Куда впрыскивается топливо через форсунку дизельного двигателя
Перейти к содержимому

Куда впрыскивается топливо через форсунку дизельного двигателя

  • автор:

Форсунка дизельная

Дизельная форсунка, которую нередко называют инжектором, является ключевой деталью дизельного двигателя. Ее основной задачей выступает подача топлива в камеру сгорания, а также его точная дозировка и распыление. Учитывая сложные условия эксплуатации, которые сопровождают эксплуатацию дизельного двигателя и выражаются в высокой температуре и серьезном давлении, от качества изготовления и эффективности выполнения форсункой своих функций зависит КПД всего агрегата.

Назначение

Наличие в конструкции топливной форсунки выступает отличительной чертой не только дизельных, но и бензиновых инжекторных двигателей. Необходимость в этой детали возникает из принципа работы обоих типов силовых установок, который предусматривает использование системы прямого впрыска горючего в камеры сжигания. При этом воспламенение топлива происходит под воздействием высокого давления, достигаемого за счет ТНВД. Уровень этого показателя в дизельных агрегатах намного выше, чем в инжекторных бензиновых установках.

Как следствие, эффективная работа двигателя на дизельном топливе возможна только при наличии специальной детали, способной обеспечить своевременную подачу нужного количества горючего, его распыление внутри камеры и герметичность си

темы. Основные функции дизельной форсунки уже были перечислены выше. Они состоят в следующем:

· впрыск топлива внутрь камеры сгорания;

· дозировка горючего, представляющая собой определение такого его количества, которое необходимо для достижения нужной мощности;

· распыление топлива внутри камеры сгорания, что обеспечивает более полное и эффективное сжигание;

· сохранение герметичности системы подачи топлива.

История изобретения и совершенствования

Первые модели дизельного двигателя, разработанные и изготовленные в конце позапрошлого века при непосредственном участии Рудольфа Дизеля, предусматривали наличие так называемой компрессорной форсунки и применение в качестве топлива керосина. Появление ТНВД позволило использовать намного более компактные и удобные бескомпрессорные форсунки.

Особенно удачной оказалась модель инжектора, созданная в 20-х годах прошлого века Робертом Бошем. Этот вариант дизельной форсунки с незначительными доработками и усовершенствованиями применяется до настоящего времени. Конечно же, эксплуатационные и технические параметры современных деталей, несмотря на общую схожесть конструкции, существенно превосходят разработки Боша, что объясняется значительным улучшением качества и точности изготовления, а также использованием в процессе производства новейших сталей и сплавов.

Ключевым усовершенствованием форсунки стало активное применение разнообразной электроники. Использование датчиков контроля и управления работой дизельного двигателя в целом и его отдельных узлов позволяет заметно повысить КПД и эффективность эксплуатации транспортного средства.

Устройство

В настоящее время продолжает активно использовать большое количество различных по конструкции и принципу действия типов дизельных форсунок. Несмотря на определенные особенности каждого из них, можно выделить несколько общих элементов или деталей, в том или ином виде присутствующих практически всегда. К ним относятся:

· корпус, в котором размещаются остальные детали и элементы дизельной форсунки;

· распылитель в виде иглы. Предназначение детали очевидно и заключается в распределении топлива в пространстве над поршнем;

· стержень или плунжер, который движется внутри корпуса форсунки, за счет чего нагнетается необходимый уровень давления;

· пружина запирания иглы. Используется для фиксации иглы в нужном положении;

· штуцер подвода топлива. Предназначен для подачи горючего в форсунку;

· управляющий клапан. Применяется для эффективного решения двух главных задач – дозировки топлива и определения регулярности его впрыскивания в камеру сжигания;

· фильтр очистки топлива. Один из элементов общей системы очистки используемого в дизельном двигателе горючего;

· штуцер обратного отвода излишков топлива. Назначение этого элемента форсунки также предельно очевидно – он применяется для того, чтобы отвести из форсунки топливо, не попавшее в камеру сжигания.

Устройство современных дизельных форсунок предусматривает обязательное наличие электронного блока управления. Входящие в него приборы и датчики в автоматическом режиме регулируют процессы, протекающие в рассматриваемом механизме, обеспечивая эффективную работу как инжектора, так и двигателя в целом.

Рабочие стадии

Эксплуатация дизельной форсунки предусматривает циклическое и последовательное повторение 4 рабочих стадий. В указанное число входят:

1. Закрытое положение форсунки. Начальный этап процесса. Предусматривает создание высокого давления одновременно со стороны плунжера и пружины, благодаря чему форсунка остается закрытой.

2. Начало впрыска. Автоматика подает сигнал, вследствие которого плунжер форсунки начинает двигаться вверх. В результате давление на иглу уменьшается, она также начинает подниматься, обеспечивая начало поступления топлива в камеру сгорания.

3. Полностью открытое положение форсунки. На этом этапе плунжер управления поднимается максимально, достигая верхнего упора. Это означает аналогичное перемещение иглы и режим полного открытия форсунки.

4. Конец впрыска. Завершающая стадия рабочего процесса. Она состоит в опускании управляющего плунжера и иглы форсунки, следствием чего становится перекрытие доступа горючего в камеру сжигания.

Приведенная выше схема с некоторыми корректировками достаточно точно описывает эксплуатацию дизельных форсунок любого типа. Важно понимать, что количество подобных рабочих циклов в период времени зависит от типа и мощности агрегата, вида самой форсунки и большого количества других факторов.

Разновидности и принцип работы

В сегодняшних условиях применяются самые разные виды дизельных форсунок. Их большое разнообразие объясняется как крайне широкой сферой применения, так и различиями в задачах, для решения которых они предназначаются.

Механическая форсунка

Традиционный вариант устройства, постепенно уступающий по популярности современным инженерным решениям. Именно его принцип действия был приведен выше при описании рабочего цикла дизельной форсунки. Он базируется на срабатывании клапана при достижении определенного уровня давления.

Механическая форсунка применяется в автомобилестроении в течение нескольких десятков лет. Однако, введение новых экологических стандартов и всеобщее стремление к повышению уровня экономичности дизельных двигателей привело к неуклонному вытеснению этого классического устройства более эффективным разработкам последних лет.

Главное направление совершенствования форсунки в частности и дизельного двигателя в целом – это передача контроля и управления большинством рабочих процессов электронным приборам и датчикам. Кроме того, отдельного упоминания заслуживает форсунка с двумя пружинами, разделяющая подъем иглы на две стадии. В результате обеспечивается гибкость в подаче горючего, более полное сгорание топлива и уменьшение шума при работе агрегата.

Электромеханическая форсунка

Главное отличие от механического варианта состоит в использовании для перемещения иглы форсунки вместо пружины электромагнитного клапана. Он управляется автоматикой, благодаря чему достигается точное определение количества необходимого топлива и оптимальная периодичность его впрыска.

Электромеханическая форсунка напоминает часто используемую в инжекторных бензиновых двигателях электромагнитную версию устройства. Она не используется в дизель-моторах, так как не способна выдерживать высокое давление.

Насос-форсунка

Еще одна вариация традиционного дизельного двигателя. Устройство агрегата не предполагает наличие обычного ТНВД. Вместо него для нагнетания необходимого уровня давления используются специальные насос-форсунки. Фактически, вместо одного топливного насоса высокого давления устанавливаются несколько более простых, каждый из которых обслуживает только одну форсунку.

Такое устройство двигателя позволяет подавать топливо в камеру сгорания под очень высоким давлением. Как следствие – обеспечивается уверенное самовоспламенение и более полное сжигание горючего. Отсутствие ТНВД позволяет сделать двигатель более компактным, что также выступает немаловажным достоинством.

Однако, использование системы насос-форсунка имеет и определенные недостатки. Главные из них – высокая требовательность к качеству применяемого дизельного топлива, а также более значительные расходы на изготовление двигателя в целом. Именно поэтому стремительно растет популярность еще одной разновидности дизельных форсунок и системы, предусматривающей их применение.

Пьезоэлектрическая форсунка

Устройство пьезофорсунки напоминает электромеханические или электромагнитные аналоги. Главное отличие заключается в использовании вместо электромагнитного клапана специального пьезоэлемента, часто называемого пьезоэлектрическим кристаллом. Его наличие обеспечивает крайне высокое быстродействие устройства. Благодаря этому клапан срабатывает в 4 раза чаще, чем в обычных электромагнитных форсунках.

Нет ничего удивительного, что пьезоэлектрические форсунки стали важным элементом системы впрыска Common Rail, которая используется сегодня практически повсеместно. Ее использование позволяет увеличить эффективность работы дизельного двигателя и повысить КПД при одновременном уменьшении расхода топлива и количества вредных выбросов.

Причины и способы устранения неисправностей

Главной проблемой при эксплуатации форсунок выступает низкое качество дизельного топлива. Оно может быть вызвано с продажей некачественного горючего на автозаправочных станциях, использованием различных красителей и присадок для дизтоплива, слишком большим количеством тяжелых фракций углеводородов или элементарным загрязнением топлива мелкими частицами различных веществ.

В любом из перечисленных случаев возникают крайне неприятные последствия в виде повышенного уровня износа и быстрой эрозии поверхности деталей и узлов дизельной форсунки. Следствием этого становятся очевидные проблемы в работе двигателя в целом, которые обычно выражаются в следующем:

· ослабление или перепады мощности в процессе эксплуатации автомобиля;

· трудности при запуске двигателя;

· порывистое движение при увеличении оборотов;

· заметный рост расхода дизельного топлива;

· увеличение количества выбросов или их качества (черный или сизый дым из выхлопной трубы) и т.д.

Современное диагностическое оборудование позволяет заблаговременно выявить возможные проблемы с форсунками двигателя. Поэтому для длительной и бесперебойной работы агрегата целесообразно регулярно проходить техническое обслуживание, причем в солидной специализированной организации.

Для устранения выявленных проблем применяются различные современные и весьма эффективные методы, требующие наличия соответствующего оборудования и навыков и обслуживающих его специалистов:

· промывка при помощи специальных присадок, добавляемых в дизельное топливо;

· промывка специальными техническими жидкостями на стенде;

· ручная промывка форсунок дизельного двигателя.

Своевременно проведенная диагностика и ремонт форсунок обеспечат длительную и беспроблемную эксплуатацию. В свою очередь, это гарантирует владельцу транспортного средства эффективную и экономную работу всего дизельного двигателя, установленного на автомобиле.

Куда впрыскивается топливо через форсунку дизельного двигателя

Топливная система дизельного двигателя или система питания предназначена для обеспечения запаса топлива на автомобиле, его очистки топлива и равномерного распределения по цилиндрам двигателя строго дозированными порциями в соответствии с порядком работы, скоростным и нагрузочным режимом работы двигателя. Основные отличия дизельного двигателя от бензинового состоят в следующем: в дизельном двигателе чистый воздух засасывается в цилиндры и в них подвергается очень высокому сжатию. Вследствие этого в цилиндрах создается температура, превышающая температуру воспламенения дизельного топлива.

В грузовом автомобиле, систему питания дизельного двигателя составляют следующие элементы:

— фильтры для тонкой и грубой очистки топлива

— насосы для подкачки топлива

— топливный насос высокого давления (ТНВД)

— трубопроводы высокого и низкого давления

С помощью топливоподкачивающего насоса топливо поступает из бака в систему питания дизельного двигателя через фильтры, в которых происходит грубая и тонкая очистка топлива. Для транспортировки топлива служат магистрали низкого и высокого давления. Первая из них обеспечивает хранение и фильтрацию топлива, а так же доставку под низким давлением к насосу высокого давления. По второй осуществляется подача топлива в цилиндры двигателя. ТНВД подаёт топливо по соответствующей магистрали к головкам цилиндров, в которых расположены форсунки. Благодаря чему в определённый момент происходит впрыск топлива и его распыление в камерах сгорания. При подкачке из бака топливо с избытком поступает в ТНВД.

Система впрыска

Система подачи топлива перекачивает дизель из топливного бака в ТНВД под низким давлением. Топливный насос создает необходимое для впрыскивания высокое давление топлива. В большинстве систем топливо нагнетается через трубопроводы высокого давления к форсункам и впрыскивается в камеры сгорания под давлением 1200- 2200 бар. На мощность вырабатываемую двигателем, а также на шум, возникающий в процессе сгорания существенно влияет качество топлива, время впрыска и протекание процесса впрыскивания и сгорания.

Основное различие между системами впрыска состоит в механизме создания высокого давления. В отличие от старых систем впрыска, частично оснащенных механическим управлением, в современных системах впрыска используется электронное управление.

Виды систем впрыска:

Топливная система с рядным насосом состоит из подкачивающего насоса низкого давления, топливного насоса высокого давления, топливных трубок высокого давления и форсунок. Управление топливным насосом осуществляется с помощью электроники.

Топливная система с индивидуальным ТНВД(UPEC).Индивидуальные топливные системы рассчитаны на работу с одной форсункой для каждого цилиндра. Что позволяет оптимально адаптировать подобные системы к соответствующим двигателям. Индивидуальные насосы, как все одноцилиндровые, не имеют собственного кулачка. Их приводные кулачки расположены на распределительном валу механизма газораспределения дизеля.

Распределительные топливные системы.Распределительные ТНВД оснащаются единым нагнетающим элементом высокого давления для всех цилиндров. Топливо нагнетается через магистрали высокого давления к форсункам и впрыскивается в камеры сгорания. Распределительные ТНВД характеризуются высокой мощностью, большой цикличностью, малым весом и минимальными конструктивными размерами.

Топливные системы с насос-форсунками (PDE). Топливный насос высокого давления и форсунка объединены в единый агрегат. Насос-форсунки устанавливаются в каждом цилиндре двигателя, что позволяет электронному блоку управлять топливоподачей индивидуально для каждого цилиндра. Регулируется, как цикловая подача каждой насос-форсунки, так и момент впрыскивания топлива в каждый цилиндр двигателя.

Топливная система с насос-форсунками открытого типа (HPI). В этой системе распылитель форсунки открыт в процессе фазы заполнения. Ее особенность заключается в том, что в ней цилиндры распределены на две группы. Насос-форсунки каждой группы цилиндров управляются своей парой клапанов. Один из них регулирует количество топлива, подаваемое в цилиндры двигателя, а второй момент впрыска топлива. Таким образом, топливная система состоит из 6-ти насос-форсунок открытого типа, 4-х электромагнитных клапанов управляющих насос форсунками, и топливоподкачивающего насоса.

Топливная система Common Rail. Требованию экологических норм Евро 4-5 способствовали разработке топливной системы Common Rail, которая существенно отличается от всех предыдущих. В системе впрыска с аккумулятором высокого давления функции создания высокого давления и впрыска разделены. Давление впрыска создается и регулируется автономным ТНВД независимо от частоты вращения коленчатого вала и величины цикловой подачи. Эта система предоставляет большие возможности для варьирования параметров впрыска топлива. Гибкая система, адаптирующая топливную систему к двигателю. Это достигается благодаря следующим возможностям:

— высокое давление впрыска топлива (до 1600-1800 бар.)

— адаптация давления впрыска к условиям работы двигателя (200-1800 бар.)

-предельный угол опережения впрыска топлива

— возможность осуществлять несколько предварительных впрысков (даже вторичных впрысков с большой задержкой)

Таким образом, система Common Rail позволяет увеличивать удельную мощность двигателя, снижать расход топлива, уменьшать уровень шума и выброса вредных веществ.

Неисправности топливной системы

Основная причина выхода из строя топливной системы европейских грузовиков – использование некачественного дизеля, что приводит к различным неисправностям. Основные признаки неисправности топливной системы: увеличение расхода топлива, потеря мощности, неравномерная работа двигателя, повышенное дымообразование. Ремонт топливной системы рекомендуется проводить в специализированных сервисах для коммерческого транспорта, где есть в наличии диагностическое оборудование и квалифицированные специалисты.

Основные причины выхода из строя топливной системы:

— Содержание воды в дизельном топливе и попадание ее в форсунки

— Плохая фильтрация топлива из-за использования некачественных топливных фильтров

— Потеря давления (герметичности) во впускном тракте (от трубопровода до ДВС)

При неисправности топливной системы специалисты советуют в первую очередь проверять не насос-форсунки, а провести комплексную диагностику на станции технического обслуживания:

— Проверить уровень давления в топливном насосе низкого давления (ТННД).

— Проверить герметичность системы впуска от турбокомпрессора до ГБЦ.

— Проверить гильзо-поршневую группу ДВС. Следует обратить внимание, на то происходит ли при работе двигателя выброс паров масла из сапуна, так называемое «сапунение».

— И только после вышеперечисленного проверить исправность насос-форсунок и форсунок. Если сразу заменить форсунки без комплексной диагностики и устранения настоящей причины неисправности топливной системы, то через месяц форсунки могут снова выйти из строя. Как правило, в форсунке разрушения происходят в электромагнитной части, ломается распылитель, разрушается клапанный узел. В этом случае необходима диагностика каждой форсунки, ведь с помощью компьютерной диагностики достаточно сложно выявить такие неисправности.

— Проверить правильность установки топливного фильтра тонкой очистки. Водители, самостоятельно устанавливая фильтр, зачастую делают это неправильно, поэтому процедуру замены топливного фильтра рекомендуется делать на СТО.

— Ремонт системы Common Rail специалисты настоятельно рекомендуют делать в автосервисе, так как система оснащена электронным клапаном управления и самостоятельные попытки ремонта только ухудшат ситуацию. Как правило, система выходит из строя из-за низкого качества топлива, поэтому на грузовиках, на которых установлена система Common Rail, топливные фильтры меняют чаще. Помните, что в случае необходимости замены электронной форсунки следует менять их комплектом. Если заменить только одну форсунку, то она будет брать на себя большую нагрузку и быстрее выйдет из строя. К тому же, может увеличится нагрузка на цилиндры и двигатель, что приведет к необходимости капитального ремонта ДВС. Так же не стоит забывать, что срок службы форсунок примерно одинаков и если одна из них вышла из строя, то и у остальных ресурс работы быстро закончится.

Сергей Горелов, механик-диагност топливной аппаратуры компании «Коммерческий транспорт»:

«Самостоятельная промывка водителями топливной системы европейских грузовиков с помощью специальных присадок, может привести к выходу из строя этой системы через 3-4 месяца. Присадки смывают масляные отложения от стенок топливного бака, топливных фильтров и проводов. Масло и различные примеси попадают в форсунки, где при высокой температуре эта смесь «закоксовывается» и выводит форсунку из строя. Поэтому мы не рекомендуем водителям самостоятельно проводить промывку топливной системы. На СТО механики проведут профессиональную очистку и ремонт топливной системы. Во время исправления дефектов может осуществляться: регулировка механизмов распределения давления в системе впрыска, тестирования на специализированных стендах, отработка количества подаваемого топлива и пр.».

Чтобы продлить срок эксплуатации топливной системы необходимо: своевременно проводить ее комплексную диагностику (каждые 60 000-120 000 км), проверять регулировку клапанов и насос-форсунок, регулярно менять топливные фильтры в соответствии с рекомендациями производителей, а при использовании российского дизельного топлива в два раза чаще.

Топливные и воздушные фильтры

Топливо, поступающее к насосу высокого давления и форсункам, не должно содержать механических примесей, вызывающих повреждение или повышенный износ деталей топливной аппаратуры. Поэтому в системе питания дизелей топливо многократно фильтруют. На двигателях обычно устанавливают два последовательно работающих топливных фильтра: грубой и тонкой очистки.

Топливные фильтры кроме защиты от частиц износа должны иметь достаточную емкость для хранения отсеиваемых частиц, так как в противном случае они могут быть закупорены еще до окончания срока службы. В случае постепенной закупорки топливного фильтра уменьшается подача топлива и снижается мощность двигателя. Поэтому в любой системе впрыска важно использовать топливный фильтр, подходящий именно для нее. Установка несоответствующих фильтров в лучшем случае ухудшит работу двигателя, а в худшем может иметь очень серьезные и затратные последствия от необходимости замены деталей до замены всей системы впрыска. Из-за того, что по сравнению с бензином дизельное топливо содержит намного больше загрязняющих веществ и более высокого давления впрыска, системы питания грузовиков требуют большей защиты от частиц износа. Поэтому, дизельные топливные фильтры изготавливаются со сменными фильтрующими элементами. Современные системы впрыска требуют обеспечения фильтрующей способности от 65% до 98% . Еще одной важной функцией дизельных топливных фильтров является отделение воды, присутствующей в топливе. Когда вода соединяется с серой, содержащейся в «солярке», образуется серная кислота вызывающая коррозию деталей. Фильтр обычно устанавливается в контуре низкого давления в моторном отсеке между топливоподкачивающим насосом и ТНВД. Широко распространены резьбовые топливные фильтры со сменным элементом, последовательно установленные фильтры и неметаллические фильтрующие элементы.

Фильтр грубой очистки топлива. Этот элемент топливной системы предназначается для отсеивания из топливной смеси частиц пыли, грязи, мусора, ржавчины и воды. Попадание этих веществ в систему подачи топлива позволяет избежать создания пробок в топливных трубках, а также засорения форсунок. Отделение воды из дизеля осуществляется с помощью фильтрующего водоотталкивающего материала. Сепарированная вода и крупные механические примеси собираются в водосборнике внизу корпуса фильтра. В некоторых случаях для контроля воды в водосборнике используется датчик наличия воды в топливе. Слив воды осуществляется вручную, путем открытия сливной пробки или нажатия на кнопку.

Фильтр тонкой очистки топлива.Пройдя через фильтр грубой очистки, топливо нагнетается подкачивающим насосом в фильтр тонкой очистки. Очищение дизеля в фильтре тонкой очистки является финальной стадией очищения от механических примесей перед тем, как топливо поступит в ТНВД.

Современные топливные фильтры выполняют следующие дополнительные функции:

— Предварительный подогрев топлива электрическим способом, охлаждающей жидкостью или возвращающимся потоком топлива.

— Информирование об интервале технического обслуживания с помощью измерения дифференциального давления.

— Применение заполняющих и прокачивающих устройств. После замены фильтрующего элемента топливная система заполняется и прокачивается ручным подкачивающим насосом, который обычно встроен в крышку корпуса фильтра.

Топливные фильтры подлежат регулярной замене. Их следует менять в соответствии с рекомендациями производителей грузовиков (примерный срок замены около 15 000 — 20 000 км пробега). При замене фильтрующего элемента необходимо выполнять очистку корпуса фильтра. После замены фильтра необходимо заполнить корпус дизельным топливом и удалить воздух из системы. Замену топливного фильтра специалисты советуют делать на СТО.

Ведущие европейские производители качественных топливных фильтров: Mann+Hummel, Mahle/Knecht, Hengst.

Качественное дизельное топливо является еще одним важным условием обеспечения длительного срока службы и бесперебойного функционирования систем впрыска.

Отличительные характеристики качественного дизельного топлива:

— высокое цетановое число

— относительно низкая температура конца кипения

— незначительные отклонения плотности и вязкости

— низкое содержание ароматических и полиароматических углеводородов

— низкое содержание серы

Воздушный фильтр фильтрует всасываемый двигателем воздух и предотвращает попадание в двигатель: минеральной пыли, масляного тумана, аэрозолей, нагара дизельного топлива, пыльцы и других загрязнителей. Благодаря очистке воздуха сокращается износ, например, трущихся пар в подшипниках, поршневых колец и стенок цилиндра. Кроме того, воздушный фильтр защищает термопленочный датчик массового расхода воздуха, предотвращая отложения в нем пыли, которая может вывести его из строя.

Воздушный фильтр глубокого слоя в отличие от поверхностных фильтров задерживает частицы в структуре фильтрующего материала. Фильтрующие элементы разрабатываются в соответствии с требованиями производителей двигателей и обеспечивают минимальную потерю давления и высокую эффективность фильтрации (на 99,95%) независимо от интенсивности воздушного потока. Ведущие европейские производители качественных воздушных фильтров: Mann+Hummel, Mahle/Knecht, Hengst.

Качественные фильтры в основном состоят из целюлозного волокна, подвергнутого специальному тиснению и пропитанного смолой для достижения водостойкости, механической и химической стойкости. В последнее время при изготовлении фильтров применятся синтетические, композитные и нановолоконные материалы. Низкокачественные фильтры пропускают большее количество частиц пыли и могут порваться.

Топливная система — достаточно сложна и чувствительна к условиям эксплуатации. Износ, повреждение, загрязнение топливной системы может привести, в том числе к капитальному грузовому ремонту. Частота ремонта этой системы зависит от качества используемых запчастей и комплектующих. Владельцам грузового транспорта не стоит экономить на топливных и воздушных фильтрах и устанавливать расходные материалы от проверенных европейских производителей. Помните, что своевременная диагностика позволит выявить неисправности топливной системы и избежать дорогостоящего ремонта.

Чтобы избежать серьезных проблем из-за неисправностей в системе топливоподачи и простоя грузовика стоит использовать качественное топливо и своевременно проводить диагностику и ТО (менять фильтры) Следует регулярно проводить диагностику и своевременно устранять неполадки в топливной системе. Лучше всего для ремонта топливной системы грузового авто обратиться на станцию технического обслуживания.На СТО компании «Коммерческий транспорт» работы производят квалифицированные специалисты, имеющие знания и опыт в ремонте системы топливоподачи европейского грузового транспорта.

Форсунки двигателя: основные виды и частые неисправности

Топливные форсунки — это компоненты системы впрыска силового агрегата автомобиля. Они подают в камеру сгорания топливно-воздушную смесь в нужное время и в определенном объеме. Это обеспечивает правильную работу мотора и минимизирует образование вредных продуктов сгорания, которые загрязняют атмосферу.

Устройства пришли на смену морально устаревшим карбюраторам и сейчас устанавливаются во все автомобильные ДВС. Разберем подробнее, что из себя представляет эта деталь, узнаем принцип работы форсунки, признаки неисправностей и способы устранения неполадок.

Зачем нужна топливная форсунка в ДВС

Для нормальной работы силового агрегата машины необходимо обеспечить несколько условий. Главный фактор — способ распыления топливо-воздушной смеси в цилиндре. Бензин или солярка должны поступать в виде мелкодисперсной взвеси, которая быстро воспламеняется и толкает поршень. При проектировании ДВС инженеры решают несколько задач:

  • смешать топливо с воздухом в нужных пропорциях;
  • подать его в цилиндр в виде мельчайшей взвеси, которая заполнит весь объем;
  • впрыснуть ТВС так, чтобы поршень в это время находился в нужном положении в цилиндре.

Для этой цели в автомобилях устанавливают систему впрыска, основными элементами которой являются форсунки ДВС. Они нужны для смешивания топлива и воздуха с последующим разбрызгиванием в форме «факела» определенной конфигурации в строго установленное время. От этого напрямую зависит стабильность работы мотора и содержание вредных компонентов в выхлопных газах.

В новых моделях двигателей внутреннего сгорания форсунки обеспечивают послойную подачу дизеля или бензина, что делает силовые агрегаты экономичными и экологичными без потери мощности.

Разновидности инжекторных систем

Эти устройства в системах впрыска заменили собой классические карбюраторы. Сначала инженеры использовали одну форсунку. Она располагалась в коллекторе и впрыскивала только топливо. Смешивание с воздухом происходило перед поступлением в цилиндр через клапан.

В следующих поколениях моновпрыск заменили на распределенный. В этом случае форсунки устанавливаются для каждого цилиндра отдельно. Именная такая схема в усовершенствованном виде используется сейчас. Морально устаревшие машины с карбюраторами и моновпрыском сейчас не выпускаются, хотя продолжают использоваться на дорогах.

Бензиновые или дизельные форсунки требуют подачи топлива. Для нагнетания нужного давления применяется ТНВД или подкачивающий насос. Есть также устройства для впрыска, в которых уже встроен небольшой насос.

Кроме того, эти детали отличаются местом расположения сопел:

  • Во впускном коллекторе;
  • В форкамере (в дизелях);
  • В цилиндре (автомобили с прямым впрыском).

Наиболее современной считается система впрыска ТВС Common Rail. У нее насос высокого давления нагнетает дизельное топливо в топливную рампу. Находящаяся там солярка впрыскивается форсунками в нужное время по команде от электронного блока. Положение распорядительного вала влияния на момент срабатывания не оказывает.

Внедрение Common Rail позволило избавиться от пульсации во время работы насоса. В новых транспортных средствах смесь подается равномерно и реализован ступенчатый впрыск, состоящий из трех разных фаз.

Как работают форсунки

Впрыск топлива в камеру сгорания производится в любом типе мотора. Форсунки равномерно впрыскивают ТВС в виде облака, чтобы обеспечить ее воспламенение. Схема работы этих деталей схожа, отличаются только внутреннее устройство и характеристики.

Назначение форсунки в дизельном двигателе:

  • дозирование ТВС;
  • разбрызгивание в виде факела для повышения эффективности сгорания;
  • экономия топлива;
  • уменьшение количества вредных выбросов.

Принцип работы форсунки дизельного двигателя напоминает функционирование насоса и клапана одновременно. В нее попадает топливная смесь, которая затем впрыскивается в камеру сгорания.

  1. Насос для подачи топлива закачивает бензин или дизель и создает в системе избыточное давление.
  2. Контроллер, управляющий работой мотора, определяет момент, в который нужно подать ТВС в цилиндр и объем смеси.
  3. По команде от ЭБУ срабатывает клапан и форсунка впрыскивает топливо для последующего воспламенения.

В действительности форсунки работают сложнее, обеспечивая послойную подачу смеси.

Конструкция форсунки

В зависимости от типа силового агрегата схема форсунки может отличаться. Также меняется место ее установки. В моносистемах она заменяла карбюратор и находилась возле дроссельной заслонки. В моторах с распределенным впрыском эта деталь расположена на впускном коллекторе. В ДВС с прямым впрыском она вставлена в головку блока для каждого из цилиндров.

Из чего состоит форсунка:

  • корпус устройства;
  • фильтр для очистки топлива;
  • игла или запорный клапан;
  • одно или несколько сопел для распыления.

Устройство форсунки может отличаться в зависимости от ее типа.

Разновидности форсунок

Системы впрыска в дизельных и бензиновых агрегатах отличаются. Это связано с разными принципами функционирования моторов. Например, для воспламенения солярки в цилиндре нужно создать намного большее давление.

Разберем основные виды устройств:

Механические

Эти модели морально устарели и сейчас встречаются в дизельных машинах, выпущенных десятки лет назад. Механическая форсунка срабатывает в зависимости от давления топлива в системе. Для его создания используются насосы. В момент подачи смеси жидкость воздействует на иглу и поднимает ее, после чего через открывшееся сопло происходит впрыск.

После подачи солярки в цилиндр давление падает, пружина возвращает иглу в прежнее положение, сопло закрывается до следующего цикла.

Электромагнитные

Производители устанавливают их в бензиновые и дизельные моторы. Деталь состоит из корпуса, в котором установлен запорный клапан и сопло. Как работает дизельная форсунка с электромагнитом? Клапан в ней открывается под действием электрического импульса, который создает электронный блок управления мотором.

При подаче напряжения на обмотку возникает электромагнитное поле, которое поднимает иглу и открывает сопло. Топливо-воздушная смесь впрыскивается в камеру сгорания и воспламеняется. Обратное движение после отключения подачи тока производится за счет пружины. Момент открывания определяет электроника в зависимости от режимов работы силового агрегата.

Электрогидравлические

Разберем, как работает форсунка этого типа. В основу функционирования положена разница давлений жидкости. Топливо в них подается в нижнюю и верхнюю камеру. Первоначально давление смесей одинаковое, а пружина удерживает иглу, которая закрывает сопло.

При подаче импульса открывается электромагнитный клапан, из-за чего объем жидкости в верхней камере в верхней камере уменьшается. Топливо вытекает обратно. В это время топливо под давлением в нижней камере поднимает иглу, вследствие чего происходит впрыск.

Пьезоэлектрические

Конструктивно эти модели похожи на электрогидравлические. Но для работы привода используется пьезоэлектрический элемент. Он представляет собой несколько пластин из керамики (кристаллов), соединенных друг с другом. При подаче электрического импульса они увеличиваются в размерах, вследствие чего срабатывает запорный клапан. Давление в верхней камере падает, сопло открывания и топливо попадает в цилиндр.

Благодаря такому принципу действия форсунки, игла двигается очень точно. Быстродействие в сравнении с электромагнитными моделями увеличивается в 4 раза.

Форсунки с насосами

Эти детали системы впрыска объединяют в себе клапан с соплами и насос, который создает нужное давление. Такое устройство дизельной форсунки позволяет отказаться от ТНВД. Они устанавливаются в каждый из цилиндров и впрыскивают топливо в камеру сгорания.

Для нагнетания давления используется плунжерный насос, работающий за счет вращения распределительного вала. Клапаны открываются с помощью электромагнита или пьезоэлектрического элемента. Работой всей системы управляет контроллер, который отдает команды на основе данных с датчиков.

Форсунки для двигателей с ГБО

Полноценно использовать газ в качестве топлива для моторов внутреннего сгорания стало возможным после появления распределенного впрыска. По этой схеме сделано ГБО четвертого поколения. С помощью форсунок инженеры смогли смешать в правильных пропорциях газообразное топливо и воздух. Так они обеспечили полное сгорание смеси в цилиндрах.

Благодаря системе впрыска удалось избавиться от основной проблемы автомобилей на газу — прогорания клапанов и перерасхода топлива из-за досрочного воспламенения смеси.

Особенность работы газобаллонного оборудования последнего поколения в том, что топливо сначала подается в редуктор, где происходит его переход из жидкой в газообразную фазу. После этого оно попадает форсунку, через которую происходит впрыск.

В автомобилях, работающих на газе, используются форсунки нескольких типов:

  • Штоковые. Морально устаревший вариант с электромагнитом. Их минусы — низкая скорость и точность срабатывания. Из-за этого их нельзя применять в системах с трехфазным впрыском. Однако они могут работать с загрязненным газом, не портятся от колебаний давления.
  • Игольчатые. Они имеют надежную конструкцию и точнее впрыскивают смесь в камеру сгорания. Газ подается внутрь через соленоид со штоком и запорной иглой. В процессе срабатывания происходит продувка внутренней камеры. Это увеличивает срок ее службы и время между очередными регламентными обслуживаниями.

Производители выпускали также устройства с запорными механизмами тарельчатого и мембранного типа, но они не получили широкого распространения из-за низкой скорости работы и маленького времени эксплуатации.

В системах подачи газа пятого поколения инженеры отказались от редуктора. Газ поступает в форсунку жидким и впрыскивается по фазам. Благодаря этому эффективность работы мотора увеличивается, а расход топлива снижается.

Если на автомобиле установлено газовое оборудование, не стоит использовать классические бензиновые форсунки. Они не могут работать в нужных режимах, быстро выходят из строя и не обеспечивают нужных режимов работы мотора.

Фильтр форсунки

Для очистки топлива и воздуха от посторонних включений в автомобиле предусмотрены фильтры. Отдельный очищающий элемент встроен в корпус форсунки. Он задерживает мельчайшие загрязнения и предотвращает поломку запорной иглы с соплом.

Производители устанавливают пористые фильтры, которые во время техобслуживания можно промывать или заменять. В автомобилях с ГБО очистка происходит за счет действия центробежных сил. Посторонние включения удаляются благодаря спиральному движению газа в корпусе.

На очередном ТО необходимо убедиться в чистоте фильтра и, при необходимости, очистить его от загрязнений.

Факел распыла

Главным критерием оценки работы форсунки является форма факела при распыле топлива. Струя топливо-воздушной смеси из сопла формируется в виде конуса определенных размеров и конфигурации. Если он правильный, смешивание происходит в нужных пропорциях, взвесь не оседает на стенках цилиндра и не попадает в него струей.

Форма факела зависит от места установки форсунки — в коллекторе или камере сгорания. Количество подаваемой ТВС, размер капли и форма облака определяются при разработке двигателя. Если эти параметры не будут соответствовать штатным, мотор будет работать неправильно. ДВС теряет мощность, а срок его эксплуатации уменьшится.

Также важным параметром является объем, который форсунка может наполнить за минуту при подаче жидкости под давлением 3 Бар. В автомобильной промышленности используются устройства производительностью от 180 до 240 см3 в мин. В технической документации эти значения могут указываться в фунтах в час, так как эта единица измерения принята в США.

Причины неисправности форсунок

Во время работы форсунок дизельного двигателя возникают поломки, которые не позволяют эксплуатировать автомобиль в штатном режиме. Они могут быть вызваны некачественным топливом, износом механических и электрических компонентов, засорением фильтров и сопел. Проблема может быть связана с потерей герметичности уплотнителей.

Порядок устранения неисправностей зависит от вида неисправности. Некоторые дефекты можно устранить промывкой и чисткой. В более сложных случаях придется менять деталь на новую.

Симптомы неправильной работы системы впрыска автомобиля:

  • проблемы с запуском мотора;
  • большой расход солярки или бензина;
  • потеря двигателем мощности и ухудшение динамики разгона;
  • нестабильная работа на холостом ходу;
  • выход из строя катализатора или сажевого фильтра.

Форсунка может не работать по следующим причинам:

  • топливо не проходит к соплам из-за засоренного фильтра;
  • игольчатый клапан неплотно закрывает отверстие из-за попадания в него посторонних частиц и грязи;
  • топливо не впрыскивается в камеру сгорания через забитое сопло;
  • произошло короткое замыкание в катушке, что не позволяет отдать команду форсунке на срабатывание;
  • оборвался кабель к блоку управления двигателем.

Наиболее частая проблема — забивание форсунок из-за топлива низкого качества и накопления нагара на внутренних поверхностях. Избавиться от проблемы можно путем промывки. Она проводится самостоятельно или в сервисных центрах по обслуживанию авто.

В каких случаях нужно промывать форсунки

Топливо для двигателей внутреннего сгорания содержит присадки, которые смывают налет и не дают ему накапливаться на поверхностях мотора. Но процесс воспламенения сопровождается выделением продуктов горения, которые постепенно откладываются на форсунке. Из-за микроскопических размеров сопла оно может быстро забиться и в цилиндр не попадает нужное количество ТВС.

Проблема проявляется в виде пропусков зажигания и «дрожании» стрелки тахометра, сбоях двигателя при работе на холостом ходу.

В случае обнаружения перечисленных симптомов нужно промыть форсунку. Сделать это можно несколькими способами:

  • С помощью очищающих составов, которые добавляются в топливо;
  • В ультразвуковой ванне, для этого детали демонтируются с двигателя;
  • На специальном стенде, который подает промывочный состав в топливную систему. Демонтировать форсунки не нужно.

Самостоятельная промывка без необходимых знаний и навыков может привести к еще большим проблемам. Специалисты по обслуживанию авто рекомендуют пользоваться для этого услугами мастеров из сервисных центров.

Также не нужно добавлять моющие жидкости для профилактики. Агрессивные вещества в таких составах могут вывести из строя электромагниты форсунок и другие компоненты систем впрыска.

Причины протекания форсунок

В процессе эксплуатации двигателя владелец авто может столкнуться с протечками топлива из сопла. В этом случае мастера говорят, что форсунки «льют». Подтекание топливо-воздушной смеси происходит из-за нарушения герметичности уплотнителей. Проблема может быть вызвана и неправильной работой топливного насоса.

  • запах топлива под капотом и в салоне;
  • проблемы с запуском мотора;
  • жидкое масло из-за попадания в него бензина.

Например, если уплотняющее кольцо форсунки начинает течь, часть топлива проникает в цилиндр не в тот момент, когда происходит воспламенение. Далее оно просачивается через кольца поршня и попадает в картер, где находится масло.

Изменение вязкости смазывающего состава приводит к тому, что стенки цилиндра могут прогореть, подшипники выйти из строя и полностью разрушится. Заклинивший ДВС придется долго и дорого ремонтировать.

Ремонт форсунок требует специальных инструментов и приспособлений. Особенно сложно снимать детали, установленные в головке блока цилиндров. Самостоятельно устранять неисправности крайне сложно и опасно, поэтому лучше обращаться за помощью в сервисный центр.

Причины стука форсунок

Посторонние звуки при срабатывании механизма впрыска возникают из-за попадания в камеру сгорания слишком большого количества ТВС. Проблема также может быть связана с физическим износом деталей или плохой регулировкой двигателя.

Обнаружить неисправность можно без специальной диагностики. Для этого необходимо прислушаться к работе мотора. Будет отчетливо слышен стрекот или цоканье, которое создают подвижные элементы систем впрыска. Если он звучит слишком громко, необходимо обратиться к специалистам для ремонта.

Сроки замены форсунок

Время эксплуатации зависит от производителя и модели. В большинстве случаев форсунки подлежат замене через 100 тыс. км пробега. Реальные сроки зависят от качества топлива и условий использования. Для предотвращения поломок и уменьшения износа достаточно заправляться дизелем или бензином на надежных АЗС и своевременно заезжать в сервисные центры для регламентного обслуживания автомобиля.

Система впрыска топлива Common Rail дизельных ДВС.

Система впрыска Common Rail является самой современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. Работа системы Common Rail основана на подаче топлива к форсункам от общего аккумулятора высокого давления – топливной рампы, наподобие бензиновых ДВС (Common Rail в переводе означает общая рампа). Система впрыска разработана специалистами фирмы Bosch.

Наибольшее распространения получили четыре типа систем COMMON RAIL, названным по имени их производителя. BOSCH, DELPHI, DENSO и SIEMENS. Каждый автопроизводитель имеет собственную аббревиатуру, которая обозначает как систему, так и ее отдельные элементы :

BMW : D-двигатели (также используются Land Rover как TD4)
Cummins и Scania : XPI
Cummins : CCR
Daimler : CDI (для автомобилей Chrysler и Jeep — CRD)
Fiat : Fiat, Alfa Romeo и Lancia — JTD (MultiJet, JTDm, Ecotec CDTi, TiD, TTiD, DDiS, Quadra-Jet)
Ford Motor : TDCi Duratorq и Powerstroke
General Motors : Opel/Vauxhall — CDTi и DTi для Isuzu
General Motors : Daewoo/Chevrolet — VCDi (VM Motori — Ecotec CDTi)
Honda : i-CTDi
Hyundai и Kia : CRDi
Mahindra : CRDe
Maruti Suzuki : DDiS
Mazda : CiTD
Mitsubishi : DI-D
Nissan : dCi
PSA Peugeot Citroen : HDI, HDi (Volvo S40/V50 использует двигатели PSA 1,6D & 2,0D, JTD)
Renault : dCi
SsangYong : XDi
Subaru : TD
Tata : DICOR
Toyota : D-4D
Volkswagen Audi Group (Skoda) : TDI. CR в 2005 году пришла на смену насос-форсункам.
Volvo : D3, D4 и D5

Применение данной системы позволяет достигнуть снижения расхода топлива, токсичности отработавших газов, уровня шума дизеля. Главным преимуществом системы Common Rail является широкий диапазон регулирования давления топлива и момента начала впрыска, которые достигнуты за счет разделения процессов создания давления и впрыска.

Конструктивно система впрыска Common Rail составляет контур высокого давления топливной системы дизельного двигателя. В системе используется непосредственный впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. Система Common Rail включает топливный насос высокого давления, клапан дозирования топлива, регулятор давления топлива (контрольный клапан), топливную рампу и форсунки. Все элементы объединяют топливопроводы.

1. топливный бак
2. топливный фильтр
3. топливный насос высокого давления
4. топливопроводы
5. датчик давления топлива
6. топливная рампа
7. регулятор давления топлива
8. форсунки
9. электронный блок управления
10. сигналы от датчиков
11. усилительный блок (на некоторых авто)

Топливный насос высокого давления (ТНВД) служит для создания высокого давления топлива и его накопления в топливной рампе. Современные топливные насосы высокого давления — плунжерного типа. Клапан дозирования топлива регулирует количество топлива, подаваемого к топливному насосу высокого давления в зависимости от потребности двигателя. Клапан конструктивно объединен с ТНВД.
Регулятор давления топлива предназначен для управления давлением топлива в системе, в зависимости от нагрузки на двигатель. Он устанавливается в топливной рампе. Топливная рампа предназначена для выполнения нескольких функций: накопления топлива и содержание его под высоким давлением, смягчения колебаний давления, возникающих вследствие пульсации подачи от ТНВД, распределения топлива по форсункам. Форсунка важнейший элемент системы, непосредственно осуществляющий впрыск топлива в камеру сгорания двигателя. Форсунки связаны с топливной рампой топливопроводами высокого давления. В системе используются электрогидравлические форсунки или пьезофорсунки. Впрыск топлива электрогидравлической форсункой осуществляется за счет управления электромагнитным клапаном. Активным элементом пьезофорсунки являются пьезокристаллы, значительно повышающие скорость работы форсунки.

Управление работой системой впрыска Common Rail обеспечивает система управления дизелем, которая объединяет датчики, блок управления двигателем и исполнительные механизмы систем двигателя. Система управления дизелем включает датчики оборотов двигателя, Холла, положения педали акселератора, расходомер воздуха, температуры охлаждающей жидкости, давления воздуха, температуры воздуха, давления топлива, кислородный датчик (лямбда-зонд) и другие. Основными исполнительными механизмами системы впрыска Common Rail являются форсунки, клапан дозирования топлива, а также регулятор давления топлива.

Принцип действия системы впрыска Common Rail

На основании сигналов, поступающих от датчиков, блок управления двигателем определяет необходимое количество топлива, которое топливный насос высокого давления подает через клапан дозирования топлива. Насос накачивает топливо в топливную рампу. Там оно находится под определенным давлением, обеспечиваемым регулятором давления топлива. В нужный момент блок управления двигателем дает команду соответствующим форсункам на начало впрыска и обеспечивает определенную продолжительность открытия клапана форсунки. В зависимости от режимов работы двигателя блок управления двигателем корректирует параметры работы системы впрыска.
С целью повышения эффективной работы двигателя в системе Common Rail реализуется многократный впрыск топлива в течение одного цикла работы двигателя. При этом различают: предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.

Предварительный впрыск небольшого количества топлива производится перед основным впрыском для повышения температуры и давления в камере сгорания, чем достигается ускорение самовоспламенения основного заряда, снижение шума и токсичности отработавших газов. В зависимости от режима работы двигателя производится:

2 предварительных впрыска — на холостом ходу;
1 предварительный впрыск — при повышении нагрузки;
0(предварительный впрыск не производится) — при полной нагрузке.
Основной впрыск обеспечивает стабильную работу двигателя.

Дополнительный впрыск производится для повышения температуры отработавших газов и улучшения сгорания частиц сажи в сажевом фильтре (регенерация сажевого фильтра).

Развитие системы впрыска Common Rail осуществляется по пути увеличения давления впрыска:

1 поколение – 140 МПа, с 1999 года;
2 поколение – 160 МПа, с 2001 года;
3 поколение – 180 МПа, с 2005 года;
4 поколение – 220 МПа, с 2009 года.

Чем выше давление в системе впрыска, тем больше топлива можно впрыснуть в цилиндр за равный промежуток времени и, соответственно, реализовать большую мощность.

ТНВД является одним из основных ко элементов в конструкции системы впрыска двигателя. Он выполняет, как правило, две важнейшие функции: 1- нагнетание определенного количества топливной жидкости; 2- регулирование по времени начала впрыскивания. С момента появления аккумуляторных систем впрыска работа по регулированию времени начала впрыска была возложена на управляемые электроникой форсунки.
Основу ТНВД составляет плунжерная пара. Данный механизм составляет поршень (другое название- плунжер) и цилиндр (другое название — втулка) совсем небольшого размера. Плунжерную пару изготавливают из стали высокого качества и делают это с высочайшей точностью. Так, что между плунжером и втулкой имеется минимальный зазор (сопряжение прецизионное). В системе Common Rail используется Магистральный ТНВД.

Магистральный ТНВД

С конструктивной точки зрения магистральный насос может иметь 1(один), 2(два) или 3(три) плунжера. Приводы плунжеров осуществляются с помощью использования кулачкового вала либо кулачковой шайбы.

При вращательном движении кулачкового вала (эксцентрика кулачковой шайбы) под действием возвратной пружинки плунжер двигается вниз. Увеличивается объем компрессионной камеры и уменьшается давление в ней. Под воздействием разряжения воздуха открывается клапан впуска, и топливная жидкость поступает в камеру. При движении плунжера вверх происходит возрастание давления в камере, клапан впуска закрывается. При создании определенного давления открывается клапан выпуска и топливная жидкость поступает в рампу. Управление подачей топливной жидкости производится в зависимости от потребностей двигателя и осуществляется с помощью клапана дозирования топливной жидкости. В исходном (обычном) положении этот клапан открыт. Но по сигналу электронного блока управления он закрывается на определенную ширину, тем самым регулируется количество затекающей в компрессионную камеру топливной жидкости.

Форсунка (инжектор), являясь элементом конструкции системы впрыскивания, предназначена для того, чтобы качественно дозировать подачу топливной жидкости, его распыление в камере сгорания (коллекторе впуска) и образование топливно-воздушной смеси. Форсунки используются в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных вариантах двигателей устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыскивания. В зависимости от того, каким способом осуществляется впрыскивание, различают нижеприведённые виды форсунок:

1. электромагнитные
2. электрогидравлические
3. пьезоэлектрическая

Электромагнитная форсунка

Устанавливается, как правило, на бензиновые двигатели, в том числе оборудованные системой непосредственного впрыска. Имеет достаточно простое и надежное устройство. Оно включает электромагнитный клапан с иголкой и сопло.

Работа электромагнитной форсунки осуществляется так: в соответствии с заложенным в него алгоритмом электронный блок управления точно обеспечивает подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана в нужный момент. При всём этом создается электромагнитное поле, оно, преодолевая усилия пружинки, втягивает якорь с иголкой и освобождает сопло. В результате производится впрыск топливной жидкости. С исчезновением напряжения пружка возвращает иголку форсунки на седло.

Электрогидравлическая форсунка

Используется на дизельных двигателях, в том числе на оборудованных системой впрыскивания Common Rail. В конструкцию электрогидравлической форсунки входит электромагнитный клапан, камера управления, впускной и сливной дроссели.

Принцип работы этой форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыскивании, так и при его прекращении. В начальном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, иголка форсунки прижата к седлу по средствам силы давления топливной жидкости на поршень в камере управления. Впрыскивание топливной жидкости не происходит. При этом давление топлива на иголку, ввиду разности площадей контакта, меньше давления на поршень. По точной команде электронного блока управления запускается работа электромагнитного клапана, открывая сливной дроссель. Топливная жидкость из камеры управления идёт через дроссель к сливной магистрали. Впускной дроссель при этом препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и в магистрали впуска. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не претерпевает изменений. Игла поднимается, происходит впрыск топливной жидкости.

Пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка)

Это самое совершенное устройство, обеспечивающее впрыск топливной жидкости. Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.

К преимуществам пьезофорсунки относят: быстроту срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), как следствие этого, возможность многократного впрыскивания топливной жидкости в течение одного цикла работы, точную дозировку впрыскиваемой топливной жидкости. Всё вышеперечисленное стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой. Он основан на изменении длины пьезокристалла, которое происходит под действием напряжения. Конструкция самой пьезоэлектрической форсунки включает следующие элементы : пьезоэлемент, толкатель, клапан переключения и иголку. Все они помещены в корпус.

В работе форсунки данного вида, так же как и в электрогидравлическом аналоге, используют гидравлический принцип. В начальном положении иголка сидит на седле в результате высокого давления топливной жидкости. Во время подачи электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина. Передается усилие на поршень толкателя, открывается переключающий клапан и топливная жидкость поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы снижается. Иголка за счет давления в нижней части поднимается, таким образом производится впрыск топливной жидкости.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *