ᐉ Форсунка дизельного двигателя. Устройство и принцип работы

Форсунка — это электромагнитный клапан. Форсунка предназначена для впрыска дозированного количества топлива, необходимого для приготовления горючей смеси при различных режимах работы двигателя. Дозирование количества топлива зависит от длительности электрического импульса, поступающего в обмотку катушки электромагнита форсунки. Впрыск топлива форсункой синхронизирован с положением поршня в цилиндре двигателя.

Момент начала впрыска топлива является очень важным параметром, определяющим оптимальную работу дизеля. Это позволяет уточнить величину угла опережения впрыска в зависимости от нагрузки и частоты вращения, управлять рециркуляцией отработавших газов и различными исполнительными механизмами. Для определения начала впрыска топлива в системах электронного управления одноплунжерного ТНВД применяется форсунка с датчиком подъема иглы.

В корпус форсунки встроен датчик подъема иглы, состоящий из катушки возбуждения 2 и штока (якоря) 3.

На катушку возбуждения электронным блоком управления подается опорное напряжение таким образом, что ток в электрической цепи поддерживается постоянным, независимо от изменений температуры. Этот ток создает вокруг катушки магнитное поле. Как только игла форсунки поднимается, якорь 3 изменяет магнитное поле, вызывая изменение сигнала напряжения.

Рис. Схема форсунки с датчиками подъема иглы:
1 – регулировочный винт; 2 – катушка возбуждения; 3 – шток; 4 – провод; 5 – электрический разъем

Во время перемещения иглы магнитный поток в катушке изменяет свою величину и индуцирует сигнал, напряжение которого пропорционально скорости перемещения иглы, но не величине перемещения. В определенный момент подъема иглы возникает пиковый импульс, который воспринимается электронным блоком управления и используется для управления углом опережения впрыска. Этот сигнал сравнивается с хранящимися в памяти электронного блока значениями для соответствующих эксплуатационных условий работы дизеля.

Электронный блок управления посылает обратный сигнал на электромагнитный клапан, соединенный с рабочей камерой автомата опережения впрыскивания и давление, действующее на поршень автомата, изменяется, в результате чего поршень перемещается под действием пружины, изменяя угол опережения впрыскивания.

На смену обычным стандартным форсункам в электронных системах впрыска пришли двухпружинные форсунки. Применение таких форсунок позволяет снизить шум при работе двигателя.

Двухпружинные форсунки имеют две пружины, расположенные в корпусе форсунки одна после другой. Сначала только одна пружина оказывает воздействие на иглу, обеспечивая ее открытие в начале повышенного давления.

Вторая пружина при этом входит в контакт с упорной втулкой, препятствуя дальнейшему подъему иглы. При дальнейшем повышении давления упорная втулка поднимается, сжимая обе пружины и обеспечивая таким образом больший подъем иглы. Схема двухпружинной форсунки показана на рисунке.

Рис. Двухпружинная форсунка с датчиком подъема иглы для двигателей с непосредственным впрыском топлива:
1 — корпус форсунки, 2 — датчик подъема иглы, 3 — первая пружина, 4 — направляющий элемент, 5 — вторая пружина, 6 — нажимной штифт, 7 — гайка крепления распылителя.

В начале процесса впрыска происходит первоначальный подъем иглы, что позволяет подать в камеру сгорания только небольшое количество топлива. При дальнейшем увеличении давления впрыска игла форсунки поднимается полностью, и происходит основной впрыск топлива. Такой двухстадийный впрыск, обозначенный кривой на рисунке, обеспечивает более мягкий процесс сгорания и ведет к уменьшению шума.

Рис. Сопоставление характеристик подъема иглы форсунки:

а — стандартная форсунка; б — двухпружинная форсунка; h2 — начальный ход; h3 — основной ход.

Максимальное давление впрыска, достигаемое электронным управлением топливоподачей на базе топливного насоса VЕ составляет 150 кгс/см2. Однако ресурсы этой конструктивной схемы по напряжениям в сложном кулачковом приводе практически исчерпаны. Более совершенными являются ТНВД следующего поколения – VP-44.

Posted in ФорсункиTagged Форсунки автомобильные

Устройство форсунки дизельного двигателя: загадка топливных систем

Дорогие мои друзья-автолюбители! В этой статье мы рассмотрим разновидности и устройство форсунки дизельного двигателя и бензинового мотора.

Мы с вами живём в век инжекторных моторов. С экранов ТВ и в салонах-магазинах нам постоянно твердят о супер двигателях с непосредственным впрыском, о дизельных агрегатах, которые едят по 3-4 литра топлива на 100 км и про прочие заслуги технологий, основанных на инжекции горючего. Всё это, конечно, правда, иногда приукрашенная маркетологами. На данный момент инженерами разработана масса разнообразных эффективных систем с инжекцией топлива, но какими бы они ни были, всех их объединяет один элемент – форсунка или, как её ещё называют, инжектор.

Деталь эта крайне важна для всей топливной системы и, по сути, является её основным исполнительным элементом, ради чёткой работы которой и затеваются все эти пляски с электроникой, кучей датчиков и прочих технических ухищрений. Поэтому она однозначно стоит того, чтобы посвятить ей отдельную публикацию. Так и поступим.

Оглавление

• 1 Устройство форсунки дизельного двигателя
  • 1.1 Электромагнитная форсунка
  • 1.2 Электрогидравлическая форсунка
  • 1.3 Пьезоэлектрическая форсунка

Наверняка, вы уже знаете, что инжекторные системы в мире бензиновых моторов пришли на смену карбюраторам в конце 80-х годов прошлого века, и на сегодняшний день полностью вытеснили последних с арены автопрома.

О преимуществах впрыска можно говорить долго – это и экономия, и высокие мощностные характеристики, и экологичность.

В мире дизельных агрегатов впрыск топлива использовался практически с зарождения более-менее серьёзных серийных двигателей и активно эксплуатируется и ныне.

Благодаря чрезвычайно бурному развитию электроники за последние 20-30 лет, инженеры смогли наглядно показать все достоинства инжекции топлива, и с каждым годом продолжают удивлять новыми достижениями. О современных решениях, касающихся форсунок, мы сегодня и поговорим.

Итак, форсунки, используемые авто производителями в нынешнее время, бывают следующих типов:

• электромагнитные;
• электрогидравлические;
• пьезоэлектрические.

Электромагнитная форсунка

Этот тип инжекторов можно встретить под капотами автомобилей с бензиновыми двигателями. Их принцип действия довольно прост. Основу конструкции составляют электромагнитный клапан и сопло, внутри которого находится подвижная игла.

В чётко просчитанное время мозг мотора, электронный блок управления подаёт сигнал на обмотку клапана, что создаёт магнитное поле. Оно, в свою очередь, притягивает к себе специальный якорь, механически связанный с иглой, в результате чего сопло открывается, и бензин под давлением впрыскивается во впускной коллектор или сразу в цилиндр. Когда управляющий сигнал пропадает, все элементы под действием пружины возвращаются в исходное положение.

Электрогидравлическая форсунка

Данная разновидность форсунок используется, главным образом, в дизельных силовых агрегатах, кстати, и в популярной нынче системе Common Rail они также находят применение. Конструкция их немного более сложная, чем у электромагнитных инжекторов. Ключевыми элементами электрогидравлической форсунки являются электромагнитный клапан, камера управления, а также впускной и сливной дроссели.

Отличительная особенность этого устройства состоит в том, что дизтопливо в нём находится под давлением и при впрыске, и в закрытом состоянии. Этот нюанс и лежит в основе их принципа действия.

 

Когда впрыск не планируется, игла плотно прижата к соплу напором горючего в камере управления.

В момент инжекции, на электромагнитный клапан поступает сигнал, в результате чего открывается сливной дроссель. Давление в камере управления начинает снижаться, в то же время давление топлива, действующее на иглу в направлении открытия, остаётся прежним, благодаря чему она приподнимается и впрыскивает необходимую порцию солярки.

Пьезоэлектрическая форсунка

Для начала нужно сказать, что пьезоэлектрические форсунки являются самыми высокоскоростными и наиболее совершенными среди своих собратьев.

Так, к примеру, по сравнению с электромагнитным инжектором пьезоэлектрический срабатывает в четыре раза быстрее, а это даёт возможность эффективнее работать с подачей топлива, что сулит улучшением характеристик мотора.

Устанавливают их, как правило, на дизельных двигателях с системой Common Rail. Главной деталью таких форсунок является пьезоэлемент, который под действием приложенного к нему электрического напряжения может мгновенно увеличиваться в размерах, воздействуя в качестве толкателя на другие детали инжектора.

Благодаря данному эффекту (пьезоэффекту) удалось создать конструкцию форсунки с уникальным быстродействием. Кстати, пьезоэлементы в настоящее время активно используются как управляющие элементы в насос-форсунках.

Я уже посвящал им отдельную статью, поэтому сейчас лишь напоминаю, что это устройства, конструктивно объединяющие в себе плунжерный насос высокого давления и инжектор. Встречается этот гибрид исключительно у дизельных моторов.

Ну что ж, уважаемые читатели, как вы уже поняли устройство форсунки дизельного двигателя не такое простое изобретение, как могло показаться на первый взгляд.

Если Вам хочется ещё больше узнать о строении автомобилей – подписывайтесь на блог, новые и интересные статьи я публикую регулярно.

До встречи!

Понимание принципа работы и схемы топливной форсунки

Электронная система впрыска топлива представляет собой серию топливных систем, в которых используются электромеханические детали для подачи топлива из бака в цилиндр с идеальным соотношением.

Одной из основных частей системы EFI является форсунка. Тогда каково определение инжектора? как работает форсунка на двигателе? проверьте содержимое ниже

Определение и функция топливной форсунки

Топливная форсунка представляет собой клапан с электроуправлением, который используется для распыления топлива. В системе впрыска бензина форсунка действует как дверца для распыления топлива из топливопроводов во впускной коллектор.

Функция инжектора заключается не только в распылителе, инжектор также распыляет топливо во впускном коллекторе. Когда топливо находится в форме распыления, молекулы могут лучше смешиваться с воздухом.

Когда на форсунку подается питание, форсунка открывается, так что топливо под высоким давлением внутри форсунки может быть распылено наружу.

Тогда кто контролирует работу инжектора? это работа ЭБУ. ЭБУ (электронный блок управления) будет регулировать открытие форсунки, и это . Но ECU нуждается в помощи ряда датчиков.

Таким образом, датчик будет обнаруживать несколько состояний двигателя, таких как температура двигателя, температура всасываемого воздуха, период впуска воздуха и другие. Затем датчик отправит данные в ЭБУ, данные обрабатываются ЭБУ, и выходные данные будут отправлены для включенных форсунок.

Более того, Общие сведения о системе впрыска топлива в бензиновых двигателях

Принцип работы инжектора

img by enginebasics.com

Форсунка работает с использованием электроэнергии, при подаче напряжения на форсунку форсунка открывается, так что топливо распыляется. Какова продолжительность подачи напряжения, влияющего на объем распыляемого топлива.

Инжектор состоит из трех основных компонентов;

• Трубка
• Соленоид
• Форсунка

Трубка — основной корпус форсунки (это цилиндрическая часть), здесь заканчивается топливо.

Соленоид представляет собой магнитную катушку, которая может преобразовывать электрическую энергию в энергию движения. При этом на соленоид поступает напряжение от ЭБУ. В соленоидах электромагнитные силы возникают из-за протекания электричества через катушку.

Электромагнитная сила будет перемещать железный сердечник в середине катушки, это движение открывает сопло.

При этом насадка представляет собой игольчатый компонент (конический). В нормальных условиях (форсунка выключена) форсунка закроет зазор трубки. Однако, когда сопло немного жидкое, зазор трубки откроется.

Это приводит к разбрызгиванию топлива.

Одна вещь, о которой нельзя забывать, топливо распыляется в виде распыления.

Это происходит из-за того, что зазор на трубке очень маленький, а форма круглая. При высоком давлении топливо распыляется.

Тип топливной форсунки

Есть три типа инжекторов, которые широко применяются;

1. Форсунка пружинного типа

Этот тип также называется механическим инжектором, это связано с тем, что в его работе не используется электрическая энергия, а вместо этого используется существующее давление топлива.

Основным компонентом этой форсунки является пружина, при выключенной форсунке пружина толкает форсунку вниз, что приводит к закрытию трубки. Однако при самопроизвольном повышении давления топлива форсунка автоматически открывается.

Но открытие форсунки также очень мало, потому что пружина все еще удерживается.

Поскольку она работает только при самопроизвольном повышении давления топлива, давление топлива в этой системе впрыска нельзя поддерживать постоянно.

Давление топлива будет увеличиваться только при достижении угла опережения зажигания.

Итак, как контролировалось время и продолжительность форсунки?

Это работа ТНВД. Насос будет повышать давление самопроизвольно, когда время достигнет, в то время как продолжительность контролируется топливным баррелем внутри насоса, и объем может изменяться в зависимости от открытия педали газа.

Этот тип широко применяется в обычных дизельных двигателях

2. Электромагнитные форсунки

Электромагнитные форсунки работают на основе электромагнитных принципов, как описано выше. Где электрические силы будут преобразованы в механические движения через магнитную катушку.

Отличие от первого типа, соленоидный тип имеет стабильное давление топлива (постоянно). Это связано с тем, что форсунка управляется ЭБУ.

Этот тип широко применяется в бензиновых двигателях EFI, а также в дизельных системах впрыска Common Rail.

3. Пьезофорсунка

Топливная форсунка Pizeo представляет собой инжектор, в котором используется материал ломтиков pizeo. Pizeo slice — это материал, который может изменять свой объем при подаче питания.

В этом случае в инжектор помещаются тысячи кусочков пизео. Когда ЭБУ подает напряжение, этот кусок пьезоэлемента сдуется. Дефлятор совершает минимальное движение, и это движение используется для перемещения сопла так, чтобы зазор сопла был открыт.

Этот тип относительно новый, поэтому разработчиков, использующих эту модель, пока немного.

4 типа топливных форсунок — работа, применение, части и схема [полная информация]

типы топливных форсунок

типы топливных форсунок: — топливная форсунка представляет собой механическое устройство с электронным управлением и в основном используется для впрыска топлива. или распылите топливо на двигатель, чтобы приготовить правильную смесь воздуха и топлива, которая возвращается в двигатель при эффективном сгорании.

Расположение топливных форсунок различается для двигателей различной конструкции, но в основном они устанавливаются на головке двигателя с наконечником внутри камеры сгорания двигателя.

Типы топливных форсунок

Как только технологии впрыска топлива стали более совершенными, они привели к многочисленным механизмам впрыска топлива, таким как впрыск топлива через корпус дроссельной заслонки, многоточечный впрыск топлива, последовательный впрыск топлива и непосредственный впрыск, которые используются в соответствии с требуемым приложением, тогда как когда дело доходит до тип топливных форсунок , то действительно сложно классифицировать каждую из них. Двигаясь дальше, топливные форсунки можно классифицировать как –

A) На основе топлива

На основе форсунок с впрыском топлива форсунки классифицируются как-

1. Форсунки дизельного топлива: (Типы топливных форсунок )

Форсунки для дизельного топлива используются для распыления дизельного топлива непосредственно в камеру сгорания дизельного двигателя. Дизель распыляется на камеру сгорания, и для этого требуется высокая прокачка, так как это более тяжелое топливо по сравнению с бензином, который отвечает за дальнейшее сгорание за счет сжатия.

Капилляры и форсунки дизельных топливных форсунок сконструированы таким образом, что они могут образовывать дизельные пакеты, что способствует распылению топлива внутри камеры сгорания двигателя.

2. Бензиновые топливные форсунки: (Типы топливных форсунок)

Бензиновые топливные форсунки используются для распыления бензина либо непосредственно, либо через впускной коллектор в камеру сгорания двигателя, который инициирует дальнейшее сгорание путем искра.

Здесь не требуется высокая прокачка бензина, так как он легче дизеля.

B) На основе дозирования топлива

На основе дозирования топлива топливные форсунки подразделяются на следующие категории:

1. Топливные форсунки с механическим управлением

которые отвечают за контроль скорости подачи топлива, его количества, синхронизации и давления, что осуществляется механически с помощью пружины и плунжера, а вход осуществляется за счет расположения кулачка и топливного насоса или распределителя топлива.

2. Топливные форсунки с электронным управлением

Топливные форсунки с электронным управлением — это те, в которых управление скоростью подачи топлива, его количеством, давлением и синхронизацией осуществляется электронным способом и только с помощью электронного соленоида, который принимает входные данные либо от распределителя топлива или от электронного блока управления автомобиля.

Детали и функции топливной форсунки

Если говорить о конструкции топливной форсунки, то следует сказать, что она во многом напоминает сопло садового душа, которое обычно используется для распыления воды на траву. Назначение топливной форсунки очень похоже, но разница только в том, что форсунка распыляет топливо внутри двигателя. Прокрутите вниз, чтобы узнать больше о конструкции топливной форсунки с механическим управлением и топливной форсунки с электронным управлением:-

A) Топливные форсунки с механическим управлением

Топливные форсунки с механическим управлением состоят из следующих деталей: также можно назвать оболочкой всех остальных частей форсунок , которые устроены так же, как садовый душ. Внутренняя часть корпуса форсунки сконструирована таким образом, что она может удерживать точно спроектированный капилляр или канал, через который топливо под высоким давлением из топливного насоса может двигаться вперед.

Пружины: (Функция топливных форсунок)

Внутри механически управляемых топливных форсунок в основном используются две пружины:

для движения плунжера, который отвечает за регулирование давления топлива внутри топливной форсунки, которое увеличивается, что приводит к открытию форсунки, а затем возвращается в исходное положение, когда давление уменьшается, форсунка закрывается.

2. Основная пружина

Работа основной пружины заключается в управлении входом топливной форсунки. Основная пружина работает под действием давления топлива, которое обычно обеспечивается топливным насосом.

B) Топливные форсунки с электронным управлением

Топливные форсунки с электронным управлением — это интеллектуальная форсунка, которая управляется электронным блоком управления двигателем и также называется мозгом современных двигателей.