Как работает и устроена дизельная форсунка

Сегодняшний дизельный мотор не чета своим предшественникам. Он почти ни в чем не уступают бензиновому двигателю по шуму, приемистости и экологическим показателям. И, в тоже время, по надежности, топливной экономичности и соотношению «крутящий момент – обороты коленвала», заметно превосходят.

Дизельный впрыск и работа форсунок

Горючее из топливной емкости подающей помпой направляется на вход ТНВД, которым оно распределяется и нагнетается в магистрали, соединенные с форсунками.При этом осуществляется их открытие, чтобы произвести очередной впуск горючего в цилиндры. При падении давления инжекторы закрываются.

В системе топливоподачи дизельных моторов топливным форсункам отводится особые функции. С их помощью обеспечивается прямая подача и дозирование горючего в цилиндры дизелей с частотой до 33 раз в секунду. Инжекторы эффективно распыляют топливо над поршнем в виде факела. Различные системы питания двигателей оборудуются форсунками разной конструкции и способов управления ими.

Одним из новшеств стали форсунки, имеющие датчики, фиксирующие подъем иглы, и подающие импульсы к специальным электронным блокам управления (ЭБУ), которые на их основе вырабатывают команды для ТНВД.

Новшество из двух пружин в дизельных форсунках также стало значительным шагом вперед. Несмотря на некоторое усложнение, это наделило процесс топливоподачи большей гибкостью. Сгорание рабочей смеси стало более мягким, а работа дизеля – тихой.

Особенности электромеханических форсунок

Большой толчок прогрессу систем питания дизельных моторов дали электромеханические форсунки. Принцип работы дизельной форсунки, относящейся к данному типу, следующий. Здесь давление горючего и сила сжатой пружины заменены специальным электромагнитным клапаном, контролируемым ЭБУ мотора.

Блоком управления формируются показатели топливоподачи: когда начать впрыск и какую выбрать дозу. Осуществляется это клапаном форсунки по командам от ЭБУ, которые зависят от оборотов двигателя, режима его работы, температуры и других параметров.

В результате топливно-воздушный микс в цилиндрах получается более однородным, улучшается распыл и сгорание, что обеспечивает плавное нарастание давления на поршень, которые оказывают газы от сгорающего топлива.

Благодаря более точной работе электронного впрыска у дизелей увеличилась мощность, улучшилась топливная экономичность и экологичность. Они стали заметно долговечней, уменьшилась вибрация и шум.

Насосы-форсунки

В этом способе топливоподачи ТНВД заменяется на насосы-форсунки. Работают они так. Солярка подкачивающей помпой подается на вход инжектора с собственной плунжерной парой, являющейся источником высокого давления, необходимого для впрыска горючего. Плунжерная пара приводится в действие непосредственно распределительным валом.

Отсутствие ТНВД придает такой системе компактность и экономичность. Наличие электрического клапана в насосах-форсунках обеспечивает впрыск горючего двумя импульсами. Вначале в двигатель подается небольшая доза горючего и только потом – основная.

Подача топлива системой на основе насосов-форсунок производится точно по времени и дозе. Такая система делает двигатель экономичным, его работа становится мягкой и бесшумной, а выхлоп – менее вредным.

Некоторые проблемы возникают из-за зависимости напора подачи горючего от оборотов коленчатого вала. Также их непросто ремонтировать и обслуживать из-за сложного устройства. Для насосов-форсунок требуется только качественные горюче-смазочные материалы.

Топливоподача посредством ТНВД

Традиционная схема подачи горючего с механическим ТНВД отличается надежностью и хорошо зарекомендовала себя в составе атмосферных моторов на дизельном топливе в прошлом. Данная схема топливоподачи представлена такими составляющими:

• топливной емкостью;
• фильтрами грубой и тонкой очистки;
• топливоподкачивающей помпой;
• ТНВД;
• инжекторными форсунками;
• трубопроводами небольшого напора;
• каналами большого давления;
• фильтром очистки воздуха.

ТНВД относится к главным узлам системы питания соляровых моторов. Он довольно непросто устроен, поскольку, кроме подачи сильно сжатого горючего, обеспечивает и его дозирование.
В прошлом веке механическими ТНВД оборудовались преимущественно дизельные двигатели, но их пытались устанавливать и на бензиновые моторы, как элемент, обеспечивающий непосредственный впрыск.

С помощью таких насосов можно задать нужный момент начала впрыска и подачу необходимого объема сжатого горючего в к/с цилиндров.

Топливоподача Common Rail

Ее сегодня относят к самой эффективной для подачи горючего в моторы, работающие на солярке. Ее появление датируется 1997 годом, которая через несколько лет стала очень распространенной. Common Rail или аккумуляторная топливная система теперь стоит почти на всех дизельных двигателях. Устройство дизельной форсунки здесь несколько иное.
По сравнению с другими, данная система обеспечивает значительную экономию горючего, повышенную экологическую безопасность, бесшумность, но основное – создает большее давление топливоподачи перед форсунками.

Принципиально отличает схему Common Rail от других то, что порядок получения большего напора и подача горючего разделенахронологически. Дизтопливо из емкости к системе подается подкачивающей помпой. Оно в фильтрах осветляется, оставляя примеси и прочие загрязнения на фильтр-элементах.

По низконапорным магистралям горючее попадает в механический ТНВД, закачивающий горючее в рампу, где топливо накапливается до впрыскивания к/с. В этой схеме напор горючего не связан с текущим режимом работы мотора.

На основе данных, выдаваемых датчиками на ЭБУ мотора, определяется доза, которую должен закачать насос внутрь топливной рампы. Это происходит путем открытия дозировочного клапана, после чего горючее попадает в рампу. В аккумуляторе оно имеет заданное давление, которое поддерживается регулятором.

После подачи в рампу необходимого объема топлива, ЭБУ выдает импульс для открытия инжекторов согласно работе мотора. Пока длится один цикл процесса, такая система осуществляет впрыск в три этапа:

• предварительный (с его помощью повышается температура в к/с, что способствует быстрому процессу самовоспламенения). Их количество связано с режимом работы мотора: для без нагрузочного режима их может быть два, промежуточного – один, при максимуме мощности – ни одного;
• основной (непосредственное обеспечение функционирования мотора);
• дополнительный (им подогреваются газы, что способствует более полному выгоранию углерода и уменьшает вредные вещества в выхлопе).

Common Rail может дробить фазу подачи на 7-9 порций, а величина напора может достигать 300 МПа. Такие возможности позволяют увеличить цикловой объем впрыскиваемого в к/с цилиндров топлива, что незамедлительно ведет к повышению мощности автомобилей с дизельными двигателями.

Для этой системы питания требуются дизельные форсунки типа электрогидравлических и пьезоэлектрических. Управление первых происходит с помощью электромагнитных клапанов, а вторых – пьезокристаллов, что существенно повышает их быстродействие в работе.

Системе Common Rail требуется только высококачественное топливо, поскольку в них применяются сложно устроенные форсунки, собранные из высокоточных узлов и деталей. Причем требуется их полная герметичность. Если по каким-либо причинам положение клапана окажется открытым, давление в рампе упадет, и топливоподача прекратится.

Ремонт дизельных форсунок

Итак, надежное функционирование дизельных двигателей во многом зависит от того, в каком состоянии находятся топливные форсунки. Поэтому данные устройства нуждаются в постоянном внимании (диагностике) и своевременном техническом уходе. При поломке или окончательном износе их необходимо незамедлительно ремонтировать или заменять.

В автосервисе Дизель-Моторс выполняется любой ремонт дизельной форсунки, каким бы он ни был сложным, и устанавливающейся на дизельные моторы автомашин независимо от марки. При этом форсунка присваивается новый код. Нашими специалистами будет предложено наиболее качественное и недорогое обслуживание и ремонт силовой установки вашего автомобиля.