В последнее время автомобилисты стали много внимания уделять достаточно интересному и в то же время важному вопросу, который касается непосредственной чистки инжектора автомобиля. Одни автолюбители утверждают, что такого рода чистка является бесполезной и не дает никакого положительного результата. В то же время множество утверждает, что данная процедура должна проводится регулярно, объясняя это улучшенной работой двигателя внутреннего сгорания. Именно поэтому следует разъяснить все интересующие аспекты одного, казалось бы, незначительного вопроса. Важно учитывать, что основным элементом инжектора являются форсунки, посредством которых топливо дозировано впрыскивается напрямую в камеры сгорания двигателя.
Бытует мнение о том, что засорение форсунок инжектора возникает из-за некачественного топливо, которым пользуется автомобилист. Утверждающие говорят, что в таком топливе содержится песок и иные инородные частицы, которые и забивают инжектор. Тем не менее, такая вероятность совсем невысока, так как в топливной системе транспортного средства в обязательном порядке располагаются фильтры, посредством которых и происходит очистка поступающего топлива от разного рода инородных частиц.
Устройство инжектора засоряется в постепенном режиме в процессе эксплуатации автомобиля. Основным ключевым базисным элементом засорения является то, что возникают осадок от тяжелых фракций бензина. Это происходит в большинстве случаев уже после того, как глушится двигатель внутреннего сгорания. Именно в этот момент температура корпуса форсунок на порядок возрастает, вследствие работы двигателя, охлаждение которого прекращается.
При всем этом нет никакого охладительного действия топлива в тот период, когда мотор не работает. Под сильным воздействием температуры возникают лишь легкие фракции топлива, которые остаются в самых незначительных количествах в системе. Тяжелые фракции не способны растворяться в дизельном топливе или бензине, вследствие чего они остаются на каналах форсунок. Данные осадки имеют толщину в несколько микрон, из-за чего и происходит уменьшение сечения клапана форсунки, при этом нарушается весь ее рабочий процесс и снижается производительность.
Не будет считаться нормальным, если же в топливе будет находится большое количество тяжелых маслянистых фракций. В своем подавляющем большинстве такое будет характерным для низкокачественного бензина, который получается в результате прямой перегонки. Данный вид топлива получается путем добавление присадок, которые являются высокооктановыми. Помимо этого, к возникновению тяжелых фракций приводит и неправильная транспортировка или нарушения при условиях хранения топлива.
Одним из самых простых и распространенных способов является способ добавления в топливо очищающей присадки через бензобак, которая позволит растворить все отложения при непосредственной работе системы. Множество специалистов рекомендуют для провождения данную очистку, но лишь в качестве профилактики, а не в случае тотального загрязнения, так как она не будет способна удалить самые тяжелые фракции. Тем более, если при долгой эксплуатации система очень сильно засорилась, то данная процедура может лишь привнести вред транспортному средству. Вследствие этого форсунки могут забиться еще на порядок сильнее. Связано это непосредственно с тем, что все отложения из топливного бака напрямую направятся в топливный насос, вследствие чего данное устройство просто выйдет из строя.
Иной способ потребует особого оборудования специального назначения и некоторых навыков работы. Посредством специальных штуцеров-переходников к инжектору будет подключен прибор, который необходим для промывания. Именно за счет штуцера из оборота выйдет устройство топливного бака, фильтра и бензонасоса. Вместо топлива непосредственно в инжектор будет поступать специальная промывочная жидкость из подготовленного баллона, который присоединяется посредством трубок. На данном очистителе двигатель будет работать около получаса. Все загрязнения за этот период раскиснут и пройдут через форсунки, после чего попросту сгорят в цилиндрах двигателя. Тем не менее, даже данный способ не может гарантировать стопроцентную панацею от загрязненных форсунок.
Даже после такого рода чистки в самой масляной системе и инжекторе останутся некоторые частицы промывающей жидкости. После этого нужно будет проехать несколько десятков километров в форсированном режиме работы мотора, после чего произвести замену масла и масляного фильтра. Вполне выходит очевидным, что данный метод будет требовать особых временных и финансовых затрат. Важно заметить, что данные два способа будут наиболее актуальными для тех случаев, когда транспортное средством имеет небольшой пробег, а демонтировка форсунок является довольно сложной, так как конструктивные особенности их расположения не являются лучшими и самыми удобными.
Если же случай уже крайний или особо тяжелый, то следует прибегать к самому сложному методу, при котором производится полное снятие форсунок с двигателя и тотальная чистка на специальном стенде посредством ультразвука. Данный метод позволит изучить форму факелов форсунки и при этом сравнить результаты, которые были до и возникли после, чистки.
На стенде будет имитироваться работа инжекторов. Тем не менее, вместо топлива будет пускаться по ним специальная промывочная жидкость. В это время будет происходить процесс кавитации – образование воздушных пузырьков. Данный процесс возникает из-за электрических колебаний клапана, которые происходят в канале подачи топлива. Результат: эти мыльные пузырьки и будут разрушать загрязнения клапанов форсунки и промывать ее сетчатый фильтр. Важно заметить, что на одном таком стенде можно определить электрические и механические, технические параметры форсунок и принять решение о потенциальной целесообразности их замены.
Тем не менее, основным недостатком данного способа является высокая себестоимость. Помимо этого, данный метод потребует вовлечения опытных и проверенных специалистов, так как неправильно проведенная чистка форсунок инжектора ультразвуком может привести к очень плачевным последствиям, как для самих форсунок, так и для кошелька автолюбителя.
Нельзя утверждать с уверенностью, конечно же, насколько эффективной является процедура чистки инжектора. Множество автомобилистов склонны к мнению, что чистка форсунок является пустой тратой времени, так как их нужно просто заменить на новые. Иная, более оптимистическая часть, довольствуются тем, возможно, виртуальным улучшением, которое они получили после чистки форсунок инжектора различными смесями или ультразвуком.
В любом случае, и те, и другие сходятся в одном мнении, что не стоит начинать поиск причин ухудшения работы двигателя внутреннего сгорания с загрязненных форсунок инжектора. Связано это с тем, что в большинстве случаев сама проблема будет крыться в другом, а автомобилист попросту потратит большие средства и большое количество времени на процедуру очистки, которая на самом деле вообще не была нужна.
Следовательно, чтобы автомобилист не попал в такого рода ситуацию, он должен быть вооружен и знать, что множество ухудшений в работе двигателя внутреннего сгорания могут быть вызваны элементарными механическими повреждениями системы, повреждениями, которые затрагивают прилегающие системы. Проблемы с форсунками, по большей части, будут возникать тогда, когда автолюбитель игнорирует на протяжении длительного периода проверку форсунок инжектора, которые в процессе длительной эксплуатации могут загрязниться. Лучше не полениться и сделать этот осмотр и диагностику форсунок заранее, когда все можно исправить, а не тогда, когда новые форсунки обойдутся в очень кругленькую сумму, что не слабо ударит по семейному бюджету автомобилиста.
Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.
Была ли эта статья полезна?Да Нет
auto.today
Форсунки бескомпрессорных дизелей разделяются на закрытые и открытые. Открытые форсунки по конструкции наиболее просты. У этих форсунок между топливным нагнетательным трубопроводом и пространством камеры сгорания нет каких-либо запорных устройств. Необходимое давление впрыска создается за счет гидравлического сопротивления сопловых отверстий и скорости движения плунжера топливного насоса.
Открытые форсунки имеют существенные недостатки. Оставшееся после впрыскивания в форсунке и нагнетательной трубе топливо под действием упругих деформаций металла трубопровода выжимается и в небольшом количестве «подтекает» в камеру сгорания, что вызывает значительное нагарообразование и засоряет отверстия сопел. Работа открытой форсунки сильно ухудшается при разработке сопловых отверстий, а также при ослаблении резкости начала подачи или при недостаточной резкости отсечки конца подачи у топливного насоса.
Поэтому в бескомпрессорных дизелях применяются чаще закрытые форсунки, имеющие иглу, которая запирает вход топлива в цилиндр в промежутках между его подачей.
На фиг. 115 показана схема действия закрытой форсунки. В корпусе распылителя 1 помещается игла 2, запорный конус которой прижат к конической поверхности в распылителе через нажимную штангу 4 пружиной 5.
Игла перемещается под действием давления топлива. Это давление, действуя на кольцевую площадку иглы форсунки, создает силу, стремящуюся ее приподнять. Силе давления топлива противодействует сила пружины. Когда давление топлива преодолевает эту силу, игла приподнимается с седла и открывает отверстие для впрыска топлива в цилиндр двигателя. В этих форсунках необходимое давление впрыска создается за счет определенной затяжки пружины и является постоянным, не зависящим от каких-либо других причин.
Обычно в бескомпрессорных дизелях со струйным распыливанием топлива применяются распылители с большим числом отверстий (4—10) при диаметре этих отверстий 0,2— 0,4 мм (фиг. 116, а). У предкамерных и вихрекамерных дизелей применяются распылители с одним отверстием со штифтом в конце иглы, который входит внутрь распыливающего отверстия и образует кольцевое проходное сечение шириной порядка 0,02—0,05 мм (фиг. 116,6). У некоторых дизелей имеются распылители с плоской посадкой иглы на седло (фиг. 116, б)
На фиг. 117 показана одна из конструкций закрытой форсунки. В корпусе распылителя 1 помещается игла 2, упирающаяся в штангу 3, на тарелку 8 которой сверху давит пружина5. Натяжение этой пружины достигается соответствующим поворотом регулировочного винта 6, воздействующего на верхнюю тарелку 7 пружины 5. Подвод топлива производится через штуцер 9. Просачивающееся топливо отводится через штуцер 4. Распылитель форсунки штифтовый.
На фиг. 118 представлена многодырчатая форсунка со щелевым фильтром топлива. Распылитель 1, имеющий внизу по окружности несколько отверстий под углом к оси форсунки, прикреплен накидной гайкой 3 к корпусу 6 форсунки. Топливо через штуцер 7 и далее по вертикальному каналу в корпусе форсунки поступает в полость под иглой 2, предварительно пройдя через щелевой фильтр, состоящий из гильз 4 и 5, вставленных одна в другую. На наружной поверхности гильзы 5 нарезаны неглубокие канавки. Канавки нарезают не на всю длину гильзы, поэтому топливо не может проходить вдоль канавок сквозь фильтр, а перетекает с одной канавки в другую через малый зазор между гильзами фильтра, оставляя в нем мельчайшие частицы грязи. Это устройство предохраняет распылитель от попадания различных механических примесей.
Топливо, просачивающееся через зазор между иглой и распылителем, отводится из полости пружины к штуцеру 7 через канал 8.
Форсунки изготовляются в соответствии с требованиями ГОСТов 7743-55 и 9928-61.
vdvizhke.ru
________________________________________________________________
_______________________________________________________________
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
Форсунка — это элемент системы впрыска, предназначенный для дозированной подачи топлива, его распыления в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси.
Форсунки используются 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:
Общий вид форсунки системы «коммон рейл» фирмы «Бош» показан на рисунке.
Рис. Разрез электрогидравлической форсунки фирмы 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
Форсунка состоит из:
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 «Коммон Рейл» электромагнит при давлении 1350 … 1800 кгс/см2 не в состоянии поднять запорную иглу, поэтому используется принцип гидроусиления.
Рис. Принцип действия электрогидравлической форсунки:а – форсунка в закрытом состоянии; b – форсунка в открытом состоянии; c – фаза закрытия форсунки
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 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.
Рис. Аварийный ограничитель подачи топлива через форсунку
В системах «коммон рейл» первых поколений общее количество горючей смеси, впрыскиваемой в цилиндр, разделялось на предварительное и основное. Однако более гармоничной является такая схема сгорания, когда во время одного рабочего такта горючая смесь будет разделена на возможно большее количество частей. До сих пор добиться этого было невозможно по причине инерционности традиционных форсунок с электромагнитным управлением.
Одним из путей совершенствования системы «коммон рейл» является увеличение быстродействия открытия форсунки. Минимальное время открытия форсунки для электромагнита с подвижным сердечником составляет 0,5 мс, что не позволяет оперативно изменять подачу топлива. Для более быстрого срабатывания форсунки в настоящее время применяется пьезокерамическая форсунка, которая работает вчетверо быстрее.
Известно, что при подаче электрического напряжения на пьезокерамическую пластинку она на несколько микрон изменяет свою толщину.
Пьезоэлемент, являющийся исполнительным элементом форсунки, 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.
Рис. 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.
Электрогидравлическая форсунка с пьезоэлементом показана на. 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. Разрез пьезоэлектрогидравлической форсунки: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 пьезо-электрического элемента за один рабочий такт друг за другом производятся несколько впрысков.
Рис. Принцип работы 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. Характер процесса двойного впрыска показан на рисунке:
Рис. График процесса двойного впрыска и характер распыления топлива
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 «послевпрыскивания».
Рис. Характер протекания процесса многоступенчатого впрыска
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 Common Rail и форсунки.
Другим направлением форсунок фирмы 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.
ustroistvo-avtomobilya.ru
Твитнуть
Поделиться
Плюсануть
Поделиться
Класснуть
Многие автолюбители, выслушивая от мастеров станций технического обслуживания о необходимости промывки или замены форсунок, не понимают, что это такое, и где они находятся. Все современные бензиновые и дизельные двигатели внутреннего сгорания оснащены системой впрыска топлива. Форсунка, как насос для подачи мощной, но тонкой струи топлива, является неотъемлемой частью этой системы впрыска. В данной статье мы расскажем, где в автомобиле находятся форсунки и принцип их работы.
Форсунка – это электромагнитный клапан, который управляется специальной программой в блоке управления двигателем. Благодаря форсунке топливо в цилиндры подается дозированно. Когда говорят об инжекторе, имеют в виду систему управляемых форсунок.
Существуют различные виды форсунок для:
– центрального впрыска топлива;
– распределенного впрыска топлива;
– непосредственного впрыска топлива.
К каждой форсунке топливо от топливной рампы подается под определенным давлением. На электромагнит форсунки поступают электрические импульсы от блока управления двигателем. Они приводят в действие специальный игольчатый клапан, который открывает и закрывает канал в форсунке. Чем дольше поступаемый электрический импульс, тем дольше открыт игольчатый клапан, и тем больше подается топлива. Время открытия игольчатого клапана регулирует блок управления двигателем. Помимо этого, разновидности форсунок позволяют создавать разные формы и направленность факела распыляемого топлива, что существенно влияет на процесс смесеобразования.
В таблице ниже указано расположение форсунок в двигателе в зависимости от типа впрыска топлива.
| Тип впрыска топлива | Расположение форсунок |
| Центральный впрыск | Одна или две форсунки располагаются во впускном трубопроводе перед дроссельной заслонкой. Таким образом, форсунка заменяет устаревшую технологию – карбюратор. |
| Распределенный впрыск | Для каждого цилиндра установлена своя форсунка, которая осуществляет впрыск топлива во впускной трубопровод цилиндра. Форсунка располагается у основания впускного трубопровода |
| Непосредственный впрыск | Форсунки располагаются в верхней части стенок цилиндра и впрыскивают топливо непосредственно в камеру сгорания. |
В связи с наличием в топливе вредных примесей, на форсунках может накапливаться нагар. Операция промывки форсунок подразумевает процесс вымывания загрязнений из системы форсунок. Промывать форсунки можно специальной жидкостью (специальная присадка). При этом форсунки можно даже не снимать с двигателя. Такая присадка добавляется к топливу, и двигателю дают поработать на такой смеси 2-3 тысячи километров. Также можно делать более быструю промывку форсунок, не снимая их с двигателя. Для этого используется специальная установка, которая подсоединяется к мотору вместо топливного насоса. В форсунки подается специальное промывающее топливо – сольвенте. Такая промывка занимает порядка 15 минут.
Также можно очистить форсунки от нагара с помощью ультразвукового стенда. Для этого форсунки снимают с топливной системы двигателя.
Твитнуть
Поделиться
Плюсануть
Поделиться
Класснуть
motormania.ru
В России, как, впрочем, и в других странах бывшего СНГ, имеется огромное количество автомобильных заправок. Но далеко не на каждой из них продают качественное горючее, которое отвечает всем нормам и стандартам. Чаще всего в составе бензинов имеется не только грязь, но и разные примеси и вещества. Это фенолы, сера, различные кислоты свинец. Кроме того, низкокачественное горючее отличается малым октановым числом. Каждый владелец инжекторного автомобиля должен знать, как снимать форсунки. Это полезные знания, которые могут пригодиться при владении поддержанного авто.
В процессе использования автомобиля форсунки имеют свойство засорятся. На машинах, пробег которых 200 и более тысяч, они могут выходить из строя. Нередко причиной выхода форсунки из строя является воздействие высоких температур. Внутри данный элемент покрывается лаковыми отложениями. В результате появляются проблемы в процессе запуска мотора, двигатель троит, работает нестабильно во всех режимах. 
Из-за этих отложений и загрязнений сильно нарушается способность пропускать топливо. Возникают проблемы в процессе открытия и закрытия форсунок. Все это приводит к одному или нескольким указанным симптомам.
Форсунки на инжекторном моторе внутреннего сгорания находятся в топливной рампе. Их число равно количеству цилиндров в двигателе.
Форсунки, отвечающие за подачу топлива, могут эксплуатироваться достаточно продолжительное время – производители указывают не менее 100-150 тысяч километров пробега. Но, учитывая качество топлива и несвоевременную замену топливных фильтров, необходимость проверки и очистки их может наступить уже через 80 тысяч километров. 
Необходимость в демонтаже появляется чаще всего ближе к 100 тысячам километров. Форсунки калибруют, тестируют, а при необходимости меняют и чистят. Иногда причиной нестабильной работы двигателя может быть всего лишь одни элемент. При этом нет никакой необходимости в снятии всех деталей. Особенно это актуально для дизелей, где процесс работы значительно сложней по сравнению с бензиновым аналогом.
Давайте посмотрим, как снимать форсунки, чтобы протестировать их. Для демонтажа понадобится стандартный набор отверток, гаечные ключи, плоскогубцы, средство для очистки инжектора или карбюратора, а также ветошь.
Рассмотрим процесс снятия на примере двигателей ВАЗ. Итак, первым делом нужно понизить давление, которое образуется в топливной системе. На большинстве современных автомобилей имеется специальный регулятор давления – он находится на топливной рейке. Это не что иное, как специальный клапан, на который можно нажать. В результате горючее из рампы пойдет наружу, а уровень давления начнет падать. 
Бензин в форсунку подается при достаточно высоком давлении, поэтому при работе с ними нужно соблюдать меры предосторожности. Струя бензина или дизельного топлива может причинить существенный вред.
Когда удалось сбросить давление, нужно снять топливную рампу. Для этого отключают разъемы с проводами. Снять их можно при помощи специальных фиксаторов, которые представляют собой упругую скобу, на которую необходимо нажать. Далее отверткой сдвигают зажим по направлению вдоль рампы. После этого можно извлечь форсунки.
Многие автовладельцы, которые не знают, как снимать форсунки, пытаются их выдернуть. Но извлекать их нужно не так. Демонтаж осуществляется после небольших поворотов или покачиваний. Далее при помощи отвертки снимают уплотнительные кольца – они находятся на распылителе форсунки на ее корпусе. Стоит помнить, что эти кольца можно эксплуатировать только один раз – если однажды их сняли, они подлежат замене.
Форсунка топливная дизеля также подвержена выходу из строя по причине качества топлива. Процесс демонтажа в данном случае отличается. Главная особенность в том, что данный элемент вкручен в мотор, как свеча зажигания. Эксплуатация форсунки в условиях воздействия высокой температуры ведет к прикипанию детали к головке блока цилиндров двигателя.
Форсунка прикипает по причине влаги, попадающей в колодец (туда, где элемент установлен). Далее колодец закоксовывается по причине прорыва туда выхлопных газов. Также нагар активно скапливается на уплотнительных кольцах. Процесс снятия топливной форсунки с дизеля в отличии от бензинового мотора предполагает наличие дополнительного специального инструмента и съемников. При помощи съемников можно снизить риск повреждения резьбы, разрушения корпусных деталей. 
После закисания резьбы выкрутить деталь очень трудно. В процессе демонтажа, корпус форсунки может просто лопнуть. В этом случае придется только высверливать оставшуюся в ГБЦ часть, затем выполнять восстановление резьбы и другие манипуляции. Тем, кто не знает, как снимать форсунки, может потребоваться восстановление головки блока цилиндров. Нужно помнить, что форсунка – это дорогостоящая деталь. Следует аккуратно выкрутить деталь из ее посадочного места – это и весь процесс демонтажа.
Есть масса способов, позволяющих проверить форсунку. Это кустарные способы, а также методы тестирования с применением специального оборудования. В случае самостоятельно проверки можно оценить только открывание/закрывание форсунки. Также можно убедиться в том, что инжектор не льет и не переливает топливо. Также в ходе самостоятельной проверки можно оценить качество распыления. Не многие знают, как проверить снятую форсунку, а ведь достаточно только подключить питание и пропустить через нее горючее или же средство-очиститель. 
Что касается диагностики с применением профессиональных стендов, данное оборудование позволяет определить больше параметров. Это точность срабатывания, а также эффективность работы всех форсунок и каждой отдельно. Это позволяет точно и объективно оценить работу системы впрыска.
Мы знаем, как снять форсунки с двигателя. Также следует узнать, как осуществляется процесс их промывки и чистки. Мыть их можно двумя способами – со снятием и без снятия. Большего эффекта можно добиться только промывкой со снятием. 
Наиболее распространенный метод предполагает наличие ключей для демонтажа, заряженного аккумулятора, двух проводов и клемм к ним, а также жидкости-очистителя. Снимается топливная рампа, а затем форсунка. Провода подсоединяют к последней. Через входное отверстие к форсунке подсоединяется баллончик с очистителем. Затем давят на распылитель и замыкают провод на аккумуляторе, тем самым приводя в действие электромагнитный клапан. Также можно собрать стенд для очистки форсунок. Но это очень долго и дорого.
Для этого нужен цилиндр для промывки. Его изготавливают самостоятельно. Также понадобится компрессор и манометр, шланг, который будет подключен к топливной рампе. В промывочный цилиндр заливают жидкость для чистки форсунок, цилиндр подключают к системе. Далее запускают мотор и включают компрессор. Чистка будет закончена, когда выработается вся жидкость.
Вот как промыть форсунки не снимая. Минус данной методики в том, что нет возможности контролировать уровень загрязнения, а также степень очистки. Но эта операция требует меньше всего времени и усилий.
fb.ru
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.
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.
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 топливных форсунок:
smotr.net
