Ecoparcovka.ru

ЭкоПарковка СТО
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое насос форсунки в дизельных двигателях

Топливная система в дизельном двигaтeле — насос, форсунки

Двигатели внутреннего сгорания являются наиболее распространенным типом силовых агрегатов, используемых либо в промышленности, либо в энергетике, либо для оснащения различных транспортных средств. Дизельный двигатель — один из самых распространенных типов двигателей внутреннего сгорания.

Его популярность обусловлена ​​сочетанием экономичности, надежности и высокой эффективности. Топливная система по праву считается фундаментальной частью дизельного двигателя. Поэтому имеет смысл рассмотреть этот конструктивный элемент силового агрегата более подробно.

  1. Отличия бензинового и дизельного двигателей
  2. Схема работы топливной системы
  3. Что входит в топливную систему дизельного двигателя
  4. Топливный бак
  5. Магистральные топливопроводы
  6. Что такое система CommonRail
  7. Заключение
  8. Топливная система дизельного двигателя

Основные виды форсунок

Порядок работы устройства

Начинается рабочий цикл с заполнения топливом подплунжерного пространства. Возвратная пружина отводит поршень вверх, полость под ним заполняется топливом от внешнего насоса через канал головки и боковую перфорацию корпуса форсунки. Питание на клапан не поступает, давление выравнивается.

Рабочий ход начинается, когда кулачок через коромысло начинает давить на плунжер, сжимая пружину, и перемещать его вниз. Но до тех пор, пока клапан открыт, ничего не происходит, зоны низкого и высокого давления сообщаются, топливо просто вытесняется в сторону слива. Там при помощи общего редукционного клапана постоянно поддерживается небольшое давление, выравнивающее работу аппаратуры и снижающее пульсации.

Впрыск начнётся, когда на обмотку или кристалл управляющего клапана поступит питающее напряжение от электронного блока управления. Этот момент подбирается таким образом, чтобы и синхронизировать начало впрыска, и дозировать количество топлива за цикловую подачу. Чем позже произойдёт закрытие, тем меньше топлива в конечном счёте уйдёт в цилиндр. Иногда даже импульс вообще не подаётся, например, на некоторых двигателях так на режимах малых нагрузок достигается экономия топлива. Блок управления может отслеживать точный момент начала закрытия клапана по изменению тока его потребления.

Первая фаза впрыска состоит в подаче небольшой пилотной порции топлива. Для этого используется разгрузочный поршень в системе привода иглы основного клапана. Когда он срабатывает, давление передаётся в разгрузочную полость и игла снова закрывается, успев подать небольшое фиксированное количество топлива.

Плунжер продолжает двигаться вниз, клапан закрыт и давление нарастает. Открытие иглы происходит по достижении в полости очень большого давления, порядка 2000 атмосфер. Топливо впрыскивается и распыляется с высокой эффективностью. Второй этап дозирования состоит в установке контроллером времени открытия управляющего клапана. После чего давление выравнивается, игла закрывается и подача прекращается.

Иногда используется дополнительный впрыск, например, для регенерации сажевого фильтра. Происходит он аналогично основному, хотя и при меньшем давлении, что не принципиально.

Конструкция

Важным отличием от систем питания на основе механического впрыска и Common Rail является отсутствие в системе питания на насос-форсунках общего ТНВД. Здесь, фактически, каждая насос-форсунка представляет собой индивидуальный для каждого цилиндра миниатюрный ТНВД, а общее число насос-форсунок всегда равно числу цилиндров мотора — по одной на каждый цилиндр [13] .

Насос-форсунка всегда устанавливается в головке блока цилиндров, насосной частью наружу, а форсуночной в корпус головки. Привод насос-форсунок осуществляется либо распредвалом, либо отдельным кулачковым валом, поэтому насос-форсунки всегда расположены под клапанной крышкой и снаружи мотора не видны. Дозирование впрыска осуществляется электромагнитным клапаном. Подвод топлива к насос-форсункам осуществляется общим подкачивающим насосом низкого давления. Топливная система разделена на систему подачи с низким давлением (порядка 5 бар) и систему впрыска с высоким давлением (порядка 2000 бар).

Читать еще:  Что определяет количество пар полюсов двигателя

Ремонт электронных форсунок: нюансы

По системе управления работой насос форсунок они делятся на механические и электронные. Если в первых применяется достаточно сложный механизм впрыска, требующий точной регулировки, то во вторых сигнал к запуску подает электронный блок управления автомобиля: он приводит в действие электромагниты, открывающий клапана. На большинстве современных дизелей стоят насос-форсунки именно этого типа. Поэтому чаще специалистам автосервиса приходится осуществлять ремонт электронных форсунок на дизельные двигатели, нежели механических, которые на сегодняшний день считаются морально устаревшими.

Насос-форсунка дизельного двигателя: устройство и принцип работы

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.

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 FH12 с форсунками такого типа. Затем такими же узлами начнут оснащать свои грузовики «Скания» и «Ивеко».

Читать еще:  Что означает слово контрактный двигатель

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.

Читать еще:  Датчик оборотов двигателя ниссан икстрейл

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.

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector