Устройство и работа форсунки дизельного двигателя – Устройство форсунки дизельного двигателя — Сайт о

Содержание

Диагностика форсунок дизеля: возможные неисправности, ремонт, отзывы

Данные устройства в определенной дозировке впрыскивают топливо в камеру сгорания, где воздух нагрет до высоких температур и создано высокое давление. На форсунки оказываются самые высокие нагрузки – механизм постоянно работает в агрессивных средах, а сама работа связана с высокой интенсивностью. Поэтому форсунки часто выходят из строя. Диагностика форсунок дизеля – это первое, с чего нужно начинать ремонт топливной аппаратуры и только после переходить к другим элементам.

Принцип действия дизельного впрыска

Для лучшего понимания механизма форсунки следует описать схему цикла впрыска в дизельном двигателе.

Итак, ТНВД забирает определенный объем дизельного топлива из топливного бака. Далее насос закачивает топливо в рампу. Солярка подается в каналы, ведущие к форсункам. Затем топливо подается на распылители. Когда уровень давления на распылитель доходит до определенного установленного производителем уровня, форсунка открывается, и солярка подается в цилиндры.

Как работает форсунка на дизелях

На примере примитивной форсунки можно рассмотреть принцип действия. В боковой части имеется канал, через который непрерывно подается дизельное топливо. Внутри форсунки имеется камера – в ней есть барьер. Он может двигаться за счет пружины. Также в устройстве есть игла. Барьер может опускаться или подниматься по мере роста/спада давления. Игла под воздействием давления может подниматься, тем самым освобождая путь топливу. Так работает примитивная форсунка с одной пружиной.

Common-Rail

На силовых агрегатах с данной системой питания устанавливается два типа форсунок – это электромагнитные, а также пьезоэлектрические. Последние – это очень серьезный механизм, его сравнивают с автомобилями “Феррари”, и аналогия не случайна, учитывая частоту срабатывания. Для того чтобы облегчить диагностику форсунок дизеля в случае неисправностей, следует понимать ее устройство и принцип действия.

Электромагнитная форсунка представляет собой корпус с соленоидом внутри, мультипликаторным клапаном, плунжером, который воздействует на иглу в корпусе распылителя. Все это дополнено подводящими и отводящими каналами для топлива.

Работает все это следующим образом. Дизельное топливо по каналам высокого давления от рампы подается к игле туда, где она контактирует с распылителем, и в надплунжерную полость. Плунжер за счет этого пожимает иглу к ее посадочному месту. В нужный момент соленоид поднимется и откроет клапан – полость над плунжером соединится со сливным каналом. Так как давление над плунжером снижается, а вокруг иглы растет, то за счет давления игла поднимается и осуществляется впрыск топлива. Стоит только соленоиду вернуться на его законное место, давление над плунжером приходит в норму и игла мгновенно закрывается.

Пьезоэлектрическая форсунка работает примерно так же, но здесь другое устройство. В конструкции механизма имеется дополнительный гидрокомпенсатор – он является посредником между пьезоэлементом и мультиклапаном. В целом детали практически те же, что можно встретить в электромагнитной форсунки.

Вся прелесть в том, что при подаче электричества на пьезоэлемент он меняет свои характеристики и геометрию за какие-то 0,1 мс. Такая скорость работы дает ему возможность делить цикл впрыска на несколько процессов, при этом сохраняется настолько точная дозировка, что даже грамм солярки не прольется зря.

Для лучшего понимания

Один цикл впрыска топлива делится на три части – это предварительный впрыск, основная фаза и завершающая. Так, во время предварительной части в цилиндры подается лишь малая часть горючего – что-то в пределах 2 мл. Это необходимо для прогрева и подготовки воздуха в камере сгорания в подаче основной порции топлива. В тот же момент давление внутри цилиндра выравнивается. Основная фаза – это понятно, и дополнительно описывать ничего не нужно. А вот впрыск малой порции на завершающей фазе нужен, чтобы догорели остатки смеси в цилиндре. Это способствует лучшей очистке и регенерации сажевых фильтров.

Плюсы пьезофорсунок в том, что за один цикл она способна подать топливо несколько раз. Благодаря этому двигатель работает очень плавно и отличить его от бензиновых аналогов практически невозможно.

Что обычно ломается в электромагнитных форсунках

Начать стоит с электромагнитных механизмов. Основной и самый страшный враг любых форсунок – это плохое топливо и вода. Но конечно же, в процессе диагностики форсунок дизеля наблюдается и естественный износ.

Наиболее распространенная неисправность – износ посадочного места для шарика мультипликатора. Если плунжер закрыт неплотно, то это ведет к тому, что солярка течет в сливную магистраль. Если над плунжером не будет создано достаточного давления, то возможны утечки топлива через распылитель. Если утечек через распылитель нет, но имеется утечка по сливным каналом, то двигатель станет глохнуть при нагрузках. Если игла усаживается, наблюдаются усадки плунжера, если не отрегулирована игла или ее вообще нет, то это приведет к переливу. Мотор будет троить, на холостых из трубы возможен белый дым. Если провести диагностику форсунок дизеля Common, то, скорее всего, будут выявлены именно эти недостатки.

Теряет жесткость и пружина, прижимающая иглу. Вследствие коррозии клинит мультипликатор. Случаются и проблемы с соленоидом, открывающим клапан на впуск – все это не добавляет двигателю устойчивости в работе.

Каждая деталь в форсунке подвергается тем или иным негативным воздействиям, и даже незначительная мелочь может привести к нестабильной работе двигателя.

Неисправности пьезофорсунок

Что касается неисправностей, то здесь все приблизительно то же, что и у устройств устаревшей конструкции. Но из-за более сложного управляющего элемента можно добавить замыкание на «массу» пьезоэлемента. Это может привести к тому, что двигатель просто не запустится.

О неисправностях игл и распылителей сказано выше, но нужно добавить, что если форсунка переливает сильно, то из выхлопной трубы будет сильно дымить черным дымом. Это сигнал к диагностике форсунок дизеля.

Реже случается, то пьезоэлемент выходит из строя или теряет свои свойства. В случае потери свойств мотор может потерять тягу и троить. Нужно упомянуть и о закоксованности.

Как проверяют форсунки в СТО

При жалобах на дымность работы ДВС, потерю тяги и другие вышеописанные симптомы первым делом выполняют компьютерную диагностику. И если в ходе процесса система выдает ошибки, то элементы демонтируют и передают в цех для дальнейшей диагностики форсунок дизеля на стенде.

Элемент устанавливается на стенд, где проверяют базовую работоспособность – не травит ли топливо по сливной магистрали, если есть утечка, то под каким давлением она происходит. Если диагностика на стенде показывает, что все в порядке, то элемент устанавливают на более серьезное оборудование, где практически полностью имитируется работа дизельного двигателя. В ходе такой диагностики работы форсунок дизеля автоматика будет поэтапно замерять все параметры и характеристики форсунки, это даст понимание причин и проблем.

Далее форсунка направляется в ультразвуковую ванну для того, чтобы убрать нагар и кокс. Далее деталь отправляется на специальный стенд, где ее разберут для последующего ремонта.

Диагностика своими руками

Можно выполнить своими руками диагностику форсунок дизеля Common Rail. Для этого есть два пути – проверка форсунок на рампе и самодельном стенде, проверка на двигателе.

Судя по отзывам, проще всего тестировать работу форсунок на моторе без ее снятия. Для этого двигатель должен работать на холостом ходу. Затем владелец по очереди должен выкручивать распылители. Если после снятия распылителя работа мотора стала хуже, то форсунка исправна. Так методом исключения можно найти неработающую форсунку – при откручивании распылителя работа двигателя не изменится.

Также можно проверить форсунки на утечки непосредственно на двигателе. Для этого понадобятся специальные пластиковые емкости и соединительные шланги. Шланги соединяются с форсунками. Емкости следует подвесить вертикально.

Далее заводят мотор и начинают наблюдение. Если одна из подготовленных прозрачных емкостей будет наполнятся быстрее, чем другие, то вот она проблема. При анализе форсунок следует следить, чтобы емкости не наполнялись больше чем на три четверти. Норма при таком тестировании – это разница в 10 %. Если разница в объеме топлива больше, то нужно искать утечку.

Такой способ диагностики простой и эффективный, однако не всегда проблема связана именно с утечками.

Заключение

Вот так выполняется диагностика дизель-форсунок. Ремонт подразумевает очистку ультразвуком, а также замену изношенных элементов. Проверяют каждую шайбу, ход соленоида, стопорные кольца, промеряют все втулки. Все, что изношено, меняется на новое.

labuda.blog

Ремонт механических форсунок непосредственного впрыска | Сервис Форсунок

Вначале дизельные двигатели были не особо привлекательны для автолюбителей. Это были шумные и не сильно резвые агрегаты. Они использовались в основном на тяжелой технике и коммерческих автомобилях. Несмотря на их экономность не каждый хотел ездить на «тракторе» и поэтому покупали автомобили с бензиновыми двигателями. Но потом дизель все-таки доказал свою актуальность и практичность. На сегодняшний день более 60% европейского рынка легковых пассажирских автомобилей составляют дизеля.

Первым вариантом дизельных форсунок были форкамерные форсунки. Позже двигатели стали комплектоваться механическими форсунками непосредственного впрыска. Они оказались более удачным изобретением. Особенно это касается двухпружинных форсунок. Но в целом и форкамерные и механические форсунки непосредственного впрыска зарекомендовали себя как надежные рабочие лошадки.

Все гениальное – просто

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

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

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


 

Основные дефекты в работе дизелей с механическими форсунками

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

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

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

Классическая механическая форсунка имеет следующую конструкцию:

Принцип работы

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

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


 

Поломки механических форсунок

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

Распылитель

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

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

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

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

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

Проставка

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

Грибок

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

Пружина

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

Корпус

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

Гайка

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


 

Форсунки с датчиком подъема иглы

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

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

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


 

Двухпружинные форсунки

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

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


 

Ремонт механических форсунок

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

remontforsunok.com

устройство, давление, принцип работы, виды и типы

2744 Просмотров

Ни для кого не секрет, что в автомобиле есть топливная система, в которую входит много агрегатов и устройство. В данной статье речь пойдет о насос-форсунках для дизельного двигателя. Это оборудование служит для того, чтобы подавать топливо в камеру сгорания. Насос-форсунки считаются самым проблемным оборудованием двигателя машины. Дело в том, что они часто забиваются, и их нужно постоянно прочищать, иначе мотор станет терять мощность, и топливо будет сгорать не полностью. Название насос-форсунка произошло из-за того, что это оборудование работает по принципу насоса.

Строение и разновидности

На самом деле это оборудование различается только по принципу, по которому подается топливо в цилиндры. Устройство форсунок для дизеля весьма схоже, но не стоит забывать о таких версиях, как пьезофорсунки. Эти детали очень прихотливы к качеству топлива, что значительно снижает ресурс.

Независимо от вида привода иглы, топливо в цилиндры попадает под давлением, это является обязательным условием. Помимо этого, не меняется принцип работы насоса. Во всех форсунках топливо накачивается по принципу насоса.

Как уже сказано существуют разновидности насос-форсунок для дизельного мотора.

  1. Первый вид – это электромагнитный. Здесь игла работает благодаря установленному специальному клапану.
  2. Второй вид – это пьезоэлектрический, здесь движение иглы происходит посредством закона гидравлики.

Второй вид появился немного позже, чем первый, но сейчас используется чаще. Происходит это потому, что впрыск этого типа происходит в разы быстрее, из-за чего двигатель выдает больше мощности.

Этот вид больше механический, потому что здесь нет нужды в электронике. Следует отметить, что форсунки для дизельного мотора не отличаются от подобного устройства для бензинового мотора. Какие виды форсунки поставить на автомобиль, выбирает производитель, исходя из многих параметров автомобиля.

Основной задачей этого оборудования для дизельного двигателя является своевременный впрыск под нужным давлением и регулировка дозы топливной смеси, которая попадет в цилиндры. Насос создает высокое давление, благодаря этому форсунка распыляет дизельное топливо по всей плоскости цилиндра. Сколько топлива нужно двигателю, определяется системой, которая отслеживает показатели двигателя.

Это оборудование состоит из нескольких агрегатов, которые выполняют свою строго определенную задачу. В состав дизельных форсунок входят: плунжер, клапаны управления, игла распылителя, обратный клапан и запорный поршень. Плунжер создает такое давление в корпусе этого оборудования, какое необходимо для качественного распыла. Распыл нужен, чтобы мотор лучше сжигал топливо.

Движется плунжер за счет вращения коленчатого вала, а возвращается на место за счет специальной пружины. Игла здесь нужна для того, чтобы топливо попадало именно в камеру сгорания, это очень важно, так происходит полное сгорания топливной смеси. На игле тоже установлена пружина, чтобы игла возвращалась на место в нужное время. Давление этой пружины зависит от давления внутри оборудования. Клапаны управления в этом оборудовании нужны для контролирования этапов впрыска.

Стадии впрыска

Для того, чтобы топливо попадало быстрее и равномерно, впрыск производится в три стадии.

  1. Первая стадия — это предварительный впрыск.
  2. Вторая стадия — это основный впрыск.
  3. Третья стадия — это дополнительный впрыск.

Первая стадия нужна для того, чтобы основной впрыск прошел нормально, и не осталось излишек топлива в камере сгорания. Третья стадия нужна для того, чтобы очистить выхлопы от сажи.

Как известно раньше дизельные двигатель были громкими, и от них было много выхлопных газов черного цвета. Именно поэтому была придумана такая система впрыска топлива. Многие задаются вопросом, а почему бы не перестать вообще выпускать двигатели на дизеле, они же такие вредные и громкие. Дело в том, что дизельные моторы намного мощнее бензиновых двигателей. Сегодня дизельные моторы выбрасывают в атмосферу примерно одинаковое количество отходов.

Принцип работы насоса – форсунки для дизельного топлива основан на том, что топливо подается насосом из бака в топливный трубопровод и уже оттуда за счет движения плунжера заполняет магистрали в корпусе форсунки. После заполнения плунжер закрывается, и в форсунке повышается давление. Когда давление становится 13 МПа, открывается игла, и топливо попадает в камеру сгорания. Принцип работы настолько прост, что люди могут улучшать этот механизм постоянно. Таким образом, придумали трехуровневую систему впрыска, которая помогла очистить выхлопные газы. Для того, чтобы контролировать этапы впрыска, были придуманы специальные клапаны.

Принцип работы форсунки основан на том, что игла открывается в определенный момент. Этот момент определяет сам двигатель и подает сигналы датчикам, которые дают сигналы блоку управления, и игла открывается.

Такой способ привода иглы был в первом типе, в котором принцип работы основан на электрическом моторе. Во втором типе форсунок движение иглы осуществляется за счет давления в оборудовании. Оно регулируется мотором, это означает, что, когда мотор выдает больше мощности, он требует больше топлива, для этого он быстрее создает нужное давление в оборудовании и потребляет топливо. Эти типы больше механические, потому что здесь электроника не нужна вовсе.

Достоинства и недостатки

  • Как правило, все механизмы и устройства форсунки имеют ряд достоинств и недостатков. К достоинствам можно отнести самостоятельную регулировку впрыска топлива. Карбюратор, который был до этой системы, приходилось настраивать самостоятельно.
  • Вторым достоинством считаются минимальные выбросы в атмосферу.
  • Третьим достоинством является то, что увеличивается мощность двигателя, ведь в двигатель поступает ровно столько топлива, сколько ему нужно.
  • Четвертым плюсом системы считается то, что двигатель заводится в любое время года и при любых погодных условиях.
  • Пятый минус состоит в том, что в отличие от карбюраторного мотора, этот реже нуждается в очистке и динамичнее разгоняется.

Но у системы есть и недостатки.

  • Главным недостатком является потребность в топливе. Под этим понимается то, что расход больше чем у карбюраторного мотора, но заметен он только при условии, если в бак залито высококачественное топливо. Если в баке 92 бензин, то это практически не скажется на расходе топлива.
  • Вторым недостатком считается то, что блок управления может прийти в негодность даже после падения. Это грозит дорогим ремонтом.
  • Ну и третий недостаток заключается в стоимости за ремонт. Дело в том, что если будет неисправен блок управления, то машина просто не заведется. Чаще всего на автомобиль приходится покупать новый блок управления и прошивать его под свою машину. Процедура эта дорогостоящая, поэтому это является существенным недостатком.

Уход

Чтобы не довести до замены форсунок, за ними нужно своевременно ухаживать. Делать это можно самостоятельно или же отогнав машину на станцию технического обслуживания. Для того, чтобы самостоятельно провести должный уход, нужно знать их состояние.

Чаще всего во время ухода прочищаются жиклеры. Они забиваются из-за того, что в топливе содержится много лишнего мусора. В системе автомобиля предусмотрены фильтры, которые время от времени нужно менять, чтобы не прочищать топливные форсунки. Поэтому замена фильтров тоже считается уходом за топливной системой. Жиклеры могут забиваться в три этапа.

  1. Первый этап — это, когда они засорены несильно, и их можно прочистить воздухом.
  2. Второй этап – это, когда потребуется снять топливные форсунки и положить в специальную ванну с раствором, отправить в камеру с ультразвуком. Второй способ применяется, когда жиклеры засорены настолько, что автомобиль не заводится.

Третий способ, самый простой и используется для профилактики. Принцип очистки заключается в том, чтобы заливать специальные присадки в бак, чтобы прочищалась вся система. Делать это нужно примерно 3 раза в год.

Резюме

Прогресс не стоит на месте, и производители автомобиля разработали новую систему впрыска. Этот способ полностью автоматизирован и водителю ничего не приходится настраивать вручную. Основным элементом впрыска этого топлива являются форсунки. Они отвечают за то, чтобы топливо попадало в камеру сгорания в нужный момент. Рабочие форсунки правильно выполняют эту работу, поэтому двигатель едет ровно и на полной мощности. Независимо от этого, за ними нужен уход и постоянное контролирование.

portalmashin.ru

Как устроены дизельные форсунки?

Как известно, для работы двигателя внутреннего сгорания нужен кислород и топливо в определенной пропорции. Сам процесс подачи горючего отличается у бензиновых и дизельных автомобилей. В последнем случае роль впрыска выполняют форсунки. Дизельные двигатели оснащаются разными типами данных элементов. В сегодняшней статье мы рассмотрим, что собой являют данные форсунки, каких типов бывают и поддаются ли они ремонту.

Характеристика

Итак, начнем с определения. Форсунки дизельных двигателей – это элемент системы питания, что обеспечивает подачу топлива в камеру сгорания цилиндра. Механизм производит факельный распыл смеси в надпоршневом объеме.

Также форсунки дизельные производят дозирование топлива. В процессе работы элемент может открываться и закрываться до тысячи раз в минуту.

Типы

Различают несколько видов данных механизмов:

  • Электрогидравлические.
  • Пьезоэлектрические.

Как работают и устроены данные элементы в дизельном двигателе? Ниже мы рассмотрим особенности каждого из них.

Электрогидравлические

Эти форсунки дизельных двигателей устанавливаются на автомобили с впрыском типа «Коммон Рейл». Устройство данного механизма предполагает наличие таких элементов:

  • Камера управления.
  • Сливной и впускной дроссель.
  • Электромагнитный клапан.

Как работают электрогидравлические дизельные форсунки? Их алгоритм действия основан на использовании давления топлива при впрыске и его прекращении. Так, в исходном состоянии клапан форсунки закрыт и обесточен. А игла механизма плотно прижата к седлу под давлением топлива. В таком положении впрыск горючего не осуществляется в цилиндры.

Управляется форсунка от электроники. Специальный блок управления формирует сигнал, который поступает на электромагнитный клапан. В это время открывается сливной дроссель форсунки дизельной. Топливо вытекает через него и попадает на сливную магистраль. Впускной дроссель преграждает быстрое выравнивание давлений во впускной магистрали и камере управления. Далее игла поднимается относительно седла и горючее попадает в камеру. Затем от силы давления оно воспламеняется, и происходит рабочий ход. Сама форсунка возвращается в исходное положение. Далее цикл работы механизма повторяется.

Пьезоэлектрические

Данные форсунки имеют более усовершенствованную конструкцию. Основной плюс пьезоэлектрических форсунок заключается в их быстроте реагирования. Электромагнитный клапан механизма срабатывает в четыре раза быстрее, нежели у гидравлических аналогов. Это дает возможность производить многократный впрыск горючего за один цикл. Пьезофорсунка устанавливается на системы «Коммон Рейл» нового поколения.

Управление данным механизмом основано на изменении длины пьезокристалла под определенным напряжением. В конструкцию пьезоэлектрических форсунок входит:
  • Толкатель.
  • Игла.
  • Переключающий клапан.
  • Пьезоэлемент.

Все это размещено в небольшом корпусе. Принцип работы элемента основан на использовании гидравлики. Как и в предыдущем случае, иголка посажена на седло за счет давления топлива. Но как только в механизм поступает сигнал, увеличивается длина пьезоэлемента. Так происходит открытие переключающего клапана. Дизтопливо проникает в сливную магистраль.

Иголка благодаря высокому давлению, что образовалась в нижней части, поднимается. Таким образом осуществляется впрыск топлива. Такты сжатия, рабочего хода и выпуска аналогичны. А вот количество дизеля, что впрыскивается, определяется давлением горючего в топливной рампе и длительностью воздействия на пьезоэлектрический элемент.

Ремонт

Основные элементы, выходящие из строя, — это:

  • Мультипликатор. Является основным элементом «бошевской» форсунки. Состоит из штока и седла. Последний элемент изнашивается и разбивается. Также вырабатывается и шток. И если седло реставрируется, то производить ремонт дизельных форсунок с разбитым штоком не представляется возможным. Эта деталь восстановлению не подлежит. В таком случае мультипликатор подлежит замене.
  • Распылитель. Производитель «Бош» дает гарантию на его безотказную работу в течение ста тысяч километров. Но в наших условиях распылитель выхаживает намного меньше. Он начинает заклинивать либо переливать топливо в цилиндр. Как решается данный вопрос? В большинстве случаев помогает чистка дизельных форсунок ультразвуком (поскольку они загрязняются на нашем топливе). Но если эта операция не помогла, распылитель меняется на новый.

Ремонт дизельных форсунок может и не потребоваться вашему автомобилю. Достаточно осуществить правильную регулировку. Но предварительно осуществляется проверка дизельных форсунок на специализированном оборудовании. Суть регулировки проста.

Она заключается в выставлении хода электромагнитного клапана и шарика. Зазор корректируется при помощи регулировочных шайб. В зависимости от типа форсунки, ход шарикового элемента может составлять от 0,025 до 0,07 миллиметра. После этого выставляется ход клапана. Стоит отметить, что данные операции выполняются на специализированных станциях технического обслуживания. В домашних условиях произвести такую операцию невозможно.

Заключение

Форсунка – важный элемент любого дизельного автомобиля. От его исправности зависит работа всего двигателя. Поэтому важно вовремя осуществлять диагностику и при необходимости ремонт дизельных форсунок. Однако устройство данного механизма не позволяет производить подобные работы самостоятельно.

fb.ru

Назначение форсунок дизельного двигателя. — Студопедия.Нет

1. Форсунка обеспечивает впрыскивание топлива под определенным давлением, распыливание топлива и четкую отсечку подачи в конце впрыскивания.

2. Форсунка обеспечивает впрыскивание топлива под небольшим давлением, распыливание топлива: и четкую отсечку подачи в конце впрыскивания.

 

Типы форсунок, применяемых на дизельных двигателях.

1. На дизелях применяют форсунки открытые и закрытые, с распылителем, имеющим одно отверстие (сопло) или несколько.

2. На дизелях применяют только закрытые форсунки, они могут быть штифтовые или бесштифтовые.

3. На дизельных двигателях могут применятся все варианты форсунок, указанные в ответах 1 и 2.

 

Устройство форсунки дизельного двигателя.

1. Колпак, регулировочный винт, контргайка, пружина, сетчатый фильтр, штуцер для подсоединения топливопровода.

2. Штанга, корпус форсунки, игла распылителя, корпус распылителя, гайка распылителя.

3. В устройство форсунки дизельного двигателя входят все детали, указанные в ответах 1 и 2.

 

Работа форсунки дизельного двигателя.

1. Топливо подводится к форсунке в кольцевую полость, расположенную под утолщенной частью иглы, и давит на нижний конус иглы. Сопла распылителя открываются тогда, когда давление топлива в полости и на нижнем конусе иглы превысит сопротивление пружины. В этот момент топливо впрыскивается в камеру сгорания.

2. При движении плунжера вверх внутреннее пространство гильзы наполняется топливом. При движении плунжера вниз верхняя кромка плунжера перекрывает впускное отверстие гильзы, после этого давление топлива резко возрастает, топливо поднимает нагнетательный клапан и поступает в топливопровод.

 

Регулирование давления впрыска топлива форсункой на дизельном двигателе.

1. Регулирование давления впрыска топлива форсункой на дизельном двигателе осуществляется за счет ТНВД

2. Затяжка пружины изменяется регулировочным винтом при ослабленной контргайке. Более сильная затяжка пружины приводит к повышению давления и запаздыванию впрыскивания, а менее сильная — к уменьшению давления и опережению впрыскивания.

3. Регулирование давления впрыска топлива форсункой на дизельном двигателе не осуществляется.

 

Назначение регуляторов частоты вращения коленчатого вала, применяемых на дизельных двигателях.

1. Регулятор частоты вращения коленчатого вала изменяет подачу топлива в зависимости от оборотов двигателя.

2. Регулятор частоты вращения коленчатого вала изменяет подачу топлива в зависимости от нагрузки двигателя, поддерживая заданную частоту вращения коленчатого вала.

3. Регулятор частоты вращения коленчатого вала изменяет обороты двигателя в зависимости от положения педали управления подачей топлива.

 

Типы регуляторов частоты вращения коленчатого вала, применяемых на дизельных двигателях.

1. На автотракторных дизелях применяются однорежимные регуляторы частоты вращения коленчатого вала.

2. На автотракторных дизелях применяются двухрежимные и всережимные регуляторы частоты вращения коленчатого вала.

3. На автотракторных дизелях применяются однорежимные, двухрежимные и всережимные регуляторы частоты вращения коленчатого вала.

 

Устройство всережимного регулятора

1. Грузы, муфта, болт номинальной подачи топлива, основной и промежуточный рычаги, рейка насоса, пружины регулятора обогатителя, винт максимальной частоты вращения, винт прекращения подачи топлива, рычаг управления подачей топлива.

2. Ведомая полумуфта, ось груза, пружина, ведущая полумуфта, корпус, па­лец ведущей полумуфты, груз, проставка.

3. Толкатель, пружины, крышка, нагнетательный клапан, седло, гильза, болт регулировочный.

 

Работа всережимного регулятора

1. При пуске двигателя грузы регулятора под действием центробежной силы расходятся и выступами перемещают муфту, а вместе с ней промежуточный рычаг и рейку назад, уменьшая подачу топлива.

2. Если нагрузка в среднем постоянная, то между усилием пружины регулятора и центробежной силой грузов устанавливается равновесие, частота вращения коленчатого вала при этом номинальная. При изменении внешней нагрузки равновесие нарушается, промежуточный рычаг перемещается вместе с рейкой насоса, изменяя подачу топлива, и равновесие восстанавливается снова.

3. Если двигатель перегружен, то частота вращения коленчатого вала падает, центробежная сила грузов ослабевает настолько, что пружина корректора, упираясь с помощью штока в основной рычаг, перемещает промежуточный рычаг и рейку вправо, дополнительно повышая подачу топлива. При этом растет вращающий момент двигателя и преодолевается перегрузка.

4. Работа всережимного регулятора осуществляется по тем принципам, которые указаны в ответах 1 — 3.

 

studopedia.net

Насос-форсунка дизельного двигателя: устройство и принцип работы

Автомобили 14 апреля 2017

Требования, которые предъявляются к современным дизельным моторам в отношении мощности, экономичности и экологичности, становятся все выше. Чтобы эти требования удовлетворить, следует обеспечить хорошее смесеобразование. Для этого моторы оснащаются современными и эффективными системами впрыска топлива. Они способны не только обеспечить мельчайший распыл за счет более высокого давления, но также с высокой точностью регулируют момент впрыска и количество подаваемого в цилиндры горючего. Такая система существует и полностью удовлетворяет всем тем высоким требованиям. Это насос-форсунка дизельного двигателя. Представляет собой отдельный элемент впрыска для каждого цилиндра в двигателе. Деталь управляется электронным блоком.

Идеи Дизеля

О создании узла, в котором бы объединялась форсунка и топливный насос, задумывался сам создатель этих двигателей – Рудольф Дизель.

Это позволило бы уйти от топливных магистралей и трубопроводов высокого давления, тем самым повысив впрысковое давление. Но во времена Дизеля еще не существовало таких возможностей, которые есть сегодня.

Описание системы

Насос-форсунка дизельного двигателя – это насос для подачи горючего и форсунка, которая объединена в одном узле. Как и в ТНВД с форсунками, впрыск на базе этих элементов может выполнять определенные задачи. Система создает достаточное давление, подает определенную порцию топливной смеси в нужный момент. Для каждой камеры сгорания предназначен отдельный насос. Именно поэтому сейчас можно встретить двигатели, где отсутствуют топливные магистрали высокого давления, что есть на силовых агрегатах с ТНВД.

Исторические факты

Эта система впрыска – не новая разработка. Насос-форсунка дизельного двигателя устанавливалась на автомобили в конце 30-х годов. Впервые конструкция была опробована на дизельных двигателях для железнодорожной, морской, а также грузовой техники. Всю эту технику объединяло одно – небольшая скорость. Особенности этих двигателей — в наличии отдельного насоса на каждый цилиндр и в коротких напорных линиях, которые идут к форсунке. Приводом для элементов служат толкатели и буферы.

Серийно стали применять такие системы на грузовиках с 1944 года. На легковых авто – с 1988 года. В 1938 году компанией «Детройт-Дизель», которая принадлежала тогда концерну «Дженерал Моторс», был создан первый такой агрегат, в котором и применялась система питания дизельного двигателя с насос-форсунками. Несмотря на то, что устройство было разработано в США, конструкции такого типа разрабатывались также и в СССР.

Первые моторы ЯАЗ-204 оснащались такими форсунками уже в 1947 году. Но производились эти узлы по лицензии «Детройт-Дизель». Этот силовой агрегат, а затем и модифицированный шестицилиндровый двигатель производился до 1992 года.

В 1994 году устройство и работа насос-форсунки дизельного двигателя были замечены инженерами «Вольво». Компания выпускает первое грузовое авто Fh22 с форсунками такого типа. Затем такими же узлами начнут оснащать свои грузовики «Скания» и «Ивеко».

Среди легковых автомобилей впервые эту систему начали использовать на «Фольксвагенах». Насос-форсунка дизельного двигателя «Фольксваген» появилась в 1998 году. В конце 90-х моторы с такой системой заняли 20 % автомобильного рынка.

Устройство

Итак, рассмотрим, что представляет собой насос-форсунка дизельных двигателей. Устройство ее чрезвычайно просто. В корпусе узла находится непосредственно форсунка, дозирующий узел, а также силовая часть. Благодаря этому силовому приводу насос-форсунка имеет определенные преимущества перед традиционными системами. Так, значительно сокращается время движения горючей жидкости под высоким давлением. Также увеличивается гидравлическая эффективность и уменьшается масса.

Форсунки последнего поколения оснащены насосами, способными выдавать достаточно высокое давление (до 2 500 бар). Они могут мгновенно реагировать на команды ЭБУ, который собирает и анализирует текущую информацию от внешних датчиков. По этим данным и определяется необходимое количество смеси и время впрыска. Это дает возможность получить оптимальные значения по мощности при заданных рабочих режимах. Кроме этого, узлы помогают экономить дизельное топливо, что позволяет снизить до минимума вредные выбросы в атмосферу и способствуют снижению шума от работающего мотора. Ну и наконец устройство очень компактно и может размещаться в ГБЦ. Туда же можно установить другие детали и узлы.

Форсунка создана таким образом, чтобы обеспечивать наиболее эффективное смесеобразование. Для этого инженеры предусмотрели фазы – это предварительный, основной и дополнительный впрыск. Предварительный дает плавное сгорание в момент основной фазы, когда обеспечивается качественное образование рабочей смеси в разных режимах работы двигателя. Дополнительный необходим для регенерационных процессов в сажевом фильтре.

Принцип действия механической форсунки

Насос-форсунка дизельного двигателя установлена непосредственно в ГБЦ. На распредвале имеется четыре специальных кулачка. Они служат для запуска привода форсунок. При помощи коромысел усилие передается на насос-форсунки посредством плунжеров.

Приводной кулачок имеет специальный профиль, который обеспечивает резкий подъем вверх, а затем медленное опускание коромысла. Когда последнее поднимется, плунжер быстро прижимается вниз. За счет этого создается нужное давление. При медленном опускании коромысла вниз, плунжер идет вверх. Благодаря этому горючее попадает в камеры с высоким давлением без пузырьков воздуха.

Сам процесс впрыска проходит тогда, когда будет подано управляющее напряжение от ЭБУ на электромагнитный клапан.

Фазы впрыска

Разберем подробней принцип работы насос-форсунки дизельного двигателя. Когда под воздействием коромысла плунжер двигается вниз, горючая смесь перетекает по каналам в форсунки. Когда клапан закрывается, поток дизеля отсекается. Давление начинает расти. Когда оно достигнет уровня в 13 мПа, распылительная игла преодолеет усилие пружины. После этого начнется предварительная фаза впрыска.

Как только клапан начнет открываться, предварительная фаза заканчивается, а топливная смесь направляется по питающей магистрали. Давление начинает падать. В зависимости от режима работы двигателя, может выполняться одна либо две предварительных фазы.

Когда плунжер движется вниз, начинается такт основного впрыска. Клапан вновь закрывается, давление горючего снова растет. При достижении уровня в 30 мПа, распылительная игла преодолеет силу давления и поднимается вверх, тем самым запуская процесс впрыска. Чем выше поднимается давление, тем больше горючего будет сжато. Количество дизеля и воздуха, которое сможет попасть в цилиндр, увеличивается.

Максимальная подача (а она осуществляется при работе мотора в режиме пиковой мощности), выполняется при давлении в 220 мПа. Завершает этап основного впрыска открытие клапана. Давление падает, игла закрывается.

Дополнительная фаза впрыска выполняется, когда плунжер далее двигается вниз. Принцип работы устройства на этом этапе такой же, как и основной впрыск. Чаще алгоритм выполняется в два этапа.

Если рассмотреть устройство насос-форсунки дизельного двигателя ТДИ, то она может оснащаться датчиком, следящим за подъемом иглы. Положение иглы нужно блоку управления, где топливные насосы также управляются электроникой.

Преимущества

Тогда как в системе «Коммон рейл» применяется аккумуляторный впрыск, насос-форсунка осуществляет подачу топливной смеси под более высоким давлением за счет отсутствия длинных магистралей.

Они часто могут разрушаться в процессе эксплуатации автомобиля. Это слабое звено в классических системах питания. Насос-форсунка позволяет подать в камеру сгорания больше топлива. При этом распыление будет эффективней. Моторы, оснащенные такими узлами, отличаются большей мощностью.

Кроме этого, двигатели с таким впрыском работают менее шумно, чем их аналоги. Но с «Коммон рейл» или ТНВД насос-форсунка все равно будет компактней.

Недостатки

Но существуют и недостатки. Самый серьезный минус – высокая требовательность к качеству горючего. Достаточно малейшего засора, чтобы система прекратила свою работу. Второй минус – это цена.

Ремонтировать этот точный узел вне заводских условий практически невозможно. Еще одни недостаток – при воздействии большого давления эти узлы частенько разбивают посадочные гнезда в блоке двигателя.

Как обслуживать насос-форсунки?

Как видно, эти узлы очень требовательны к качеству дизеля, а оно в нашей стране и в СНГ далекое от высокого. Чтобы не пришлось часто менять этот дорогостоящий элемент, рекомендуется регулярно менять топливные, воздушные и все прочие фильтры, приобретать оригинальные расходные материалы.

О промывках

Нередко автовладельцы интересуются, как промыть насос-форсунки на дизельном двигателе. Специалисты промывать не рекомендуют – это нехорошо для любой форсунки. Лучше заменить фильтры и заправляться на проверенных заправках.

Промывка на стенде подойдет, если есть некачественное распыление – неустойчивый холостой ход и похожие проблемы. Промывать в УЗ ванне допускается при полном залипании иглы. Если форсунка льет, то здесь уже ничего не поможет. Для промывки можно использовать популярные сейчас средства «ЛАВР» и «ВИНС».

В целом, если форсунка не работает, лучше провести ТО и выполнить замену деталей, которые вышли из строя. Промывка помогает лишь в случае, если узел хоть как-нибудь, но работает.

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет насос-форсунка дизельного двигателя и каково ее устройство. Как видите, это неотъемлемый элемент системы питания дизельных ДВС. Он имеет более технологичную конструкцию, однако очень требователен к качеству топлива.


Источник: fb.ru

monateka.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о