Принцип работы форсунки


Принцип работы форсунки

Форсунка (другое название - инжектор), являясь конструктивным элементом системы впрыска, 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;
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.

Схема электромагнитной форсунки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 сетчатый фильтр
2 электрический разъем
3 пружина
4 обмотка возбуждения
5 якорь электромагнита
6 корпус форсунки
7 игла форсунки
8 уплотнение
9сопло форсунки

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.

 

Схема электрогидравлической форсунки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 сопло форсунки
2 пружина
3 камера управления
4 сливной дроссель
5 якорь электромагнита
6 сливной канал
7 электрический разъем
8 обмотка возбуждения
9 штуцер подвода топлива
10 впускной дроссель
11 поршень

12игла форсунки

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;
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.

Схема пьезоэлектрической форсунки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 игла форсунки
2 уплотнение
3 пружина иглы
4 блок дросселей
5 переключающий клапан
6 пружина клапана
7 поршень клапана
8 поршень толкателя
9 пьезоэлемент
10 сливной канал
11 сетчатый фильтр
12 электрический разъем
13 нагнетательный канал

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.

устройство, неисправности, чистка и проверка

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

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

Топливные форсунки

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

Расположение и принцип работы

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

Как устроена форсунка

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

Расположение форсунок зависит от конкретного типа системы впрыска:

• Центральный – размещаются перед дроссельной заслонкой во впускном трубопроводе.

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

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

Форсунки для бензиновых моторов

Бензиновые моторы комплектуются следующими типами инжекторов:

• Одноточечные – подают топливо, расположены до дроссельной заслонки.

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

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

грязные форсунки

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

Форсунки для дизельных моторов

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

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

• Пьезоэлектрические, работающие за счет гидравлики.

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

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

• Увеличился расход топлива при нормальной тяге.

• Машина не хочет двигаться с места и дымит.

• У авто вибрирует двигатель.

Проблемы и неисправности форсунок двигателя

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

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

Причинами, влияющими на работу форсунок, могут быть:

• Чрезмерное содержание серы в ГСМ.

• Коррозия металлических элементов.

• Износ.

• Засорение фильтров.

• Неверная установка.

• Воздействие высоких температур.

• Проникновение влаги и воды.

Надвигающиеся неполадки можно определить по ряду признаков:

• Появление незапланированных сбоев при старте двигателя.

• Существенное увеличение расхода топлива в сравнении с номинальными значениями.

• Появление выхлопов черного цвета.

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

Способы чистки форсунок

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

Заливка промывки в бензобак

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

промывка форсунки с помощью присадок

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

Чистка без снятия с двигателя

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

промывка форсунок с помощью аппарата

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

Чистка со снятием форсунок

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

снятие и промывка

Чистка ультразвуком

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

устразвуковая чистка топливных форсунок

Устройство и принцип действия системы с насос форсунками

Как уже говорит само название, насос-форсунка представляет собой впрыскивающий насос с узлом управления и форсунку в едином узле.

На каждый цилиндр двигателя приходится по насос-форсунке. Поэтому отсутствуют топливопроводы высокого давления, которые имеются на двигателе с ТНВД.

Как и ТНВД с форсунками, система впрыска с насос-форсунками выполняет следующие функции:

  • создает высокое давления для впрыска топлива
  • впрыскивает определенное количество топлива в определенный момент

Местонахождение:

Насос-форсунки расположены непосредственно в головке блока.

Крепление:

Насос-форсунки крепятся в головке блока. При установке насос-форсунок необходимо следить за правильным положением их.
Если насос-форсунка не стоит под прямым углом к головке блока, может ослабнуть крепежный болт. Вследствие этого возможно
повреждение как насос-форсунки, так и головки блока.

Устройство насос-форсунки

Привод

На распределительном валу имеется четыре кулачка для привода насос-форсунок. Посредством коромысел усилие передается на плунжеры насос форсунок.

Требования к процессам смесеобразования и сгорания

Обязательным условием эффективного сгорания является хорошее смесеобразование. Для этого топливо должно подаваться в цилиндр в нужном количестве, в нужный момент и под высоким давлением. Уже при незначительных отклонениях от требуемых параметров распыления топлива отмечается увеличение содержания вредных веществ в отработавших газах, повышение шумности процесса сгорания и увеличение расхода топлива. Важным моментом для процесса сгорания в дизельном двигателе является малая величина задержки самовоспламенения. Задержка самовоспламенения представляет собой промежуток времени между началом впрыска топлива и началом повышения давления в камере сгорания. Если в этот временной промежуток подается большое количество
топлива, то это ведет к резкому повышению давления в камере сгорания и, тем самым, к увеличению уровня шума процесса сгорания.

Предварительный впрыск

Для достижения максимально возможной плавности протекания процесса сгорания перед основным впрыском осуществляется
предварительный впрыск малого количества топлива под небольшим давлением. Благодаря сгоранию этого малого количества топлива в камере сгорания повышаются давление и температура. Вследствие этого происходит ускоренное самовоспламенение топлива, поданного в ходе основного впрыска. Предварительный впрыск и наличие паузы между предварительным и основным впрыском способствует тому, что давление в камере сгорания повышается не скачкообразно, а относительно равномерно. Вследствие этого достигается снижение шумности процесса сгорания и уменьшение эмиссии окислов азота.

Основной впрыск

При основном впрыске необходимо достичь хорошего смесеобразования для возможно полного сгорания топлива. Благодаря высокому давлению впрыска достигается очень тонкий распыл топлива, что позволяет получить весьма равномерную смесь топлива и воздуха. Полное сгорание топлива обеспечивает уменьшение выброса вредных веществ и повышение мощности двигателя.

Конец впрыска топлива

Для хорошей работы двигателя важно, чтобы в конце процесса впрыска давление впрыска резко упало, а игла распылителя быстро
возвратилась в исходное положение. При этом предотвращается попадание топлива в камеру сгорания под низким давлением и с
плохим распылом. Такое топливо сгорает не полностью, что ведет к увеличению токсичности выхлопа.

Процесс впрыска топлива, обеспечиваемой системой впрыска с применением насос- форсунок, с уменьшенным давлением при
предварительном впрыске, повышенном давлении и быстром протекании процесса основного впрыска способствует улучшению
показателей работы двигателя.

Заполнение камеры высокого давления

При процессе заполнения камеры высокого давления плунжер под действием пружины движется кверху, что ведет к увеличению объема камеры. Электромагнитный клапан управления насос-форсункой бездействует. Игла клапана находится в положении, открывающем путь топливу из питающей магистрали в камеру высокого давления. Топливо под давлением поступает из питающей магистрали в камеру высокого давления. 

Процесс впрыска
Начало предварительного впрыска

Кулачок распределительного вала через коромысло поджимает плунжер книзу; плунжер, в свою очередь, отжимает топливо из камеры
высокого давления в питающую магистраль. Протекание процесса впрыска топлива происходит под управлением блока управления
двигателя через электромагнитный клапан. По сигналу от блока управления двигателем игла электромагнитного клапана прижимается
к седлу, перекрывая путь топливу из камеры высокого давления в питающую магистраль. Вследствие этого происходит повышение
давления в камере. Когда давление достигает 180 бар, оно становится выше, чем усилие пружины распылителя. Игла
распылителя приподнимается, и начинается предварительный впрыск.

Начало предварительного впрыска
Демпфирование хода иглы распылителя

В процессе предварительного впрыска ход иглы распылителя демпфируется гидравлическим буфером, что дает возможность точно дозировать количество впрыскиваемого топлива.

Это происходит таким образом:
на первой трети хода ничто не мешает ходу иглы. При этом в камеру сгорания предварительно впрыскивается топливо

Как только демпферный клапан начнет перемещаться по сверлению корпуса распылителя, топливо над иглой распылителя сможет поступать под давлением в зону размещения пружины только через зазор снизу демпферного клапана. Вследствие этого возникает
гидравлический буфер, который ограничивает ход иглы распылителя при предварительном впрыске.

Процесс впрыска
Конец предварительного впрыска

Непосредственно после открытия иглы форсунки заканчивается предварительный впрыск. Под действием увеличивающегося
давления перепускной клапан движется книзу, тем самым увеличивая объем камеры высокого давления. Вследствие этого давление
на короткое время падает, и игла форсунки закрывается. Предварительный впрыск закончился. Вследствие движения книзу перепускного клапана пружина распылителя сжимается сильнее. Поэтому для повторного открытия иглы форсунки при последующем основном впрыске необходимо давление топлива больше, чем при предварительном впрыске.

Процесс впрыска
Начало основного впрыска

Вскоре после запирания иглы распылителя давление в камере высокого давления опять поднимается. Электромагнитный клапан закрыт, и поршень насос-форсунки движется вниз. Когда давление достигает примерно 300 бар, оно становится больше, чем давление
пружины распылителя. Игла распылителя снова поднимается, и в камеру сгорания впрыскивается основная порция топлива.
Давление при этом поднимается до 2050 бар, поскольку в камере высокого давления сжимается больше топлива, чем может его выйти
через распылитель. При достижении двигателем максимальной мощности, а также при наибольшем крутящем моменте и одновременно
самым большом количестве впрыскиваемого топлива давление максимально.

Процесс впрыска
Конец основного впрыска

Конец впрыска наступает, когда с блока управления двигателя перестает поступать сигнал на электромагнитный клапан.
При этом игла клапана под действием пружины отходит от седла, и сжимаемое плунжером топливо может поступать в питающую
магистраль. Давление топлива падает. Игла распылителя закрывается, и перепускной клапан под действием пружины распылителя
возвращается в исходное положение. Основной впрыск закончился. 

Схема топливного контура

Топливо засасывается механическим топливным насосом через фильтр из топливного бака и подается по питающей магистрали в головке блока к насос-форсункам. Избыточное топливо подается обратно в топливный бак через сливную магистраль в головке блока, датчик температуры топлива и охладитель топлива.

  1. Охладитель топлива охлаждает сливаемое топливо для предупреждения попадания в топливный бак слишком горячего топлива.
  2. Датчик температуры топлива определяет температуру топлива в сливной магистрали и посылает соответствующий сигнал блоку управления двигателю
  3. Ограничительный клапан поддерживает давление в сливной магистрали на уровне 1 бар. Благодаря этому достигается постоянство давления топлива на игле электромагнитного клапана.
  4. Байпас Если в топливной системе имеется воздух, к примеру при выработанном топливном баке, ограничительный клапан остается закрытым. Воздух выжимается поступающим топливом из системы
  5. Головка блока
  6. Магистрали. Через дроссельное отверстие отводятся пары топлива, которые могут быть в питающей магистрали
  7. Топливный насос подает топливо из топливного бака через фильтр к насос-форсункам
  8. Сетка-фильтр улавливает пузырьки воздуха и газа в питающей магистрали. Затем они отводятся через дроссельное отверстие и сливную магистраль
  9. Ограничительный клапан регулирует давление топлива в питающей магистрали. При давлении топлива более 7,5 бар клапан открывается, и топливо направляется в зону всасывания топливного насоса
  10. Обратный клапан предотвращает слив топлива от топливного насоса в топливный бак при остановке двигателя (давление открытия топлива 0,2 бар)
  11. Топливный фильтр защищает топливный контур от загрязнения и попадания в него инородных частиц и воды
  12. Топливный бак

Топливный насос расположен непосредственно за вакуумным насосом на головке блока цилиндров. Топливный насос подает топливо из бака к насос- форсункам. Оба насоса имеют общий привод от распределительного вала и поэтому обозначаются как единый тандемный насос.

форсунка - устройство, принцип работы и ремонт — dieselfors.ru

14.03.2017 / Roman / Блог

Насос-форсунка — гибридная система подачи топлива, соединившая в одном агрегате насос высокого давления и устройство впрыска.

Насос-форсунки расположены в головке блока цилиндров. Каждый цилиндр в системе оснащен персональной насос-форсункой.

Устройство насос-форсунки дизельного двигателя

Плунжер создает необходимое давление внутри инжектора. Специальные кулачки распределительного вала приводят плунжер в действие, воздействуя на него в определенные моменты времени.

Клапан управления отрывается и закрывается при движении плунжера, пропуская топливо из топливной магистрали в  камеру высокого давления. Главной деталью клапана является игла распылителя, которая плотно прижимается пружиной распылителя  отвечает за быстродействие всей системы.

Принцип работы топливных насос-форсунок

Давление в форсунке создается с помощью плунжера, под контролем электронного блока управления, который находится на корпусе насос-форсунки. Клапаны управления бывают электромагнитные и пьезоэлектрические. Пьезоэлектрические форсунки срабатывают в 4 раза быстрее, чем устройства с электромагнитным клапаном, и не допускают образования излишков топлива. Количество подаваемого топлива может достигать 10 порций за один такт, которые распределяются на три фазы:

  1. Предварительный впрыск. Когда плунжер двигается вниз под действием специальных кулачков распределительного вала, топливно-воздушная смесь попадает в каналы форсунки, когда клапан закрывается горючее перестает поступать. Когда давление смеси достигает 13 мПа, распылитель преодолевает усилие пружины и подает горючую смесь в камеру сгорания. Предварительный впрыск помогает достигнуть плавного сгорания смеси на следующем этапе.
  2. Основной впрыск. Плунжер опускается вниз, клапан управления закрывается и давление топлива увеличивается до 30 мПа. Распылитель пересиливает действие пружины и поднимается вверх. Горючее подается в камеру сгорания под большим напором, поэтому сжимается и сгорает эффективнее. Каждый раз сжатие сопровождается увеличением давления до максимального 220 мПа. Основной впрыск служит для качественного образования смеси горючего на разных режимах работы двигателя.
  3. Дополнительный впрыск осуществляется при движении плунжера вниз для очистки сажевого фильтра от накопленной копоти.

Ремонт дизельных насос-форсунок

При нарушении нормальной работы иглы форсунки, система не закрывается вовремя и подача топлива не осуществляется в положенное время. Инжектор не справляется со своей задачей, двигатель работает резко и подаваемые на него нагрузки могут вывести его из строя. Чаще всего в форсунках засоряется распылитель, стираются резиновые прокладки.

Внимание! Подбирая ремонтный комплект для насос-форсунки, приобретайте детали одного производителя, соблюдая марку и модель. Использование прокладок, которые предназначены для форсунки другой марки, приведет к некорректной работе инжектора.

Любой ремонт форсунок или их полная замена требует начинается с демонтажа старых насос-форсунок.

Порядок действий при замене насос-форсунок

  1. Сбросьте давление в топливной системе.
  2. Открутите крепления с трубок высокого давления и снимите их.Важно! Пометьте, где стояла каждая трубка. Чтобы не запутаться во время установки форсунок обратно.
  3. Используя удлиненные торцевые головки, отверните насос-форсунки.
  4. Аккуратно покачайте инжектор в стороны, чтобы сохранить резьбу.
  5. Осторожно удалите с форсунок уплотнительные шайбы. Нельзя выдалбливать их зубилом!
  6. С помощью накидного ключа разберите распылитель.
  7. Открутите и очистите накидную гайку.
  8. Вытащите промежуточный корпус.
  9. Очистите все металлические детали устройства.
  10. Установите новый распылитель, если требуется. Закрутите накидную гайку.
  11. Замените уплотнительные кольца и все детали из ремонтного комплекта.
  12. Убедитесь, что все детали находятся на месте и в должном состоянии и установите восстановленную или новую форсунку на место. 
    Внимание! Запрещено ставить форсунки без уплотнительных шайб. Кроме уплотнения и герметизации, они выполняют теплоотводящую функцию. Без них система перегреется и выйдет из строя.
  13. С небольшим усилием руками вкрутите форсунку на место. Если форсунка не вкручивается, прочистите резьбу.
  14. Присоедините трубки высокого давления  на свои места и закрепите их зажимами.
  15. Выверните рукоятку ручной подкачки топлива  и прокачайте до того момента, пока она не станет ходить туго. Заверните ее. Давление в системе создано, запустите двигатель.

Устройство форсунки дизельного двигателя

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;

Содержание статьи

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.

Читайте также

Форсунки. Описание. Типы.

Инжектор под названием форсунка является основным элементом, предназначенным для подачи топлива, и преобразование ее в топливно-воздушную смесь.

Конструктивный элемент форсунка используют для впрыска топлива в камеру сгорания в бензиновых и дизельных двигателях. В наше время для лучшей производительности устанавливают электронный впрыск для управления форсунки.

В зависимости от управления форсункой различают несколько способов впрыска:
1.Электромагнитая система;
2.Электрогидравлическая система;
3.Пьзеоэлектрическая.

Электромагнитная форсунка

Чаще всего электромагнитную форсунку устанавливают на бензиновых двигателях системой непосредственного впрыска. Для роботы форсунки используется электромагнитный клапан с иглой и сопло.

Принцип роботы электромагнитной форсунки

Работа форсунки починается с подачи напряжения на обмотку клапана с помощью электронного блока управления. В этот момент электромагнитное поле втягивает иглу за счет преодоления пружины. Как только игла освободила сопло происходит впрыск топлива. После впрыска игла возвращается на исходное положение.

Электрогидравлическая форсунка

В отличии от электромагнитной форсунки электрогидравлическую устанавливают на дизельных двигателях разом с системой впрыска Common Rail. Она состоит из клапана, камеры управления, и впускной и сливной дроссели.

Принцип роботы

Основа роботы форсунки — это давление, которое используется при впрыске топлива. В исходном положении   игла опущена и прижата к седлу, клапан закрыт. Впрыск производится только когда клапан открывается. Блок управления подает сигнал на клапан а он в свою очередь открывает сливную дроссель. Топливо течет по дроссели и переходит в впускную магистраль. Давление топлива снижается на поршень при этом поднимая иглу и впрыскивая топливо.

Пьезоэлектрическая форсунка

Пьезофорсунка является совершенным, устройством которое обеспечивает высокое качество впрыска топлива. Конструкцию форсунки оборудовала система Common Rail Она устанавливается на дизельных двигателях.

Преимущества такой технологии и ее составные элементы:
Форсунка срабатывает в 4 раза быстрее электромагнитной форсунки и это дает возможность многократно впрыскивать топливо за один цикл. Топливо впрыскивается с большой точностью. Такой результат стало возможно получить благодаря пьезо-кристаллу под действием давления.  Как и все форсунки пьезоэлектрическая имеет конструкцию из нескольких элементов таких как пьезоэлемент, толкатель, клапан и игла. Все эти элементы помещаются в корпусе форсунки.

Принцип роботы пьезоэлектрической форсунки

Работа осуществляется на основе гидравлического принципа. В начальном положении игла опущена за счет давления. Электрические сигнал передается блоком управления на пьезоэлемент увеличивая этим давление на поршень толкающего элемента. Как только клапан открывается, топливо поступает в специальную магистраль. Давление топлива снижается. Впрыск топлива происходит в момент поднятия иглы под давлением.  Дозировка топлива которое впрыскивается определяется двумя способами:
1.    Количеством затраченного времени воздействия на пьезоэлемент.
2.    Уровнем давления топлива в рампе.

Видео - принцип работы форсунки Bosh

  • < Назад
  • Вперёд >

Устройство форсунки бензинового двигателя


Форсунки двигателя - виды и принцип работы

Содержание статьи:Форсунка (второе название — «инжектор») представляет собой конструктивный элемент системы впрыска двигателя. Подобное устройство предназначено для подачи топлива в дозированном количестве, дальнейшего его распыления во впускном коллекторе (камере сгорания), т.е. создания топливно-воздушной смеси.Оборудование такого рода используется во всех системах впрыска двигателей — и бензиновых, и дизельных. Сегодня на современных двигателях используют форсунки, которые оснащены электронным управлением впрыска.

Зависимо от того или иного способа выполнения впрыска различают такие виды форсунок, как: электромагнитная, пьезоэлектрическая и электрогидравлическая.

  • Читайте также статью: Как промывать форсунки двигателя
Фотография устройства электромагнитной форсункиЭлектромагнитное устройство такого плана, как правило, используют, на бензиновых двигателях, включая и те, которые имеют систему непосредственного впрыска. Данный вид оборудования характеризуется довольно простой конструкцией, которая состоит из сопла и включающего электромагнитного клапана, оснащенного иглой.Работа электромагнитной форсунки происходит таким образом. Электронный блок управления, в точном соответствии с заложенным ранее алгоритмом, обеспечивает в необходимый момент на обмотку возбуждения клапана подачу напряжения. В процессе этого создается электромагнитное поле, которое преодолевает усилие пружины, затем втягивает якорь с иглой и, таким образом, освобождает сопло. После этого осуществляется впрыск топлива. Когда же напряжение пропадает, пружина иглу форсунки возвращает на седло.Фотография устройства электрогидравлической форсункиЭлектрогидравлическое оборудование такого плана применяют на дизельных двигателях, включая и те, которые оборудованы системой впрыска под названием «Common Rail». Конструкция устройства данного типа объединяет в себе электромагнитный клапан, сливную и впускную дроссели, камеру управления.

Принцип работы данного оборудования основан на применении давления топлива, и при впрыске, и после его прекращения. Электромагнитный клапан в исходном положении обесточен и полностью закрыт, игла устройства прижата к седлу с помощью силы давления на поршень топлива в камере управления. В таком положении впрыск топлива не осуществляется. Следует отметить, что в такой ситуации давление топлива на иглу в связи с разностью площадей контакта менее давления, осуществляемого на поршень.

После команды электроблока управления происходит срабатывание электромагнитного клапана и осуществляется открытие сливной дроссели. При этом, топливо, находящееся в камере управления, вытекает в сливную магистраль через дроссель. Впускной дроссель служит препятствием тому, чтобы произошло быстрое выравнивание давлений не только во впускной магистрали, но также и в камере управления. Постепенно давление на поршень уменьшается, но не изменяется давление топлива, осуществляемое на иглу — в результате этого происходит поднятие иглы и, соответственно, впрыск горючего.Схема устройства пьезоэлектрической форсункиНаиболее совершенным устройством, с помощью которого обеспечивается впрыск топлива, считается пьезоэлектрическое оборудование такого плана — оно называется «пьезофорсунка». Данный вид устройств устанавливают на тех дизельных двигателях, которые оборудованы системой впрыска, носящей название Common Rail — аккумуляторная топливная система.Преимущество подобных устройств — это быстрота срабатывания (примерно в четыре раза быстрее, чем электромагнитный клапан), что в результате предоставляет возможность многократно впрыскивать топливо на протяжении течение одного цикла. Кроме этого плюсом пьезофорсунок является максимально точная дозировка топлива, которое впрыскивается.Создание данного вида оборудования стало возможным в связи с использованием в управлении форсункой пьезоэффекта, который основан на смене длины пьезокристалла в результате воздействия напряжения. Конструкция такого устройства включает в себя пьезоэлемент и толкатель, отвечающий за переключение клапана, а также иглу — всё это помещено в корпус устройства.В работе данного вида оборудования, также как и в работе электрогидравлических устройств такого плана, используют гидравлический принцип. Игла в исходном положении посажена на седло из-за высокого давления топлива. В процессе подачи на пьезоэлемент электрического сигнала, происходит увеличение его длины, что передает на поршень толкателя усилие. В результате этого происходит открытие переключающего клапана и поступление в сливную магистраль топлива. Падает давление выше иглы. В связи с давлением в нижней части происходит поднятие иглы и, соответственно, впрыск топлива.Количество топлива, которое впрыскивается, определяется такими факторами, как:
  • длительность воздействия на пьезоэлемент;
  • давление топлива в топливной рампе.
Смотрите видео про принцип работы форсунки:

Теги

Авто схемы Познавательная статья о форсунках автомобиля — какие их типы бывают и как они работают.

Интересные статьи:

Форсунки двигателя: устройство, неисправности, чистка и проверка

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

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

Топливные форсунки

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

Расположение и принцип работы

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

Как устроена форсунка

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

Расположение форсунок зависит от конкретного типа системы впрыска:

• Центральный – размещаются перед дроссельной заслонкой во впускном трубопроводе.

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

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

Форсунки для бензиновых моторов

Бензиновые моторы комплектуются следующими типами инжекторов:

• Одноточечные – подают топливо, расположены до дроссельной заслонки.

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

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

грязные форсунки

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

Форсунки для дизельных моторов

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

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

• Пьезоэлектрические, работающие за счет гидравлики.

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

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

• Увеличился расход топлива при нормальной тяге.

• Машина не хочет двигаться с места и дымит.

• У авто вибрирует двигатель.

Проблемы и неисправности форсунок двигателя

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

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

Причинами, влияющими на работу форсунок, могут быть:

• Чрезмерное содержание серы в ГСМ.

• Коррозия металлических элементов.

• Износ.

• Засорение фильтров.

• Неверная установка.

• Воздействие высоких температур.

• Проникновение влаги и воды.

Надвигающиеся неполадки можно определить по ряду признаков:

• Появление незапланированных сбоев при старте двигателя.

• Существенное увеличение расхода топлива в сравнении с номинальными значениями.

• Появление выхлопов черного цвета.

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

Способы чистки форсунок

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

Заливка промывки в бензобак

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

промывка форсунки с помощью присадок

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

Чистка без снятия с двигателя

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

промывка форсунок с помощью аппарата

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

Чистка со снятием форсунок

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

снятие и промывка

Чистка ультразвуком

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

устразвуковая чистка топливных форсунок

Виды, устройство и принцип работы топливных форсунок

Использование форсунок (инжекторов) позволило сделать работу автомобильного двигателя более экономичной и контролируемой в сравнении с карбюраторными системами. Их главная задача — обеспечение точной дозировки топлива, подаваемого в камеру сгорания, в определенный момент времени и образование оптимальной топливовоздушной смеси. Применяются форсунки и на бензиновых, и на дизельных моторах. Конструктивно они представляют собой сложные устройства высокой точности обработки.

Функции и виды форсунок

Топливная форсунка, или инжектор, представляет собой своеобразный клапан, работа которого контролируется блоком управления (ЭБУ) двигателя. Это позволяет подавать топливо, находящееся под высоким давлением, строго ограниченными порциями и в заданный момент времени. В зависимости от типа системы впрыска форсунка может устанавливаться в различных местах. Так, при моновпрыске она располагается перед дросселем во впускном трубопроводе. В системе с распределенным впрыском форсунки устанавливаются в ГБЦ перед клапанами. При этом для каждого цилиндра предусматривается свой отдельный инжектор. В двигателях с непосредственным впрыском форсунки находятся в верхней части цилиндра, подавая топливо сразу в камеру сгорания.

По способу управления (типу привода) инжекторы разделяют на следующие типы:

  • механические;
  • электромагнитные;
  • электрогидравлические;
  • пьезоэлектрические.
Устройство механической форсунки

Механические форсунки применяются на дизелях. Принцип их работы основан в воздействии усилия давления топлива на запорную пружину. Когда давление в системе выше сопротивления пружины, игла поднимается и происходит впрыск. После того как давление падает, игла возвращается в исходное положение. Стоит отметить, что давление таких форсунок дизельных двигателей очень низкое, а потому они редко применяются в современном автомобилестроении.

Электромагнитные и гидромеханические инжекторы могут иметь:

  • клапан форсунки со сферическим профилем;
  • штифтовой клапан;
  • дисковый клапан.
Как устроена электромагнитная форсунка двигателя

Такой тип инжекторов используется преимущественно в бензиновых системах, включая двигатели с непосредственным впрыском. По функциональному назначению электромагнитные форсунки разделяются на пусковые (например, в системе «K-Jetronic») и рабочие. Последние могут быть центральными (выполняют точечный впрыск) и индивидуальными (распределяют топливо по цилиндрам).

Читайте также:  Топливные системы бензиновых и дизельных двигателейУстройство электромагнитной форсунки

Конструктивно электромагнитная форсунка самая простая. Ее основными элементами являются:

  • герметичный корпус;
  • разъем для подключения к электрической цепи;
  • запирающая пружина;
  • обмотка возбуждения клапана;
  • якорь электромагнита;
  • игла;
  • уплотнители;
  • сопло;
  • фильтр-сеточка форсунки;
  • распылитель.

В заданный момент времени ЭБУ двигателя подает напряжение на обмотку возбуждения, что обеспечивает формирование электромагнитного поля, воздействующего на якорь с иглой. В этот момент усилие сжатия пружины становится меньше магнитной силы, якорь втягивается, игла поднимается и освобождает сопло инжектора. Управляющий клапан форсунки двигателя открывается, и происходит впрыск топлива под высоким давлением. Когда блок управления прекращает подачу энергии на обмотку, пружина возвращает иглу в исходное положение.

Вопреки расхожему заблуждению, сама электромагнитная форсунка бензинового двигателя не создает давление. Давление в системе создается топливным насосом.

Электромагнитные инжекторы подбираются в зависимости от мощности двигателя. Прежде всего, необходимо знать, какое сопротивление у форсунок. В заводском исполнении они бывают низкоомные (2-6 Ом) и высокоомные 12-16 Ом.  При низком сопротивлении может быть установлен дополнительный резистор в 6-8 Ом, который снизит потребление тока.

Принцип действия электрогидравлической форсунки
Устройство электрогидравлической форсунки двигателя

Электрогидравлический инжектор (насос-форсунка) — это форсунки топливные дизельные. Они подходят для типовых ТНВД и систем Common Rail. Состоят такие форсунки из следующих элементов:

  • сопло;
  • пружина;
  • камера управления;
  • дроссель слива;
  • якорь электромагнита;
  • магистраль слива топлива;
  • разъем для подключения к электрической цепи;
  • обмотка возбуждения;
  • штуцер подачи топлива;
  • дроссель на впуске;
  • поршень;
  • игла распылителя.

В момент начала цикла управляющий электромагнитный клапан форсунки полностью закрыт. Топливо в системе давит на поршень, находящийся в камере управления, а игла инжектора плотно прижата к седлу. ЭБУ двигателя подает напряжение на обмотку возбуждения электромагнитного клапана. Дроссель слива открывается, и топливо поступает в сливную магистраль.

Дроссель впуска, в свою очередь, не позволяет мгновенно выровнять давление на впуске и в камере управления. Таким образом, на некоторый промежуток времени усилие, воздействующее на поршень, уменьшается, а давление на иглу остается высоким. Эта разность давлений и обеспечивает подъем иглы и впрыск топлива.

Особенности работы пьезоэлектрической форсунки
Устройство пьезоэлектрической форсунки двигателя

Это исключительно дизельная форсунка, которая считается наиболее прогрессивной, поскольку обеспечивает более быстрое срабатывание, максимально точную дозировку и позволяет выполнять многократный впрыск на протяжении одного цикла. Она применяется в дизельных двигателях Common Rail. Пьезоэлектрические форсунки двигателя состоят из таких деталей:

  • игла;
  • уплотнители;
  • блок дросселей;
  • пружина запора иглы;
  • переключающий клапан форсунки;
  • пружина клапана;
  • поршень клапана;
  • пьезоэлемент;
  • сливная магистраль;
  • поршень толкателя;
  • фильтр;
  • разъем для подключения к цепи питания;
  • нагнетательная магистраль.

Принцип работы такого инжектора основан на изменении длины пьезоэлемента при подаче на него напряжения. В начальном положении игла под воздействием давления топлива посажена на седло. Когда ЭБУ двигателя посылает сигнал на пьезоэлемент, последний, изменяя длину, воздействует на поршень толкателя. Переключающий клапан форсунки открывается, и топливо подается на слив. Аналогично электрогидравлическим системам, создается разность низкого давления над иглой и высокого под ней, и она поднимается, выполняя впрыск дизтоплива. Количество последнего при этом регулируется длительностью подачи напряжения на пьезоэлемент пьезофорсунки и давлением в топливной рампе двигателя.

Рабочие параметры и неисправности инжекторов

Одной из основных характеристик форсунки является факел распыла. Для обеспечения корректной работы двигателя топливо должно распыляться под высоким давлением и на большую площадь. При этом размеры капель горючего должны быть как можно меньше. Это позволяет ускорить процесс сгорания и уменьшить расход топлива. Если же подача бензина или дизеля будет осуществляться струей, возникнут провалы в работе мотора, увеличится количество сажи в выхлопе. Происходит это, когда распылитель инжектора загрязняется.

Также важным параметром является время впрыска форсунок, или лаг открытия и закрытия. Он зависит от множества параметров напряжения, уровня давления и типа топлива. Измеряется лаг лабораторным методом, в ходе которого определяется количество пролитого топлива за единицу времени.

Несмотря на сложное устройство, топливные инжекторы имеют длительный срок эксплуатации. В среднем он составляет от 100 до 150 тысяч километров пробега. Основным требованием для обеспечения продолжительности работы форсунок является качество топлива и своевременный технический осмотр автомобиля.

(2 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка...

Принцип работы форсунки инжекторного двигателя

Топливные форсунки в бензиновом двигателе представляют собой небольшие электромеханические устройства, которые используются для распыления топлива во впускной коллектор непосредственно перед впускным клапаном. Инжектор имеет сетку с высоким микронным фильтром на верхней стороне входа и небольшие отверстия для на дне для распыления топлива. Топливо действует как смазочный агент для инжектора. Вода в топливе чрезвычайно вредна для инжекторов из-за того, что она ухудшает смазочные свойства топлива. Форсунки открываются и закрываются с тем же циклом, что и двигатель, для двухтактных двигателей, а также в половине оборотов двигателя для четырехтактных двигателей. Это соответствует более 138 000 раз в час. Топливные форсунки подвергаются воздействию углерода и грязи, вносимых плохим воздухоочистителем. Тип используемого топлива и класс, а также добавки непосредственно влияют на продолжительность жизни инжекторов. Компьютер управляет топливными форсунками. При включении двигателя они непрерывно работают. По сути, компьютер открывает и закрывает форсунку в каждый заданный момент времени. Когда нет электрического импульса инжектор закрывается. Компьютер, получив информацию от различных датчиков, определяет время, в течение которого инжектора должны быть открыты, чтобы впрыскивать нужное количество топлива. Средний рабочий цикл топливной форсунки измеряется в миллисекундах. Среднее значение составляет от 1,5 до 6 миллисекунд. Топливные форсунки бывают разных размеров в зависимости от объема цилиндров и требований к мощности двигателя. Существует несколько основных типа инжекторов. Первая - это самая старая версия, которая представляет собой моновпрыск. Это, по сути, система, в которой один или два топливных форсунки расположены в самом корпусе дроссельной заслонки. Они подают топливо, впрыскивая во впускной коллектор. Эта система была наиболее широко используемой системой в 90-х годах. Она была более эффективной, чем карбюратор, поскольку он может регулировать плотность топливно-воздушной смеси не зависимо от разряжения в коллекторе, но не был столь же эффективен, как раздельный впрыск. Причина этого в том, что цилиндры, наиболее близкие к форсункам, имели более богатую смесь, чем дальние. Раздельный впрыск устраняет этот недостаток, впрыскивая такое же количество топлива в каждый цилиндр. Прямой впрыск топлива - это технология подачи топлива, которая позволяет бензиновым двигателям сжигать топливо более эффективно, что приводит к увеличению мощности, более чистым выбросам и увеличению экономии топлива. В системе прямого впрыска воздух и бензин предварительно не смешиваются. Воздух поступает через впускной коллектор, а бензин впрыскивается непосредственно в цилиндр. В сочетании с ультраточным управлением компьютером прямой впрыск позволяет более точно контролировать количество впрыскиваемого топлива и время впрыска. Расположение инжектора также позволяет использовать более оптимальный режим распыления. Результатом является более полное сгорание - другими словами, больше бензина сжигается, что приводит к увеличению мощности и меньшему загрязнению от каждой капли бензина. Чтобы обеспечить правильное количество топлива для каждого рабочего состояния, блок управления двигателем должен контролировать огромное количество входных датчиков, подробнее на http://avtofun.ru. Здесь только несколько: • Датчик массового расхода воздуха - сообщает блоку управления количество воздуха, поступающего в двигатель. • Датчик кислорода (лямбда зонд) - контролирует количество кислорода в выхлопных газах, поэтому ЕБУ может определить, насколько богата или обеднена топливная смесью, и вносить соответствующие изменения. • Датчик положения дроссельной заслонки - контролирует положение дроссельной заслонки (которое определяет, сколько воздуха поступает в двигатель), поэтому ЭБУ может быстро реагировать на изменения, увеличивая или уменьшая расход топлива по мере необходимости. • Датчик температуры охлаждающей жидкости - позволяет ЕБУ определять, когда двигатель достиг своей нормальной рабочей температуры. • Датчик напряжения - контролирует напряжение системы в автомобиле, поэтому ЕБУ может повышать скорость холостого хода, если напряжение падает (что указывает на высокую электрическую нагрузку). • Датчик частоты вращения коленчатого вала - контролирует частоту вращения двигателя, что является одним из факторов, используемых для расчета ширины импульса. Блок управления двигателем использует формулу и большое количество таблиц поиска для определения длительности электрического импульса подаваемого на форсунки для данных условий эксплуатации. Уравнение будет представлять собой ряд множителей, умноженных друг на друга. Многие из этих факторов будут получены из таблиц поиска. Мы проведем упрощенный расчет ширины импульса топливного инжектора. В этом примере наше уравнение будет иметь только три фактора, тогда как реальная система управления может иметь сто или более. Длительность импульса = (ширина базового импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B) Чтобы вычислить ширину импульса, ЕБУ сначала ищет ширину основного импульса в таблице поиска. Ширина базового импульса зависит от частоты вращения двигателя (RPM) и нагрузки (которая может быть рассчитана из положения дроссельной заслонки). Скажем, скорость двигателя составляет 2000 об / мин, а загрузка - 4. Мы находим номер на пересечении 2000 и 4, что составляет 8 миллисекунд.
RPM нагрузка
1 2 3 4 5
1000 1 2 3 4 5
2000 2 4 6 8 10
3000 3 6 9 12 15
4000 4 8 12 16 20
В следующих примерах A и B являются параметрами, которые поступают от датчиков. Предположим, что A - температура охлаждающей жидкости, а B - уровень кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода равен 3, таблицы поиска говорят нам, что коэффициент A = 0,8 и коэффициент B = 1,0.
A Фактор A В Фактор B
0 1.2 0 1,0
25 1,1 1 1,0
50 1,0 2 1,0
75 0.9 3 1,0
100 0.8 4 0,75
Таким образом, поскольку мы знаем, что ширина базового импульса является функцией нагрузки и RPM, а ширина импульса = (ширина базового импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B), общая ширина импульса в нашем примере равна: 8 x 0,8 x 1,0 = 6,4 миллисекунды В этом примере вы можете увидеть, как система управления вносит коррективы. С параметром B в качестве уровня кислорода в выхлопной трубе таблица поиска для B - это точка, в которой (по мнению разработчиков двигателей) имеется слишком много кислорода в выхлопе, и, соответственно, ЕБУ уменьшает топливо. Реальные системы управления могут иметь более 100 параметров, каждый со своей собственной таблицей поиска. Некоторые параметры даже со временем меняются, чтобы компенсировать изменения в производительности компонентов двигателя, таких как каталитический нейтрализатор. И в зависимости от частоты вращения двигателя, возможно, придется выполнять эти вычисления более ста раз в секунду. Механическая впрыска топлива использовалась в 1960-х и 1970-х годах многими производителями на их высокопроизводительных спортивных автомобилях. Электрический топливный насос высокого давления, установленный в топливных баков, накачивает топливо под давлением 7 бар в рампу. Это резервуар, который поддерживает постоянное давление подачи топлива и также сглаживает импульсы топлива, поступающего из насоса. Из аккумулятора топливо проходит через бумажный фильтр, а затем подается в блок управления топливным счетчиком, также известный как распределитель топлива. Это устройство приводится в движение от распределительного вала, и его работа, как следует из названия, заключается в распределении топлива на каждый цилиндр в правильное время и в правильных количествах. Количество впрыскиваемого топлива контролируется клапаном, расположенным в воздухозаборнике двигателя. Заслонка находится под блоком управления и поднимается и падает в ответ на воздушный поток. Когда вы открываете дроссель, увеличивая воздушный поток, крышка поднимается. Это изменяет положение челночного клапана в блоке управления дозатором, чтобы обеспечить подачу большего количества топлива в цилиндры. Из дозирующего устройства топливо подается в каждую форсунку по очереди. Затем топливо впрыскивается во входное отверстие головки блока цилиндров. Каждый инжектор содержит подпружиненный клапан, который закрыт под давлением пружины. Клапан открывается только при впрыске топлива (как у дизельной форсунуи).
У движущегося автомобиля есть определенное количество кинетической энергии, и тормоза должны удалить эту энергию, чтобы остановить ее. Как работают тормоза? Каждый раз, когда вы останавливаете свой автомобиль, ваши тормоза преобразуют кинетическую эн... Воздушные тормоза используются в грузовых автомобилях, автобусах, прицепах и полуприцепах. Это предпочтительный тип тормозной системы для этих автомобилей по нескольким причинам. Во-первых, использование воздуха позволяет подключать несколько транспо... Когда впускной клапан открывается раньше, а выпускной клапан закрывается чуть позднее, имеется период времени, когда оба клапана открыты. Этот период перекрытия клапанов происходит, когда поршень находится в ВМТ. От... Bridgestone Corporation является одним из крупнейших производителей шин для легковых и грузовых автомобилей, основанная в 1931 году Shojiro Ишибаши в городе Куруме , Фукуока , Япония. Название Bridgestone означает «каменный мост» в переводе с японско...
Система охлаждения Уаз Хантер, модели УАЗ-315195 с двигателями ЗМЗ-409.10 Евро-2, ЗМЗ-40904.10 Евро-3 и ЗМЗ-40905.10 Евро-4, и модели УАЗ-315196 с двигателем ЗМЗ-4091.10 Евро-3, жидкостная, закрытая,... Автоматическое экстренное торможение (AEB) - это функция, которая предупреждает водителя о скором столкновении и помогает ему использовать максимальную тормозную способность автомобиля. Система будет самостоятельно тормозить, если ситуация станет кри... Компания Tesla представила свой новый компактный электрический кроссовер под названием Model Y. Премьера машины состоялась в дизайн-студии американского бренда в Лос-Анджелесе. Цены на автомобиль стартуют от 39 000 долларов. Топовые версии обойдутся... Дизельный двигатель является двигателем, воспламенение топлива в котором осуществляется при нагревании от сжатия. Стандартный дизельный двигатель не может работать на газовом топливе, потому что метан обладает существенно более высокой температурой в...
 Форсунки Common Rail

- Принцип работы

Часто говорят о высокой степени сложности современных дизельных двигателей, основанных на лучшем на сегодняшний день решении Common Rail. Система Common Rail, однако, значительно упростила способ подачи топлива в двигатель , и в то же время позволила получить параметры, о которых конструкторы дизельных агрегатов еще несколько десятилетий назад не могли и мечтать.

Низкий расход топлива в сочетании с высоким крутящим моментом, обеспечивающий очень динамичное вождение, - вот что сделало дизельный привод столь популярным.

Принцип действия системы Common Rail

Принцип работы системы впрыска - детская игра. В топливном баке есть топливный насос, который перекачивает солярку к ТНВД, естественно, через топливный фильтр. Этот насос намного проще старых ТНВД и менее подвержен поломкам. Создает высокое давление за счет отжима дизельного топлива до так называемого Рельсы Common Rail, которые действуют как топливный аккумулятор.

Отсюда оно подается в форсунки, и благодаря этому форсунки получают топливо под огромным давлением с минимальным его перепадом.Они подключены непосредственно к компьютеру управления двигателем, который управляет моментом и временем открытия форсунки. И здесь, т.е. в форсунках, усложняется вся система.

Схема подключения системы впрыска

(фото: пресс-материалы / Bosch)

Принцип работы форсунки Common Rail

Обычно у нас есть два типа форсунок Common Rail, и они работают аналогично. Первоначально , когда давление в рампе было ок.1000–1300 бар, хватало электромагнитных форсунок. В 2001 году был представлен Common Rail II, где давление увеличилось до 1600 бар, а впрыск был разделен на две-три дозы топлива в одном цикле.

Это уже требовало, чтобы форсунки работали намного быстрее и, прежде всего, чрезвычайно точны, а Common Rail III напряг их еще больше при давлении 1800 бар. Электромагнитные форсунки просто не поспевали за количеством подаваемого топлива и были заменены на пьезоэлектрические. Они могут работать при давлении 2000 бар и выше. Но остановимся на электромагнитных форсунках.

Как и вся система Common Rail, инжектор гениально прост, но только в его работе. Топливо подается внутрь форсунки, которая имеет длинный штифт с поршнями в верхней и нижней частях и две топливные камеры над и под штифтом. В верхней камере давление топлива равно давлению в общем распределителе, а в нижней камере, где давление такое же, поверхность поршня меньше, что вызывает меньшее давление на шпиндель.

Таким образом, штифт прижимается к наконечнику инжектора и закрывает его вместе с иглой. Когда форсунка должна подать дозу топлива в двигатель, электромагнит, расположенный в верхней части форсунки, поднимает пластину, закрывая пространство более высокого давления. Падение давления в этой камере приводит к тому, что давление в нижней части становится выше, чем в верхней.

Это, в свою очередь, приводит к подъему иглы, закрывающей отверстия в наконечнике форсунки, через которые топливо поступает в камеру сгорания.Тем временем топливо из верхней части форсунки, которое вышло из форсунки при поднятии пластины, возвращается в цепь подачи.

Пьезоэлектрический инжектор имеет немного другую конструкцию, чем , но похожий принцип работы. Он примерно в десять раз быстрее электромагнитного, поэтому его использование стало необходимостью в системе Common Rail третьего поколения. В таких форсунках электромагнит и шпиндель заменены пьезоэлектрическим материалом, который отличается гораздо меньшей инерцией, чем электромагнит.

Благодаря этому можно использовать больше, даже 5–7 доз впрыска за один цикл, улучшая плавность работы двигателя. Это также приводит к более низкому расходу топлива, поэтому пьезоэлектрические форсунки больше не будущее, а стандарт в современных конструкциях Common Rail.

В случае пьезоэлектрических форсунок инжекция происходит при подаче тока на пьезоэлектрический материал. Как и в электромагнитном, здесь есть игла, закрывающая отверстия в наконечнике для инъекций.Камеры высокого и низкого давления расположены рядом с иглой, в отличие от электромагнитных форсунок по обе стороны от шпинделя, которых здесь нет.

В пьезоэлектрическом преобразователе более высокое давление в одном из контуров закрывает иглу, инвертирует перепад давления в камерах и увеличивает его. После включения тока пьезоэлектрический привод своим удлинителем изменяет давление в цепях, приподнимая иглу.

В пьезоэлектрических форсунках появился дополнительный гидравлический преобразователь.Это необходимо, потому что изменения объема пьезоэлектрического материала недостаточно для приведения в действие инжектора. Следовательно, его роль заключается в увеличении хода пьезоэлектрического привода.

Преимущества пьезоэлектрических форсунок перед электромагнитными - большая скорость и точность работы. Современные пьезоэлектрические форсунки могут подавать от 5 до 7 доз за один цикл. Таким образом, еще одно преимущество - гораздо меньшие дозы топлива по сравнению с электромагнитным впрыском.Вышесказанное вызывает снижение расхода топлива и повышение культуры работы двигателя. Небольшие габариты и вес - еще одно, хотя и не обязательно ощутимое преимущество.

Почему форсунки Common Rail дорогие?

Форсунки Common Rail, независимо от их типа, не являются простыми устройствами, что не исключает того, что принцип действия прост. Не только высокая степень сложности конструкции увеличивает цену этих элементов, но, главным образом, тот факт, что все находится в микромасштабе и должно быть тщательно изготовлено, чтобы должным образом выполнять свою функцию.

Оглядываясь на более чем десять лет назад, можно увидеть, что форсунки значительно уменьшились, и, таким образом, их качество изготовления должно было подняться до высот инженерной мысли. Эти высококачественные материалы и точность изготовления увеличивают стоимость форсунок. Так почему же за это время не снизился риск отказа?

Что ж, изящная конструкция и чрезвычайно чувствительные механизмы управления менее устойчивы к качеству топлива, что оставляет желать лучшего. Так как же спастись в случае неудачи? Об этом вы можете прочитать в следующей статье.

Ниже приведены примеры цен на форсунки Common Rail на основе каталога iParts.pl

.

Цены на форсунки Common Rail

(фото: Марцин Лободзинский / iParts)

.

Бензиновые форсунки - устройство и принцип работы | Руководства

Дата публикации: 08.07.2016

В этой статье вы можете прочитать о конструкции и работе бензиновых форсунок.

Их задача - разбить бензин на мельчайшие возможные капли (рис.1) и ввести их в:

- впускной коллектор - системы непрямого впрыска бензина, одно- или многоточечные,

- камеры сгорания - прямые системы впрыска бензина.

Чтобы бензин сгорел, его капли должны сначала испариться. Жидкий бензин не горит! Пары бензина должны образовать с воздухом легковоспламеняющуюся смесь. Это смесь, которая может воспламениться от искры или пламени, ранее образовавшегося в камере сгорания. Смесь должна сжигаться в камере сгорания, хотя есть режимы работы двигателя, при которых мы хотим, чтобы часть ее сгорела в каталитическом нейтрализаторе, чтобы повысить его температуру.

Оглядываясь назад, стоит вспомнить бензиновую систему впрыска Bosch K-Jetronic. Это была многоточечная система. о так называемом непрерывный впрыск бензина, что означает, что форсунки непрерывно впрыскивают бензин во впускной коллектор, в пространство перед впускными клапанами. Поперечное сечение форсунки K-Jetronic показано на рис. 2а.

Это инжектор полностью механической конструкции без электрических частей. Он открывается автоматически (рис.2а), когда давление бензина превышает давление открытия примерно на 0,35 МПа. Бензин течет через игольчатый клапан, игла которого вибрирует с высокой частотой - на рис. 2а игольчатый клапан показан в открытом положении, а на рис. 2b - в закрытом. Вибрации, похожие на «шарканье», практически не слышны.После выключения двигателя игольчатый клапан перекрывает подачу бензина.Форсунки K-Jetronic не имеют возможности регулировать дозу топлива.распределитель топлива.

В течение многих лет в конструкции двигателей использовались только форсунки, в которых расход бензина регулируется электрическим сигналом, так называемые электромагнитный - рис. 3. Включая ток, протекающий через катушку электромагнита 3, создается магнитное поле. который поднимает якорь соленоида 7, а вместе с ним иглу 9 форсунки. Его конический наконечник 12 открывает или закрывает выпускное отверстие для бензина из наконечника распылителя. Когда ток через соленоид 3 отключается, магнитное поле теряется.а пружина 6 перемещает иглу 9 форсунки. Подача топлива перекрыта.

Форсунка открыта только на время протекания тока через электромагнит 3. Работа форсунки в системе впрыска бензина и ее характерные значения схематически показаны на рис. 4. Объем дозы бензина Vwb [мм3 ], впрыскиваемого электромагнитным инжектором за один впрыск, рассчитываем по формуле:

Vwb = tw * Qb

где:

t - время впрыска бензина [с]

Qb - объемный расход расход бензина через форсунку [мм3 / с].

На практике мы предполагаем, что время впрыска бензина tw, то есть время, в течение которого бензин впрыскивается через открытую форсунку, равно длительности импульса открытия форсунки. Фактически, время впрыска бензина отличается от длительности импульса открытия, потому что необходимо учитывать инерцию форсунки во время открытия и закрытия, которая вытекает из принципов физики. Эта разница отражена в программе драйвера.

Иногда, однако, эта разница будет постепенно увеличиваться.Время открытия форсунки будет сильно отличаться от времени, определенного программой контроллера.

Это может быть вызвано:

- загрязнением форсунки, если она препятствует движению иглы 9 форсунки

- повреждением катушки соленоида 3 форсунки или повреждением его цепи управления.

Объемный расход бензина через форсунку Qb - второе значение, входящее в формулу № 1, зависит от величин, указанных ниже.

- Перепад давления Δp между давлением бензина в топливной рампе и давлением воздуха pp, которое преобладает в пространстве, заполненном воздухом, в которое впрыскивается бензин.Он представлен формулой:

Δp = pb - pp

Чем больше величина перепада давления, тем больше объемный расход бензина через форсунку. При постоянном значении времени впрыска объем впрыскиваемого форсункой бензина Vwb затем увеличивается - см. Формулу 1. Обратное соотношение также верно.

- Сопротивление потоку бензина через форсунку, например, из-за неизбежного загрязнения. Его увеличение снижает объемный расход бензина через форсунку.При постоянном значении времени впрыска объем впрыскиваемого форсункой бензина уменьшается - см. Формулу 1.Удаление примесей снижает сопротивление потоку бензина через форсунку и, как следствие, увеличивает объем впрыскиваемой дозы бензина. В системах впрыска бензина, в зависимости от их типа, используются разные типы форсунок:

- форсунки для одноточечных (рис. 5а) или многоточечных (рис. 5б и в) систем непрямого впрыска бензина

- форсунок (Рис. 5г) системы прямого впрыска бензина;

- топливные форсунки сбоку (рис. 5а и б) или сверху (рис.5в и г).

Они работают при разном давлении подачи топлива и управляются разными управляющими импульсами - особенно это касается форсунок систем непосредственного впрыска бензина.

Фотографии и текст взяты из статьи «Бензиновые форсунки - устройство и принцип действия» в техническом приложении к IC News «Диагностика и очистка бензиновых форсунок» 37 / Декабрь 2010

.

Устройство и работа электромагнитного инжектора

Конструкция и принцип действия электромагнитного инжектора связаны с его основной функцией - дозированием топлива.

Электромагнитный бензиновый инжектор имеет такие элементы, как:
• корпус,
• электрический разъем,
• два уплотнительных кольца - видны на корпусе компонента,
• корпус распылителя,
• крышка наконечника бензинового распылителя,
• игла,
• сетка фильтра,
• катушка соленоида,
• якорь соленоида,
• возвратная пружина иглы форсунки - решающая в механизме работы,
• наконечник иглы.

Как устроен такой инжектор? В этом типе форсунок поток топлива регулируется электрическим импульсом. Форсунка открывается только тогда, когда через соленоид протекает ток. С другой стороны, вышеупомянутая активация протекания тока через катушку электромагнита вызывает образование магнитного поля, которое поднимает якорь электромагнита и иглу. Конический наконечник иглы открывает или закрывает выпускное отверстие для жидкости из распылительного наконечника.
Когда катушка отключает ток, магнитное поле схлопывается, и пружина перемещает иглу, и поток топлива перекрывается.Предполагалось, что время, в течение которого бензин дозируется через открытый инжектор, равно длительности электрического импульса, открывающего инжектор. Однако на самом деле разница между ними учитывается в контроллере, но иногда бывает, что разница увеличивается так, что мешает правильной работе инжектора.

В этих условиях происходит отказ компонента, вызванный загрязнением форсунки, повреждением катушки или ее цепи управления. Последствиями такого повреждения будет, например, уменьшенная доза впрыскиваемого бензина, которая напрямую повлияет на работу двигателя.

Стоит знать, что в случае загрязнения можно профессионально очистить бензиновые форсунки в ультразвуковой очистке и проверить их на специализированном диагностическом приборе. Эта услуга доступна в профессиональных лабораториях диагностики бензиновых форсунок, которые созданы для сохранения, казалось бы, неработающих компонентов.

Устройство и работа инжектора электромагнитного


Типы электромагнитных форсунок

Из-за конструкции системы подачи, количества впускных клапанов, геометрии впускной системы и впускных каналов в головке блока цилиндров и, пожалуй, больше всего, количества места для установки инжектор, существует четыре типа электромагнитных форсунок:
- одноходовые,
- двухдверные,
- многоотверстные,
- игольчатые.

Типы электромагнитных форсунок - обсуждаем

.

Система впрыска Common Rail. Устройство и работа системы впрыска.

Система впрыска является одним из основных компонентов двигателя внутреннего сгорания и обеспечивает его работу. Эти системы претерпели много изменений в своем развитии. От одноточечного впрыска в бензиновых двигателях до многоточечного впрыска в дизельных двигателях, а затем и в бензиновых двигателях.

В связи с растущими требованиями клиентов к мощности и экономичности данного агрегата форсунки подверглись различным модернизациям.В бензиновых системах они долгое время были непрямыми впрысками, когда во впускном коллекторе еще присутствовало впрыскивание топлива, затем рабочий цикл двигателя засасывал топливно-воздушную смесь в камеру сгорания. Позже эта система была модернизирована до прямого впрыска. В такой системе впрыск топлива осуществляется непосредственно в камеру сгорания. Эти типы решений сегодня наиболее популярны в бензиновых двигателях. А как насчет дизельных двигателей? В начале карьеры использовали обычные механические форсунки.Роторный насос создавал давление, которое открывало клапан впрыска, благодаря чему дизельное топливо впрыскивалось в камеру сгорания. С тех пор эта система претерпела значительные изменения. От технологии блочного впрыска до электромагнитного и пьезо-впрыска. Прорывом в этой технологии стала система впрыска Common Rail, , благодаря которой значительно улучшились культура работы, мощность и экономия топлива. Как работает такая система и инжектор в ней?

Принцип работы системы Common Rail

Конструкция системы впрыска в таких двигателях довольно проста.Топливо из бака подается через электронасос, а затем через топливный фильтр подается на насос высокого давления. Приводимый вращением двигателя, он сжимает дизельное топливо, которое поступает на удлинитель форсунки. Топливо под очень высоким давлением поступает в форсунки, а те, которые контролируются компьютером, в нужный момент открывают свои электромагнитные клапаны и распыляют топливо в камере сгорания. Первые системы этого типа работали при давлении 1000-1300 бар. В последующие годы, когда давление постепенно увеличивалось до цифр до 2000 бар, электромагнитные форсунки были заменены пьезоэлектрическими.Это гораздо более быстрые и точные форсунки, позволяющие осуществлять точный и многократный впрыск топлива на различных этапах работы двигателя.

Форсунки можно разделить на электромагнитные и пьезоэлектрические. Внутри соленоида инжектора находится длинный штифт и поршни, разделенные на две части - верхнюю и нижнюю. Над верхом шпинделя находится топливная камера, нижняя такая же, но топливная камера ниже шпинделя. В верхней топливной камере дизельное топливо имеет такое же давление, как и в топливной рампе перед форсунками.То же самое в нижней камере, но поверхность поршня меньше, что приводит к более низкой силе давления на этот поршень, несмотря на то же давление. Давление, которое давит на нижний поршень, заставляет его прижиматься, что приводит к закрытию иглы и прекращению подачи топлива в камеру сгорания. Когда контроллер двигателя приказывает подать топливо в камеру, электромагнит, расположенный над плунжером с поршнями, поднимает пластину, закрывая пространство высокого давления. Падение давления в этой камере вызывает повышение давления топлива в нижней камере форсунки.В результате игла закрытия форсунки поднимается и топливо уходит в двигатель.

Принцип работы пьезоэлектрических форсунок очень похож, но они даже в десять раз быстрее электромагнитных. Благодаря их скорости можно подавать до 7 доз топлива за один рабочий цикл двигателя, что приводит к повышению культуры труда и снижению расхода топлива. Пьезоэлектрический инжектор не имеет штифта и поршней. Игла также находится в наконечнике инъектора и играет ту же роль, что и в ранее рассмотренном инжекторе.Разница в топливных камерах высокого и низкого давления. Они заполнены пьезоэлектрическим материалом. Когда ток попадает в материал, он удлиняется и изменяет давление в камерах, поднимая иглу за счет разницы давлений. Одного тока недостаточно для достаточного увеличения хода пьезоэлектрического материала, поэтому в такой инжектор также установлен гидравлический привод, который помогает увеличить ход.

Построение такой системы теоретически не сложно, хотя на практике это система, очень чувствительная к некачественному топливу или отказу отдельных компонентов.Чтобы система работала эффективно и не доставляла нам проблем, нужно регулярно менять топливный фильтр и использовать только качественное топливо.

.

Принцип работы инжектора | Turbo-Tec Польша

TT Polska »Академия» Принцип работы инжектора.
Твитнуть


Форсунки электромагнитные.

Этот тип форсунок работает в системах Common Rail. Это наиболее распространенный вид топлива для дизельных двигателей. Это позволяет разделить функции создания высокого давления и впрыска топлива.В результате он обеспечивает гораздо большую гибкость и адаптацию системы впрыска к двигателю по сравнению с обычными системами. В связи с тем, что топливо в резервуаре постоянно находится под высоким давлением, можно смоделировать впрыск, посылая электрические импульсы на форсунки. Подавая электричество на электромагнитный клапан форсунки, контроллер запускает распылитель (запуск впрыска). Инъекция завершается при отключении электричества. Впрыскиваемая доза топлива пропорциональна (при заданном давлении) до тех пор, пока не сработает соленоидный клапан, но не зависит от частоты вращения двигателя или впрыскивающего насоса.В более новых поколениях CR можно сделать несколько впрысков за один рабочий цикл поршня. Это снижает расход топлива, обеспечивает более тихую работу двигателя и меньшее содержание вредных веществ в выхлопных газах.

Пьезо-форсунки.

Пьезоэлектрический инжектор появился в системах Common Rail третьего поколения. Его главное преимущество - короткое время переключения, примерно 0,1 мс. Это примерно в десять раз быстрее, чем у электромагнитных форсунок.Благодаря этому можно свободно регулировать начало впрыска и количество дозы топлива, а также выполнять многофазный впрыск. До сих пор инерция электромагнитных форсунок позволяла только один начальный впрыск для подавления шума сгорания. В качестве элемента управления работой инжектора использовалась группа пьезоэлементов. Благодаря такому быстрому включению интервалы между отдельными впрысками могут быть сокращены, что позволяет оптимизировать работу двигателя. Кроме того, количество топлива, включая очень небольшую дозу предварительного впрыска, очень точно дозируется, что приводит к снижению расхода топлива.В системах, где используется пьезоэлектрический инжектор, давление топлива повышается и может достигать даже более 2000 бар.

.

типов форсунок,

принцип форсунок

В системе впрыска есть два основных типа впрыска, которые различаются местом впрыска топлива; это непрямой или прямой впрыск. Промежуточный впрыск происходит, когда система впрыска имеет форкамеру; эта система используется в подавляющем большинстве автомобилей. Прямой впрыск происходит, когда топливо подается непосредственно из бака в цилиндр; эта система все чаще используется в современных моделях автомобилей.

В непосредственный впрыск с радиально-распределительными ТНВД взаимодействуют форсунки с дырочными форсунками , среди которых можно отметить: стандартные форсунки (с одной пружиной) и двухпружинные форсунки; оба доступны с игольчатым клапаном или без него. Стандартные форсунки состоят из следующих компонентов: монтажного держателя, регулировочной шайбы, монтажной гайки, нажимного штифта, пружины и установочного штифта.Благодаря умелому сочетанию вышеперечисленных элементов пружина, расположенная в корпусе форсунки с помощью штифта, прижимает иглу распылителя (натяжение пружины определяет давление открытия форсунки), и топливо под соответствующим давлением передается через канал к входному отверстию. Во время впрыска игла-распылитель поднимается топливом, которое впрыскивается через отверстия в ее наконечнике непосредственно в камеру сгорания. Затем давление впрыска падает, пружина прижимает иглу распылителя и впрыск заканчивается.

Двухпружинные форсунки были разработаны как развитие стандартных форсунок, дополненных двухступенчатым процессом впрыска, что привело к снижению шума двигателя. В этом типе инжектора две пружины расположены одна за дорогой. Во время впрыска на иглу распылителя сначала воздействует одна пружина, которая определяет давление открытия форсунки . Через него происходит предварительный ход, позволяющий впрыснуть небольшое количество топлива в камеру сгорания.Затем при больших ходах начинает свое действие вторая пружина, которая также начинает действовать на иглу распылителя, благодаря чему игла совершает полный ход и затем в камеру сгорания впрыскивается основная доза топлива.
В свою очередь, форсунки с игольчатым клапаном (также называемые закрытыми) - это те, которые отделяют трубы высокого давления от камеры сгорания. Противоположным является открытых форсунок , где нет перекрытия на пути потока топлива от ТНВД до выпускного отверстия форсунки.

Другие типы форсунок: форсунка со штифтом и форсунка с отверстием . Штифтовый инжектор отличается тем, что он впрыскивает топливо, которое, обтекая игольчатый штифт, отклоняется в конус и образует поток с каплями среднего размера. К этим типам форсунок относятся: инжекторный штифт с цилиндрическим штифтом или с коническим штифтом. С другой стороны, форсунки с отверстиями , создают выходное отверстие для топлива в виде простого сверления, выход которого закрывается пластинчатым клапаном, не влияющим на формирование потока топлива.

Форсунки - Типы форсунок, принцип форсунки

.

Форсунки Common Rail - электромагнитные и пьезоэлектрические -

Форсунки Common Rail - электромагнитные и пьезоэлектрические

Форсунки CommonRail, электромагнитные и пьезоэлектрические

Электромагнитный инжектор CR имеет в своей конструкции несколько основных компонентов:

  • Корпус форсунки
  • опрыскиватель
  • Гайка форсунки
  • Катушка соленоида с якорем
  • Клапан в сборе

Мы предоставляем двухлетнюю гарантию на наши услуги, которая является результатом очень высокого качества выполненных работ и опыта персонала.

Для получения дополнительной информации и запросов звоните:
, +48 502430150 или + 48 512 179 332

Эл. Почта: [email protected]

Форсунки

классифицируются в зависимости от их детальной конструкции, применения и давления в системе. Например, форсунки Bosch делятся на: давление CRI 1.0 1350 бар давление CRIN1 1350 бар давление CRI 2.0 1450 бар давление CRI 2.1 1600 бар давление CRI 2.2 1600 бар давление CRIN2 1600 бар давление CRIN3 1800 бар CRI 3-16 (или CRI 3.0) давление 1600 бар CRI 3-18 (или CRI 3.2) давление 1800 бар CRI 3-20 (или CRI 3.3) давление 2000 бар CRI 3-16 (или CR 3.0) давление 1600 бар CRIN4 HADI (новый Mercedes Actros) CRI 3 -22 давление 2200 бар Давление CRI 3-24 2400 бар Обычно типы CRI используются в легковых автомобилях и небольших фургонах, а форсунки CRIN - в грузовых автомобилях большей вместимости, а также грузовых автомобилях, экскаваторах и сельскохозяйственных тракторах. Инжектор CR, электромагнитное управление.

Топливо под высоким давлением в зависимости от частоты вращения двигателя и нагрузки протекает через впускное отверстие в корпус форсунки.Он попадает в форсунку через впускные каналы, а через перепускное отверстие в канал через главный клапан (распределение топлива показано на рисунке справа). Давление топлива вверху и внизу форсунки одинаково, поэтому форсунка закрыта.

Когда катушка срабатывает, якорь соленоида поднимается, и давление топлива сбрасывается сверху через небольшое промывочное отверстие. Это вызывает разницу давлений в двух камерах, и более высокое давление поднимает иглу распылителя вместе с поршнем клапана.Топливо впрыскивается в моторный отсек. Соленоид выключается, клапан закрывается и давление в камерах выравнивается. Игла закрывает поток топлива из отверстий распылителя пружиной.

Этот цикл, конечно, является основным описанием работы форсунки, и один рабочий цикл двигателя может включать несколько рабочих циклов форсунки, включая пилотную дозу и т. Д.

Для увеличения рабочих циклов Bosch, Delphi, Siemens, Denso ввели форсунки с пьезоэлектрическим элементом.

Пьезоэлектрический элемент работает быстрее, что означает возможность выполнять больше циклов за один цикл двигателя (до 5 циклов, в случае Delphi до 7 циклов). Сам принцип работы электромагнитного и пьезоэлектрического инжектора очень похож в предположениях, но есть различия в конструкции. Основное видимое отличие: электромагнитный инжектор имеет встроенную катушку в верхней части корпуса, а пьезоэлектрический элемент встроен внутри инжектора (исключение могут составлять инжекторы Delphi, у которых катушка встроена в корпус, аналогичные к пьезоэлектрическим).

Пьезо-форсункам для срабатывания требуется более высокое напряжение: до 160 В для Bosch и даже больше для Delphi.

Все форсунки должны быть проверены в условиях высокой чистоты. Перед установкой на испытательный стенд его следует предварительно очистить, в том числе в ультразвуковой очистке, чтобы грязь и отложения с корпуса или распылителя не попали в измерительную систему, поскольку они, несомненно, ее повредят.

Якорь (клапан) катушки форсунки CR Bosch

Примеры неисправностей электромагнитного клапана форсунки - загрязненное топливо или очень большой пробег.

Примеры ремонта некоторых форсунок в нашей компании и их применения:

0433171679 MERCEDES ATEGO, AXOR, CITARO, TOURINO, VARIO
0433171699 REANULT KERAX, PREMIUM, ДИСТРИБУЦИЯ, LANDER, ROUTE
0433171831 MANN TGA, TGS
0433171939 MANN LION'S, DOCTREX
, NGAMEX, NGAMON LION'S, NGA , NEWHOLLAND, PAZ PAVLOVO, VOLKSWAGEN
0 433 175 321 RENAULT MAGNUM
0 433 175 395 MERCEDES VITO, SPRINTER
0 433 171963 RENAULT MIDLUM II, PREMIUM II DIST, VOLVO-FE 240, 280 260, 300, VOLVO-FE 240, 280 260, 300.
FL-240, 260, 280, 290, 320
0433171111 VASSALI, VOLVO PENTA TD
0433171159 MAN - M2000, M2000M EVOLUTION
0433171165 КОРПУС, KAELBLE-GMEINDER, SCANIA
0433171174 KASSBOHRER - S250 SPEZIAL, MAN - F90 / U90, F90 / M90 / U90
0433171206 HALLA HEAVY INDUSTRY, HYUNDAI, KOMMATSU, SAMSUNS HEAVY INDUSTRY
0433171214 MAN- F90 / U90, F2000, F12179021 SCIC 10 TURBO 4X4
0433171241 VOLVO - BM, PENTA
0433171251 DEUTZ
0433171525 DEUTZ - 2,7 1,4 2,0 ​​
0433171257 DEUTZ 3,2 4,8
0433171273 SCANIA
0433171298 КОМПЛЕКТ KASSBOHRER, MERCEDES-BENZ 900, KASSBOHRER, НАБОР MERCEDES-BENZ, BENZ 900, TOURIS
0433171326 MAN - F90 / U90, F2000, E2000, F90
0433171329 DEUTZ
0433171366 RENAULT - KERAX, PREMIUM DISTRIBUTE, PREMIUM ROUTE, ARES 3809425-0433200017
0433171398 F2000, SCANIA

  • - MAN 0433 2 VOLVO
    0433171434 SCANIA
    0433171435 CUMMINS, КОРПУС FIAT - ALLIS, MASSEY- FERGUSON, NEW HOLLAND
    0433171450 MERCEDES - ACTROS
    0433171465 DAF - 85CF, 95XF

    0433171947 IVECO1750 - EUROCAR257D
    0433175062 RENAULT - MAGNUM, MACK TRUCK
    0433175164 MERCEDES - A160, A170
    0433175173 VOLVO - B7L, B7R, FM7, FM7290, FM7310
    0433175175 АЛЬФА РОМЕ ЛАНО, FIAT - БРАВА, БРАВА, БРАВА KULTIPLA, LYBRA
    0433175196 CIROEN - BERLINGO, EVASION, JUMPY, XANTIA, XSARA PICASSO, FIAT- SCUDO, ULYSSE, LANCIA - ZETA, PEUGEOT - 206 306 406 806, ЭКСПЕРТ.
    ПАРТНЕР, CHEVROLET - ТРЕКЕР, SUZUKI - GRAND, VITARA
    0433175203 CITROEN - JUMPER, FIAT - DUCATO, DUCATO CARGO, DUCATO COMBINATO,
    DUCATO MAXI CARGO, DUCATOMINIBUS, DUCATO SCODY 900, DUCATO SCODY, DUCATO SCODY 900, DUCATO SCODY, PEUGEOT IV PEUGEOT, IVECO,
    CITYCY, - BOXER, RENAULT - MASCOTT 0 433 175 271 AGRALE - DEUTZ - MA, MT, DONGFENG - KING LONG, IVECO
    170E, 240E, CC170, EUROCARGO, HEFAZ NEFFEKAMSK - 522597,52 T7060, PAZPAVLOVO - 3237 900VLOVO - 3237
    VO 0433175272 CITROEN - C8, EVASION, JUMPY, PEUGEOT - 806807, EXPERT
    0433175278 OPEL - MOVANO, DAIL - AVANTIME, MASTER
    SPORTS - 043317529IN MASTER , PEUGEOT 0433175 C2, C3, XSARA
    0433175314 MERCEDES - E200, E220, E270
    0433175321 RENAULT - MAGNUM
    0433175327 NISSAN - INTERSTAR 2.2,2.5, OPEL - MOVANO. RENAULT - МАСТЕР 9000 7

    0445110485, 0445 110 652, EJBR02301Z

    0445124015 Iveco Stralis (насос-форсунка 0414703004) и насос CPN5S2 - 0445020195 - Iveco Stralis

    Клапан форсунки CR, Bosch

    Топливо с механическими загрязнениями. Мелкие микроскопические твердые примеси приводят к систематическому увеличению трения между взаимодействующими элементами. Через некоторое время на поршне и в цилиндре появляется видимое матирование, которое приводит к негерметичности клапана.

    Клапан форсунки CR, Bosch

    Химически загрязненное топливо, на клапанном цилиндре виден темный желтоватый налет. Такое цветение происходит и при неправильном составе и пропорциях органического топлива - биотоплива.

    Пьезоэлектрические и электромагнитные форсунки с быстрым откликом отремонтировано в нашей компании:

    0445116001 (форсунка F00VX30026, PF00VX30026) Применение: BMW 120, 320, 520, X3 2.0D

    0445117021, 0445117022, 0445117076 (распылитель F00VX40066, PF00VX40066) Применение: AUDI A4-A8 Q7 3.0 TDI, PORSCHE Cayenne, Porsche Panamera 3.0, VOLKSWAGEN Touareg 3.0 TDI

    0445116024 (распылитель F00VX30041, PF00VX30041) Применение: BMW 120, 320, 325, 330, 520, 525, 530, 740, X1, BMW X3, X5, X6, 2.0 d, 3.0 d

    0445110368, 0445110369, 0445110646, 0445110647 (электромагнитный инжектор быстрого действия) Применение: Audi 2.0TDI, Seat, Skoda, VW 2.0 TDI

    .

    Смотрите также