Электронная форсунка дизельного двигателя: Форсунка дизельная в России. Купить или сравнить цены на PromPortal.su

---

Топливная форсунка в инжекторе: неисправности и ремонт

Более полувека в мировом автопроме выпускаются модели с электронной подачей топлива в цилиндры мотора. В отличие от карбюраторных механизмов, инжекторные электронные двигатели более продуктивны и неприхотливы в обслуживании. При этом автовладелец может самостоятельно выявить неисправности и устранить их, если дело касается такого элемента инжектора, как форсунка.

Содержание статьи

Что такое топливные форсунки

Говоря об устройстве инжекторного двигателя, нельзя не упомянуть и такого важного элемента, как топливная форсунка. Эта деталь представляет собой клапанный механизм с распылителем. Она отвечает за подачу горючего в цилиндры двигателя. Главная её особенность в том, что она обеспечивает необходимое количество бензина, то есть выполняет и дозирующую функцию.

В современном автомобилестроении эти детали используются как на бензиновых, так и на дизельных моторах, так как они обеспечивают точную дозировку топлива и максимально оперативный впрыск топливовоздушной смеси.

Три вида

Развитие впрысковых систем в устройстве инжекторных автомобилей началось в 1960-х годах. На сегодняшний день употребляется три вида, которые различаются способом впрыска:

1. Электрогидравлическая: её основная сфера применения — в моторах, которые работают на дизельном топливе. Конструктивно электрогидравлическая топливная форсунка состоит из камеры управления, клапана, дросселя на впуск и сливного канала. Работает она при применении уже имеющегося давления топлива в системе. Клапан открывается, в форсунку поступает горючее через впускной дроссель. Игла форсунки регулирует количество поступаемого дизельного топлива и направляет его в зону слива. Таким образом нагнетается необходимое давление в корпусе, поэтому игловой механизм выпрыскивает дозу горючего через дроссель слива. Электрогидравлическая форсунка считается одной из самых точных, так как в период впрыска электромагнитный клапан открывается всего на 1 или 2 миллисекунды.

2. Электромагнитная: используется преимущественно на бензиновых силовых агрегатах. В составе устройства важную роль играет сопло и игольчатый клапан. Поступающие от блока управления сигналы обеспечивают непрерывную подачу напряжения на обмотку форсунки. То есть формируется электромагнитное поле, которое может преодолеть усилие пружинки игольчатого клапана и открыть сопло для впрыска. После впрыска напряжение резко падает, пружина возвращает иглу на место, сопло закрывается.

3. Пьезоэлектрическая форсунка на данный момент может считаться одним из самых совершенных устройств для впрыска топлива в цилиндры двигателя. Преимущественно используется на дизельных транспортных средствах, так как позволяет увеличить тягу мотора. Деталь состоит из толкателя, специального пьезоэлемента, иголки и переключающего клапанного механизма. В начале цикла игла держится в седле клапана благодаря силе давления топлива. После подачи на пьезоэлемент электросигнала, он увеличивается в длине и передаёт усилие на толкатель. В этот момент открывается клапан — горючее попадает в сливную трубку.

   Затем давление внутри падает, поэтому иголка поднимается и осуществляет впрыск топлива.

Фото: конструктивные различия

Главным рабочим элементом считается сопло

Считается самой бюджетной моделью среди всех устройств для впрыска

Имеет удлинённый корпус и мощный толкательный элемент

Плюсы и минусы топливных форсунок

Применение форсунок — это последнее слово техники, как сказали бы многие водители. Перед карбюраторными моторами, у которых впрыск происходит иным способом, детали имеют ряд преимуществ:

• экономия горючего;

• уменьшение токсичности выхлопов;

• возможность поднять мощность мотора до 10%;

• простота запуска даже при низких температурах;

• удобство в обслуживании.

Все эти достоинства позволяют сократить расходы на эксплуатацию и обслуживание автомобиля. Но форсунки весьма требовательны к качеству потребляемого топлива.

Если заправлять горючее на сомнительных АЗС, то тонкий механизм вскоре выйдет из строя, так как элементы весьма чувствительны к примесям и грязи, которые могут содержаться в топливе. При этом вторым недостатком считается цена детали. При неисправности может потребоваться замена всех этих элементов в двигателе, что приводит к существенным тратам на покупку новых.

Основные неисправности

Современные производители выпускают форсунки с допуском 1 мкм, то есть изделие способно выполнить около миллиарда рабочих циклов дозирования и подачи топлива. При этом они обычно до срока выходят из строя, так как их производительность может резко сократиться из-за загрязнения. Качество топлива напрямую влияет на ресурс детали.

Основной причиной загрязнения считается неизбежное присутствие в бензине или дизтопливе тяжёлых частиц.

При этом накопление грязи преимущественно происходит сразу же после поездки, то есть как только водитель глушит двигатель. В этот момент форсунка сильно нагрета от мотора, при этом охлаждающая жидкость уже не поступает, так как двигатель не работает. Лёгкие частицы топлива, которые остались в корпусе, испаряются, а тяжёлые оседают.

Признаки неполадок

Автовладелец самостоятельно может диагностировать неисправности форсунок. Для этого нужно внимательно следить за любыми изменениями в работе двигателя. Так, о неполадке на любом инжекторном автомобиле свидетельствуют следующие признаки:

• затруднение запуска мотора;

• перебои на холостом ходу;

• потеря мощности;

• увеличение расхода горючего;

• хлопки в выпускной системе и глушителе;

• провалы в работе мотора при резком нажатии на газ.

При этом неполадки проще всего заметить в зимнее время: если форсунки сильно загрязнены или износились резиновые уплотнители, двигатель «на холодную» будет очень трудно запускаться.

Стенд и оборудование для проверки

Чаще всего, заметив вышеперечисленные признаки, автовладелец обращается в СТО для проверки работоспособности форсунок.

Существуют специальные стенды, которые позволяют быстро найти неполадку в работе. Оборудование последнего поколения оснащается датчиками и модуляторами, которые обеспечивают высокую точность диагностики.

Оборудование позволяет быстро выявить все неполадки в работе форсунок

Стенд испытаний позволяет единомоментно проверить от одной до шести штук, при этом работа ведётся сразу по нескольким направлениям:

• скорость подачи топлива;

• измерение сопротивления катушки;

• время срабатывания клапанов;

• уточнение объёмов доз топлива для впрыска;

• степень загрязнения иглы.

Для проверки обычно требуется их снять с двигателя. Не всегда владелец имеет время на выполнение этой процедуры, поэтому сервисные центры предлагают и альтернативные методы проверки. Например, сегодня в СТО используются приборы для испытаний непосредственно на двигателе. Компактные устройство быстро и точно выявляют КПД форсунки и сигнализиру

Что такое автомобильные форсунки — виды, устройство и принцип работы

Форсунка – неотъемлемая часть бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания. Поговорим более подробно, что она из себя представляет, по какому принципу работает, каково их назначение и в каких узлах транспортного средства используется.

Что такое форсунки в автомобиле

В широком смысле форсунка – это нагнетательный насос, который используется для распыления различных жидкостей (а иногда и порошков) под высоким давлением. В автомобильных двигателях эти устройства выполняют ту же самую функцию. Основная область их применения – распыление топливной смеси в инжекторных бензиновых и дизельных двигателях внутреннего сгорания.

Первая механическая форсунка была сконструирована в 1864 году российским ученым Александром Шпаковым, а затем усовершенствована другим отечественным инженером, Владимиром Шуховым. В двигателях внутреннего сгорания устройство впервые применил Рудольф Дизель. С появлением инжекторных моторов оно стало нужно и на бензиновых силовых агрегатах.

Для чего нужны форсунки

Форсунки необходимы для формирования топливной смеси внутри цилиндров. Благодаря работе прибора горючее распыляется, смешивается с воздухом и образует своеобразную парообразную взвесь. Она гораздо легче воспламеняется.

Кроме того, форсунки выполняют и другую важную функцию. Они дозируют топливо, которое поступает в цилиндровую группу.

Устройство форсунки

По сути, современная форсунка представляет собой клапан на базе электромагнита с программным управлением. Она включает в себя следующие конструктивные элементы:

• резиновая прокладка;
• фильтр;
• коннектор;
• индукционная катушка с подвижным сердечником, управляемый ЭБУ;
• возвратная пружина сердечника;
• входной коллектор;
• распылительная игла;
• сопло.

Находятся форсунки на головке цилиндроблока. Сколько их там, зависит от общего количества цилиндров, так как для каждого требуется по одной. В подавляющем большинстве легковых автомобилей их 4.

Похожие статьи

Что касается схемы расположения, то в большинстве «легковушек» форсунки выстроены в один ряд и закреплены на полой металлической трубке, по которой в них и поступает топливо.

Узнать, есть ли форсунки в конкретном двигателе и где они расположены проще всего прочитав технический паспорт транспортного средства.

До того, как форсунки начали использовать на инжекторных двигателях совместно с блоком управления, они имели несколько другое устройство. Вместо индукционной катушки с подвижным сердечником в них стоял клапан высокого давления, который срабатывал после нагнетания горючего топливным насосом при достижении определенного давления. Подобные устройства до сих пор используются на некоторых моделях дизельных двигателей.

Принцип работы форсунки

Работу автомобильной форсунки для большей наглядности можно разделить на несколько этапов:

• топливо под давлением поступает на входной коллектор устройства;
• ЭБУ в зависимости от степени нажатия на акселератор посылает на катушку электроток того или иного напряжения;
• сердечник катушки перемещается, в результате чего игольчатый клапан переходит в открытое положение;
• топливо начинает поступать в сопло, располагающееся на конце иглы, после чего оказывается в цилиндре и формирует смесь с нагнетенным туда воздухом.

Если речь идет о механической форсунке, то принцип ее работы будет несколько отличаться:

• под действием топливного насоса на 3-м такте двигателя горючее начинает поступать во входной коллектор форсунки;
• под воздействием интенсивного давления, обеспеченного насосом, клапан устройства открывается и топливо попадает в цилиндр.

Подобным образом форсунки работают на дизельных двигателях.

Типы форсунок

В современных транспортных средствах чаще всего используется три типа деталей:

• электромагнитная;
• электрогидравлическая;
• пьезоэлектрическая.

Поговорим про каждый из них более детально.

Электромагнитная

Клапаном, отвечающим за подачу горючего на сопло детали, в данном случае управляет индукционная катушка с подвижным сердечником. А ей, в свою очередь, управляют программные алгоритмы, внесенные в электронный блок управления. Они работают в зависимости от степени нажатия на акселератор.

На сегодняшний день электромагнитные форсунки являются одними из самых распространенных. Именно этот вид устройств устанавливают в подавляющее большинство бензиновых инжекторных моторов, которыми оборудуют легковые автомобили.

Подробнее устройство электромагнитного варианта устройства и принципа его работы описано выше.

Электрогидравлическая

Представляет собой гибрид электромагнитного и механического типа устройств. Используется в современных дизелях, оснащенных ЭБУ.

В основе работы этого типа устройства – разнице давления горючего. Когда клапан находится в закрытом состоянии, давление больше в области поршня, расположенного в камере управления, и менее интенсивно на игле. Когда необходимо произвести впрыск, с блока управления поступает соответствующий сигнал и электромагнитный клапан приоткрывается. При этом он распределяет топливо таким образом, что на поршень оно оказывает меньшее давление, чем на иглу. Благодаря подобному перераспределению он находиться в открытом состоянии. В результате этого игла приподнимается и бензин или ДТ может свободно поступать в цилиндр. Именно в этот момент и происходит собственно впрыск.

Пьезоэлектрическая

Представляет собой усовершенствованный вариант электрогидравлической форсунки. Имеет по сравнению с ней лучшие характеристики, так как очень быстро срабатывает. Благодаря этому за один такт можно произвести несколько впрысков топлива подряд (обычно 3 – 4). Это особенно важно для дизельных двигателей (что и обусловило область применения этой разновидности детали).

Конструкция пьезоэлектрической форсунки в точности повторяет таковую у электрогидравлической. Главное отличие состоит в том, что в данном случае вместо клапана-электромагнита на устройство устанавливают пьезоэлектрический элемент, который увеличивается в размерах при поступлении на него электрического тока.

Когда клапана находится в закрытом состоянии, на поршень камеры управления топливо оказывает интенсивное давление, а на иглу – низкое. При подаче тока на пьезоэлемент с ЭБУ он увеличивается, толкает поршень и тем самым открывает клапан. Давление перераспределяется – наиболее интенсивное оказывается на иглу. Топливо свободно сквозь нее проходит, в результате чего происходит впрыск.

Таким образом, количество поступающего в цилиндр топлива при использовании этой конструкции определяется длительностью воздействия электрического тока на пьезоэлемент, а также давлением топлива.

Следует отметить, что бывают и другие разновидности форсунок (например, механическая). Однако они постепенно выходят из употребления.

Основные проблемы топливных форсунок

Понять, что с форсункой возникли проблемы, можно по следующим «симптомам»:

• рывки во время движения;
• существенное ухудшение динамики;
• вибрация или «троение» мотора при переключении передачи или снижении скорости;
• значительное увеличение расхода горючего.

Если речь идет о дизельном моторе, то к перечисленным признакам добавляется появление черного дыма из выхлопной трубы. Он появляется вследствие излишнего поступления топлива в цилиндр, которое просто не успевает полностью сгорать.

Неисправности детали могут возникнуть по самым разным причинам. Вот наиболее распространенные:

• повышенное количество серы в горючем;
• коррозия;
• физический износ;
• засорение;
• неправильный монтаж;
• перегрев;
• попадание воды.

Если неприятности вызваны появлением окислов на внутренних стенках устройства или его засорением, поможет промывка. Ее можно выполнить несколькими способами.

Первый – залитие в бензобак машины специального очищающего состава. Это наиболее простой метод. Он полезен не только для чистки, но и для предотвращения дальнейшего появления загрязнений. Но он подходит только для относительно новых автомобилей. Это обусловлено тем, что таким способом нельзя удалить загрязнения большой интенсивности.

Второй способ – использование специальной промывочной установки. Она есть на каждой станции технического обслуживания. При этом грязь удаляется и с форсунок, и с топливной рамы. Следует помнить, что такой метод не подходит для сильно изношенных моторов. Также в автосервисе можно почистить форсунки с помощью ультразвука.

Наконец, третий способ – это очистка со снятием. Она подразумевает демонтаж форсунок с головки цилиндроблока и последующую ручную очистку. Метод применяют при наличии сильных загрязнений. Кроме того, он позволяет выявить наличие неисправностей.

Если на форсунке обнаружены физические повреждения или сильный износ, единственный вариант – ее полная замена. Произвести ее можно и самостоятельно, не обращаясь в автосервис. Для этого деталь извлекают из головки цилиндроблока, отсоединяют от системы подачи топлива и проводов, ведущих к ЭБУ, а затем в обратном порядке устанавливают на ее место новую.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Pinterest

Проверка дизельных форсунок на стенде: диагностика, регулировка

Чтобы функционал двигателя продуктивно работал в оптимальном режиме, не было перерасхода по топливу, важно постоянно следить за состоянием техники. Для этого опытными специалистами нашей компании проводится проверка дизельных форсунок на стенде, чтобы:

1. Обеспечить диагностику под давлением – форсунки не прошедшие стандартного теста требуют оперативной замены сносившейся детали.
2. Выполнить визуальную проверку распыла топлива и оценить состояние форсунки.
3. Определить экспертным путем достаточный уровень производительности форсунки – во внимание берется количество объема, пропускаемое за определенный промежуток по времени.

При нарушении пропускных характеристик в работе форсунки, выполняют промывку и снова проводят проверку на уровень производительности этой детали. Все операции осуществляются мастерами в своем деле, для которых проверка форсунок дизельного двигателя является рабочими этапами при проведении не только диагностики, но и восстановления, ремонта, регулировки и корректировки элементов и комплектующих топливной системы авто или спецтехники.

Распыление смеси можно проверить как на дизеле, так и при использовании диагностического стенда. Среди основных критериев в оценке нормальной работы топливной системы эксперты используют:

•  отсутствие подтеков;
•  характерный щелчок вспрыска;
•  поток не должен содержать сгустки или крупные капли топлива;
• поток должно формироваться в струю туманно-образного состояния.

Все перечисленные выше признаки указывают на нормальную работу форсунок, заодно помогут сориентироваться в состоянии уровня работы эксплуатируемой дизельной системы. Наши специалисты помогут выполнить общий осмотр движка на стенде или при помощи специальных приборов и тестеров. Проконсультируют клиентов по всем возникшим вопросам. 

Рекомендуем на сайте заполнить электронную форму заявку на прохождение диагностики и проверки дизельных форсунок. Можно позвонить по одному из контактных телефонов, что указан на главной странице интернет ресурса и

Форсунки судовых дизелей — MirMarine

Форсунки предназначены для впрыска топлива в камеру сгорания в виде мелко распыленного аэрозоля. Они должны обеспечивать оптимальные условия смесеобразования, основными из которых являются мелкость распыливания и равномерность распределения топлива по камере сгорания.

Для облегчения компоновки на дизеле форсунки должны иметь минимальные размеры. Кроме того, уменьшение объема внутренней полости форсунки позволяет повысить давление впрыска и сократить вредное влияние волн давления на процесс топливоподачи. Для четырехтактных судовых средне и высокооборотных дизелей центральное расположение форсунки в крышке цилиндров, когда сопловый наконечник равноудален от стенок камеры сгорания, является наиболее типичным. Пример центрального расположения форсунки в крышке цилиндров среднеоборотного двигателя типа L32/40 фирмы MAN представлено на рисунке 1.4.

Для двухтактных дизелей с прямоточно-клапанной схемой продувки наличие центрально расположенного выпускного клапана определило периферийное расположение двух или трех форсунок на один рабочий цилиндр. При этом сопловые наконечники имеют строго ориентированные отверстия для покрытия струями распыляемого топлива определенного пространства камеры сгорания.

Из всего многообразия конструкций на судовых дизелях наибольшее распространение получили форсунки закрытого типа, т. е. форсунки, в которых установлен специальный клапан, разъединяющий полость распылителя форсунки и рабочего цилиндра в течение всего цикла, кроме процесса впрыска. Как правило, для этих целей используются игольчатые клапаны с автоматическим открытием под действием давления топлива, подаваемого от топливного насоса в полость форсунки. Некоторые конструкции форсунок средне и высокооборотных судовых дизелей представлены на рисунке 1.5.

Прижатие игольчатого клапана к седлу осуществляется с помощью цилиндрической пружины, которая передает усилие на хвостовик клапана через специальную подвижную штангу. Наличие штанги позволяет вынести пружину из зоны действия высоких температур, облегчить регулировку форсунки и уменьшить габариты распылителя. Штанга изготавливается по возможности более легкой, так как увеличение массы подвижных деталей ведет к снижению быстродействия игольчатого клапана, затягиванию окончания впрыскивания, ускоренному изнашиванию запирающего конуса. По этим причинам в некоторых конструкциях от длинной штанги стараются отказаться. Ряд производителей переходят на использование форсунок с низким расположением пружины и короткой штангой-тарелкой под ней (рис. 1.5в). При этом сама форсунка становится компактнее.

Первоначальная затяжка пружины, которая определяет давление открытия игольчатого клапана, осуществляется с помощью регулировочного болта, установленного в верхнем торце форсунки, или путем установки под пружину специальных калиброванных шайб. Последнее решение характерно для ряда высокооборотных дизелей относительно небольшой цилиндровой мощности.

Между регулировочным болтом и пружиной игольчатого клапана в ряде конструкций устанавливается промежуточный упор, в котором выполнен паз для прохождения через него штуцера подвода топлива к форсунке (рис. 1.5а–в). Штуцер прижимается к лунке на внутренней стороне стенки корпуса форсунки. От осевого проворачивания промежуточный упор фиксируется с помощью фиксирующего штифта. Такое решение позволяет избежать деформации корпуса под действием силы прижатия топливного штуцера, которая может привести к заклиниванию форсунки.

Внутренняя полость камеры для установки пружины используется для сбора протечек топлива, которое, просочившись вдоль цилиндрической поверхности иглы, создает ванну для пружины, обеспечивая ее смазывание и отвод теплоты. Это предохраняет последнюю от коррозии и на 20…25% уменьшает динамические напряжения в витках.

Сливное отверстие для отвода протечек в дренажный канал располагают в верхней части форсунки для поддержания камеры пружины в постоянно заполненном состоянии.

Для предотвращения попадания протечек в охлаждающую воду на корпусе форсунки устанавливаются специальные резиновые уплотнительные кольца, разделяющие каналы подвода и отвода различных сред.

Распылитель — наиболее ответственный элемент конструкции форсунки. На рисунке 1.6 показаны конструкции некоторых распылителей четырехтактных судовых дизелей.

Высокие значения температур, действующие в камере сгорания двигателя, могут привести к перегреву распылителя, в результате чего может произойти заклинивание игольчатого клапана, направляющий стержень которого вместе с направляющим отверстием в корпусе распылителя образует прецизионную пару. В результате зависания иглы происходит закоксовывание сопловых отверстий. Особенно высока вероятность заклинивания у распылителей форсунок, работающих на тяжелых топливах, которые подаются к распылителю с температурой 100…140°C. При перегреве распылителя снижается твердость запирающих поверхностей, увеличивается их износ, изменяется величина зазоров в прецизионных соединениях, уменьшается их герметичность. Все это носит прогрессирующий характер, так как ведет к ухудшению условий протекания рабочего процесса в двигателе. Максимально допустимая температура кончиков распылителей обычно не должна превышать 220…240°C, более высокие значения ведут к быстрому снижению их работоспособности.

Для предотвращения перегрева в корпусе распылителя предусматриваются полости для подвода к ним охлаждающей воды (рис. 1.6в–д) или масла (рис. 1.6б). Эти же полости, а также внутренние каналы подвода охлаждающей жидкости позволяют поддерживать температурный режим форсунки при неработающем двигателе, находящемся в горячем резерве.

Другой вариант предотвращения перегрева распылителя основан на уменьшении площади выступающей части распылителя в камеру сгорания. В ряде конструкций форсунок СОД и ВОД используются длиннокорпусные распылители (рис. 1.5а) с удлиненной нижней частью между цилиндрической поверхностью и запорным конусом. Их использование позволяет удалить прецизионную пару от наиболее нагретой нижней части и укоротить штангу, уменьшить диаметр ее нижней части. Кроме того, обеспечивается эффективное и равномерное охлаждение топливом иглы и корпуса распылителя в кольцевом зазоре у нижней части иглы. Тепловая защита основана на принципе противотока: тепловой поток направлен вверх, холодное топливо — вниз. Сокращение площади поверхностей, выступающих в камеру сгорания, приводит к тому, что количество тепла, воспринимаемое распылителем, сокращается. К тому же сам корпус распылителя плотно прилегает к латунному стакану, установленному в крышке цилиндра, интенсивно охлаждаемому водой из системы охлаждения двигателя.

Для двигателей с непосредственным впрыском топлива в камеру сгорания широко используются многоструйные распылители клапанного типа. Корпус распылителя может быть как цельным, так и составным (рис. 1.6), с охлаждающей полостью или без нее. Нижняя часть распылителя представляет собой сопловый наконечник, в котором имеется ряд отверстий, просверленных под определенным углом к оси рабочего цилиндра. Число отверстий может составлять от 1 до 10, а их диаметр колеблется от 0,12 до 1,05 мм. При центральном положении форсунки отверстия располагают симметрично по окружности. Если форсунка смещена или наклонена, отверстия располагают несимметрично. Для уменьшения подтекания топлива объем подыгольчатого пространства стараются свести к минимуму, а отверстия сверлятся непосредственно под запорный конус. В этом случае уменьшается закоксовывание распылителя, сокращаются выбросы сажи и, особенно, углеводородов.

От основного объема полости распылителя сопловый наконечник отделяется игольчатым клапаном, плотно прижатым к седлу с помощью пружины. Обычно угол запорного конуса равен 60°, а угол посадочной поверхности на 0,5…1,5° меньше, чем у иглы. Это обеспечивает быструю посадку иглы без сильного удара о седло и надежное уплотнение.

При увеличении давления в полости распылителя сила, действующая на клапан, возрастает, и когда достигается значение, достаточное для преодоления усилия пружины, клапан открывается, пропуская топливо в сопловый наконечник, и далее, через сопловые отверстия, в камеру сгорания двигателя. Ход игольчатого клапана ограничивается специальным упором в корпусе форсунки. Высота подъема клапана обычно лежит в пределах 0,5…1,5 мм и зависит от размеров форсунки и количества пропускаемого ею топлива. С увеличением хода иглы растут динамические силы удара ее о седло и упор, что приводит к появлению наклепа и потере плотности посадки иглы. Для увеличения срока службы упор изготавливается в виде вставки в корпус, выполненной из более твердого материала (рис. 1.5а).

При снижении давления в полости распылителя игла клапана под действием пружины опускается, отделяя полость соплового наконечника от полости распылителя. Давление закрытия игольчатого клапана всегда ниже, чем давление открытия. Это объясняется тем, что с момента отрыва иглы от седла давление топлива действует на всю поверхность клапана. В результате давление, необходимое для удержания клапана в открытом состоянии, будет меньше, чем давление, необходимое для его открытия. Данное явление называется дифференциальным эффектом иглы. Его наличие приводит к тому, что качество распыливания топлива в заключительной фазе будет хуже, чем в начальной стадии.

Форсунки судовых малооборотных двухтактных дизелей по своему принципу действия и ряду конструктивных решений аналогичны форсункам средне- и высокооборотных двигателей, однако имеют ряд особенностей, вызванных специфическими требованиями. На рисунке 1.7 представлен общий вид форсунок судовых малооборотных дизелей двух ведущих производителей— фирм Wärtsilä и MAN. На рисунке 1.7в представлена конструкция форсунки двигателя RT-flex 50B с электронным управлением впрыском. Такая форсунка имеет ряд конструктивных особенностей, которые будут рассмотрены нами далее.

Главной отличительной особенностью форсунок малооборотных дизелей является широкое использование в них сменных наконечников распылителя (рис. 1.7, 1.8). Это актуально для двигателей, особенно при их работе на мазутах, так как позволяет заменять сопловый наконечник, имеющий наименьший ресурс, без замены дорогостоящей прецизионной пары игольчатого клапана. При такой конструкции наконечник через корпус распылителя стягивается с корпусом игольчатого клапана, образуя дополнительный прецизионный разъем (рис. 1.8а, г, д).

В составном распылителе упрощается изготовление прецизионной пары, она меньше подвержена тепловым нагрузкам. Для форсунок малооборотных дизелей используются многоструйные распылители, которые в большей степени соответствуют смесеобразованию в неразделенных камерах сгорания (рис. 1.8).

У форсунок с периферийным расположением сопловые отверстия должны формировать струи аэрозоля, которые покрывают определенное пространство камеры сгорания. В результате сопловые отверстия приходится располагать с одной стороны соплового наконечника, слегка смещая их на некоторый угол и по высоте (рис. 1.8в). При этом сопловый наконечник приходится удлинять, увеличивая тем самым площадь выступающей части и, следовательно, количества тепла, воспринимаемого им. Кроме того, возрастает объем подыголочной камеры, в котором после завершения впрыска оставшееся топливо подвергается действию высоких температур. Некоторое количество топлива при этом испаряется, и через сопловые отверстия топливные пары попадают в рабочий цилиндр. Часть паров на стадии догорания успевает частично выгореть с образованием сажи, часть, поступившая в рабочий цилиндр уже после завершения процесса сгорания, увеличивает содержание в отработавших газах углеводородов. Кроме того, в подыголочной камере и на поверхности соплового наконечника под действием высоких температур происходит процесс пиролиза топлива с образованием твердого кокса, способного нарушить нормальные условия протекания процесса впрыска.

По причине, приведенной выше, все производители топливных систем для судовых малооборотных дизелей стараются сократить объем подыголочной камеры. Так, в своих новых разработках фирма Wärtsilä использовала наконечник, запрессованный в корпус, совместив его с седлом игольчатого клапана (рис. 1.8б).

Фирма MAN использовала дополнительный подвесной клапан конусного типа, который при закрытии основного клапана отсекает часть подыголочной камеры, оставляя только тот объем, который соответствует положению крайнего верхнего соплового отверстия (рис. 1.8г).

Наиболее полно проблема сокращения подыголочного объема решается в конструкции фирмы MAN, которая представлена на рисунке 1.8д. В данной конструкции фирма применила скользящий золотник, расположенный в канале подыголочной камеры, соединив его с основным клапаном распылителя. Недостатком такой конструкции является необходимость размещения всех сопловых отверстий в нижней части соплового наконечника. Как результат, отверстия имеют достаточно большой диаметр, что приводит к ухудшению качества распыливания. Поэтому форсунки с таким распылителем применяются преимущественно на двигателях с гидравлическим приводом топливного насоса, у которых давление впрыска топлива практически не зависит от частоты вращения двигателя.

Основной особенностью топливоподачи в двигателях, оборудованных аккумуляторными системами впрыска, является наличие постоянного давления в аккумуляторе, что ограничивает возможность его резкого сброса перед форсункой. В аккумуляторной системе впрыска давление в пространстве под иглой будет падать только за счет истечения топлива через сопловые отверстия. По мере падения давления в надыголочном пространстве игла будет опускаться, увеличивая тем самым гидравлическое сопротивление в зазоре между запорным конусом и седлом игольчатого клапана. По мере уменьшения зазора скорость истечения топлива из сопловых отверстий будет падать и в конце впрыска может оказаться недостаточной, чтобы сбросить остатки топлива с соплового наконечника. Образовавшаяся капля под действием высоких температур начнет коксоваться, и постепенно наконечник перестанет работать. При наличии винтовой канавки (рис. 1.7в), которая имеет достаточно большую длину, процесс впрыска будет протекать следующим образом: при подаче относительно большой порции топлива к форсунке от блока управления гидравлическое сопротивление канавки оказывается слишком большим, чтобы существенно повлиять на утечку топлива из надыголочного пространства (дросселирующее действие канавки очень велико). А вот при посадке иглы, когда подача топлива прекратилась, в какой-то момент сопротивление канавки станет меньше, чем сопротивление в зазоре между игольчатым клапаном и его седлом. При этом топливо из надыголочного пространства пойдет по пути наименьшего сопротивления, т. е. через винтовую канавку в камеру пружины и далее на слив, а игольчатый клапан быстро закроется, обеспечив резкую отсечку впрыска.

Еще одной важной особенностью топливоподачи в малооборотных дизелях является необходимость поддержания теплового режима всех элементов топливной аппаратуры для обеспечения заданной вязкости тяжелого топлива. Особенно это актуально при остановке двигателя, так как снижение температуры топлива может привести к недопустимому росту вязкости, при которой работа топливной системы будет невозможной. В ранних конструкциях данную проблему решали путем перевода двигателя перед остановкой на маловязкое топливо, которое заполняло систему топливоподачи и обеспечивало надежный пуск двигателя из холодного состояния. Сегодня данная процедура производится только при необходимости остановки не только самого двигателя, но и всех его систем.

В некоторых топливных системах для поддержания температуры устанавливаются местные подогреватели, так называемые спутники, осуществляющие нагрев элементов топливной аппаратуры за счет теплоты подводимого к ним водяного пара.

В настоящее время широко используются топливные системы с постоянной циркуляцией подогретого топлива. При этом топливо циркулирует не только во время стоянки двигателя, но и в периоды между впрысками. Таким образом обеспечивается не только поддержание заданной вязкости топлива, но и охлаждение форсунок.

Для обеспечения постоянной циркуляции в конструкцию элементов топливной системы внесен ряд изменений, основными из которых являются замена нагнетательного клапана ТНВД наполнительным и установка в форсунках циркуляционных клапанов. Подогретое топливо, подаваемое подкачивающим насосом с электрическим приводом в периоды между впрысками, через открытый наполнительный клапан попадает в надплунжерное пространство ТНВД, из которого по трубопроводу высокого давления поступает в форсунку. Далее топливо через открытый циркуляционный клапан попадает в охлаждающую полость форсунки, из которой оно по дренажному каналу сливается назад в расходную цистерну.

Схема работы форсунки малооборотного двигателя фирмы MAN, оборудованной циркуляционным клапаном, представлена на рисунке 1. 9.

Циркуляционный клапан игольчатого типа, установленный в верхней части, разъединяет полость высокого давления форсунки и линию подвода топлива. При отсутствии подачи топливо в полость циркуляционного клапана поступает с давлением около 1 МПа, создаваемым подкачивающим насосом. Это давление недостаточно, чтобы открыть клапан, преодолев усилие нагружающей его пружины. В верхней направляющей клапана имеется небольшое дренажное отверстие, по которому топливо попадает из полости циркуляционного клапана в охлаждающую полость форсунки. Далее через сливной штуцер топливо отводится назад в расходную цистерну (рис. 1.9а).

В начале нагнетательного хода ТНВД дренажное отверстие оказывается не в состоянии отвести все топливо, поступающее из нагнетательной магистрали. В результате давление в полости клапана начинает увеличиваться, что приводит к его открытию. При поднятии клапана дренажное отверстие на направляющей перекрывается, и полость клапана оказывается отсоединенной от сливной магистрали. С этого момента все топливо, подаваемое ТНВД, поступает через открытый циркуляционный клапан в полость распылителя (рис. 1.9б).

При достижении давления, необходимого для открытия клапана распылителя, последний поднимается вверх, одновременно перемещая золотниковый клапан соплового наконечника и обеспечивая доступ топлива к сопловым отверстиям. Начинается впрыск (рис. 1.9в).

По окончании нагнетательного хода плунжера ТНВД все клапаны возвращаются в исходное положение.

На рисунке 1.10 представлена конструкция циркуляционного клапана, используемого фирмой Wärtsilä для форсунок малооборотных двигателей серии RTA. Клапан размещается в присоединительном штуцере форсунки. По принципу действия он аналогичен рассмотренному ранее клапану фирмы MAN. Отличие состоит лишь в том, что для более надежного разъединения полости клапана от сливной магистрали, помимо золотниковой пары, здесь предусмотрено еще дополнительное уплотнение за счет установки обратного клапана, состоящего из запорного конуса, который садится на седло в направляющей втулке. Топливо через дренажное отверстие попадает во внешнюю полость клапана, откуда по специальному каналу отводится на охлаждение распылителя, а затем поступает на сливной штуцер, установленный на верхнем фланце форсунки.

Значительный рост максимального давления цикла в современных малооборотных двигателях привел к необходимости увеличения давления открытия игольчатого клапана распылителя. Это было продиктовано двумя основными соображениями. Во-первых, попыткой улучшить качество распыливания топлива на начальной стадии процесса впрыска, и, во-вторых, чтобы предотвратить заброс газов из камеры сгорания в топливную систему.

Однако для двигателей, работающих непосредственно на винт, у которых регулирование мощности осуществляется изменением числа оборотов, такое повышение может приводить к неустойчивой и неравномерной подаче на режимах малых ходов. Ухудшение условий сгорания приводит к повышенному нагарообразованию в камере сгорания и образованию отложений в подпоршневых полостях, которые ухудшают условия газообмена двигателя.

Работа двигателей на малых нагрузках значительно может быть улучшена путем снижения давления начала подачи топлива форсункой. Однако при переходе на режимы, близкие к максимальной мощности, давление должно быть повышено.

Раньше на судовых двигателях проблема регулирования давления открытия клапана распылителя решалась путем организации дополнительного гидравлического нагружения игольчатого клапана. Для этого двигатель оборудовался специальной системой для подачи топлива или масла в систему гидрозапирания форсунок. Изменяя давление в данной системе, можно изменять давление начала впрыска топлива форсункой. В настоящее время такая система на судовых дизелях используется только в форсунках с электрогидравлическим управлением процессом впрыска аккумуляторного типа (так называемых системах Common Rail).

Конструкция и принципы действия таких форсунок будут рассмотрены далее в соответствующих главах.

На рисунке 1. 11 представлена конструкция форсунки, разработанная фирмой MAN, которая содержит устройство для изменения давления начала открытия форсунки в зависимости от среднего давления впрыска топлива.

Устройство состоит из канала подвода топлива к распылителю и двух цилиндрических поршней, с помощью которых изменяется предварительная затяжка пружины главного игольчатого клапана. Изначально пружина отрегулирована на открытие клапана при давлении порядка 20 МПа (график на рис. 1.11).

При работе форсунки часть топлива перетекает по дренажному отверстию из канала подвода топлива в полость, образованную наружной стенкой канала и промежуточным поршнем. Наружный выступ на внешней поверхности канала и внутренний выступ на промежуточном поршне, выполненные под углом 45°, образуют клапанную пару. В результате дросселирования топлива в полости над клапанной парой устанавливается некоторое постоянное давление, величина которого зависит от давления впрыска. Если величина давления в этой полости недостаточна для открытия клапана, наружный поршень своим выступом упирается в торец промежуточного поршня, сохраняя предварительную затяжку пружины неизменной. При увеличении давления впрыска рост давления в полости клапанной пары приводит к ее открытию (зазор S на рис. 1.11) и часть топлива перетекает в полость между торцом промежуточного и выступом наружного цилиндра, заставляя наружный поршень опускаться вниз, увеличивая тем самым начальную затяжку пружины игольчатого клапана. В результате давление начала открытия игольчатого клапана распылителя увеличивается пропорционально росту давления впрыска, вплоть до 38 МПа.

Поскольку форсунки двухтактных двигателей содержат большое число подвижных деталей, многие из которых подогнаны друг к другу прецизионно, крайне важно, чтобы при установке форсунки в крышку цилиндра не возникло напряжений, способных привести к их деформациям. Для этого используются специальные амортизаторы, которые представляют собой цилиндр, заполненный набором тарельчатых пружин (рис. 1.12).

Амортизаторы надеваются на шпильки крепления и опираются своим днищем на фланец форсунки. Усилие затяжки от гаек через верхнюю шайбу передается на фланец форсунки через набор пружин.

В корпусе амортизатора имеется контрольное отверстие, в котором размещается штифт, запрессованный в верхнюю шайбу. При правильной затяжке штифт занимает центральное положение в контрольном отверстии.

Топливопроводы высокого давления служат для подачи топлива от ТНВД к форсункам. Для сокращения потерь в подводящих трубопроводах их стараются сделать как можно короче. В настоящее время на судовых СОД и ВОД наибольшее распространение получили два типа топливопроводов, показанные на рисунке 1.13.

В первом случае между ТНВД и штуцером форсунки устанавливается стальная трубка, закрытая сверху защитной оболочкой (рис. 1.13а). Оболочка служит для предотвращения вытекания топлива в случае повреждения основного трубопровода. Кроме того, пространство между трубкой высокого давления и защитным кожухом используется для сбора и отвода протечек от форсунки и соединений самого трубопровода. Концы трубок выполнены в виде конических утолщений, которые с помощью накидных гаек прижимаются к лункам штуцеров. Сам штуцер подвода топлива к форсунке прижимается к лунке приема топлива форсунки с помощью упругой клипсы. Это позволяет в случае заклинивания форсунки избежать чрезмерных давлений в трубопроводе. Штуцер под действием давления преодолеет усилие прижатия клипсы, и топливо, поданное ТНВД, сольется в дренажный канал.

Конструкция трубопровода, представленная на рисунке 1.13б, состоит из двух штуцеров, проходящих внутри сверлений крышки цилиндров. Прижатие штуцеров к лункам топливоприемного канала форсунки и привалочной поверхности топливного насоса, а также друг к другу осуществляется специальными винтовыми пробками, которые вворачиваются в прилив на крышке цилиндра. Одна из пробок содержит упругий элемент, защищающий линию высокого давления от чрезмерных нагрузок. Внутренняя полость прилива вместе с защитным кожухом образуют коробку сбора протечек. Полость, образованная между сверлением в крышке цилиндра и штуцером подвода топлива к форсунке, используется для отвода протечек.

У двухтактных дизелей может быть установлено две или три форсунки на один цилиндр. Количество линий высокого давления соответствует числу форсунок. На рисунке 1.14 представлен общий вид и расположение линий высокого давления на крышке цилиндра. Двигатели серии RTA фирмы Wärtsilä имеют среднее расположение топливного насоса, от которого топливо по общей трубе подается к топливному распределителю и далее от него по отдельным трубопроводам к форсункам (рис. 1.14а). Топливные трубки дальних форсунок для удобства монтажа сделаны разъемными. А наличие на трубках массивного фланцевого соединения снижает их резонансную частоту. Все трубы высокого давления помещены в гофрированные рукава, выполненные из катаной стальной ленты. Сверху эти рукава покрыты оболочкой из плетеной стальной проволоки. Пространство между трубой и защитным кожухом через сверления во фланцах сообщается с полостью коробки для сбора протечек. Внешняя оболочка также выполняет функции теплового экрана, предохраняющего трубопровод высокого давления от быстрого остывания.

Аналогичным образом выполнены линии высокого давления двигателей серий MC фирмы MAN. Основное отличие состоит лишь в том, что использование цепного привода распределительного вала позволяет разместить насосы высокого давления в непосредственной близости от крышек цилиндров.

Поэтому в данных двигателях не используются промежуточные трубопроводы и делители, а топливо прямо из крышки насоса поступает в трубопровод соответствующей форсунки.

Как и в двигателях серии RTA, пространства между трубой и защитным кожухом используются для сбора протечек, которые через сверления во фланцах соединяются с дренажными отверстиями в крышке насоса.

Каждый топливный насос, в свою очередь, с помощью отводной трубки соединен с общим сливным баком, в котором установлено реле уровня. Сливной бак оборудован перепускным клапаном, в нижней части которого имеется сливная трубка, откуда небольшие протечки выводятся наружу, не действуя на реле уровня.

В случае трещин в трубопроводах или при больших протечках в системе проходное сечение упомянутой трубки недостаточно для отвода возросшего количества топлива, и уровень топлива в сливном баке становится достаточным для срабатывания перепускного клапана. Возросший уровень топлива приводит к подаче сигнала от реле уровня.

Похожие статьи

Впрыск дизельного топлива

Впрыск дизельного топлива

Magdi K. Khair, Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Реферат : Назначение системы впрыска топлива — подавать топливо в цилиндры двигателя с точным контролем момента впрыска, распыления топлива и других параметров. К основным типам систем впрыска относятся насос-форсунка, насос-форсунка и common rail. Современные системы впрыска достигают очень высокого давления впрыска и используют сложные электронные методы управления.

Основные принципы

Назначение системы впрыска топлива

На производительность дизельных двигателей сильно влияет конструкция их системы впрыска. Фактически, наиболее заметные успехи, достигнутые в дизельных двигателях, были непосредственно связаны с превосходной конструкцией системы впрыска топлива.Хотя основная цель системы — подавать топливо в цилиндры дизельного двигателя, именно то, как это топливо доставляется, определяет разницу в характеристиках двигателя, выбросах и шумовых характеристиках.

В отличие от своего аналога двигателя с искровым зажиганием, система впрыска дизельного топлива подает топливо под чрезвычайно высоким давлением впрыска. Это означает, что конструкция компонентов системы и материалы должны быть выбраны таким образом, чтобы выдерживать более высокие нагрузки, чтобы работать в течение длительного времени, что соответствует целям долговечности двигателя. Для эффективной работы системы также необходимы более высокая точность производства и жесткие допуски. Помимо дорогих материалов и производственных затрат, системы впрыска дизельного топлива характеризуются более сложными требованиями к управлению. Все эти функции составляют систему, стоимость которой может составлять до 30% от общей стоимости двигателя.

Основное назначение системы впрыска топлива — подавать топливо в цилиндры двигателя. Чтобы двигатель эффективно использовал это топливо:

1. Топливо необходимо впрыскивать вовремя, то есть необходимо контролировать время впрыска и
2. Должно подаваться правильное количество топлива для удовлетворения требований к мощности, то есть необходимо контролировать дозирование впрыска.

Однако для достижения хорошего сгорания недостаточно подавать точно отмеренное количество топлива в нужное время. Дополнительные аспекты имеют решающее значение для обеспечения надлежащей работы системы впрыска топлива, включая:

• Распыление топлива — обеспечение распыления топлива на очень мелкие топливные частицы является основной задачей при проектировании систем впрыска дизельного топлива. Маленькие капельки гарантируют, что все топливо испарится и участвует в процессе сгорания.Любые оставшиеся капли жидкости плохо горят или выходят из двигателя. В то время как современные системы впрыска топлива способны обеспечивать характеристики распыления топлива, намного превосходящие то, что необходимо для обеспечения полного испарения топлива в течение большей части процесса впрыска, некоторые конструкции систем впрыска могут иметь плохое распыление в течение некоторых коротких, но критических периодов фазы впрыска. Конец процесса закачки — один из таких критических периодов.
• Массовое смешивание —Хотя распыление топлива и полное испарение топлива имеют решающее значение, обеспечение достаточного количества кислорода в испарившемся топливе во время процесса сгорания не менее важно для обеспечения высокой эффективности сгорания и оптимальной производительности двигателя.Кислород поступает из всасываемого воздуха, захваченного в цилиндр, и достаточное количество должно быть увлечено топливным жиклером, чтобы полностью смешаться с имеющимся топливом во время процесса впрыска и обеспечить полное сгорание.
• Использование воздуха — Эффективное использование воздуха в камере сгорания тесно связано с объемным смешиванием и может быть достигнуто путем сочетания проникновения топлива в плотный воздух, который сжимается в цилиндре, и деления общего количества впрыскиваемого топлива на число струй.Должно быть предусмотрено достаточное количество форсунок, чтобы захватить как можно больше доступного воздуха, избегая при этом перекрытия форсунок и образования зон, богатых топливом, с дефицитом кислорода.

Основное назначение системы впрыска дизельного топлива графически представлено на Рисунке 1.

Рисунок 1 . Основные функции системы впрыска дизельного топлива

Определение терминов

Для описания компонентов и работы систем впрыска дизельного топлива используется множество специализированных понятий и терминов.Некоторые из наиболее распространенных из них включают [922] [2075] :

Сопло относится к части узла сопла / иглы, которая взаимодействует с камерой сгорания двигателя. Такие термины, как форсунка P-типа, M-типа или S-типа, относятся к стандартным размерам параметров форсунки в соответствии со спецификациями ISO.

Держатель форсунки или Корпус форсунки относится к части, на которой устанавливается форсунка. В обычных системах впрыска эта часть в основном выполняла функцию крепления форсунки и предварительного натяга игольной пружины форсунки.В системах Common Rail он содержит основные функциональные части: сервогидравлический контур и гидравлический привод (электромагнитный или пьезоэлектрический).

Инжектор обычно относится к держателю сопла и соплу в сборе.

Начало впрыска (SOI) или Время впрыска — это время, когда начинается впрыск топлива в камеру сгорания. Обычно он выражается в градусах угла поворота коленчатого вала (CAD) относительно ВМТ хода сжатия.В некоторых случаях важно различать , указанный SOI, и фактический SOI. SOI часто обозначается легко измеряемым параметром, таким как время, в течение которого электронный триггер отправляется на инжектор, или сигнал от датчика подъема иглы, который указывает, когда игольчатый клапан инжектора начинает открываться. Точка в цикле, где это происходит, — это обозначенная SOI. Из-за механического отклика форсунки может быть задержка между указанным КНИ и фактическим КНИ, когда топливо выходит из сопла форсунки в камеру сгорания.Разница между фактическим SOI и указанным SOI заключается в запаздывании инжектора .

Начало поставки. В некоторых топливных системах впрыск топлива согласован с созданием высокого давления. В таких системах начало подачи — это время, когда насос высокого давления начинает подавать топливо в форсунку. Разница между началом подачи и SOI зависит от продолжительности времени, необходимого для распространения волны давления между насосом и инжектором, и зависит от длины линии между насосом высокого давления и инжектора, а также от скорости звука. в топливе.Разница между началом подачи и SOI может обозначаться как задержка впрыска .

Конец впрыска (EOI) — это время в цикле, когда впрыск топлива прекращается.

Количество впрыскиваемого топлива — это количество топлива, подаваемое в цилиндр двигателя за рабочий такт. Часто выражается в мм ³ / ход или мг / ход.

Продолжительность впрыска — это период времени, в течение которого топливо поступает в камеру сгорания из форсунки.Это разница между EOI и SOI и связана с количеством впрыска.

Схема впрыска. Скорость впрыска топлива часто меняется в течение периода впрыска. На рисунке 2 показаны три распространенные формы нормы: пыльник, пандус и квадрат. Скорость открытия и скорость закрытия относится к градиентам скорости впрыска во время открывания и закрывания сопла иглы, соответственно.

Рисунок 2 . Общие формы скорости закачки

События множественного впрыска. В то время как обычные системы впрыска топлива используют одно событие впрыска для каждого цикла двигателя, более новые системы могут использовать несколько событий впрыска. На рис. 3 определены некоторые общие термины, используемые для описания событий множественной инъекции. Следует отметить, что терминология не всегда последовательна. Основной впрыск Событие обеспечивает основную часть топлива для цикла двигателя. Один или несколько впрысков перед основным впрыском, предварительный впрыск , обеспечивают небольшое количество топлива перед основным впрыском.Предварительный впрыск может также обозначаться как пилотный впрыск . Некоторые называют предварительный впрыск, который происходит относительно долго перед основным впрыском, как пилотный, а тот, который происходит за относительно короткое время перед основным впрыском, как предварительный впрыск. Впрыски после основных впрысков, пост-впрыски, , могут происходить сразу после основного впрыска (, закрытый пост-впрыск ) или относительно долгое время после основного впрыска (, поздний пост-впрыск, ).Постинъекции иногда называют после инъекций . Хотя терминология сильно различается, близкая повторная инъекция будет называться повторной инъекцией, а поздняя повторная инъекция — повторной инъекцией.

Рисунок 3 . Множественные события инъекции

Термин разделенный впрыск иногда используется для обозначения стратегий множественного впрыска, когда основной впрыск разделяется на два меньших впрыска приблизительно равного размера или на меньший предварительный впрыск, за которым следует основной впрыск.

В некоторых системах впрыска топлива могут возникнуть непреднамеренные последующие впрыски, когда форсунка на мгновение повторно открывается после закрытия. Иногда их называют вторичными впрысками .

Давление впрыска постоянно не используется в литературе. Это может относиться к среднему давлению в гидравлической системе для систем Common Rail или к максимальному давлению во время впрыска (пиковое давление впрыска) в обычных системах.

Основные компоненты топливной системы

Компоненты системы впрыска топлива

За некоторыми исключениями, топливные системы можно разделить на две основные группы компонентов:

• Компоненты стороны низкого давления —Эти компоненты служат для безопасной и надежной доставки топлива из бака в систему впрыска топлива. Компоненты стороны низкого давления включают топливный бак, топливный насос и топливный фильтр.
• Компоненты стороны высокого давления —Компоненты, создающие высокое давление, дозирующие и подающие топливо в камеру сгорания. К ним относятся насос высокого давления, топливная форсунка и форсунка для впрыска топлива. Некоторые системы могут также включать аккумулятор.

Форсунки для впрыска топлива можно разделить на тип отверстий или дроссельных игл, а также на закрытые или открытые.Закрытые форсунки могут приводиться в действие гидравлически с помощью простого подпружиненного механизма или с помощью сервоуправления. Открытые форсунки, а также некоторые новые конструкции форсунок с закрытыми форсунками могут приводиться в действие напрямую.

Дозирование количества впрыскиваемого топлива обычно осуществляется либо в насосе высокого давления, либо в топливной форсунке. Существует ряд различных подходов к измерению топлива, включая: измерение давления с постоянным интервалом времени (PT), измерение времени при постоянном давлении (TP) и измерение времени / хода (TS).

Большинство систем впрыска топлива используют электронику для управления открытием и закрытием форсунки. Электрические сигналы преобразуются в механические силы с помощью привода определенного типа. Обычно эти приводы могут быть либо электромагнитными соленоидами, либо активными материалами, такими как пьезоэлектрическая керамика.

Основные компоненты системы впрыска топлива рассмотрены в отдельной статье.

###

Функция впрыска дизельного топлива

Система впрыска топлива лежит в основе дизельного двигателя.Сжимая и впрыскивая топливо, система нагнетает его в воздух, который был сжат до высокого давления в камере сгорания.

В состав системы впрыска дизельного топлива входят:

• ТНВД — нагнетает топливо до высокого давления
• Трубка высокого давления — подает топливо на форсунку
• Форсунка — впрыскивает топливо в цилиндр
• подкачивающий насос — всасывает топливо из топливного бака
• фильтр топливный — фильтрует топливо

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

Функции системы

Система впрыска дизельного топлива выполняет четыре основные функции:

Подача топлива

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

Регулировка количества топлива

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

Регулировка момента впрыска

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

Распылительное топливо

Когда топливо нагнетается нагнетательным насосом и затем распыляется из форсунки, оно полностью смешивается с воздухом, улучшая тем самым воспламенение. Результат — полное сгорание.

USD Diesel / US Diesel — Запасные части, инструменты и оборудование для системы впрыска топлива

Список подержанного оборудования
Изображение	Блок №	Деталь #	Заголовок	Тип		Цена
	11242020	EPS702	Bosch EPS720 / 0-684-200-610 Aneriod Tester (NEW)	Дизельное испытательное оборудование	1	$ 1850
	10282020	HA875	Hartridge HA875 7. Стенд 5 л.с. (новый цифровой тач)	Дизельное испытательное оборудование	1	$ 8750
	9102020	Модель 15	Притирочный станок LapMaster Model 15 с адаптерами	Дизельное испытательное оборудование	1	$ 3950
	7132020	ДТК4	Комплект цифрового тахометра DTK4 для HA123 Hartridge	Дизельное испытательное оборудование	1	$ 695
	762020	0681440006	Транспортир Bosch 0681440006 80 градусов	Дизельное испытательное оборудование	1	$ 550
	732020	1688130183	Транспортир Bosch 1688130183 180 градусов	Дизельное испытательное оборудование	1	$ 695
	5282020	HH017	Форсунка Hartridge HH017 для быстрого нахлеста	Дизельное испытательное оборудование	1	$ 395

Блочная форсунка

Блочная форсунка (сокращ. UI ) представляет собой систему впрыска топлива дизельного двигателя, объединяющую топливный насос высокого давления и форсунку в один компонент, который (обычно) приводится в действие распределительным валом двигателя.

История

Системы насос-форсунок обычно ассоциировались с топливными системами Detroit Diesel Allison, однако в 1911 году в Великобритании был выдан патент на насос-форсунки, похожие на те, которые используются сегодня Фредериком Лэмплафом.

Коммерческое использование насос-форсунок в США.С. начал производство двигателей Winton в 1931 году по проекту C.D. Солсбери, а в 1934 году Артуру Филдену был выдан патент США №1981913 на конструкцию насос-форсунки, принятую для двухтактного дизельного двигателя General Motorstwo.

В 1994 году компания Bosch поставила первый насос-форсунка с электронным управлением для грузовых автомобилей, за которым вскоре последовали и другие производители.

Сегодня основными производителями являются Robert Bosch GmbH, Delphi Corp. , Detroit Diesel Allison, Cummins и ныне несуществующая Lucas Automotive.

Конструкция и технология

Конструкция насос-форсунки устраняет необходимость в топливных трубопроводах высокого давления и связанных с ними сбоях, а также позволяет создавать гораздо более высокое давление впрыска.

Насос-форсунка устанавливается в головку блока цилиндров двигателя, где топливо подается через встроенные каналы, выточенные непосредственно в головку блока цилиндров.

Каждая форсунка имеет свой насосный элемент, а в случае электронного управления еще и топливный электромагнитный клапан. Топливная система делится на систему подачи топлива низкого давления (кПа) и систему впрыска высокого давления (бар). [ Cite web
title = Diesel, Эффективный насос-форсунка
accessdate = 2008-09-30
url = http: // www.boschautoparts.co.uk/pcDies6.asp?c=2&d=1 ]

Принцип работы

Базовую операцию можно описать как последовательность из четырех отдельных фаз: «фаза заполнения», «фаза разлива» »,« фаза впрыска »и« фаза снижения давления ».

Топливный насос низкого давления подает отфильтрованное дизельное топливо в топливные каналы головки блока цилиндров и в каждое топливное отверстие форсунки плунжерного насоса постоянного хода, который приводится в действие распределительным валом.
* Фаза наполнения Насосный элемент с постоянным ходом на пути вверх всасывает топливо из подающего канала в камеру, и пока электрический электромагнитный клапан остается обесточенным, топливопровод открыт.
* Фаза разлива Насосный элемент опускается, и пока электромагнитный клапан остается обесточенным, топливопровод открыт, и топливо поступает в обратный канал.
* Фаза впрыска Насосный элемент все еще опускается, соленоид находится под напряжением, и топливопровод закрыт. Топливо не может пройти обратно в обратный канал и теперь сжимается плунжером до тех пор, пока давление не превысит удельное давление «открытия», и игла форсунки не поднимется, позволяя впрыскивать топливо в камеру сгорания.
* Фаза снижения давления Плунжер все еще опускается, ЭБУ двигателя обесточивает соленоид, когда подано необходимое количество топлива, топливный клапан открывается, топливо может течь обратно в обратный канал, вызывая падение давления, что, в свою очередь, вызывает закрытие иглы форсунки, поэтому впрыск топлива прекращается.
** Сводка Начало впрыска контролируется точкой закрытия соленоида, а количество впрыскиваемого топлива определяется временем закрытия, то есть продолжительностью времени, в течение которого соленоид остается закрытым.Работа соленоида полностью контролируется ЭБУ двигателя.

Дополнительные функции

Использование электронного управления позволяет использовать специальные функции, такие как регулировка времени впрыска, балансировка цилиндров (плавный холостой ход), отключение отдельных цилиндров при частичной нагрузке для дальнейшего снижения выбросов и расхода топлива.

Дальнейшее развитие и применение

В 1993 году CAT представила «Электронный впрыск с гидравлическим приводом» (HEUI), в котором форсунки больше не работают с распределительным валом.Впервые доступен на 7,3-литровом дизельном двигателе V8 Navistar. HEUI использует давление моторного масла для впрыска топлива под высоким давлением, где обычным способом работы насос-форсунок является распредвал двигателя.

Топливные системы с насос-форсунками используются на самых разных транспортных средствах и двигателях различных производителей, например Volvo, Cummins, Detroit, CAT для коммерческих автомобилей, а также для легковых автомобилей, например Land Rover, Volkswagen Group (Volkswagen AG) и другие.

* Группа Volkswagen использует насосные системы (под торговой маркой «Pumpe Düse» или «PD» ) в своих дизельных двигателях PD SDI и TDI.[ [ http://rb-k.bosch.de//en/powerconsumingemissions/dieselsysteme/dieselsystem/commercialvehiclesystems/injectionystems/uis/index.html Система инжектора Bosch (UIS) ] ]
** В Северной Америке Volkswagen Jetta, Golf и New Beetle TDI 2004-2006 гг. Называются Mk4 Pumpe Düse [ [ http://myturbodiesel.com/forum/showthread.php?t=331 Volkswagen Mk4 с турбодизелем «Как сделать») индекс для 2004-2005 Jettas и 2004-2006 New Beetles and Golfs ] ] (в новых моделях используются двигатели Mk5 BEW, а в более старых моделях используются двигатели ALH). Факт | дата = июнь 2008 г.

ee также

* насос-агрегат

Ссылки

* Diesel Fuel Injection опубликовано Robert Bosch GmbH, 1994 ISBN 1-56091-542-0
* Дизельные двигатели и Топливные системы А. Асмуса и Б. Веллингтона, 1988 ISBN 0-7299-0013-4

Внешние ссылки

* [ http://delphi.com/manufacturers/cv/powertrain/e1/ Delphi E1 Дизельный электронный блок-форсунка ]
* [ http: // rb-k.bosch.de//en/powerconsumingemissions/dieselsysteme/dieselsystem/commercialvehiclesystems/injectionystems/uis/index.html Система насос-форсунок Bosch (UIS) ]
* PDFlink | [ http://www.cat.com/cda/files/87775/7/pehp9526.pdf CAT HEUI Fuel Systems ] | 647 KB
* [ http://www.cummins.com/ cmi / content.jsp? menuIndex = 6 & siteId = 1 & overviewId = 409 & menuId = 81 & langId = 1033 & Cummins Unit Injectors ]
* [ http: // www.