Устройство и работа форсунки – Устройство и конструкция форсунок

Содержание

Устройство электромагнитной форсунки

 

Форсунка (инжектор), является основным элементом системы впрыска.

Назначение форсунки

Дозированная подача топлива, распыление его в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси. Форсунки нашли свое применение в системах впрыска бензиновых и дизельных двигателей. На современных автомобилях устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска.

Виды форсунок

Форсунки различаются в зависимости от способа осуществления впрыска топлива. Давайте рассмотрим основные виды форсунок:

  • Электромагнитные форсунки;
  • Электрогидравлические форсунки;
  • Пьезоэлектрические форсунки.

Устройство электромагнитной форсунки

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

Электромагнитная форсунка нашла свое применение на бензиновых двигателях, в том числе оборудованных системой непосредственного впрыска. Электромагнитной форсунка имеет простую конструкцию, которая включает электромагнитный клапан с иглой и соплом.

Как работает электромагнитная форсунка

Работа электромагнитной форсунки осуществляется в соответствии с заложенным алгоритмом в электронный блок управления. Электронный блок в определенный момент подает напряжение на обмотку возбуждения клапана. Вследствие этого создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло форсунки, после чего производится впрыск топлива. Когда напряжение исчезает, пружина возвращает иглу форсунки обратно на седло.

Устройство электрогидравлической форсунки

1 — сопло форсунки; 2 – пружина; 3 — камера управления; 4 — сливной дроссель; 5 — якорь электромагнита; 6 — сливной канал; 7 — электрический разъем; 8 — обмотка возбуждения; 9 — штуцер подвода топлива; 10 — впускной дроссель; 11 – поршень; 12 — игла форсунки.

Электрогидравлическая форсунка применяется на дизельных двигателях. Электрогидравлическая форсунка включает электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели.

Как работает электрогидравлическая форсунка

Работа электрогидравлической форсунки основана на использовании давления топлива при впрыске. В обычном положении электромагнитный клапан закрыт и игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления. Давление топлива на иглу меньше давления на поршень, благодаря этому впрыск топлива не происходит.

Когда электронный блок управления дает команду на электромагнитный клапан, открывается сливной дроссель. Топливо вытекает из камеры управления через сливной дроссель в сливную магистраль. Впускной дроссель препятствует выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали, вследствие чего давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу форсунки не изменяется. Игла форсунки поднимается и происходит впрыск топлива.

Устройство пьезоэлектрической форсунки

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

Пьезофорсунка(пьезоэлектрическая форсунка) является самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива в современных автомобилях. Форсунка применяется на дизельных двигателях с системой впрыска Common Rail. Основные преимущества пьезоэлектрической форсунки в точности дозировки и быстроте срабатывания. Благодаря этому пьезофорсунка обеспечивает многократный впрыск на протяжении одного рабочего цикла.

Как работает пьезофорсунка (пьезоэлектрическая форсунка)

Работа пьезофорсунки основана на изменении длины пьезокристалла при подачи напряжения. Пьезоэлектрическая форсунка состоит из: корпуса, пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана и иглы.

Пьезофорсунка работает по гидравлическому принципу. В обычном положении игла прижата к седлу силой высокого давления топлива. Электронный блок подает электрический сигнал на пьезоэлемент и его длина увеличивается, воздействуя на поршень толкателя, открывает переключающий клапан и топливо поступает в сливную магистраль. Давление над иглой падает, и за счет давления в нижней части игла поднимается, что приводит к впрыску топлива. Количество впрыскиваемого топлива зависит от длительности воздействия на пьезоэлемент и давления топлива в топливной рампе.

www.autoezda.com

Виды и конструкция форсунок систем впрыска

________________________________________________________________

_______________________________________________________________

Виды и конструкция форсунок систем впрыска

Форсунка (или инжектор), являясь
конструктивным элементом системы впрыска, предназначена для
дозированной подачи топлива, его распыления в камере сгорания
(впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси.

Форсунка используется в системах впрыска как бензиновых, так и
дизельных двигателей. На современных двигателях устанавливаются
форсунки с электронным управлением впрыска.

В зависимости от способа осуществления впрыска различают следующие
виды форсунок: электромагнитная, электрогидравлическая и
пьезоэлектрическая.

Электромагнитная форсунка

Электромагнитная форсунка устанавливается, как правило, на
бензиновых двигателях, в т.ч. оборудованных системой
непосредственного впрыска. Форсунка имеет достаточно простое
устройство, включающее электромагнитный клапан с иглой и сопло.

Её работа осуществляется следующим образом. В соответствии с
заложенным алгоритмом электронный блок управления обеспечивает в
нужный момент подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана.

При этом создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие
пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло. Производится
впрыск топлива. С исчезновением напряжения, пружина возвращает иглу
форсунки на седло.

Электрогидравлическая форсунка
bosch

Рис.4. Устройство и компоненты электрогидравлической
форсунки Бош

1 – отводящий дроссель; 2 – игла; 3 – распылитель; 4 – пружина
запирания иглы; 5 – поршень управляющего клапана; 6 – втулка поршня;
7 – подводящий дроссель; 8 – шариковый управляющий клапан; 9 – шток;
10 – якорь; 11 – электромагнит; 12 – пружина клапана

Электрогидравлическая форсунка используется на дизельных двигателях,
в т.ч. оборудованных системой впрыска Common Rail. Конструкция
данной модели объединяет электромагнитный клапан, камеру управления,
впускной и сливной дроссели.

Принцип работы электрогидравлической форсунки bosch основан на
использовании давления топлива, как при впрыске, так и при его
прекращении.

В исходном положении электромагнитный клапан
обесточен и закрыт, игла форсунки прижата к седлу силой давления
топлива на поршень в камере управления.

Впрыск топлива не происходит. При этом
давление топлива на иглу ввиду разности площадей контакта меньше
давления на поршень.

По команде электронного блока управления срабатывает
электромагнитный клапан, открывая сливной дроссель. Топливо из
камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль.

При этом впускной дроссель препятствует быстрому выравниванию
давлений в камере управления и впускной магистрали. Давление на
поршень снижается, а давление топлива на иглу не изменяется, под
действием которого игла поднимается и происходит впрыск топлива.

Общий вид форсунки системы Бош Комон Рейл показан на рисунке 4.
Форсунка состоит из: электромагнита, якоря электромагнита,
маленького шарикового управляющего клапана, запорной иглы,
распылителя, поршня управляющего клапана и подпружиненного штока.

Шарик клапана прижимается к седлу с усилием пружины и
электромагнита. Сила пружины рассчитана на давление до 100 кг/см2,
что значительно ниже давления в линии высокого давления (250…1800
кг/см2), поэтому только при приложении усилия электромагнита
шариковый клапан не отойдет от седла, отделяя аккумулятор от линии
слива.

Игла распылителя форсунки в нерабочем состоянии прижимается к седлу
пружиной распылителя – это предотвращает попадание воздуха в
форсунку при пуске двигателя.

В отличие от бензиновых электромеханических форсунок, в форсунках
Common Rail электромагнит при давлении 1350-1800 кгс/см2 не в
состоянии поднять запорную иглу, поэтому используется принцип
гидроусиления.

Принцип действия электрогидравлической
форсунки bosch

При создании давления в аккумуляторе, оно действует как на конусную
поверхность иглы, так и на поршень управляющего клапана 5. Поскольку
площадь рабочей поверхности поршня на 50% больше площади конусной
поверхности иглы, игла распылителя продолжает прижиматься к седлу.

При подаче напряжения от блока управления на электромагнит 11, шток
9 якоря штока поднимается и открывается шариковый управляющий клапан
8.

Давление в камере управления 7 падает в
результате открытия дроссельного отверстия и топливо пропускается из
зоны над поршнем управляющего клапана в зону слива.

Давление на поршень управляющего клапана падает, так как подводящее
дроссельное отверстие управляющего клапана имеет меньшее сечение,
чем отводящее.

Запорная игла 2 при этом под действием высокого давления в кармане
распылителя 3 открывается. Количество подаваемого топлива зависит от
времени подачи напряжения в электромагнит 11, а значит от времени
открытия шарикового управляющего клапана 8.

При прекращении подачи напряжения на электромагнит 11, якорь под
действием пружины опускается вниз, при этом шариковый управляющий
клапан закрывается, давление в камере управления восстанавливается
через специальный жиклер.

Под действием давления топлива на поршень управляющего клапана 5,
имеющего диаметр больше диаметра иглы, последняя закрывается.

На входе топлива в форсунку Бош установлен аварийный ограничитель
подачи топлива. Он предотвращает опорожнение аккумулятора через
форсунку с зависшей иглой или клапаном управления, а также
повреждение соответствующего цилиндра дизеля.

В нем используется принцип возникновения разницы давлений по обе
стороны от клапана 1 при прохождении топлива через его жиклеры 2.
Сечение жиклеров, затяжка пружины 3 и диаметр клапана подобраны по
максимальной продолжительности и расходу, т.е. подаче топлива.

Пьезоэлектрическая форсунка

Самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива,
является пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка). Форсунка
устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой
впрыска Common Rail.

Преимуществами пьезофорсунки являются быстрота срабатывания (в 4
раза быстрее электромагнитного клапана), и как следствие возможность
многократного впрыска топлива в течение одного цикла, а также точная
дозировка впрыскиваемого топлива.

Это стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в
управлении форсункой, основанного на изменении длины пьезокристалла
под действием напряжения. Конструкция пьезоэлектрической форсунки
включает пьезоэлемент, толкатель, переключающий клапан и иглу,
помещенные в корпусе.

В работе этой модели, также как и электрогидравлической форсунки,
используется гидравлический принцип. В исходном положении игла
посажена на седло за счет высокого давления топлива. При подаче
электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина,
которая передает усилие на поршень толкателя.

Открывается переключающий клапан, топливо поступает в сливную
магистраль. Давление выше иглы падает. Игла за счет давления в
нижней части поднимается и производится впрыск топлива.

Количество впрыскиваемого топлива определяется: длительностью
воздействия на пьезоэлемент; давлением топлива в топливной рампе.

Пьезоэлемент, являющийся исполнительным элементом форсунки bosch,
представляет собой параллелепипед длиной 30…40 мм, состоящий из
спеченных между собой 300 керамических пластинок (кристаллов),
расширяющийся на 80 мкм всего за 0,1 мс, чего достаточно чтобы
воздействовать на иглу форсунки с усилием 6300 Н. При этом для
управления пьезоэлементом используют напряжение бортовой сети
автомобиля.

Пьезоэлемент

Для усиления пьезоэффекта в керамику добавляют палладиум и цирконий.
Пьезоэлемент потребляет энергию только при подаче напряжения и
регенерирует ее при выключении напряжения, таким образом, являясь
регенератором энергии.

Использование пьезоэлемента, кроме быстроты срабатывания,
обеспечивает большую силу открытия клапана сброса давления над иглой
форсунки и высокую точность хода для быстрого сброса давления подачи
топлива.

Основными составляющими форсунки являются модуль исполнительного
элемента, состоящего из пьезоэлектрического элемента и его
составляющих, модуль плунжера, состоящего из поршней, амортизатора
давления и пружины, клапан переключения, игла. Для окончательной
очистки топлива применяется специальный стержневой фильтр.

Рис.5. Компоненты пьезоэлектрогидравлической форсунки bosch

1 ­– патрубок рециркуляции; 2 – электрический разъем; 3 – стержневой
фильтр; 4 – корпус форсунки; 5 – пьезоэлектричесий элемент; 6 –
сопряженный поршень; 7 – поршень клапана; 8 – клапан переключения; 9
– игла форсунки; 10 – амортизатор давления

Увеличение длины модуля исполнительного элемента преобразуется
модулем соединителя в гидравлическое давление и перемещение,
воздействующие на клапан переключения.

Модуль плунжера действует как гидравлический цилиндр. На него
постоянно воздействует давление подачи топлива 10 кгс/см2 через
редукционный клапан в обратной магистрали.

Топливо выполняет роль амортизатора давления между плунжером
соединителя выпускного дросселя 8 и плунжером клапана 5 в модуле
плунжера. Из пустого закрытого инжектора (присутствует воздух)
воздух удаляется при стартерном пуске двигателя (с частотой вращения
вала стартера).

Помимо этого, инжектор наполняется топливом, подаваемым погруженным
в топливном баке насосом, проходящим через управляемый обратный
клапан против направления потока топлива.

Клапан переключения состоит из пластины клапана, плунжера клапана 5,
пружины клапана и пластины дросселя 3. Топливо под давлением
протекает через впускной дроссель 4 в пластине дросселя к игле
форсунки и в камеру над иглой форсунки.

Благодаря этому происходит выравнивание давления над и под иглой
форсунки. Игла форсунки удерживается в закрытом положении силой
пружины форсунки.

При нажиме плунжера клапана 5 открывается канал выпускного дросселя
и топливо под давлением вытекает через выпускной дроссель 8 большего
размера, расположенный над иглой форсунки.

Топливо под давлением поднимает иглу форсунки, в результате чего
происходит впрыск. Благодаря быстрым командам на переключение
пьезоэлектрического элемента за один рабочий такт друг за другом
производятся несколько впрысков.

Принцип работы пьезофорсунки

Рис.6. Принцип действия пьезофорсунки

1 – игла форсунки; 2 – пружина форсунки; 3 – пластина дросселя; 4 —
впускной дроссель; 5 – плунжер клапана; 6 – линия высокого давления;
7 – соединительный элемент; 8 – выпускной дроссель; а – форсунка
закрыта; б — форсунка открыта

Из-за особенностей процесса сгорания, присущих дизельным двигателям
с турбонаддувом, для уменьшения шума и снижения выброса оксидов
азота в цилиндры двигателя перед впрыском основной дозы топлива
подается небольшая капля топлива (1…2 мм3) «пилотный впрыск»,
которая плавно перетекает в распыление остальной части топлива.

Предварительный впрыск позволяет топливу воспламеняться быстрее.
Давление и температура при этом возрастают медленнее чем при обычном
впрыске, что уменьшает «жесткость» работы двигателя и его шум с
одновременным снижением выбросов окислов азота.

При холодном двигателе и в режиме, приближенном к холостому ходу,
происходит два предварительных впрыска. При увеличении нагрузки
предварительные впрыски один за одним прекращаются, пока при полной
нагрузке двигатель не перейдет в режим основного впрыска. Оба
дополнительных впрыска необходимы для регенерации сажевого фильтра.

Благодаря тому, что пьезофорсунки имеют намного меньшее время
срабатывания, чем традиционные электромагнитные, стало возможным
разделение горючей смеси на несколько отдельных микродоз: после
многократных предварительных впрыскиваний очень небольших количеств
горючей смеси следуют либо основное впрыскивание, либо при
необходимости многие так называемые «после впрыскивания».

Время между предварительным впрыскиванием и основным впрыскиванием
составляет 100 мс. Объем топлива, попадающего в цилиндр в момент
каждого предварительного впрыскивания, составляет 1,5 мм3. Это
делается для равномерного распределения давления в камере сгорания
и, соответственно, уменьшения шума, создаваемого в процессе
сгорания.

После впрыскивания, в свою очередь, служат для снижения токсичности
отработавших газов. Если в конце цикла сгорания произвести еще одно
впрыскивание в цилиндр, то оставшиеся частицы сгорают лучше.

Кроме того, в случае, когда во впускной системе установлен фильтр
для улавливания несгоревших частиц, такая технология за счет высокой
температуры способствует его очистке. Это особенно актуально для
двигателей с большим рабочим объемом.

Более того, сейчас стало возможным использовать до семи тактов
впрыска вместо трех за один рабочий процесс. Благодаря этому
появляются новые возможности для увеличения номинальной мощности
двигателя и еще более точного контроля за составом отработавших
газов.

Новое поколение форсунок позволяет регулировать не только количество
впрыска по времени и его фазы, но и управлять подъемом иглы, что
позволяет более четко управлять процессом впрыска.

В настоящее время производители дизельной топливной аппаратуры,
например фирма Бош, разработала системы Common Rail с давлением
впрыска до 2500 кгс/см2. В этих системах форсунка отличается от
традиционной тем, что максимальное давление создается не
гидроаккумуляторе, а в самой форсунке.

Она снабжена миниатюрным гидроусилителем давления и двумя
электромагнитными клапанами, позволяющими варьировать момент впрыска
и количество топлива в пределах одного рабочего цикла. Таким
образом, здесь совмещены принципы работы Комон Рейл и форсунки.

Другим направлением форсунок Bosch является устройство в форсунках
небольшого напорного резервуара, сокращающего обратный ход к циклу
низкого давления. Это позволяет увеличить давление впрыска и КПД
системы.

Форсунки с повышенным давлением впрыска соответствуют нормам Евро-6.

avtodisel.ru

принцип работы и слабые места

Топливные дизельные форсунки: принцип работы и слабые места


Топливная форсунка – деталь топливной системы, которую ещё называют привычным для всех словом английского происхождения инжектор (eng. injector ). Её задача заключается в дозировании и подаче топлива в двигатель. В современную эпоху автомобилестроения топливная форсунка стала исключительно нужной деталью системы впрыска как бензиновых, так и дизельных моторов.

История возникновения

К концу 60-х годов прошлого века социум стал серьёзно задумываться о нарастающей экологической проблеме загрязнения атмосферы, в том числе и автомобильными выхлопными газами. Это было время «звериных» мощностей и больших двигателей, в которых по максимуму полезно использовался воздух в процессе сгорания и карбюраторы намеренно настраивали под использование переобогащённых смесей.


Автомобиль кардинально становился более «резвым», но расход топлива увеличивался в разы и вредные, отработанные газы всё более засоряли атмосферу, разрушая озоновый слой. Конструкторы стали всё больше задумываться над устранением глобальной проблемы. Решение было найдено. Так была спроектирована система моновпрыска с использованием одной топливной форсунки. Позже появился распределённый впрыск топлива.

Форсунки стали активно внедряться в систему впрыска в 70-ые годы двадцатого века. Это были времена топливного кризиса. Продолжение последовало и в 80-ые, когда защита окружающей среды была под пристальным вниманием правительственных и волонтёрских организаций.

Впервые подобные системы уже использовались в 30-ые годы на авиационных двигателях. Затем спустя два десятилетия применение внедрилось и в гоночные автомобили. И в 1954 году компания-гигант Mercedes-Benz представила миру первый серийный автомобиль с механической системой топливного впрыска, над разработкой которой трудились немецкие специалисты ещё одного гиганта — Bosch.

А вот 1957 год был не так обрамлён удачами. Американские инженеры протестировали на нескольких моделях Pontiac и Chevrolet систему впрыска от фирмы Rochester. Эксперимент оказался не совсем удачным, система показала себя ненадёжной и достаточно сложной.


1967 год ознаменовался созданием первой системы впрыска, под управлением электроники. Подача топлива производилась электронасосом под постоянным давлением в 0,2 Мпа к электромагнитным форсункам через равные промежутки времени. В 1973 году была создана система впрыска, подающегося электронасосом через регулятор-распределитель к форсункам, непрерывно впрыскивающим топливо в трубопровод. В том же году создали и первый интеллектуально управляемый впрыск.
Форсунка – дорогостоящий механизм, отличающийся тонкостью и прецизионностью.


Устройство и принцип работы


Дизельная форсунка состоит из клапана управления, плунжера, запорного поршня, иглы распылителя и обратного клапана.
Плунжер создаёт топливное давление. Движение плунжера происходит поступательно в следствии вращения кулачков распредвала, возврат осуществляется за счёт пружины плунжера.
Клапан управления управляет топливным впрыском. Клапаны делятся на два вида: пьезоэлектрический и электромагнитный. Пьезоэлектрический клапан – преемник электромагнитного. Он обладает более серьёзным быстродействием. Конструктивной основой клапана служит его игла.

Пружина форсунки контролирует фиксацию иглы распылителя на седло. Усилие пружины может регулироваться топливным давлением. Реализация этой функции происходит благодаря запорному поршню и обратному клапану.


Игла распылителя нужна для точного впрыска топлива непосредственно в камеру сгорания.
Управление форсунками производит система управления двигателем.

Форсунка сконструирована таким образом для обеспечения оптимального и эффективного образования воздушно-топливной смеси. Корректная работа топливного впрыска предусматривает з основные фазы:

— предварительный впрыск;

— основной впрыск;

— дополнительный впрыск.

Осуществление предварительного впрыска необходимо для плавного сгорания смеси во время основного впрыска. Функцией основного впрыска является обеспечение подачи качественной смеси при всевозможных режимах работы мотора.
Осуществление дополнительного впрыска выполняет регенеративную функцию сажевого фильтра, то есть его очистку.
Так каким же образом осуществляется работа дизельной форсунки? Сейчас мы попытаемся Вам всё предельно просто разъяснить. Распредвальный кулачок толкает вниз плунжер через коромысло.

Каналы форсунки наполняются топливом. Клапан закрывается, отсекая топливо и его давление начинает резко возрастать. Когда оно достигает 13 МПа, поднимается игла распылителя, толкая пружину, и топливо предварительно впрыскивается.
Когда клапан открывается, предварительный топливный впрыск прекращается. Далее топливо наполняет питающую магистраль, снижая давление. Количество предварительных впрысков зависит от рабочих режимов двигателя. Их может быть один или два.


Дальнейшее движение плунжера вниз вызывает основной впрыск. Снова происходит закрытие клапана и давление возрастает до 30 МПа, игла распылителя поднимается, толкая пружину, и осуществляется основной топливный впрыск.

Давление, создаваемое топливом прямо пропорционально мощности двигателя. Следовательно, чем выше растёт давление, тем больше увеличивается мощность двигателя. При максимальном давлении в 220 МПа двигатель работает на полную мощность.

Как только открывается клапан, завершается основной топливный впрыск. Давление падает и игла распылителя закрывается.
Дополнительный впрыск действует при ещё более глубоком погружении плунжера. Принцип аналогичен с основным впрыском. Дополнительный впрыск, обычно, производится дважды.

Основные виды дизельных форсунок

По способу топливного впрыска форсунки разделяются на два вида: электрогидравлическая и пьезоэлектрическая.

Электрогидравлическая топливная форсунка


Она состоит из камеры управления, электромагнитного клапана, впускного и сливного дросселей. Принцип работы полагается на постоянное топливное давление, как при впрыски, так и по его завершению. В изначальном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, топливная игла прижата к седлу и впрыск не осуществляется. Сигналом электронный блок управления запускает электромагнитный клапан.

Открывается сливной дроссель. Через него топливо, находящееся в камере управление, перемещается в сливную магистраль. Впускной дроссель в этот момент осуществляет контроль над резким выравниванием давлений в магистрали и камере. Давление на поршень постепенно снижается, а игла остается под прежним, поднимаясь и впрыскивая топливо.

Пьезоэлектрическая форсунка

Сегодня она является наиболее совершенным топливным устройством впрыска. Состоит данная форсунка из толкателя, пьезоэлемента, переключающего клапана и иглы. Работа форсунки основана на гидравлическом принципе. В стартовом положении игла находится под высоким давлением топлива и хорошо посажена на седло.


Как только электрический сигнал подаётся на пьезоэлемент, он вытягивается в длину, чем передаёт усилие на поршень толкателя. Открывается клапан переключателя, и топливо направляется в сливную магистраль. Давление над иглой падает, она поднимается в силу давления снизу, топливо впрыскивается.
Так же есть и электромагнитные форсунки, но они используются на бензиновых двигателях.

Преимущества и недостатки дизельных топливных форсунок

Преимущества топливных систем, использующих форсунки для подачи топлива, пере карбюраторными следующие:

точная дозировка топлива приводит к большей экономичности;

— очень низкий уровень выброса токсичных элементов в атмосферу;

увеличение мощности силового агрегата в среднем на 10%;

«иммунитет» к погодным условиям, что позволяет всегда легко завести двигатель;

лучшая динамика разгона;

— меньше нуждаются в чистке и замене.

Однако «не всё коту масленица», присутствуют и свои недостатки:

— аппетит только на высококачественное топливо;

хрупкий механизм;

дорогостоящий ремонт и замена деталей.

ukrautoportal.com

виды форсунок и принцип работы

Форсунка или инжектор — важный механизм топливной системы, предназначенный для своевременной и дозированной подачи и впрыска топливной смеси в камеру сгорания ДВС. Топливными форсунками оснащаются современные инжекторные системы в большинстве дизельных и бензиновых двигателей.

Виды форсунок

По методу впрыска современные топливные форсунки делятся на три вида — электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические.

Электромагнитные форсунки

Такой вид форсунок зачастую устанавливают в бензиновые двигатели. Подобные форсунки имеют простое и понятное устройство, состоящее, собственного говоря, из клапана электромагнитного типа, распылительной иглы и сопла.

Принцип работы электромагнитных форсунок также довольно прост. Подача напряжения на обмотку возбуждения клапана происходит строго в установленное время, в соответствии с заложенной программой.

Напряжение создает определенное магнитное поле, которое затягивает грузик с иглой из клапана, тем самым высвобождая сопло. Результатом всех действий является впрыск нужного количества топлива. По мере снижения напряжения, игла принимает исходное положение.

Электрогидравлические форсунки

Следующий вид форсунок применяется в дизелях, а также в двигателях с топливной системой Common Rail. Электрогидравлические форсунки в отличие от предыдущего вида имеют более сложное устройство, основными элементами которого являются дроссели (впускной и сливной), электромагнитный клапан и камера управления.




В основе работы такого типа форсунок лежит использование высокого давления топливной смеси как в момент впрыска, так и при его остановке. На начальном этапе электромагнитный клапан закрыт, а игла форсунки максимально прижата к своему седлу в камере управления. Прижимной силой является сила давления топлива, которая направлена на поршень, расположенный в камере управления.

Одновременно с этим с другой стороны топливо давит и на иглу, но поскольку площадь поршня заметно больше, чем площадь иглы, то в виду этой разницы сила давления на поршень больше, чем сила давления на иглу, которая плотно прижимается к седлу, перекрывая доступ топливу. В это время подача топлива не осуществляется.

Полученный сигнал от блока управления запускает клапан с одновременным открытием сливного дросселя. Происходит вытекание топлива из камеры управления в сливную магистраль. Дроссель впуска в это время препятствует тому, чтобы давление в камере сгорания и во впускной магистрали быстро выровнялось.

При этом, по мере снижения давления на поршень ослабевает его прижимное усилие, а поскольку давление на иглу не изменяется, то она поднимается, и в этот момент происходит впрыск топлива.

Пьезоэлектрические форсунки

Последний вид форсунок принято считать наиболее совершенным и перспективным среди всех описанных видов. Пьезофорсунки используются на дизельных ДВС с системой подачи топлива Common Rail. Конструктивно такие форсунки состоят из пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана, а также иглы.

Пьезофорсунки работают по принципу гидравлического механизма. Изначально игла размещается в седле при воздействии на нее высокого давления ТС. При поступлении электрического сигнала на пьезоэлемент, происходит его изменение в размере (его длина увеличивается), за счет чего пьезоэлемент буквально толкает поршень толкателя, который в свою очередь давит на поршень переключающего клапана.

Это приводит к открытию переключающего клапана, через него топливо устремляется в сливную магистраль, давление в верхней части иглы снижается и за счет не изменившегося давления снизу, игла поднимается. При подъеме иглы происходит впрыск топлива.

Основным преимуществом такого вида форсунок является их скорость срабатывания (до 4 раз быстрее, чем в клапанной системе), что позволяет обеспечить многократный впрыск за один рабочий цикл двигателя. При этом объем подаваемого топлива зависит от двух параметров — от продолжительности воздействия на пьезоэлемент, и от давления топлива в рампе.

Преимущества и недостатки форсунок

И в завершении хотелось бы сказать несколько слов о том, какие же преимущества и недостатки имеются у топливных форсунок, если сравнивать их с карбюраторами.

Преимущества топливных форсунок:

  • Экономия при расходе топлива благодаря точной системе дозирования;
  • Минимальный уровень токсичности двигателей, оснащенных топливными форсунками;
  • Возможность увеличения мощности силового механизма до 10%;
  • Простота и легкость при запуске в любую погоду;
  • Возможность улучшения динамических показателей любого автомобиля;
  • Отсутствие необходимости в частой замене и чистке

Недостатки форсунок:

  • Возможные сбои в работе или серьезные поломки в результате использования топлива низкого качества, которое губительно сказывается на чувствительном механизме форсунок.
  • Высокая стоимость ремонта и замены форсунки в целом и отдельных ее элементов.

smotr.net

Назначение и устройство топливных форсунок

Форсункой (инжектором) называется механический распылитель газа или жидкости. Используется форсунка для распыления топлива (бензина, дизельного топлива, мазута), например, в инжекторных системах, подающих топливо. Распыление она осуществляет за счет высокого давления (для бензина – несколько атмосфер, для дизельного — сотни — тысячи атмосфер).

Важный элемент форсунки — сопло. Форсунка состоит из одного канала, реже – двух. По первому распыляемая жидкость подается на выход, по второму – пар, жидкость, газ, служащие для распыления первой жидкости. Качественная и чистая форсунка распыл дает конусообразный, факел получается непрерывный и ровный.

Нескольких видов форсунок

  • пьезоэлектрические,
  • электромагнитные,
  • гидравлические.

Главная задача топливных форсунок – распылить топливо на мелкие частицы в воздушном тракте двигателя (в нужном месте) или непосредственно в цилиндрах. Форсунки бензинового и дизельного двигателей функции выполняют примерно одинаковые. Но по принципу действия и конструкции они совершенно разные.

Принцип работы топливных форсунок

  • Топливо с высоким давлением от насоса переходит в штуцер, по системе каналов оно попадает затем в полость распылителя;
  • Игла распылителя, поджатая пружиной, закрывает дальнейшее передвижение топлива;
  • С помощью насоса давление топлива увеличивается и становится способным поднять иглу над седлом и преодолеть сопротивление пружины;
  • Топливо впрыскивается в цилиндр, давление снова падает, игла садится на седло и, запирая систему, подачу топлива отсекает;
  • Для повторения процедуры нужно продолжать нагнетать топливо.

Распылитель форсунки можно дешево и быстро купить с помощью онлайн сервиса. Вам необходимо указать только список нужных запчастей и данные автомобиля и отправить форму запроса.

Отправленный запрос будет перенаправлен автомагазинам, зарегистрированным на сайте. Если данный распылитель будет в наличии или возможно доставить его под заказ, с вами свяжется продавец, расскажет об условиях поставки и назовет цену. Вам останется только сравнить цены и выбрать оптимальную.

capital-stroy.ru

что это такое, устройство, принцип работы, где находится, виды

3014 Просмотров

Мало кто знает, что в автомобиле есть форсунки. Даже если кто-то и знает, то большая часть из них не знает о том, что это такое, для чего они предназначены и по какому принципу осуществляется работа. На самом деле, топливная форсунка находится в топливной системе автомобиля. Она предназначена для того, чтобы вовремя подавать топливо в камеру сгорания двигателя. Форсунка устроена так, что она создает топливную смесь путем смешивания бензина и воздуха.

Строение

Как уже было сказано, основной задачей форсунки является вовремя подать нужное количество бензиновой смеси в камеру сгорания под нужным давлением. Следует обратить внимание на то, что бензиновая смесь нужна только бензиновому двигателю, а дизельному двигателю и смесь нужна дизельная. Перед тем, как попасть в камеру сгорания двигателя, бензин и воздух смешиваются в определенном количестве. После того, как получается эта смесь, она попадает в камеру сгорания.

Для того, чтобы под давлением отправить правильное количество топливной смеси в цилиндры двигателя, предусмотрен специальный клапан, который во время открытия набирает топливо и выдавливает эту смесь в цилиндры.

Существуют разные виды форсунок, их различает лишь принцип работы и привод клапана. Сегодня есть три вида форсунок. Основной вид из них — это форсунка с электромагнитным клапаном. Этот вид наиболее распространен на бензиновых двигателях, потому что конструкция этого устройства и принцип работы настолько просты, что их всего лишь потребуется промывать время от времени.

Принцип работы основан на том, что в корпусе форсунки расположена специальная обмотка, которая создает разряжение в определенный момент по сигналу электронного блока, который знает, сколько нужно отправить бензина в камеру сгорания.

Во время этого напряжения, игла поднимается из посадочного места и направляет нужное количество топлива, используя большое давление, в камеру сгорания. Давление в топливной рампе держится на постоянном уровне. Если двигателю необходимо больше топлива, насос поднимает давление автоматически.

Второй вид — это электрогидравлические форсунки. Этот вид наиболее распространен среди дизельных двигателей. Это устройство начинает работу по сигналу электронного блока, знающего сколько бензина требуется мотору. Здесь топливо попадает в камеру сгорания за счет изменения давления на поршни.

Существует еще один вид форсунок, но он встречается только на дизельных двигателях с установленной топливной системой Common Rail. Такие форсунки имеют преимущества перед другими видами в скорости срабатывания и в качестве давления. Благодаря этому топливо может поступать в камеры сгорания под определенным давлением во время всего цикла, что положительно сказывается на мощности мотора. Принцип работы здесь основан на гидравлике, как и во втором типе.

Ремонт и замена

Как уже было сказано, форсунки часто забиваются, и из-за этого топливо перестает попадать в двигатель. Для того, чтобы мотор работал правильно и динамично, форсунки нужно постоянно проверять и прочищать, если они засорены.

Для того, чтобы жиклеры не засорялись нужно заливать в автомобиль только качественное топливо на проверенных заправочных станциях. Жиклеры, это каналы, по которым идет топливо, перед тем как попасть в камеру сгорания. Для того, чтобы уберечь автомобиль от некачественного топлива, в устройстве автомобиля есть специальные фильтры, они находятся в разных частях топливной системы. Фильтры бывают грубой, мягкой и тонкой очистки. Грубой очистке подвергается топливо во время попадания в бак, а фильтр тонкой очистки расположен непосредственно перед попаданием в систему впрыска.

Сегодня на полках автомобильных магазинов можно встретить различные моющие присадки. Они нужны для того, чтобы промывать жиклеры. Эти присадки нужно добавлять в топливный бак, и они уже сами прочистят все каналы.

Этот способ подойдет лишь тем, у кого жиклеры засорены несильно, если на вашем автомобиле они засорены настолько, что автомобиль не заводится, то тут нужно воспользоваться другими способами очистки.

Вторым способом очистки считается очистка без снятия приборов с машины. Для того, чтобы очистить каналы от мусора этим способом, нужно залить в бак промывочное топливо. Затем следует отключить топливный насос и магистрали. После этого подающий проводник топлива подключается к установке, с помощью которой будет проводиться очистка. Эта установка, в свою очередь, будет подавать промывающее топливо, используя высокое давление.

Третий вид очистки используют, когда уже другие два способа перестали помогать. Здесь требуется снять форсунки с машины и погрузить их в специальный раствор в специальной камере. В этой камере они будут очищаться под ультразвуком, который разрушит весь лишний мусор в теле форсунки.

Для того, чтобы избежать последних двух способов очистки, следует подливать моющие присадки в бак каждые 2-3 тысячи пройденного расстояния. Они очистят не только жиклеры, но и топливный трубопровод и различные механизмы, которые тоже способны забиваться. Помимо всего этого нужно ухаживать за топливным насосом, который подает топливо в трубопровод, давление в котором постоянно регулируется.

Подводим итоги

Сегодня каждый водитель знает о том, что в его автомобиле есть топливная система, но не каждый водитель ухаживает за ней должным образом. Нередко в автосервис привозят автомобили с забитой мусором топливной системой. Для того, чтобы избежать этого, нужно вовремя ухаживать за своим автомобилем.

portalmashin.ru

Устройство и принцип работы форсунки

Предназначение форсунки (или инжектора) в автомобильном двигателе – дозирование топлива, его распыление, образование смеси из воздуха, бензина (либо дизельного топлива). Современные двигатели комплектуются форсунками, имеющими электронное управление топливным впрыском. Существует 3 типа инжекторов, различающихся по методам впрыска.

Форсунками с электромагнитным методом действия комплектуются бензиновые моторы, в т.ч. и двигатели, имеющие непосредственный впрыск. Конструкция форсунки несложная; представляет собой сопло, электромагнитный клапан, соединенный с иглой. Работа форсунки происходит в соответствии с работой управляющего блока. В определенное время подается напряжение на клапан — возникающее электромагнитное поле, преодолевая сопротивление пружины, втягивает иглу, освобождая сопло. В результате происходит впрыск бензина. Когда электронный блок перестает подавать напряжение, электромагнитное поле исчезает, игла возвращается на штатное место, благодаря упругости пружины.

Работает совместно с дизельными моторами. В конструкцию входит сливной, впускной дроссель, камера управления, клапан (электромагнитный). Суть работы заключается в применении давления. При подаче блоком соответствующего напряжения на клапан, немедленно открывается сливной дроссель — дизельное топливо идет в магистраль.

Задача впускного дросселя – препятствование выравниванию давления в магистрали, камере управления. В результате на поршень давление уменьшается, но на иглу топливо давит по-прежнему, из-за чего она приподнимается и топливо впрыскивается. Когда электронный блок обесточивает клапан, игла инжектора прижимается к седлу благодаря силе давления солярки на поршень в управляющей камере. Впрыска не происходит, т.к. топливо на иглу давит меньше, чем на поршень.

Считается наиболее совершенным и устанавливается на дизелях. Его основное преимущество – высокая скорость срабатывания (больше, чем у электромагнитных инжекторов в 4 раза). Следствием этого является возможность несколько раз произвести впрыск топлива в течение всего лишь одного цикла, плюс точная дозировка. В конструкцию пьезоэлектрической форсунки входит переключающий клапан, игла, пьезоэлемент, толкатель.

Принцип действия данного инжектора также основан на гидравлике. Исходное положение: игла находится на седле из-за более высокого давления топлива. Когда на пьезоэлемент попадает напряжение, его длина увеличивается, благодаря чему передается усилие на толкатель. Благодаря этому переключающий клапан открывается, топливо идет в магистраль. Далее поднимается игла и происходит впрыск.

www.kakprosto.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о