый.

С рядным насосом

Конструкция с рядным насосным оборудованием появилась самой первой. Работает она по такому принципу:

• Цилиндр движется в гильзе, создаёт давление и сжимает топливо. 
• При достижении нужного давления открывается клапан. 
• Дизтопливо поступает к форсункам (количество форсунок в таких конструкциях всегда соответствует количеству плунжерных пар).
• Первые конструкции с рядным насосом были полностью механические, затем появились устройства с электромеханикой. Это облегчило регулировку цикловой подачи топлива. 

Решения сумели зарекомендовать себя как достаточно надёжные и с большим ресурсом, но есть у них и заметные недостатки:

• большой вес насосного оборудования,
• проблемы при создании больших показателей давления (особенно, если речь — о полностью механических конструкциях),
• низкое быстродействие,
• сомнительная точность дозирования топливной смеси.

Требования к качеству дизельного топлива значительно выше, нежели к бензину. Это можно связать с конструктивными особенностями СВДТ.

Качество процесса сгорания топливной смеси в цилиндре зависит от самого начала подачи дизельной смеси. Управление началом процесса осуществляется посредством регулятора начала подачи.

Непосредственно за регулировку объема топлива, подаваемого в цилиндр за один цикл, как понятно из текста выше, отвечает плунжерная пара. Расстояние между втулкой и плунжером очень маленькое (речь идёт о десятых микрона). Такие же цифры характеризуют и точность изготовления распылителей форсунок. Вот почему и требования к качеству дизтоплива очень высокие. Если в нём много примесей, топливная аппаратура быстро выходит из строя.

С  насосным оборудованием распределительного типа

Существенно улучшить ситуацию, найти оптимизированное решение, которое позволяет достигать большего давления, позволяют системы впрыска дизельного топлива распределительного типа. Да, существует зависимость давления от оборотов ДВС. Но, главное, в этом случае все под полным контролем.

Устройства с рядным насосом бывают механическими и с электрорегулировкой.

Плунжерная пара у первых ТНВД была всего одна, у более поздних моделей — с ротором — плунжерных пар несколько. Такие решения — более производительные.  При этом плунжерная пара (или несколько пар) связаны сразу с несколькими форсунками: двумя, четырьмя, шести.

Плунжер совершает сразу два типа движений — вращательное и поступательное. Таким образом, в зоне его ответственности — как подача, так и распределение топливной смеси.

В противовес устройствам с рядным насосом габариты — существенно меньше, топливная экономичность — больше, но надежными такие системы назвать нельзя.  Если случается неисправность насоса, то вся СВДТ может выйти из строя.

Ещё один значительный недостаток — чувствительность к завоздушиванию. В свое время это стало серьёзным поводом для “переключения” производителей на СВДТ другого типа (с насос-форсунками и и Сommon Rail).

Насос-форсунки

В СВДТ с насос-форсунками  форсунки и плунжеры  составляют единую конструкцию. Запуск узла осуществляется от распредвала (за счёт механической рейки + регуляторов или чаще электромагнитных клапанов — последние обеспечивают лучшую производительность и точность дозирования топливной смеси). 

Давление можно увеличивать максимально быстро и  при этом — на существенные значения. Это возможно благодаря тому, что магистрали высокого давления у СВДТ с насос-форсунками — очень короткие, а усилие от кулачков через коромысло направлено непосредственно к насос-форсунке.

Впрыск — многофазный:

• Предварительный. Обеспечивает смеси дальнейшую плавность сгорания. 
• Основной. Осуществляется при целенаправленном движении плунжера вниз, направлен на качественное смесеобразование во всех режимах работы ДВС. чем больше давление, тем больше дизеля впрыскивается в камеру ДВС.
• Дополнительный — очищающий. Плунжер продолжает двигаться вниз. Из фильтра интенсивно уходит сажа. 
• Кстати, у ряда автомобилистов часто возникает вопрос. “Сажа? Но откуда?” Ведь многие годы дизельные ДВС называли более чистыми, нежели бензиновые. Однако во внимание не бралось одно существенное «но». При сильном разгоне образуется достаточно много сажи.

Особенно эта проблема актуальна для решений с механическим управлением дозирования топливной смеси. Если же речь идёт о решениях, управляемых электроникой, всё существенно лучше, выхлопы — чище. 

А вот весомый плюс всех решений с насос-форсунками, так это то, что  производитель  может позволить более высокую мощность ДВС, нежели в случае с рядным и распределительным насосом, дизтоплива водителю требуется меньше, уровень шума существенно уменьшается.

Система впрыска дизельного двигателя Сommon Rail

Решение Сommon rail  (“общая магистраль”, аккумуляторная СВДТ позволяет организовать двойной впрыск. 

1. На первом этапе осуществляется предварительный впрыск небольшой порции топливной смеси.
2. На втором этапе проводится основной впрыск под высоким давлением. С Common Rail  нет проблем достигнуть давления 220 -300 МПа. 

Шумность работы и образование сажи в этом случае ниже, а топливная эффективность выше.

Благодаря организации электронного управления цикловой подачей в случае использования с электромагнитным клапаном можно существенно повлиять на показатель скорости, с которой топливоподающей система реагирует на изменение нагрузки и давления наддува.

Сначала в процессе задействован клапан цикловой подачи, а далее в работу вступает тактовый клапан управления моментом подачи. 

Common Rail обеспечивает возможность осуществить впрыск предварительной небольшой порции топлива, а только потом переходить к работе к основной порции дизтоплива, легко достичь ровной характеристики горения топливной смеси. Ведь в таких случаях давление получается удерживать практически стабильным.

Как и в случае с насос-форсунками работа ступенчата. Выделяется предварительный (на холостом ходу), основной (при увеличении нагрузки) и дополнительный впрыск (при нагрузке, достигающей плато).

Дизельные системы впрыска Common Rail создают идеальные условия для того, чтобы СВДТ соответствовали строгим экологическим нормам, ДВС были маломощными, производство компонентов было более дешевым, а диагностика — оперативной. Активным выпуском Common Rail заняты такие мировые гиганты, как BOSCH, DENSO, SIEMENS. СВДТ Common Rail активно устанавливается на Volvo, Volkswagen, Fiat,  Toyota, Alfa Romeo, Mazda, Ford, Nissan,Honda, Hyundai, Kia и др.

Комплексно изучить дизельные двигатели автомобилей, включая плунжерное насосное оборудование,систему непосредственного впрыска Common Rail поможет интерактивная электронная программа “Дизельные двигатели автомобилей”

Видеообзор интерактивной программы

Что такое топливная форсунка и как она работает?

Введение

«Совершенствование технологий сегодня приведет вас к большей эффективности завтра» очень правильно сказано, поскольку с увеличением зависимости человека от машин не только облегчает жизнь, но и увеличивает потребность в топливе, особенно если мы говорим Что касается автомобилей, количество транспортных средств на дорогах резко увеличилось с начала 20-го века, что напрямую отражает спрос на топливо, а также цены, поэтому у исследователей возникла необходимость создать инновационную систему, которая может сделать привод доступным, а также надежный.Чтобы решить эту проблему, в 1920 году компания Bosch придумала устройство под названием «Топливная форсунка» для дизельного двигателя, которое стало настоящим прорывом в области двигателей внутреннего сгорания, поэтому давайте углубимся в подробности.

Что такое топливная форсунка?

Топливная форсунка — это механическое устройство с электронным управлением, которое используется для впрыска / распыления (как шприц) топлива в двигатель для приготовления правильной воздушно-топливной смеси, которая, в свою очередь, обеспечивает эффективное сгорание в двигателе?

Положение топливных форсунок различается в зависимости от конструкции двигателя, но обычно они устанавливаются на головке двигателя с наконечником внутри камеры сгорания двигателя.

Зачем они нужны?

Топливные форсунки являются необходимостью для всех автомобилей в наши дни, потому что-

• Принцип работы двигателей внутреннего сгорания прямо указывает на то, что лучше качество топливно-воздушной смеси будет лучше сгорание, что, в свою очередь, обеспечивает более высокий КПД двигателя. , поэтому нам нужны топливные форсунки, которые обеспечивают гораздо лучшее качество топливовоздушной смеси, чем карбюраторы.
• Неправильное смешивание воздуха с топливом, обеспечиваемое карбюраторами, оставляет различные несгоревшие частицы внутри камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания, что приводит к неправильному распространению пламени сгорания, из-за чего происходит сбой двигателя, известный как детонация или детонация, чтобы избежать это почти все автомобили на дорогах сегодня используют технологию впрыска топлива.
• Потери топлива в виде углерода или несгоревших частиц внутри камеры сгорания напрямую отражают пробег транспортного средства, что нежелательно, поэтому во избежание этого становится важным использование технологии впрыска топлива.
• В случае карбюраторов контроль качества и времени топливовоздушной смеси (дозирование топлива) не является точным, как в карбюраторах, регулировка может выполняться механически, но когда дело доходит до топливных форсунок, благодаря их интеллектуальному электронно-управляемому блоку или е .c.u может быть достигнута высокая точность дозирования топлива.
• Было замечено, что не только пробег, но и характеристики автомобилей с впрыском топлива лучше, чем у автомобилей с карбюратором.

Также читайте:

Типы топливных форсунок

Развитие технологий впрыска топлива привело к появлению различных механизмов впрыска топлива, таких как впрыск топлива в корпус дроссельной заслонки, многоточечный впрыск топлива, последовательный впрыск топлива и прямой впрыск, который могут использоваться в зависимости от области применения, но когда дело доходит до типов топливных форсунок, категоризация их является действительно сложной задачей.Согласно нам топливные форсунки можно разделить на —

На основе топлива

На основе впрыска топлива форсунки бывают 2 типов —

1. Форсунки дизельного топлива

Эти топливные форсунки используются впрыскивать или распылять дизельное топливо (которое является более тяжелым топливом, чем бензин) непосредственно в камеру сгорания дизельного двигателя для дальнейшего сгорания путем сжатия.

Капилляр и сопло форсунок дизельного топлива выполнены таким образом, что они могут образовывать пакеты дизельного топлива при распылении топлива внутри камеры сгорания.

Для дизельных топливных форсунок требуется более высокая мощность впрыска, чем для бензиновых форсунок, поскольку дизельное топливо тяжелее бензина.

2. Бензиновые топливные форсунки

Это топливные форсунки, используемые для впрыска или распыления бензина непосредственно или через впускной коллектор в камеру сгорания для дальнейшего сгорания искры.

Капилляр и сопло бензиновых топливных форсунок делаются меньше или такие же, как у дизельных топливных форсунок, в зависимости от требований.

Так как бензин легче дизельного топлива, бензиновые форсунки требуют меньше нагнетания впрыска, чем дизельные форсунки.

На основе учета топлива

На основе учета топлива (контроль скорости, количества и давления топлива) топливные форсунки бывают двух типов —

1. Топливные форсунки с механическим управлением

Они представляют собой топливные форсунки, в которых управление скоростью, количеством, синхронизацией и давлением топлива осуществляется механически с помощью пружины и плунжера, которые принимают входной сигнал от кулачка и узла топливного насоса или от распределителя топлива (опережающего).

2. Топливные форсунки с электронным управлением

Это топливные форсунки, в которых управление скоростью, количеством, давлением и синхронизацией топлива осуществляется электронным способом с помощью электронного соленоида, который принимает входные данные либо от распределителя топлива, либо от электронный блок управления (усовершенствованный) автомобиля.

Конструкция топливных форсунок

Конструктивная конструкция топливной форсунки напоминает форсунку для садового душа, которая используется для разбрызгивания воды на траву, ту же цель выполняет топливная форсунка, но разница в топливе вместо воды. , форсунка распыляет топливо внутри двигателя.позволяет понять конструкцию топливных форсунок, рассматривая топливные форсунки с механическим управлением и топливные форсунки с электронным управлением —

Топливные форсунки с механическим управлением

Топливные форсунки с механическим управлением, состоящие из следующих частей:

• Корпус форсунки –Это внешний корпус или его можно назвать оболочкой, внутри которой все остальные части форсунок устроены так же, как садовый душ. Внутренняя часть корпуса форсунки спроектирована таким образом, что она содержит точно спроектированный капилляр или канал, через который топливо под высоким давлением из топливного насоса может течь для дальнейшего распыления.

• Плунжер — Плунжер используется на сопле или узком конце топливной форсунки, который используется для открытия или закрытия форсунки под действием давления топлива, регулируемого распределителем топлива или регулятором двигателя.
• Пружины — Две пружины используются внутри топливных форсунок с механическим управлением, которые: —

1. Пружина поршня — Движение поршня вперед и назад контролируется пружиной поршня, которая срабатывает, когда давление топлива внутри топлива Увеличение форсунки приводит к открытию форсунки и возвращается в исходное положение при понижении давления, что, в свою очередь, закрывает форсунку.
2. Основная пружина — Основная пружина используется для управления впуском топливной форсунки. Основная пружина работает под действием давления топлива, создаваемого топливным насосом.

Также читайте:

Топливная форсунка с электронным управлением

Это интеллектуальный тип топливной форсунки, которая управляется электронно электронным блоком управления двигателя, который также известен как мозг современных двигателей.

Топливные форсунки с электронным управлением состоят из следующих частей —

• Корпус форсунки — Как и у топливной форсунки с механическим управлением, корпус этого типа форсунок представляет собой точно спроектированный полый корпус, внутри которого расположены все остальные компоненты.

• Плунжер — То же, что и в топливной форсунке с механическим управлением, плунжер используется для открытия и закрытия форсунки, но в топливной форсунке с электронным управлением открытие форсунки регулируется электронно с помощью электромагнитов.

• Пружина — Так же, как и в топливной форсунке с механическим управлением, плунжерная пружина используется для удержания плунжера в его положении, чтобы при необходимости закрыть сопло топливной форсунки.

• Электромагниты — В отличие от топливной форсунки с механическим управлением, этот тип форсунки оборудован электромагнитами, расположенными непосредственно вокруг плунжера, который управляет открытием форсунки, принимая электронный сигнал от электронного блока управления двигателем через электронный штекер или соединение, соединяющее топливную форсунку с электронным блоком управления двигателем.
• Электронный штекер / соединение — На верхнем конце топливной форсунки с электронным управлением имеется соединение / штекер, через который электронный сигнал от электронного блока управления двигателем передается на электромагниты, которые, в свою очередь, открывают форсунку для того, чтобы для распыления топлива.

Рабочий

На данный момент нам известно назначение топливной форсунки. Итак, чтобы понять поведение различных частей топливной форсунки для достижения этой цели, давайте рассмотрим механические и электронные топливные форсунки —

Топливная форсунка с механическим управлением

Когда мы включаем зажигание автомобиля, чтобы запустить двигатель, топливный насос двигателя начинает перекачивать топливо в распределитель топлива, который, в свою очередь, начинает регулировать время и количество распыляемого топлива.

• После топливораспределителя топливо поступает в топливную форсунку в соответствии с инструкцией распределителя топлива по топливопроводам.

• В топливной форсунке, когда это топливо под высоким давлением достигает топливной форсунки, из-за своего высокого давления это топливо толкает впускную или главную пружину, чтобы попасть в топливную форсунку.

• Когда это топливо поступает в топливную форсунку, оно начинает толкать пружину плунжера, которая, в свою очередь, толкает плунжер наружу, и происходит открытие форсунки, что приводит к разбрызгиванию топлива.

• Когда распыление топлива для определенного цикла завершается в соответствии с вводом, подаваемым распределителем топлива, давление внутри топливной форсунки уменьшается, из-за чего пружина плунжера сохраняет свое исходное положение, что приводит к закрытию форсунки и разбрызгиванию подача топлива прекращается для этого конкретного цикла.

Топливная форсунка с электронным управлением

Когда мы ВКЛ зажигание автомобиля, чтобы запустить двигатель, топливный насос вместе с электронным блоком управления двигателем.

• Топливный насос начинает подачу топлива в топливную форсунку, а время, количество и давление топлива, поступающего в топливную форсунку, регулируются электронным блоком управления.

• Электронный блок управления отправляет электронный сигнал на топливную форсунку с помощью электронного соединения, из-за этих электронных сигналов от ЭБУ срабатывают электромагниты внутри топливной форсунки, которые, в свою очередь, толкают плунжер наружу, что приводит к открытию сопла и, наконец, происходит распыление топлива.

• После завершения этого конкретного цикла электронный сигнал от ЭБУ прекращается, что, в свою очередь, отключает электромагниты, из-за чего поршень возвращается в исходное положение, что приводит к закрытию сопла и прекращению распыления топлива.

• Закрытие форсунки поддерживается пружиной плунжера.

Это все про топливную форсунку. Если вы нашли эту статью полезной и информативной, не забудьте поставить лайк и поделиться ею с друзьями.

Как работают дизельные форсунки?

В дизельных двигателях

используется топливная форсунка для подачи топлива в цилиндры. Процесс впрыска отличается от газовых двигателей, в которых используется карбюратор или система впрыска через порт. В то время как карбюратор смешивает воздух и топливо до того, как первый попадает в цилиндр, система впрыска через порт смешивает топливо перед тактом впуска.

Дизельные двигатели

используют систему прямого впрыска, которая подает топливо непосредственно в цилиндры двигателя.Форсунка дизельного двигателя является наиболее сложной деталью и может быть в разных областях.

Процесс внутреннего инжектора

Хорошая форсунка может выдерживать давление и температуру в цилиндре, обеспечивая при этом эффективную подачу топлива. Дизель образует мелкий туман, который циркулирует в цилиндрах двигателя для равномерного распределения. В некоторых двигателях используется камера предварительного сгорания, специальные впускные клапаны и другие устройства для улучшения процесса зажигания и сгорания.

Процесс сжатия нарушается, когда дизельный двигатель становится холодным, так как воздух не может достичь достаточно высокой температуры для воспламенения топлива. Некоторые дизельные двигатели решают эту проблему с помощью свечи накаливания — проволоки с электронным обогревом, которая нагревает камеру сгорания.

Свечи накаливания

отлично справляются с повышением температуры при слишком холодном двигателе, что позволяет быстро достичь идеальной температуры для зажигания.

Альтернативная технология форсунок

В современных форсунках дизельного топлива также используются компьютерные микросхемы, в частности, связь ECM.Эти чипы регулируют распыление топлива, воздухозаборник, охлаждающую жидкость двигателя, частоту вращения и другие функции процесса. Эти типы двигателей не имеют свечи накаливания.

Компьютерные микросхемы работают со сложным количеством датчиков для измерения температуры окружающего воздуха и задержки синхронизации двигателя в холодную погоду. Этот процесс позволяет инжектору подавать топливо в более теплую погоду для более эффективного сжатия.

Следует отметить, что в двигателях меньшего размера не используются современные компьютерные микросхемы для решения проблемы запуска, вызванной холодной погодой.Цилиндры двигателя также имеют уникальные питающие магистрали от топливного бака для подачи дизельного топлива в форсунку. Каждый цилиндр оснащен фильтром, который удаляет любые загрязнения до начала процесса впрыска.

Процесс ширины импульса

Неотъемлемой частью форсунок дизельного топлива является соленоид, который открывается для пропуска испаренного топлива. Процесс называется шириной импульса , и каждый цилиндр получает разное количество топлива, рассчитанное ЭБУ. ЭБУ также обеспечивает достижение в процессе сгорания подходящего стехиометрического соотношения, которое представляет собой соотношение между воздухом и топливом, при котором начинается горение.

Частью этой экосистемы является небольшой насос, который нагнетает воздух в инжектор. Воздух смешивается с дизельным топливом, поэтому насос должен выдерживать повышенное давление и высокие температуры.

Маленькая форсунка используется для впрыскивания дизельного топлива в камеру сгорания. Форсунка имеет ряд отверстий для равномерного распределения в цилиндре.

Второй клапан всасывает воздух из камеры сгорания и смешивает его с испарившимся дизельным топливом для дальнейшей интенсификации процесса сгорания.Выпускной клапан отводит выбросы из камеры сгорания.

Оставшееся топливо течет по обратной топливной магистрали в бак.

У вас есть вопросы по форсункам дизельного топлива или другие вопросы, связанные с дизельным двигателем? Свяжитесь с дружелюбными профессионалами ближайшего к вам Taylor Diesel сегодня.

Что такое электронные насос-форсунки и как они работают? — Sealand Turbo-Diesel Asia

18 янв. Что такое электронные насос-форсунки и как они работают?

Отправлено в 10:31 в Insights компании Sealand Marketing

Требования к повышенной мощности, повышенной экономии топлива, более тихой работе и более чистым выбросам от наших двигателей привели к разработке электронного насос-форсунки.Электронный насос-форсунка — это насос-форсунка с электронным управлением. Подача топлива под давлением с приводом от распределительного вала в сочетании с управлением синхронизацией внутренних операций с помощью блока управления двигателем позволяет электронным насос-форсункам достигать определенных преимуществ по сравнению с обычными насос-форсунками.

Электронный насос-форсунка находится под давлением с помощью электронного управления функциями измерения, времени и управления. Он состоит из ряда основных элементов, таких как подпружиненный плунжер и цилиндр (для повышения давления топлива в форсунке), тарельчатый клапан (для регулирования повышения давления), электрический соленоид (для приведения в действие движения форсунки). впуск топлива с игольчатым или тарельчатым клапаном), обратные каналы (для обеспечения эффективного потока топлива) и форсунка (для улучшения распыления).

В системе блочного впрыска форсунка и впрыскивающий насос объединены в один модуль. Таким образом, повышение давления топлива, распыление, распределение топлива и синхронизация впрыска выполняются всего в одном компоненте. Электронная система насос-форсунок устанавливается непосредственно в головку блока цилиндров над каждой камерой сгорания. Распределительный вал двигателя приводит в действие форсунку обычно через коромысло, что приводит к эффективной механической и гидравлической топливной системе, которая может минимизировать паразитные потери.Размер капель топлива меньше для увеличения выбросов, и это более тонкое распыление позволяет допускать поток рециркуляции отработавших газов в смеси сгорания.

С электронными насос-форсунками вы можете рассчитывать на снижение выбросов и расхода топлива, если форсунки встроены в двигатель с другими совместимыми компонентами, которые вместе могут выявить эти преимущества. Высококачественные насос-форсунки с электроникой разработаны для высокопроизводительных тяжелых условий эксплуатации. Они обеспечивают точное управление форсунками и повышенную экономию топлива, тем самым оптимизируя рабочие характеристики автомобиля.

Common rail: компоненты, принцип работы и функции

Опубликовано 17 ноября 2019 г.

Кунле Шонаике

Компания Bosch представила первую систему Common Rail в 1997 году. Система названа в честь общего резервуара высокого давления (Common Rail), который снабжает топливом все цилиндры. В обычных системах впрыска дизельного топлива давление топлива должно создаваться индивидуально для каждого впрыска. Однако в системе Common Rail создание давления и впрыск разделены, что означает, что топливо постоянно находится под давлением, требуемым для впрыска.

Системы Common Rail имеют модульную конструкцию. Каждая система состоит из насоса высокого давления, форсунок, рейки и электронного блока управления.

Common Rail — один из наиболее важных компонентов в системе непосредственного впрыска дизельного топлива и бензина. Основное различие между прямым и стандартным впрыском — подача топлива и способ его смешивания с поступающим воздухом. В системе прямого впрыска топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, минуя период ожидания во впускном коллекторе.Под управлением электронного блока топливо впрыскивается непосредственно там, где камера сгорания наиболее горячая, что обеспечивает более равномерное и тщательное сгорание топлива.

Основные преимущества прямого впрыска топлива с общей топливораспределительной рампой можно резюмировать в снижении выбросов выхлопных газов и шума, улучшении топливной экономичности и улучшенных общих характеристиках двигателя. Система состоит из насоса высокого давления, форсунок, рейки и электронного блока управления.

Common Rail представляет собой длинный металлический цилиндр.Он получает топливо от насоса и распределяет его по форсункам под очень высоким давлением. Повышение давления топлива — результат новейшей конструкции двигателей. И дизельные, и бензиновые двигатели имеют тенденцию становиться меньше и легче для повышения топливной экономичности и производительности, что увеличивает давление топлива и устанавливает совершенно новые стандарты для производства высококачественной системы Common Rail.

Во-первых, решающее значение имеет геометрическая точность детали.Точная конструкция способствует повышению производительности системы Common Rail. Даже минимальные колебания размера или формы могут привести к поломке. Определение правильных параметров на этапе проектирования имеет важное значение, но что действительно важно, так это их строгое соблюдение в процессе производства.

Выбор материалов — это тоже момент, который нельзя недооценивать. Хорошие механические свойства обеспечивают прочность и предотвращают коррозию. Используемые материалы — обычно сталь и нержавеющая сталь. Common Rail для дизельного двигателя изготовлен из стали, а Common Rail для бензинового двигателя изготовлен из нержавеющей стали, потому что топливо слишком агрессивно, а нержавеющая сталь обладает большей устойчивостью к коррозии, чем сталь.

Common Rail с прямым впрыском

В топливных системах большинства современных двигателей используется передовая технология, известная как CRDi или непосредственный впрыск Common Rail. И бензиновые, и дизельные двигатели используют общую «топливную рампу», которая подает топливо к форсункам. Однако в дизельных двигателях производители называют эту технологию CRDi, в то время как бензиновые двигатели называют ее прямым впрыском бензина или послойным впрыском топлива. Обе эти технологии имеют схожую конструкцию, поскольку они состоят из «топливной рампы», которая подает топливо к форсункам.Однако они значительно отличаются друг от друга по таким параметрам, как давление и тип используемого топлива.

При непосредственном впрыске Common Rail сгорание происходит непосредственно в основной камере сгорания, расположенной в полости над днищем поршня. Сегодня производители используют технологию CRDi для преодоления некоторых недостатков обычных дизельных двигателей, которые при внедрении были медленными, шумными и низкими по производительности, особенно в легковых автомобилях.

Технология CRDi работает в тандеме с ЭБУ двигателя, который получает данные от различных датчиков.Затем он рассчитывает точное количество топлива и время впрыска. Топливная система включает компоненты, которые более интеллектуальны по своей природе и управляют ими электрически / электронно. Кроме того, обычные форсунки заменяются более совершенными электромагнитными форсунками с электрическим приводом. Они открываются сигналом ЭБУ в зависимости от таких переменных, как частота вращения двигателя, нагрузка, температура двигателя и т. Д.

В системе Common Rail используется топливная рампа «общая для всех цилиндров» или, простыми словами, «топливораспределительная трубка».’Он поддерживает оптимальное остаточное давление топлива, а также действует как общий топливный резервуар для всех форсунок. В системе CRDi топливная рампа постоянно накапливает и подает топливо к форсункам с электромагнитным клапаном под необходимым давлением. Это совершенно противоположно тому, что насос впрыска топлива подает дизельное топливо через независимые топливопроводы к форсункам в случае конструкции более раннего поколения (DI).

Режим работы

В обычных системах впрыска дизельного топлива давление топлива должно создаваться индивидуально для каждого впрыска.Однако в системе Common Rail создание давления и впрыск разделены, что означает, что топливо постоянно находится под давлением, требуемым для впрыска. Создание давления происходит в насосе высокого давления.

Насос сжимает топливо и подает его по трубопроводу высокого давления к входу в рампу, которая действует как общий резервуар высокого давления для всех форсунок — отсюда и название «common rail».

Оттуда топливо распределяется по отдельным форсункам, которые впрыскивают его в камеру сгорания цилиндра.

Насосы высокого давления

Насос высокого давления сжимает топливо и подает его в необходимом количестве. Он постоянно подает топливо в резервуар высокого давления (рампу), тем самым поддерживая давление в системе. Требуемое давление доступно даже при низких оборотах двигателя, поскольку создание давления не связано с частотой вращения двигателя. Большинство систем Common Rail оснащено радиально-поршневыми насосами. В компактных автомобилях также используются системы с индивидуальными насосами, которые работают при низком давлении в системе.

Форсунки

Форсунка в системе Common Rail состоит из форсунки, привода для пьезо-форсунок или электромагнитного клапана для форсунок с электромагнитным клапаном, а также гидравлических и электрических соединений для приведения в действие иглы форсунки.

Устанавливается в каждый цилиндр двигателя и соединяется с рейкой короткой трубкой высокого давления. Форсунка управляется электронной системой управления дизельным двигателем. Это гарантирует, что игла форсунки открывается или закрывается приводом, будь то электромагнитный клапан или пьезо.Форсунки с пьезоприводом несколько уже и работают с особенно низким уровнем шума. Оба варианта демонстрируют одинаково короткое время переключения и обеспечивают предварительный впрыск, основной впрыск и вторичный впрыск, чтобы обеспечить чистое и эффективное сгорание топлива в любой рабочей точке.

Компоненты CRDi

• Топливный насос высокого давления — нагнетает топливо до высокого давления
• Трубка высокого давления — подает топливо в форсунку
• Форсунка — впрыскивает топливо в цилиндр
• Подающий насос — всасывает топливо из топливного бака
• Фильтр топливный — фильтрует топливо
• Блок управления двигателем

Некоторые типы топливных баков также имеют топливный отстойник на дне фильтра для отделения воды от топлива.

Функции системы

Система впрыска дизельного топлива выполняет четыре основные функции:

Подача топлива

Элементы насоса, такие как цилиндр и плунжер, встроены в корпус насоса высокого давления. Топливо сжимается до высокого давления, когда кулачок поднимает плунжер, а затем направляется к форсунке.

Регулировка количества топлива

В дизельных двигателях приток воздуха практически постоянный, независимо от частоты вращения и нагрузки.Если количество впрыска изменяется в зависимости от частоты вращения двигателя и время впрыска остается постоянным, мощность и расход топлива изменяются. Поскольку мощность двигателя почти пропорциональна количеству впрыска, она регулируется педалью акселератора.

Регулировка момента впрыска

Задержка зажигания — это период времени между моментом впрыска, воспламенения и сгорания топлива и достижением максимального давления сгорания. Поскольку этот период времени практически постоянен, независимо от частоты вращения двигателя, для регулировки и изменения момента впрыска используется таймер, позволяющий достичь оптимального сгорания.

Топливо для распыления

Когда топливо нагнетается топливным насосом высокого давления и затем распыляется из форсунки, оно тщательно смешивается с воздухом, улучшая тем самым воспламенение. Результат — полное сгорание.

Принцип работы CRDi

Насос высокого давления подает топливо под давлением. Насос сжимает топливо под давлением около 1000 бар или около 15000 фунтов на квадратный дюйм. Затем он подает топливо под давлением по трубопроводу высокого давления ко входу топливной рампы.Оттуда топливная рампа распределяет топливо по отдельным форсункам, которые затем впрыскивают его в камеру сгорания.

В большинстве современных двигателей CRDi используется насос-форсунка с турбонагнетателем, который увеличивает выходную мощность и соответствует строгим нормам выбросов. Кроме того, он улучшает мощность двигателя, реакцию дроссельной заслонки, топливную экономичность и снижает выбросы. За исключением некоторых изменений дизайна, основной принцип и принцип работы технологии CRDi остаются в основном одинаковыми для всех. Однако его производительность в основном зависит от конструкции камеры сгорания, давления топлива и типа используемых форсунок.

Преимущества и недостатки

Преимущества

(1) Более низкие выбросы: Одна из причин, по которой дизельные двигатели с системой Common Rail были изобретены производителями транспортных средств, заключалась в том, что правительство установило более строгие правила в отношении выбросов углерода. Помните, когда большие дизельные грузовики выпускали в воздух много черного дыма? Вы вряд ли заметите это, потому что дизельный двигатель с общей топливораспределительной рампой спроектирован таким образом, чтобы сокращать эти выбросы.Это лучше для окружающей среды и на один шаг ближе к борьбе с глобальным потеплением.

(2) Больше мощности: Исследования показали, что автомобили с дизельным двигателем Common Rail производят на 25 процентов больше мощности, чем традиционный дизельный двигатель. Это означает, что общие характеристики дизельного двигателя будут улучшены.

(3) Меньше шума: Системы прямого впрыска топлива были известны своим шумным во время вождения. Common Rail снизит уровень шума, который вы, возможно, слышали.Это делает вождение более приятным для вас и окружающих на дороге.

(4) Меньше вибраций: Раньше в традиционных дизельных двигателях с прямым топливом чувствовалось много вибраций. Теперь эти вибрации были уменьшены с помощью системы прямого впрыска Common Rail.

(5) Увеличенный пробег: Поскольку дизельный двигатель Common Rail обеспечивает большую мощность, это означает, что вы увеличите расход топлива. В результате ваша экономия топлива также будет лучше.Это означает, что в дороге вы тратите меньше денег на топливо.

Недостатки

(1) Дорогой автомобиль: Автомобили с дизельным двигателем Common Rail будут дороже, чем с традиционным дизельным двигателем. Если вы работаете в компании, которая поставляет вам автомобиль, то это не проблема. Но если это личный автомобиль, возможно, вам не захочется тратить лишние деньги.

(2) Дорогие детали: Поскольку автомобили с системой Common Rail более дорогие, можно ожидать, что запасные части также будут дорогими.

(3) Больше обслуживания: Дизельные двигатели с системой Common Rail потребуют большего обслуживания, чем традиционный дизельный двигатель. Даже если вы выполняете обслуживание самостоятельно, это все равно потребует больше времени, усилий и, возможно, затрат.

Получено из Интернета

Масло, специально упомянутое для обслуживания моего автомобиля Passat, — это масло Castrol. Но масла мало, и если его увидеть, то оно довольно дорогое. Могу ли я использовать любое другое масло? Спасибо, сэр. Аноним

Я считаю, что это просто соглашение в маркетинговых целях.Если вы знаете точную спецификацию, вы можете купить любую другую марку, у которой есть спецификации.

Я хочу поблагодарить вас за самоотверженное служение в обучении всех нас. Купил подержанный автобус Тойота Хаммер 2004 года выпуска. Я знал, что двигатель был под подозрением, но никогда не знал, что он выйдет из строя так рано. Единственный вариант, который предлагают механики — купить новый двигатель стоимостью N1,5 млн. Это единственный выход? Abrah

Читайте также

Иногда это единственная альтернатива, которая у вас есть.Но в зависимости от повреждения старого двигателя, вы все равно сможете восстановить его. Но только ваш механик может определить урон.

Общие коды

P0697: Обрыв цепи опорного напряжения датчика «C»

Значение

Модуль управления имеет внутренние 5-вольтовые шины опорного напряжения, которые называются 5-вольтовыми опорными шинами. Каждая опорная шина обеспечивает 5-вольтовую опорную цепь для более чем одного датчика. Следовательно, неисправность в одной цепи опорного напряжения 5 В повлияет на другие цепи опорного напряжения 5 В, подключенные к шине опорного напряжения.Модуль управления контролирует напряжение на 5-вольтовых опорных шинах.

Возможные причины

• Неисправен модуль управления двигателем
• Жгут проводов ЕСМ обрыв или закорочен
• Плохое электрическое соединение в цепи контроллера ЭСУД
• Короткое замыкание датчика в цепи 5 В
• P0698: Низкое напряжение в цепи опорного напряжения датчика «C»

Значение

Модуль управления имеет внутренние 5-вольтовые шины опорного напряжения, называемые 5-вольтовыми опорными шинами.Каждая опорная шина обеспечивает 5-вольтовую опорную цепь для более чем одного датчика. Следовательно, неисправность в одной цепи опорного напряжения 5 В повлияет на другие цепи опорного напряжения 5 В, подключенные к шине опорного напряжения. Модуль управления контролирует напряжение на 5-вольтовых опорных шинах.

Возможные причины

• Неисправен модуль управления двигателем
• Жгут проводов ЕСМ обрыв или закорочен
• Плохое электрическое соединение в цепи контроллера ЭСУД
• Короткое замыкание датчика в цепи 5 В

P0699: Цепь опорного напряжения датчика «C» — высокий уровень

Значение

Модуль управления имеет внутренние 5-вольтовые шины опорного напряжения, которые называются 5-вольтовыми опорными шинами.Каждая опорная шина обеспечивает 5-вольтовую опорную цепь для более чем одного датчика. Следовательно, неисправность в одной цепи опорного напряжения 5 В повлияет на другие цепи опорного напряжения 5 В, подключенные к шине опорного напряжения. Модуль управления контролирует напряжение на 5-вольтовых опорных шинах.

Возможные причины

• Неисправен модуль управления двигателем
• Жгут проводов ЕСМ обрыв или закорочен
• Плохое электрическое соединение в цепи контроллера ЭСУД
• Короткое замыкание датчика в цепи 5 В

P0700: Неисправность системы управления коробкой передач

Значение

Модуль управления трансмиссией отслеживает неисправности датчиков и исполнительных механизмов, относящихся к управлению трансмиссией.Когда TCM обнаруживает неисправность в системе управления, в модуль управления двигателем отправляется сигнал, чтобы в ближайшее время загорелся индикатор двигателя или индикатор сервисного двигателя. ECM сохраняет код P0700, и это означает, что TCM обнаружил неисправность в органах управления коробкой передач.

Технические примечания

Поскольку P0700 представляет собой простой и информативный код, проверьте TCM на наличие дополнительных кодов, чтобы решить проблему.

Возможные симптомы

• Горит лампа двигателя (или сигнальная лампа скорого обслуживания двигателя)
• Проблемы с ходовыми качествами
• Проблемы переключения передач

Возможные причины

• Короткое замыкание или обрыв в модуле управления коробкой передач
• Неисправен модуль управления коробкой передач

P0701: Диапазон / характеристики системы управления коробкой передач

Значение

Модуль управления трансмиссией обнаружил другие настройки диагностических кодов неисправности коробки передач, этот код неисправности включает тормозной режим.

Возможные причины

• Неисправен модуль управления коробкой передач
• Жгут проводов модуля управления коробкой передач обрыв или закорочен
• Плохое электрическое соединение в цепи модуля управления коробкой передач

P0702: Модуль управления коробкой передач

Значение

Код запускается модулем управления двигателем, когда в модуле управления коробкой передач хранится код.

Возможные причины

• Неисправен модуль управления коробкой передач
• Жгут проводов модуля управления коробкой передач обрыв или закорочен
• Плохое электрическое соединение в цепи модуля управления коробкой передач

P0703: Работоспособность выключателя тормоза.

Значение

Модуль управления двигателем обнаружил ускорение и замедление без изменения переключателя тормоза

Технические примечания

Проверить, работает ли стоп-сигнал с педалью тормоза.Если стоп-сигналы не работают, замените или отрегулируйте выключатель тормоза.

Возможные симптомы

• Горит лампа двигателя (или сигнальная лампа скорого обслуживания двигателя)
• Не работают стоп-сигналы

Возможные причины

• Неисправен выключатель тормоза
• Неправильный выключатель тормоза
• Обрыв или закорочен жгут тормозного выключателя
• Цепь выключателя тормоза плохое электрическое соединение

P0704: Неисправность входной цепи переключателя сцепления

Значение

Когда педаль сцепления нажата, сигнал напряжения от переключателя сцепления к модулю управления двигателем низкий.Если ЕСМ не видит этого изменения с высокого на низкий, когда скорость автомобиля превышает 0 миль в час, он устанавливает код P0704.

Когда обнаруживается код?

ECM не обнаружил никакого движения в переключателе положения педали сцепления

Технические примечания

Проверьте регулировку переключателя сцепления, переключатель должен открываться и закрываться при нажатии педали сцепления. Если переключатель отрегулирован правильно, замените переключатель сцепления, чтобы решить проблему.

Возможные причины

• Неисправен выключатель сцепления
• Неправильный выключатель сцепления
• Жгут проводов выключателя сцепления обрыв или закорочен
• Цепь выключателя сцепления плохое электрическое соединение
• Неисправен блок управления двигателем

P0705: Неисправность цепи датчика дальности передачи

Значение

Переключатель парковочного / нейтрального положения включает переключатель диапазонов коробки передач.Переключатель диапазонов коробки передач определяет положение рычага селектора, когда рычаг переключения передач находится в положении N или P, и отправляет сигнал в модуль управления коробкой передач.

Когда обнаруживается код?

Переключатель диапазонов коробки передач определяет положение рычага селектора и отправляет сигнал в TCM.

Возможные причины

• Неисправность переключателя парковочного / нейтрального положения
• Неправильная регулировка переключателя парковочного / нейтрального положения
• Жгут проводов переключателя парковочного / нейтрального положения обрыв или закорочен
• Плохое электрическое соединение цепи переключателя положения стояночного / нейтрального положения

Авторское право PUNCH.

Все права защищены. Этот материал и другой цифровой контент на этом веб-сайте нельзя воспроизводить, публиковать, транслировать, переписывать или распространять полностью или частично без предварительного письменного разрешения PUNCH.

Контактное лицо: [адрес электронной почты защищен]

Как работает система впрыска Common Rail?

Индивидуальные решения для гибкого использования топлива

С повышением технических характеристик систем впрыска возрастают и требования к чистоте и качеству топлива.Таким образом, топливо должно соответствовать заранее определенным значениям вязкости и смазывающей способности, поскольку компоненты насосов высокого давления
и форсунок смазываются топливом. Он также не должен иметь каких-либо загрязнений, которые могут привести к абразивному повреждению при применяемом высоком давлении. Поэтому для обеспечения правильной работы двигателя можно использовать только дизельное топливо, одобренное для данного применения и соответствующее применимым стандартам. По запросу клиента mtu проводит анализ для получения одобрения других видов топлива, связанных с конкретным применением, в тесном сотрудничестве с компанией Rolls-Royce Power Systems, брендом L’Orange или альтернативными поставщиками.В некоторых случаях, например, отсутствие смазывающих свойств топлива
может быть компенсировано специальными покрытиями на системе впрыска. Кроме того, mtu помогает клиентам при проектировании бака и топливной системы на объекте. Это представляет большой интерес, например, для горнодобывающих машин, которые подвергаются высокому уровню запыленности.

Резюме

MTU постоянно совершенствует свои двигатели, чтобы гарантировать, что они будут соответствовать жестким будущим стандартам выбросов, при этом потребляя при этом как можно меньше топлива.С этой целью mtu оптимизирует сгорание топлива в цилиндре с помощью своей системы впрыска Common Rail с электронным управлением в сочетании с другими технологиями, такими как рециркуляция выхлопных газов. За счет достижения чистого и эффективного сгорания расходы на системы нейтрализации выхлопных газов могут быть минимизированы, а в некоторых случаях полностью устранены. Компания mtu успешно использовала системы Common Rail еще в 1996 году и постоянно совершенствовала эту технологию в сотрудничестве с компанией Rolls-Royce Power Systems, брендом L’Orange и другими поставщиками.Благодаря своему обширному опыту в области систем впрыска Common Rail, mtu может оптимально использовать потенциал технологии, чтобы сделать двигатели чрезвычайно экономичными и чистыми.

причин возгорания топливной форсунки

В настоящее время дизельные генераторы широко используются во многих областях. Форсунка для впрыска топлива, являющаяся одним из основных компонентов дизельного генератора, после определенного периода времени будет перегорать. Далее мы в основном говорим о причинах сгорания топливной форсунки.

Принцип работы топливной форсунки

Форсунка распыляет дизельное топливо и распыляет его в камеру сгорания. Инжектор состоит в основном из сопла и держателя сопла. Основные части топливной форсунки:

1. Стержневой фильтр

2. Накидная гайка

3. Сжимающая пружина

4. Нажимной штифт

5. Накидная гайка для фиксированной форсунки

6. Держатель форсунки

7.Соединительное отверстие для подачи топлива

8. Держатель форсунки

9. Соединительная трубка для перелива

10. Прокладка

11. Штифт

12. Втулка форсунки

Нет сомнений, что горение форсунки впрыска топлива определенно повлияет на нормальная работа генераторной установки . Если вы обнаружите связанные причины, вы сможете быстро решить проблемы.

1. Длительная работа на холостом ходу

Из-за того, что дизельный двигатель долгое время работает медленно, температура в цилиндре низкая, сгорание топлива недостаточное, камера сгорания и форсунка впрыска топлива не работают. легко образуются отложения углерода.Это приводит к ухудшению условий работы форсунки впрыска топлива. Особенно зимой в условиях холодного климата. Поскольку в камере сгорания имеется нагар, рассеивание тепла происходит медленно, что может вызвать закупорку распылительного отверстия форсунки для впрыска топлива и появление капель масла. Топливо остается в головке форсунки долгое время, высокая локальная температура приведет к сгоранию форсунки и теплоизоляционной рубашки.

2.Топливо не чистое

Из-за наличия мелких частиц примесей в топливе игольчатый клапан и корпус игольчатого клапана топливной форсунки изнашиваются. Вполне возможно, что игольчатый клапан застрянет в корпусе игольчатого клапана. Из-за запаздывания игольчатого клапана топливо не может периодически, количественно и быстро распыляться в камеру сгорания, появится явление капель масла, которое может вызвать распыление топлива плохое, и скорость сгорания снижается.За счет увеличения времени горения форсунки, форсунка впрыска топлива и теплоизоляционная рубашка сгорят. Когда возникает такая неисправность, возникает черный дым и дребезжание.

3. Время впрыска топлива слишком поздно

Угол опережения впрыска топлива слишком мал, что может привести к тому, что время впрыска топлива будет слишком большим. Если его нельзя регулировать в течение длительного времени, высокая местная температура приведет к сгоранию форсунки и теплоизоляционной рубашки.

4. Неправильная сборка

Если изоляционная оболочка форсунки установлена ​​без очистки, между форсункой впрыска топлива и изоляционной оболочкой будет зазор. Газ попадает в зазор, термоизоляция и охлаждающий эффект снижаются, что приводит к сгоранию форсунки для впрыска топлива и изоляционной оболочки. Если теплоизоляционная оболочка слишком плотная, сопло будет создавать дополнительную нагрузку. Под совместным действием тепловой переменной нагрузки и высокого давления впрыска топлива форсунка сломается, а игольчатый клапан заклинит.Кроме того, если изоляционная оболочка не может быть установлена ​​во время обслуживания, форсунка выходит в камеру сгорания более чем на 4 мм выше днища головки блока цилиндров, тепло, поглощаемое форсункой для впрыска топлива, увеличивается, что приводит к расплавлению форсунки.

5. Неправильное использование генераторной установки

Если во время работы дизель-генераторной установки не хватает охлаждающей жидкости, камера сгорания не может быть в хорошем состоянии охлаждения, что приведет к высокому температура.Это также важная причина вызвать возгорание форсунки для впрыска топлива.

Профилактика

Как упоминалось выше, форсунка для впрыска топлива является одним из важных компонентов дизельной генераторной установки. Для обслуживания форсунок необходимо содержать топливную систему в чистоте и избегать покупки топлива из ненадежных источников.

Может быть, вам также понравится: Генератор Рикардо и техническое обслуживание генераторов

Устройство и принцип работы форсунки Common Rail: —

1. Исходное состояние

Когда соленоидный клапан форсунки не срабатывает, форсунка закрыта, и сливное отверстие также закрыто.Маленькая пружина прижимает шаровой клапан якоря к отверстию, создавая общее давление высокого давления в полости управления клапаном. Точно так же и в форсунке формируется общий распределитель высокого давления. Давление в общем распределителе уравновешивает давление секции регулирующего плунжера и давление пружины форсунки, а также силу открытия топлива высокого давления на конус игольчатого клапана, удерживая игольчатый клапан закрытым.

2. Начальное состояние впрыска топлива

Когда срабатывает электромагнитный клапан, якорь открывает сливное отверстие, и топливо течет из комнаты управления клапанами в полость наверху, а из полости в топливный бак через масло обратная труба, давление в диспетчерской снижается; давление в диспетчерской снижается и уменьшается. Под действием силы, действующей на регулирующий плунжер, открывается игольчатый клапан форсунки, и топливная форсунка начинает впрыскивать топливо.

3. Окончание впрыска топлива

Когда электромагнитный клапан выключен, сила маленькой пружины толкает электромагнитный клапан вниз, и шаровой клапан закрывает сливное отверстие; после того, как сливное отверстие закрыто, топливо поступает в диспетчерскую через впускное отверстие для масла, чтобы установить давление масла, и это высокое давление действует на регулятор. На поперечном сечении плунжера давление масляной направляющей плюс сила пружины больше чем давление на конус игольчатого клапана, так что игольчатый клапан форсунки закрыт.