Типы форсунок – —

Содержание

Какими бывают виды и типы форсунок дизельных двигателей.

Для того, чтобы в двигатель работал с максимальной эффективностью и экономичностью, в нем четко должны протекать физические процессы, одним из которых является впрыск и воспламенение топливовоздушной смеси. В современных агрегатах за впрыск и распыление топлива отвечают форсунки (инжекторы).

Виды дизельных форсунок.

В зависимости от вида рабочей жидкости форсунки бывают дизельные, бензиновые и газовые. В целом принцип их действия схож, однако из-за отличия рабочей среды существуют конструктивные особенности работы различных типов. В данной статье рассмотрим дизельные форсунки.

Типы дизельных форсунок.

Механические форсунки являются надежным, но устаревший не экономичным типом и не отвечают современным экологическим нормам. Поэтому несколько десятилетий назад была разработана система CommonRail, состоящая и рампы высокого давления и электроуправляемых форсунок.

Электромеханические форсунки делятся по способу приведения в действие, они могут быть оснащены электроклапаном (соленоидом) или более современным пъезокерамическим толкателем. Если в бензиновых двигателях используются чаще обычные электромагнитные инжекторы, то в дизельных агрегатах применяют электрогидравлические механизмы, так как давление в топливной системе CommonRail может достигать высоких значений. И целесообразнее управлять в таком случае совместно давлением и электроникой.

В спокойном состоянии давление на запорную иглу снизу и сверху одинаковое, и она под усилием пружины закрыта. Когда блок управления подает управляющий импульс на катушку электромагнита, открывается сливной клапан и топливо из камеры над иглой уходит в реверсивный канал, ослабляя напор сверху, игла поднимается и отпирает форсунку. Потом пространство над иглой снова заполняется жидкостью и игла садится на место. Цикл готов к повтору.

Пьезофорсунки — наиболее продвинутый вид дизельных форсунок. Он обладает наибольшим быстродействием, подача топлива в камеру может осуществляться в несколько этапов (иногда до 10 раз за один такт). В этих распылителях на иглу давит пъезокерамический элемент, расширяющийся под воздействием электрического импульса. Он представляет из себя квадратный сердечник и состоит из массива спеченных последовательно между собой керамических блоков-пластинок. Электрический ток мгновенно расширяет этот «толкатель», причем время срабатывания не превышает 0,1 мс, в отличает от 0,5 миллисекунд у электромагнитного сердечника,

Насос-форсунки, как следует из названия, здесь каждая форсунка имеет свой собственный насос, приводимый в движение посредством штока (плунжера), толкаемого кулачками распредвала. Такая схема не нуждается в дорогостоящем и сложном топливном насосе высокого давления (ТНВД). Открывать перепускной клапан в насос-форсунке может электромагнит или пъезоэлемент.

diesel-forsunki.com

Назначение и типы форсунок дизельных двигателей

Форсунки дизелей предназначены для введения топлива в камеру сгорания и распиливания его в воздушном заряде. Форсунки вместе с топливными насосами высокого давления должны:

  • при объемном смесеобразовании обеспечивать хорошую дисперсность распыливания, характеризующуюся мелкими и одноразмерными каплями, и получение необходимой дальнобойности распыленной струи топлива;
  • при объемно-пленочном и пленочном смесеобразовании подавать топливо в пристеночный объем или на стенку камеры;
  • распределять вводимое топливо по всему объему камеры сгорания в соответствии с типом камеры сгорания и способом смесеобразования;
  • обеспечивать высокие давления впрыска топлива в начале и в конце подачи и средние давления впрыска;
  • иметь простую конструкцию и возможно меньше подвижных деталей;
  • создавать минимальное гидравлическое сопротивление движущемуся топливу;
  • иметь минимальные габаритные размеры с тем, чтобы занимать как можно меньше места в крышках цилиндров и головках дизеля;
  • предотвращать сильные нагревы движущегося по ним топлива;
  • иметь невысокую стоимость изготовления;
  • быть надежными в работе и простыми в обслуживании.

Создать форсунку, которая в одинаковой степени хорошо удовлетворяла бы всем этим требованиям, трудно. В настоящее время существует большое разнообразие форсунок, отличающихся как по принципу работы, так и по конструктивному оформлению. Привести достаточно обоснованную классификацию форсунок затруднительно.

В дизелях применяют следующие форсунки:

  • открытые
  • клапанно-сопловые
  • клапанные
  • мембранные
  • форсунки с запорной иглой: бесштифтовые и штифтовые
  • аккумулирующие форсунки
  • форсунки с гидравлическим нагружением
  • другие

В этих группах можно в свою очередь выделить подгруппы, в которых принадлежащие им форсунки имеют специфические особенности.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Bosch Или Denso, Чем Отличаются Душевые, Тестовые Испытания и Аналоги, Как Выбрать Хорошую, Как Определить, Оригинал Или Подделка?

Нестабильная работа топливной системы может возникнуть из-за неисправностей форсунок. В таком случае автовладельцу приходится задуматься о апгрейде системы впрыска. Если старые форсунки прослужили длительное время и не вызывали недовольство у водителя в процессе эксплуатации, то рекомендуется приобрести аналогичную замену. В противном случае, если с системой впрыска постоянно были проблемы и ее срок службы оказался слишком коротким, автовладельцу необходимо подумать об выборе более качественной альтернативы. Каждая модель автомобиля имеет взаимозаменяемые форсунки с некоторыми другими машинами. Так, например, автомобили ВАЗ с завода комплектуются несколькими видами элементов топливной системы производства Bosch и Siemens.

Внешний вид форсунок

Внешний вид форсунок

Классификация видов форсунок

Топливные форсунки имеют большое разнообразие в конструктивных исполнениях. Каждое из них имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее популярными инженерными решениями систем впрыска топлива стали:

  • Механические. Относятся к наиболее старому типу форсунок. Отличаются низкой надежностью. Распыление топлива происходит при достижении давления в топливной магистрали. Время распыления определяется не электронным блоком управления, а пружиной. В наиболее продвинутом варианте используется две пружины. Это позволяет сделать подачу топлива ступенчато. Можно рекомендовать установку такого типа форсунок на автомобили с отсутствующей или проблемной электроникой;
  • Электромагнитные форсунки. В системе присутствует контроллер, повышающий ее функциональные возможности. Управляющий сигнал подается на электромагнит. Закрытие сопла происходит под действием пружины, что является слабым местом данного типа форсунок. Электронный блок управления полностью контролирует дозировку топлива, обеспечивая преимущество рассматриваемой системы над предыдущей;
  • Пьезоэлектрические. Данный тип форсунки работает с самым высоким быстродействием. Это обеспечивает возможность неоднократно подавать топливо в камеру сгорания за один такт. Данный тип форсунок рекомендуется устанавливать на турбированные двигатели. Также установка пьезоэлектрического впрыска оправдана для систем с высоким давлением в топливоводе;
  • Элетрогидравлические. Считаются наиболее перспективным видом форсунок. Работа основана на разнице давлений над и под иглой. Контроль над всем процессом возложен на ЭБУ. Такие форсунки отличаются надежностью и простотой конструкции;
  • Насос-форсунки. В основе лежат другие виды форсунок, управляемые контроллером. Форсунки имеют сложную конструкцию, поэтому часто ломаются. Тестирование показало, что их установка улучшает КПД, уменьшает расход топлива и делает выхлоп более экологически чистым.

Выбрать, какие форсунки лучшие в зависимости от их конструктивных особенностей, сложно. Каждый вид форсунок используется под конкретную топливную систему и двигатель. При приобретении новых форсунок, менять конструктивное исполнение возможно только при комплексной модернизации авто. В противном случае машина может перестать заводится. Неправильная смена форсунок может привести к ухудшению характеристик железного коня, поэтому при недостаточном понимании работы топливной системы лучше выбрать аналог оригинальных форсунок.

Лучшие бренды форсунок

Основными производителями качественных форсунок являются Bosch, Delphi и Siemens. Данные бренды отличаются не только надежностью, но и высокой стоимостью. Из бюджетных вариантов одобрительные рекомендации можно дать OMVL, Valtek, Hana. Брать стоит только оригинальные форсунки. Китайские no name аналоги часто бывают неработоспособными, так как присутствует высокая доля брака. Даже если двигатель работает хорошо, никто не сможет дать гарантий, что форсунка сможет отработать весь предписанный ей срок.

Оригинальная форсунка производства Bosch

Оригинальная форсунка производства Bosch

Подбирать элементы системы впрыска необходимо по VIN-коду автомобиля. Машины различных годов выпуска часто имеют различные запчасти. В пределах одного модельного ряда могут присутствовать отличия в конфигурации, не позволяющие по той или иной причине установить конкретную форсунку. Это приведет к потере мощности и нестабильной работе двигателя. В некоторых случаях автомобиль может вообще перестать запускаться.

Разновидности форсунок Bosch

Для автомобилей ВАЗ форсунки bosch производятся в трех основных вариантах:

  1. Bosch 0280 158 022. Предназначена для работы под контроллером Январь 7,2. Допускается использовать на двигателях до 1,6 литра и шеснадцатиклапанным исполнением. Номинальное давление форсунки bosch составляет 3,8 атмосферы;
  2. Bosch 0280 158 017. Форсунка имеет тонкий факел. Устанавливается на восьмиклапанный двигатель. В остальном повторяет предыдущую модель;
  3. Bosch 0280 158 996. Серийно устанавливалась до 2006 года. Работает с более ранней версией контроллера Январь 5.1. Имеет более толстое уплотнительное кольцо. Сопло форсунки бош удлиненно.
Указание номера форсунки

Указание номера форсунки

Все оригинальные форсунки bosch имеют высокое качество. Надежность работы определяется только правильным подбором изделия. Несоответствие версии контроллера или количества клапанов у двигателя ведет к нестабильной работе и быстрому выходу из строя.

Основные виды форсунок производства Siemens

Форсунки от Сименс имеют большее разнообразие по сравнению с Bosch. Основным критерием, определяющим возможность установки той или иной модели, является количество клапанов у двигателя. В зависимости от этого меняется конструкция. Форсунка может быть:

  • однофакельная, предназначенная для точного дозирования и впрыска топлива в одной точке;
  • двухфакельная, распыляющая топливо в каждый впускной канал по отдельности.
Обобщенная таблица устанавливаемых форсунок на различные модели двигателей автомобилей ВАЗ

Обобщенная таблица устанавливаемых форсунок на различные модели двигателей автомобилей ВАЗ

Высокая точность изготовления проявляется в хорошем качестве изделий Siemens. Различные цвета для каждой модели повышает удобство при подборе форсунок. Несмотря на высокую надежность, система впрыска чувствительна к качеству топлива. Достаточно единожды заправиться плохим бензином, и замена элементов топливной системы не заставит себя долго ждать.

Продукция японской фирмы Denso

Форсунка denso  нашла свое применение у таких автогигантов как Тойота, Ниссан и прочих японских брендов. Качество изделий не уступает европейскому. Цена преимущественно чуть ниже, чем у именитых брендов. Форсунка denso может выпускаться с точечным и распределенным впрыском, охватывая максимальное количество моделей автомобилей.

Форсунка производства японской фирмы Denso

Форсунка производства японской фирмы Denso

Форсунка denso имеет индивидуальный тридцатиразрядный код. При его помощи можно определить характеристики устройства. Форсунка denso имеет преимущество над конкурентами в виде QR-кода, позволяющего облегчить поиск подходящей модели, путем считывания информации камерой смартфона.

Испытание форсунок показывают их высокое качество. Вывести из строя их могут только абразивные частички, проникающие вместе с топливом через фильтр. Форсунка denso не предназначена для низкосортного горючего, так как выпускается преимущественно для стран с развитыми сетями брендовых заправочных станций. Масла и смолистые вещества уменьшают сечение отверстия, наподобие налета, забивающего душевые форсунки.

Факел распыления

Факелом называется форма дозированной порции топлива, которая впрыскивается в камеру сгорания. Лучшие форсунки способны максимально равномерно распределить топливо внутри цилиндра. Если этого не происходит и горючее оказывается слишком жидки, то происходит его осаживание в камере. Это ухудшает работу двигателя и приводит к его ускоренному износу. К основным характеристикам факела относят:

  • дисперсность, показывающая степень распыления;
  • форма, обычно напоминающая конус;
  • количество топлива, подаваемого в единицу времени.

При наличии двух отверстий в форсунке факелов будет также два. При хорошем подборе системы впрыска, все элементы работают при оптимальной производительности. Двигатель потребляет минимально возможное количество топлива для обеспечения требуемых динамических характеристик.

Сравнение эксплуатационных характеристик

Оригинальная форсунка, произведенная именитыми производителями, отличается от дешевых аналогов по следующим критериям:

  • Скорость закоксовывания. Выходные отверстия no name форсунок изготавливаются из материалов, склонных к накоплению отложений, поэтому их закупоривание происходит гораздо быстрее;
  • Зависание клапана. Низкая точность изготовления подделок ведет к постоянным подклиниваниям внутри устройства;
  • Негерметичное закрытие. Может наблюдаться даже на новых форсунках неизвестного происхождения.

Стабильность работы оригинальных форсунок обеспечивается продуманностью всего цикла производства систем впрыска. Начиная с инженерной проектировки  и заканчивая допусками и посадками, фирменные форсунки обеспечивают себе высокое качество. Цена из-за этого возрастает.

Эксплуатационные  характеристики оригинальных форсунок и подделок очень сильно отличаются. Не рекомендуется экономить на топливной системе, так как от этого зависит стабильность работы всего двигателя. Некачественный изделия способны повысить скорость износа силовой установки и капитальный ремонт наступит раньше срока.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

swapmotor.ru

Чем отличается инжектор от форсунки?

Система впрыска топлива сменила устаревшую карбюраторную систему подачи топлива. Начиная с 80х годов прошлого столетия, система впрыска стала быстро распространяться и сегодня используется во всех бензиновых и дизельных двигателях автомобилей. Это стало возможным благодаря развитию электроники. В этой системе топливо подается в камеру сгорания двигателя дозировано под давлением через форсунки. Такой способ подачи называют инжекторным. Основное достоинство инжекторной системы в том, что топливо расходуется экономно, а выхлопные газы менее токсичны.

Что такое форсунка

Форсункой называют регулируемый распылитель жидкого или газообразного вещества. Область применения форсунки достаточно широкая: разбрызгивание воды, нанесение декоративных покрытий, очищение и охлаждение различных предметов и устройств, например, машин, удаление пыли.

Устройство форсунки

Наибольшее распространение устройство получило благодаря массовому применению в современных автомобилях бензиновых и дизельных двигателей с системой подачи топлива инжекторного типа. Форсунка является конечным звеном системы и непосредственно подает распыленное топливо дозированными порциями от топливного насоса в двигатель.

Форсунка характеризуется:

  • Временем срабатывания на открытие и закрытие.
  • Дальностью распыления и углом распыляющего конуса (факела).
  • Мелкостью распыления вещества в факеле.
  • Динамикой и цикличностью подачи.

Конструкция форсунки состоит из сопла, электромагнитного клапана с иглой для регулировки и двух каналов. По одному каналу подается распыляемое вещество (топливо, газ или вода), а по второму «носитель» – воздух, за счет которого вещество распыляется ровным факелом. Соединение компонентов двух каналов образует воздушно-топливную смесь.

Виды и отличия форсунок

Классифицируют форсунки по типу подачи:

  • Механические.
  • Электромагнитные.
  • Электрогидравлические.
  • Пьезоэлектрические.

Используется электромагнитная форсунка с бензиновым двигателем. Работает форсунка с помощью программы, зашитой в электронном блоке. Этот блок подает напряжения на обмотку клапана. Возбуждаемое электромагнитное поле отжимает пружину и поднимает клапан с иглой. Через свободное сопло впрыскивается топливо. Напряжение снижается и игла опускается на седло.

Электрогидравлическая форсунка работает в дизельных двигателях. Базовыми узлами конструкции являются два дросселя: впускной и сливной, электромагнитный клапан и камера управления. У данного типа форсунок прижим иглы к седлу обеспечивает давление топлива. С блока управления идет сигнал и через сливной дроссель из камеры управления топливо поступает в сливную магистраль. Впускной дроссель задерживает выравнивание давления в камере управления и подающей магистрали. Усилие прижима на поршне уменьшается и клапан открывается, топливо подается.

Пьезоэлектрическая форсунка считается наилучшей конструкцией для впрыска и применяется в дизельных двигателях. Основное ее достоинство в скорости срабатывания, превышающей скорость электромагнитного клапана в 4 раза. За счет этого обеспечивается точное дозирование подаваемого топлива и возрастает число впрысков в течение цикла.

В корпус форсунки вмонтирован пьезоэлемент, обеспечивающий управление, Устройство состоит из толкателя, клапана переключения, иглы и пьезоэлемента, собранных в одном корпусе. В закрытом положении давление топлива прижимает иглу к седлу, подобно устройству электрогидравлической форсунки.

Под действием напряжения, поступающего на пьезоэлемент происходят колебания длины пьезокристала, что связано с усилием на поршне толкателя. Регулировочный клапан смещается, топливо уходит в сливную магистраль. Происходит разрежение давления и игла поднимается, освобождая сопло. Порция топлива подается в двигатель.

Объем порции топлива зависит от времени воздействия на пьезоэлемент и давления в топливной рампе.

Инжектор

Инжектор (Inject–вдувать, впрыскивать) – это по сути форсунка, то есть устройство распыления топлива или составлющая инжекторной системы, подающей топливо методом впрыска в двигателях внутреннего сгорания. Инжектором еще называют всю систему впрыска.

Инжектор включает в себя несколько форсунок, установленных под каждым цилиндром. Они объединены с помощью топливной рампы, соединенной с бензонасосом.

Работу системы контролируют датчики и передают сведения в электронный блок управления, регулирующий открытое и закрытое положение форсунок. Цикличное наполнение в цилиндрах контролирует датчик массового наполнения. Он следит за расходом воздуха и в соответствии с этим рассчитывает наполнение цилиндра. Датчик, контролирующий температуру охлаждающей жидкости следит за включением электровентилятора и подачей топлива.

Типы систем впрыска разделяют в зависимости от места подачи горючего и числа сопел:

  • Одноточечные или моновпрыск.
  • Многоточечные или распределенные.
  • Прямые или непосредственные.

Одноточечный(центральный) впрыск обеспечивает одной форсункой все цилиндры. Многоточечный, когда к каждому цилиндру подведена своя форсунка. При непосредственном типе горючее через форсунки попадает прямо в цилиндры.

Самым простым считается одноточечный впрыск, потому что имеет мало электроники, но и менее эффективный.

Многоточечная система осуществляет более мощный впрыск. Самая экономичная и сложная система. Установка такой системы повышает производительность двигателя на 10%. Основные ее преимущества в автоматической настройке и точном наполнении цилиндров. Двигатель разгоняется благодаря этому гораздо быстрее. Близкое расположение впускных клапанов уменьшает потери на оседание и подача топлива осуществляется рационально.

Вывод

Инжектор и форсунка выполняют одинаковое действие, периодически подают порцию вещества. Их иногда даже объединяют в одно понятие. Понятие инжектора больше связано с автомобильной тематикой.

Различие между инжектором и форсункой в том, что форсунка это элемент в системе подачи топлива. А инжектор является более широким  названием всей системы впрыска.

vchemraznica.ru

Типы форсунок и топочных устройств


⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

Высокие показатели имеют ротационные форсунки. В соответствии с рисунком 3.1 изображена такая форсунка, представляющая по существу форсуночный агрегат, состоящий из осевого вентилятора, приводимого в движение электродвигателем с регулируемым числом оборотов, и собственно воздушной форсунки низкого давления с двойным распыливанием. Форсунка имеет широкие пределы регулирования производительности от 20 до 140% и снабжается устройством для автоматического регулирования.

Такие форсунки в СССР выпускались таллинским заводом «Терае», они хорошо работают на печах (за исключением регенеративных), где не требуется иметь длинного светящегося факела.

 

 

1 – первичный воздух; 2 – вторичный воздух осевого вентилятора; 3 – подача мазута; 4 – вращающийся конус для создания тонкой пленки мазута.

 

Рисунок 3.1 – Ротационная мазутная форсунка с пределами регулирования

 

Мазут в механические форсунки подается тщательно профильтрованный, так как выходные отверстия форсунки имеют малые размеры и легко засоряются. Давление мазута перед форсунками составляет 1–2,5 Мн/м2 и более.

В зависимости от способов распыливания топлива могут применяться форсунки следующих типов: с воздушным и паровым распыливанием топлива, механические невращающиеся (центробежные) и вращающиеся (ротационные), паромеханические.

Форсунки с паровым или воздушным распыливанием топлива конструктивно идентичные и могут распыливать топливо с помощью пара и воздуха благодаря кинетической энергии их струи, то есть работать по принципу пульверизатора. Эти форсунки просты по устройству, легко регулируются, но для их действия требуется безвозвратный расход пара или сжатого воздуха. Поэтому такие форсунки в настоящее время очень сложно где-либо встретить.

Широкое распространение в топочных устройствах получили механические центробежные форсунки, в которых распыливание топлива осуществляется благодаря достаточно высокому давлению топлива, которое создается специально установленным топливно-форсуночным насосом.

Механические центробежные форсунки подразделяются на нерегулируемые и с регулируемым сливом. Следует отметить, что это деление весьма условное: можно изменять подачу у обеих форсунок. К нерегулируемым относят форсунки с малой глубиной регулирования и такие, у которых изменение подачи связано с их выключением, выемкой из топочного устройства и заменой распыливающего элемента.

Механические центробежные форсунки, различающиеся компоновкой распыливающих элементов, дополнительно иногда подразделяют на форсунки со сменными и постоянно работающими на всех режимах распылителями, что обусловлено в основном условиями эксплуатации котла. Механическая регулируемая центробежная форсунка отечественных вспомогательных котлов в соответствии с рисунком 3.2 состоит из корпуса 6с ручкой 7, ствола 5, представляющего собой толстостенную трубу со штуцером на конце, стопорной втулки 4, распределителя (сопла) 3, распыливающей шайбы 2и головки 1. Топливо от топливно-форсуночного насоса по отверстиям в корпусе и каналу ствола через сверления в стопорной втулке и распределителе поступает к распыливающей шайбе. Распыливающая шайба у данной конструкции имеет четыре канала 8, расположенных тангенциально к окружности вихревой камеры. По ним топливо устремляется к центру и в вихревую камеру 9, где интенсивно раскручивается. Из нее топливо входит в топку через центральное отверстие 10 в виде вращающегося конуса мелко распыленных частиц.

 

 

Рисунок 3.2 – Механическая нерегулируемая центробежная форсунка

Поверхности соприкосновения распыливающей шайбы 2 и распределителя 3 тщательно обрабатывают, полируют и при сборке головки прижимают одну к другой стопорной втулкой 4.

Распыливающие шайбы изготавливают из высоколегированных хромоникелевых или хромовольфрамовых сталей. В зависимости от подачи форсунки число тангенциальных каналов может быть от двух до семи.

Форма факела форсунки зависит от отношения fk/fo, в котором fk –суммарная площадь всех тангенциальных каналов, fo– площадь сечения центрального отверстия. Чем меньше это отношение, тем угол конуса распыливания будет больше, а длина факела меньше.

Шайбы изготавливаются обычно под номерами. Каждый номер соответствует определенной подаче, которая указывается в технической документации. Иногда на шайбах указываются числа, соответствующие значениям диаметра центрального отверстия и отношения fk/fo, при этом иностранные фирмы наносят условные обозначения в виде индексов в соответствии с рисунком 3.3. Например: буква X обозначает, что передняя торцевая стенка шайбы изготовлена плоской, буква W – сферической формы; цифра слева – условный номер сверла для изготовления центрального отверстия, цифра справа – отношение fk/fo, увеличенное в 10 раз.

 

Рисунок 3.3 – Распыливающая шайба

 

Нерегулируемые механические центробежные форсунки других типов мало отличаются от рассмотренной. Их отличие проявляется в основном в конструкциях распределителей и способах закрепления распыливающих шайб; отдельные конструкции имеют подвод пара для продувки распылителя.

Регулирование действия таких форсунок осуществляют посредством изменения давления подаваемого топлива или смены распылителей. Механические центробежные форсунки обеспечивают при температуре подогрева мазута 90–110° С хорошее распыливание, если давление топлива перед ними составляет 1,6–2,0 МПа. В отдельных установках в зависимости от нагрузок давление топлива достигает 4 МПа. При давлении ниже 0,8 МПа качество распыливания резко ухудшается, а это значит, что снижение подачи посредством уменьшения давления топлива ограничено.

Изменение подачи заменой распылителей создает существенные неудобства в процессе эксплуатации. В больших котлах при использовании механических нерегулируемых центробежных форсунок диапазон регулирования расширяют, устанавливая несколько форсунок. В этом случае можно применять различные режимы работы, отключая одну или несколько форсунок.

Существенно расширяют диапазон регулирования форсунки с регулируемым сливом, у которых расход топлива может изменяться от 100 до 20% при неизменном начальном давлении топлива в магистрали. Слив может осуществляться из вихревой камеры распыливающей шайбы, а иногда и из соплового распределителя.

В форсунке со сливом излишков топлива из вихревой камеры распылителя в соответствии с рисунком 3.4 топливо от топливно-форсуночного насоса по кольцевому каналу вокруг трубы 1 поступает в распределитель (сопло) 2, а из него по тангенциальным каналам в распыливающей шайбе 3 в вихревую камеру. Часть топлива из вихревой камеры через центральное отверстие в распределителе попадает через трубу 1 в сливной канал. Подача форсунки регулируется изменением открытия клапана, расположенного за сливным штуцером. При полностью закрытом клапане форсунка работает как нерегулируемая с максимальной подачей.

 

 

Рисунок 3.4 – Механическая форсунка с регулируемым сливом

 

Однако такие форсунки более сложны по конструкции, менее удобны в эксплуатации, а из-за большого количества отводимого от них в специальную емкость горячего топлива повышается пожароопасность системы. С целью снижения температуры сливаемого топлива часто применяют установки для его охлаждения, что, естественно, усложняет и удораживает системы. Кроме того, при перекачке излишков топлива увеличивается расход энергии на привод топливно-форсуночного насоса.

В настоящее время на котлах стали широко применять более совершенные комбинированные паромеханические форсунки, основными преимуществами которых являются значительно большая глубина регулирования подачи при сравнительно невысоких давлениях, создаваемых топливно-форсуночными насосами (0,6–3 МПа), при хорошем качестве распыливания топлива.

На нагрузках, близких к полным, паромеханическая форсунка работает как чисто механическая центробежная. На сниженных нагрузках, при которых для обеспечения хорошего распыливания автоматически включается подача пара давлением примерно 0,15–0,2 МПа, форсунка работает как паромеханическая. Расход распыливающего пара у паромеханической форсунки составляет примерно 0,05–0,15 кг/кг топлива, что для котлов существенного значения не имеет, учитывая кратковременную работу паромеханической форсунки на сниженных нагрузках. Кроме того, при периодических продувках распылителей паром уменьшаются их засорение и коксуемость.

У вспомогательных котлов, которые могут длительное время работать на сниженных нагрузках, безвозвратную потерю пара, затрачиваемого на распыливание топлива, можно отнести к недостатку паромеханической форсунки.

В паромеханической форсунке с комбинированной распыливающей головкой соответствии с рисунком 3.5 топливо от топливно-форсуночного насоса по кольцевому каналу ствола 7 поступает в головку форсунки 6 и затем по сверлениям 5 в распределитель 4. Из распределителя, как и в обычной центробежной форсунке, топливо по тангенциальным каналам в распыливающей шайбе 2 поступает в вихревую камеру 3 и, раскрутившись в ней, направляется в топку.

 

 

Рисунок 3.5 – Паромеханическая форсунка

 

Рассмотрим конструкцию еще одной разновидности паромеханической форсунки. При снижении расхода топлива, когда вследствие уменьшения давления распыливание ухудшается, по центральной трубе 8 подается пар, который попадает в тангенциальные канавки дополнительной шайбы 1. Выходящее из шайбы 2 механически распыленное топливо дополнительно подхватывается закрученным быстродвижущимся потоком пара в шайбе 1 и вместе с ним по кольцевому среднему каналу между шайбами 1 и 2 поступает в топку. Помимо рассмотренного варианта, существует ряд других конструктивных исполнений распыливающих головок паромеханических форсунок при сохранении общего принципа их работы. Встречаются паромеханические форсунки без распыливающих шайб. Например, у форсунки «Бабкок» в соответствии с рисунком 3.6 вместо распыливающей шайбы имеется сопло 2 с семью цилиндрическими отверстиями. Сопло прижимается с помощью гайки 5, навертываемой на ствол 6. Топливо через каналы 4 поступает в сопловые отверстия 1, куда по каналам 3 также подается пар. Распыливание топлива осуществляется при использовании энергии совместного удара струи топлива и пара, движущихся с большой скоростью.

 

 

Рисунок 3.6 – Головка паромеханической форсунки без распыливающих шайб

 

Некоторое распространение получили механические вращающиеся (ротационные) форсунки, составляющие конструктивно одно целое с топочным устройством.

Форсунки такого типа надежны в эксплуатации, имеют большую глубину регулирования, в них отсутствуют засоряющиеся каналы и отверстия. Ротационные форсунки обеспечивают надежное регулирование подачи в диапазоне нагрузок от 5 до 100% при хорошем качестве распыливания топлива, поступающего с низким давлением (0,05–0,15МПа).

Недостатками ротационной форсунки являются сложность конструкции, повышенный шум в работе, а также необходимость поддержания с помощью дымососов разрежения в топке на всех нагрузках котла, если на котле установлено несколько ротационных форсунок. Последнее обусловлено тем, что при осмотре, очистке или ремонте одной из форсунок без выключения остающихся работающих и ее извлечении образуется достаточно большая амбразура, которую закрывают съемным стальным щитом. При работе дымососа им создается разрежение в топке, поэтому щит, защищающий амбразуру от факела форсунки, будет прижат. При этом исключается выброс пламени из топки от работающих форсунок.

Механическое распыливание топлива в ротационных форсунках осуществляется под действием центробежной силы, создаваемой распылителем, вращающимся с большой частотой вращения (примерно 5000 об/мин), а регулирование – путем изменения открытия клапана, подводящего топливо к форсунке.

Существует несколько типов ротационных форсунок, принципиально отличающихся лишь видом привода (паровой, воздушный, электрический) и способом подвода воздуха.

Ротационная форсунка с приводом от электродвигателя показана в соответствии с рисунком 3.7. Стакан 10 вместе с полым валом 8 приводится во вращение от электродвигателя 4 через ременную передачу 5. Топливо через штуцер 6 подается в неподвижную трубу 7, расположенную внутри полого вала 8, и из нее попадает на внутреннюю поверхность вращающегося стакана. Под действием центробежных сил топливо прижимается к внутренним стенкам стакана; благодаря их небольшой конусности пленка топлива движется к выходной кромке. Вместе с полым валом вращается насаженное на него колесо вентилятора 3, который через патрубок 2 забирает воздух и нагнетает в кольцевую щель 11 под давлением примерно 5 кПа.

 

 

Рисунок 3.7 – Вращающаяся (ротационная) форсунка

 

Основной поток воздуха (приблизительно 90%) для горения топлива поступает в топку из межобшивочных каналов каркаса от котельного вентилятора. Каналы 1 оборудованы регулирующими шиберами 2.

Имеются конструкции ротационных форсунок, в которых весь воздух поступает только от котельного вентилятора. Внешний вид вспомогательного котла, оборудованного топочным устройством с ротационной форсункой, показан в соответствии с рисунком 3.8.

 

 

Рисунок 3.8 – Вспомогательный котел, оборудованный топочным устройством с ротационной форсункой

 

Воздухонаправляющие устройства служат для подачи необходимого количества воздуха в топку котла. От работы ВНУ зависят качество распыливания топлива, его смесеобразование, процесс горения и в конечном счете общая экономичность котла. ВНУ бывают с раздельным подводом первичного и вторичного воздуха (в основном у ротационных форсунок) и с совместным подводом воздуха, а также с неподвижными и с профильными поворотными лопатками. Последние встречаются лишь у отдельных конструкций главных котлов. Наибольшее распространение получили ВНУ с неподвижными лопатками и с совместным подводом воздуха.

Топочное устройство отечественных вспомогательных котлов типов КВВА-2,5–5 и КВС-30 показано в соответствии с рисунком 3.9. ВНУ смонтировано в воздушном коробе котла, в который подается воздух от котельного вентилятора. ВНУ состоит из двух неподвижных конусообразных колец 5 и 7, между которыми установлены лопатки 18, расположенные под определенным углом, для закручивания выходящего воздушного потока. Для регулирования подачи воздуха установлен кольцевой шибер 6, перемещение которого осуществляется в горизонтальном направлении при помощи тяг 12, подключенных к исполнительному механизму системы автоматики. В местах выхода тяг наружу установлены манжетные уплотнения 10. Основная часть воздуха из короба поступает в топку через каналы между лопатками 18, а некоторая часть – через четыре трубы 1 турболизатора, что способствует лучшему смесеобразованию.

 

 

Рисунок 9 – Топочное устройство котлов КВВА-2,5–5 и КВС-30

 

Трубы 1 смонтированы в пазах фурмы 3, выложенной из фигурного кирпича. Пазы и зазоры между фигурными кирпичами заполнены шамотной обмазкой 4. Для установки форсунки строго по оси ВНУ предусмотрена форсуночная труба 8 с диффузором 2. На наружный конец форсуночной трубы навинчен башмак 13 с штуцером для подвода топлива и пара, зафиксированный стопорным винтом. Паромеханическая форсунка 17 вставляется в трубу 8 и прижимается своим корпусом к каналам в башмаке при помощи стопора струбцинного типа, который состоит из откидной скобы 14 и стопорного винта 15 с ручкой 16.

Топочное устройство снабжено смотровыми устройствами, в одном из которых установлен фотоэлемент 11, служащий для контроля за горением форсунки. В случае срыва факела фотоэлемент дает сигнал на срабатывание электромагнитного клапана, установленного на топливной магистрали, перекрывающего подачу топлива к форсунке. В смотровой трубе 9 имеются отверстия для прохода воздуха из короба котла, охлаждающего стекла фотоэлемента.

Часто в форсуночных трубах делают захлопки 2 в соответствии с рисунком 3.10. При выемке форсунки 3 (например, для чистки распыливающей шайбы) торец форсуночной трубы закроется захлопкой, благодаря чему предотвращается выброс горячего воздуха из короба. Следует помнить, что при выемке форсунки, прежде чем отвернуть струбцинный стопор, необходимо перекрыть подвод топлива и пара.

 

 

Рисунок 3.10 – Топочное устройство с захлопкой и подвижным диффузором

 

Диффузор 1, предназначенный для защиты корня факела от задувания и поддержания необходимой температуры при воспламенении топлива, может быть подвижным. Его перемещение осуществляется тягой 5, которая закрепляется стопором 4.

Широкое применение получили автоматизированные топливно-форсуночные агрегаты, объединяющие в своем составе основные элементы топочного устройства, вентилятор, топливный насос и оборудование, обеспечивающее безвахтенное обслуживание котла. Работают они в позиционном режиме «Включено – выключено».

В качестве примера рассмотрим агрегат типа «Монарх», которым часто оборудуются вспомогательные котлы отечественных дизельных судов, построенных за рубежом в соответствии с рисунком 3.11.

 

Рисунок 3.11 – Устройство автоматизированного топливно-форсуночного агрегата типа «Монарх»

 

В соответствии с рисунком 3.12 показана схема агрегата «Монарх», предназначенного для работы на высоковязком топливе. Управление агрегатом осуществляется от электросистемы программного механизма, обеспечивающего последовательное выполнение операций в зависимости от сигналов реле давлений, установленных на котле. Например, если давление в котле понизится до заранее установленного значения, включится электродвигатель 3 и вместе ним начнут работать закрепленные на его валу вентилятор 4 и топливный насос 15. Одновременно включится также электрический топливоподогреватель 13. Первые 20–30 с (в зависимости от настройки системы) проводится вентилирование топки, а топливный насос в это время через имеющийся у него золотник будет забирать топливо из расходной цистерны по трубопроводу 18 через фильтр 17 и прокачивать его частично на слив и частично через трубу 7, полость сопла 9, открытый электромагнитный клапан 12 и трубу 16 во всасывающую магистраль.

 

Рисунок 3.12 – Схема агрегата типа «Монарх»

 

По достижении температуры топлива около 95 градусов и окончании вентилирования топки включится трансформатор зажигания 6 и закроется клапан 12. Поскольку слив топлива от сопла 9 прекратится, топливо под воздействием своего давления отожмет поршенек запорного клапана сопла 9, направится к распылителю и воспламенится от дуги электродов 8. Фотоэлемент 5, восприняв свет от факела, отключит трансформатор. Если зажигания не произойдет, например из-за попадания воды в топливо или по другим причинам, то по сигналу от фотоэлемента прекратится подача топлива, а программный механизм повторит цикл включения с предварительным вентилированием топки. При повторном срыве зажигания система остановится и включит сигнализацию. Если расход пара из котла большой и давление ниже настроечного значения, заданного программным механизмом, дополнительно включается сопло 10, для чего открывается электромагнитный клапан 11, а исполнительный механизм (ИМ) 1 повернет заслонку 2 для увеличения подачи воздуха. Воспламенение топлива из сопла 10 происходит от факела работающего сопла 9. При давлении в котле на 0,01 МПа ниже рабочего сопло 10 отключается, заслонка возвращается в исходное положение, а при достижении рабочего давления агрегат выключается. Для визуального контроля за пламенем на корпусе имеется смотровой глазок 14.

 


Рекомендуемые страницы:

lektsia.com

Как правильно выбрать форсунку к горелке

Для начала нужно определиться какая форсунка стоит у вас. Для этого берем торцевой или накидной ключ и с помощью легких ударов выкручиваем форсунку, вытираем ее грани, внимательно считываем выбитые надписи на гранях форсунки. Если вы использовали ключ на 16 и длина дюзы не превышает 25-30 мм. вы имеете дело с классической универсальной форсункой OD.

Внимание! Для того чтобы выкрутить форсунку, во избежание порчи резьбы адаптора, воспользуйтесь молотком или киянкой. При первом повороте ключа, легкими ударами по нему начните движение.

И так форсунка выкручена, грани осмотрены, что это там написано? Скажете вы! Не волнуйтесь, только необходимая информация! Запишите ее.

1.0 Обозначение форсунок OD (жидкотопливные сопла для солярки, мазута и нефти)


1.1 Danfoss, Monarch, Steinen, FL (Fluidics), Delavan. Наименование производителя.Данная информация может быть нанесена выше граней.

1.2 Kg/h 2.37 Расход топлива в килограммах в час. 2.37 кг./час. Справочная информация.

1.3 US gal/h 0.60 Расход топлива в американских галлонах в час. 0.60 галл./час. Еще этот основной параметр называют номер форсунки. Галлон США равен 3,785 л.

1.4 60 0 S  Угол распыла топливно-воздушной смеси сопла дюзы 60 градусов. S — Рисунок распыла, еще называют облаком.

1.5 IV 14 Дата изготовления форсунки апрель 2014 года.

Для выбора форсунки необходима следующая информация. Производитель, расход топлива форсунки в галонах, угол и рисунок распыла

Если Вы выпишете нужную информацию с граней форсунки она будет выглядеть так — Steinen 1.0х600S.

2.0 Обозначение форсунок Delavan на отработанных маслах (жидкотопливные дюзы для сжигания отработанных масел)


2.1  Delavan. Наименование производителя. Данная информация может быть нанесена выше граней.

2.2 SNA 0.5 марка форсунки 

2.3 30609-5 артикул форсунки.

Отличительная особенность таких насадок — тело длиннее форсунок OD, на конце имеется уплотнительное кольцо. с торца имеется отверстие. 

3.0 Обозначение модуляционных форсунок Fluidics (жидкотопливные форсунки для модуляционных горелок)


3.1  FL (Fluidics) Наименование производителя. Данная информация может быть нанесена выше граней.

3.2 W-2 Марка модуляционной форсунки

3.3. 130 расход топлива

3.4. 50 Угол распыла в градусах

Отличительная особенность таких дюз — ключ для демонтажа необходим 24 мм. на конце имеется пружинка и уплотнительное кольцо. 

Чем отличаются форсунки? Спросите вы.

4.1.Прежде всего производителем, у каждого свой технология производства, так у штайнен и монарха сопло формируется из тела форсунки, а у флюидикс и данфосс сопло формируется в отдельном элементе устанавливаемым в корпус. Некоторые производители изготавливают только сетчатые фильтрующие элементы, другие и сетчатые и гранулированные, или вообще не комплектуют фильтрами.

4.2. Методом распыла.

У форсунок типа OD и модуляционных — механичекий распыл, внутри корпуса находится завихритель, который завихряет поток жидкости, которая источается через сопло при давлении 10-20 bar. При снижении давления распыл не формируется должным образом.

 Для форсунок на отработанных маслах — пневмораспыл, подаваемый на форсунку воздух по средствам инжекции всасывает топливо и распыливает его. Качество распыла зависит от давления воздуха и вязкости подаваемого топлива.

4.3.  Расходом топлива. Номер форсунки характеризует расход топлива в галлонах в час. На самом деле форсунки отличаются диаметром отверстия. Чем больше расход топлива, тем больше отверстие в форсунке.

4.4. Углом распыла. Стандартные углы распыла для форсунок OD 30, 45, 60 и 80 градусов.Чем больше угол распыла, тем шире факел (больше диаметр формируемого факела). Соответственно чем меньше угол распыла, тем диаметр факела меньше.  


4.5 Фильтром. Фильтрующий элемент форсунки это последний барьер способный улавливать мелкие частички (механические примеси) находящиеся в топливе. При больших расходах более 15 галлонов в час некоторые производители не комплектуют форсунки фильтрами, так как большой расход подразумевает большую поверхность фильтрации. Фильтрующие элементы бывают различной степени фильтрации. Так же различаются по методу изготовления — сетчатый и гранулированный. Сетчатый легко промывается, демонтируется и очищается. Гранулированный промыть и очистить сложнее.

При использовании топлив с высокой парофинной фракцией — нефти и тяжелых мазутов, зачастую фильтра сразу же забиваются фарафином и подлежат демонтажу. Больше они в форсунку не устанавливаются. В дизельных горелках, возможно забивание фильтров при использовании летнего топлива в зимний период.  

4.6 Облако распыла. Маркировка рисунка распыла топлива на форсунках у каждого производителя своя, за редким исключением. Существует большое множество рисунков распыла топлив.

Обозначение облак распыла производителя Delavan.

Обозначение рисунковаспыла производителя Monarch.


Обозначение облак распыла производителя Steinen.

Тип облака распыла Q. Форсунки с данным распылом изготавливаются в диапазоне расходов от 0,6 до 3.0 галлон в час.

Тип облака распыла QT. Форсунки с данным распылом изготавливаются в диапазоне расходов от 0,5 до 0.55 галлон в час.

Рисунок облака распыла S. Форсунки с данным распылом изготавливаются в диапазоне расходов от 0,6 до 4.00 галлон в час.

Тип облака распыла ST. Форсунки с данным распылом изготавливаются в диапазоне расходов от 0,4 до 0.55 галлон в час.

Рисунок распыла SS. Форсунки с данным распылом изготавливаются в диапазоне расходов от 4,50 до 28.00 галлон в час.

Тип облака распыла HS. Форсунки с данным распылом изготавливаются в диапазоне расходов от 0,4 до 0.55 галлон в час.

Тип облака распыла H. Форсунки с данным распылом изготавливаются в диапазоне расходов от 0,6 до 2.25 галлон в час.

Тип распыла PH. Форсунки с данным распылом изготавливаются в диапазоне расходов от 2,5 до 10.0 галлон в час.

Какой же выбрать и какой предпочтительнее?Существует сплошной, полусплошной рисунок распыла и другие как правило полые. Предпочтения мы рекомендуем отдавать сплошным и полусплошным рисункам, из-за того, что объем распыла у них больше. Следовательно, в случае засорения завихрителя или фильтра тонкой очистки, а так же при неравномерной подачи топлива в сопло вероятность полного отсутствия облака топливно воздушной смеси (отказ форсунки) снижается.

А зачем тогда другие формы распыла? Спросите вы. Мы задавали данные вопросы многим производителей горелок, однако ни один производитель не сообщил нам боле менее адекватной информации по данному вопросу. Мы считаем, что другие формы облака распыла были созданы в погоне за экологичностью выбросов в частности СО в атмосферу и не более того для придирчивых европейских потребителей.

teplo-energetika.ru

Немного о топливных форсунках (инжекторах)

Типы топливных инжекторов (форсунок)

  Одними из основных элементов систем впрыска являются форсунки. Для современных бензиновых двигателей применяется три типа форсунок:

1.Форсунки непрерывного действия с механическим клапаном, отрегулированным на заданное давление топлива (330 кПа для системы K-Jetronic). При малых расходах топлива подача может быть пульсирующей, что улучшает его распыливание.

2.Пусковые форсунки. Управление клапаном обычно осуществляется электромагнитом, управляемым от термореле. Топливо может подаваться в ресивер или в специальный канал системы холостого хода небольшого сечения, что обеспечивает движение смеси с высокими скоростями и предотвращает конденсацию топлива. В современных двигателях пусковых форсунок нет, а обогащение смеси при пуске и прогреве достигается за счет программы управления основными форсунками.


3.На большинстве современных двигателей с распределенным впрыскиванием бензина применяются электромагнитные форсунки с цикловой подачей топлива. Они могут быть с нижним, боковым или верхним подводом топлива. При нижнем подводе топлива осуществляется постоянный проток топлива через форсунку, обеспечивая ее охлаждение и предотвращая образование паровых пузырьков. При повышенном давлении впрыскивания (300-500 кПа) образования пузырьков не происходит и без протока топлива через форсунку.

  На входе топлива в форсунку, как правило, устанавливаются резервные топливные фильтры с очень небольшой грязеемкостью. Поэтому топливо, подаваемое к форсункам, должно быть тщательно очищено в основном фильтре, а фильтр в форсунке предназначен только для задержания случайно попавших в магистраль частиц. В корпусе форсунки расположена обмотка электромагнита и двух контактный электрический разъем. В зависимости от особенностей обмотки ее сопротивление может быть в пределах от 2 до 16 Ом.
Запирающий элемент (клапан) бывает трех типов: плоский, конический и сферический. Плоские клапана, как правило, имеют малую массу (0,5 г), что обеспечивает необходимое быстродействие для высокооборотных двигателей. Недостатком плоских клапанов является частое нарушение герметичности вследствие засорения и износа. Клапаны со сферической уплотняющей поверхностью применяются преимущественно для форсунок в системах центрального впрыскивания топлива. Клапаны данного типа обеспечивают хорошую герметизацию.

  Последнее время большое распространение получили форсунки с коническим уплотнением клапана (Bosch, Lukas, Marelli), обеспечивающие стабильные показатели в процессе длительной эксплуатации. Конструкция и параметры распыливающего элемента формируют факел топлива, задаваемый в зависимости от места установки форсунки на двигателе. При центральном впрыскивании угол факела струи топлива доходит до 55 градусов. При распределенном впрыскивании, формой факела также определяется место расположения форсунки и формой впускного канала. При установке форсунки в головке цилиндров вблизи от впускного клапана угол факела уменьшают до 25..45 градусов. В случае установки форсунки во впускном трубопроводе, то есть на большом расстоянии от клапана, угол факела приходиться уменьшать до 15-25′, так, чтобы как можно меньше топлива попадало на стенки впускного канала. В большинстве двигателей с двумя впускными каналами на цилиндр, форсунка устанавливается между впускными каналами и впрыскивание производится в окно, расположенное в стенке, на перемычку между впускными клапанами. С целью улучшения процесса смесеобразования на некоторых двигателях устанавливаются двухструйные форсунки с факелом в виде восьмерки, так, чтобы каждая струя топлива попадала на впускной клапан.

Регулирование холостого хода инжекторного двигателя
Двигатель внутреннего сгорания

zero-100.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о