No Image

Давление форсунки common rail

СОДЕРЖАНИЕ
0
16 просмотров
15 мая 2019

"Топливная аппаратура аккумуляторного типа начала применяться на главных судовых дизелях с 1910 г. и наиболее широко использовалась в 50-е годы.

Первым промышленным образцом аккумуляторной топливной системы с электронным управлением без мультипликаторов давления, названный Common Rail, явилась совместная разработка фирм Robert Bosch GmbH, Fiat, Elasis, реализованная в 1997 г. Вместе с тем разработки таких систем велись с 70-х годов, причем именно в России (СССР) наиболее удачно". [1]

Устройство и конструкция форсунок common rail

Топливо в форсунку common rail подается через входной штуцер высокого давления (4) и далее в канал (10) и камеру гидроуправления (8) через жиклер (7). Камера гидроуправления соединяется с линией возврата топлива (1) через жиклер камеры гидроуправления 6, который открывается электромагнитным клапаном.

При закрытом жиклере (6) силы гидравлического давления, приложенные к управляющему плунжеру (9), превосходят силы давления, приложенные к заплечику иглы (11) форсунки. В результате игла садится на седло и закрывает проход топлива под высоким давлением в камеру сгорания.

При подаче пускового сигнала на электромагнитный клапан жиклер (6) открывается, давление в камере гидроуправления падает, и в результате сила гидравлического давления на управляющий плунжер также уменьшается. Поскольку сила гидравлического давления на управляющий плунжер оказывается меньше силы, действующей на заплечик иглы форсунки, последняя открывается, и топливо через сопловые отверстия впрыскивается в камеру сгорания. Такое косвенное управление иглой форсунки, использующее систему мультипликатора, позволяет обеспечить очень быстрый подъем иглы, что невозможно сделать путем прямого воздействия электромагнитного клапана. Так называемая "управляющая доза" топлива, необходимая для подъема иглы форсунки, является дополнительной по отношению к действительному количеству впрыскиваемого топлива, поэтому это топливо направляется обратно, в линию возврата топлива через жиклер камеры гидроуправления.

Кроме "управляющей дозы" в линию возврата топлива и далее в топливный бак также выходят утечки через направляющие иглы форсунки. К коллектору линии возврата топлива также подсоединяются предохранительный клапан (ограничитель давления) аккумулятора и редукционный клапан ТНВД.

Рис. Форсунка common rail. a – форсунка закрыта, b – форсунка открыта (впрыск); 1 – возврат топлива, 2 – электрические выводы, 3 – электромагнитный клапан, 4 – вход топлива из аккумулятора, 5 – шариковый клапан, 6 – жиклер камеры гидроуправления, 7 – "питающий" жиклер, 8 – камера гидроуправления, 9 – управляющий плунжер, 10 – канал к распылителю, 11 – игла форсунки.

Работа форсунки common rail

Работа форсунки может быть разделена на четыре рабочих стадии при работающем двигателе и создании высокого давления ТНВД:

  • Форсунка закрыта с приложенным высоким давлением;
  • Форсунка открывается (начало впрыска); —
  • Форсунка полностью открыта; —
  • Форсунка закрывается (конец впрыска).

Эти рабочие стадии являются результатом действия сил, приложенных к деталям форсунки. При остановленном двигателе и отсутствии давления в аккумуляторе форсунка закрыта под действием пружины.

Форсунка закрыта

При закрытой форсунке питание на электромагнитный клапан не подается (рис. a). При закрытом жиклере камеры гидроуправления пружина якоря прижимает шарик к седлу, высокое давление, подаваемое в камеру и к распылителю форсунки из аккумулятора, увеличивается. Таким образом, высокое давление, действующее на торец управляющего плунжера, вместе с усилием пружины держат форсунку закрытой, преодолевая силы давления в камере распылителя.

Форсунка открывается

Перед началом процесса впрыска, еще при закрытой форсунке, на электромагнитный клапан подается большой ток, что обеспечивает быстрый подъем шарикового клапана (рис. b). Шариковый клапан открывает жиклер камеры гидроуправления и, поскольку теперь электромагнитная сила превосходит силу пружины якоря, клапан остается открытым, и практически одновременно сила тока, подаваемого на обмотку электромагнитного клапана, уменьшается до тока, требуемого для удерживания якоря. Это возможно потому, что воздушный зазор для электромагнитного потока теперь уменьшается. При открытом жиклере топливо может вытекать из камеры гидроуправления в верхнюю полость и далее по линии возврата топлива в бак. Давление в камере гидроуправления уменьшается, нарушается баланс давлений, и давление в камере распылителя, равное давлению в аккумуляторе, оказывается выше давления в камере гидроуправления. В результате сила давления, действующая на торец управляющего плунжера уменьшается, игла форсунки поднимается, и начинается процесс впрыска топлива.

Скорость подъема иглы форсунки common rail определяется разностью расходов через жиклер и сопловые отверстия. Управляющий плунжер достигает верхнего упора, где остается, поддерживаемый "буферным" слоем топлива, образующимся в результате указанной выше разницы расходов через жиклер и сопловые отверстия. Игла форсунки теперь полностью открыта, и топливо впрыскивается в камеру сгорания под давлением, практически равным давлению в аккумуляторе. Распределение сил в форсунке подобно распределению в фазе открытия.

Форсунка закрывается (конец впрыска)

Как только прекращается подача питания на электромагнитный клапан, пружина якоря перемещает его вниз, и шариковый клапан закрывается. Якорь состоит из двух частей, поэтому, хотя тарелка якоря перемещается вниз заплечиком, она может оказывать противодействие возвратной пружиной, что уменьшает напряжения на якорь и шарик.

Закрытие жиклера приводит к повышению давления в камере гидроуправления при поступлении в нее топлива через "питающий" жиклер (7). Это давление, равное давлению в аккумуляторе, действует на торец управляющего плунжера, и сила давления вместе с силой пружины преодолевают силу давления, действующую на заплечик иглы форсунки, которая закрывается.

Скорость посадки иглы форсунки на седло, то есть скорость закрытия форсунки, определяется расходом через "питающий" жиклер. Впрыск топлива прекращается, как только игла форсунки садится на седло.

Топливная аппаратура и системы управления дизелей / Л.В. Грехов, Н.А. Иващенко, В.А. Марков// -М.: Легион-Автодата, 2004. – 342 с.

Источник dizelist.ru

Форсунки дизельного двигателя, также как и инжекторного, периодически загрязняются. Поэтому многие владельцы машин с дизельным двигателем задаются вопросом — как проверить форсунки на дизеле? Как правило, в случае их засорения топливо несвоевременно подается в цилиндры, и возникает повышенный расход горючего, а также перегрев и разрушение поршня. Кроме этого, возможен прогар клапанов, и выход из строя сажевого фильтра.

Форсунки дизельного двигателя

Проверка дизельных форсунок в домашних условиях

В современных дизельных двигателях повсеместно могут использоваться одна из двух известных топливных систем Common Rail (с общей рампой) и насос-форсунки (где на на каждый цилиндр отдельно подводится своя форсунка).

Они обе способны обеспечить высокую экологичность и КПД двигателя. Поскольку эти дизельные системы функционируют и устроены подобным образом, но Коммон Реил более прогрессивна с точки зрения эффективности и шумности работы, хотя и проигрывает в мощности, стала все более чаще использоваться на легковых авто, то далее будем говорить о ней. А про работу, неисправности и проверку насос форсунок расскажем отдельно, ведь это не менее интересная тема, особенно для владельцев автомобилей VAG группы, поскольку там довольно не сложно производится программная диагностика.

Самый простой метод вычисления забитой форсунки такой системы можно провести по следующему алгоритму:

Форсунка Common Rail

  • на холостом ходу довести обороты двигателя до того уровня, когда проблемы в работе двигателя слышны наиболее отчетливо;
  • каждую из форсунок отключают путем ослабления накидной гайки в месте крепления магистрали высокого давления;
  • когда вы отключаете нормальную рабочую форсунку, то работа двигателя меняется, если же форсунка проблемная, то двигатель продолжит работать в таком же режиме и далее.

Кроме этого, проверить форсунки своими руками на дизельном двигателе можно путем прощупывания топливопровода на наличие толчков. Они будут результатом того, что ТНВД пытается нагнетать топливо под давлением, однако в силу забитости форсунки возникают сложности с его пропуском. Проблемный штуцер также можно определить по завышенной рабочей температуре.

Проверка дизельных форсунок на перелив (слив в обратку)

Проверка объема слива в обратку

По мере износа дизельных форсунок со временем возникает проблема, связанная с тем, что топливо из них попадает обратно в систему, из-за чего насос не может нагнетать нужного рабочего давления. Следствием этого может быть проблемы с запуском и работой дизельного двигателя.

Перед проверкой вам необходимо будет купить медицинский шприц объемом 20 мл и систему для капельниц (для подключения шприца вам понадобится трубочка длиной 45 см). Чтобы найти форсунку, которая скидывает в обратку больше топлива, чем ей положено, необходимо воспользоваться следующим алгоритмом действий:

  • вынуть поршень из шприца;
  • на запущенном двигателе с помощью системы подключить шприц к “обратке” форсунки (трубочку вставить в горлышко шприца);
  • в течение двух минут держать шприц, чтобы в него набиралось топливо (при условии что оно будет набираться);
  • повторять процедуру поочередно для всех форсунок либо соорудить систему для всех сразу.

На основании информации о количестве топлива в шприце можно сделать соответствующие выводы:

Проверка перелива в обратку

  • если шприц пустой — значит, форсунка полностью исправна;
  • количество топлива в шприце объемом от 2 до 4 мл также в пределах нормы;
  • в случае, если объем топлива в шприце превышает 10. 15 мл, это означает, что форсунка частично или полностью вышла из строя, и ее необходимо заменить/отремонтировать (если льет 20 мл, то ремонтировать бесполезно, поскольку это говорит об износе седла клапана форсунки), так как она не держит давление топлива.

Однако такая простая проверка без гидростенда и тест плана не дает полной картины. Ведь на самом деле при работе двигателя количество сбрасываемого топлива зависит от многих факторов, она может быть забита и её нужно чистить или она подвисает и требуется в ремонте либо замене. Поэтому данный способ проверки форсунок на дизеле в домашних условиях позволяет лишь судить лишь об их пропускных способностях. В идеале количество пропускаемого ими объема топлива должно быть одинаковым и находиться в пределах до 4 мл за 2 минуты.

Для того, чтобы форсунки эксплуатировались как можно дольше, заправляйтесь качественным дизельным топливом. Ведь оно напрямую зависит от на работу всей системы. Кроме этого, ставьте оригинальные топливные фильтры и не забывайте вовремя их менять.

Проверка форсунок с помощью специальных приборов

Более серьезная проверка форсунок дизельного двигателя проводится с помощью прибора под названием максиметр. Под этим названием подразумевается специальная образцовая форсунка с пружиной и шкалой. С их помощью выставляется давление начала впрыска дизельного топлива.

Другой метод проверки — использование контрольной образцовой рабочей форсунки, с которой сравниваются эксплуатируемые в двигателе устройства. Всю диагностику выполняют при запущенном моторе. Алгоритм действий таков:

  • выполняют демонтаж форсунки и топливопровода с двигателя;
  • на свободный штуцер ТНВД подключают тройник;
  • выполняют ослабление накидных гаек на других штуцерах ТНВД (это позволит топливу поступать лишь на одну форсунку);
  • к тройнику подсоединяют контрольную и тестируемую форсунки;
  • активируют декомпрессионый механизм;
  • вращают коленчатый вал.

В идеале контрольная и тестируемая форсунки должны показывать одинаковые результаты в вопросе одновременного начала впрыска топлива. Если есть отклонения — значит, надо регулировать форсунку.

Метод с использованием контрольного образца обычно занимает больше времени, чем использование максиметра. Однако он более точный и надежный. Также можно проверить работу двигателя и форсунок дизельного двигателя и ТНВД на специальном регулировочном стенде. Однако они есть лишь на специализированных СТО.

Чистка форсунок дизеля

Чистка форсунок дизеля

Выполнить очистку форсунок дизельного двигателя можно самостоятельно. Работы необходимо выполнять в чистоте и при хорошем освещении. Для этого форсунки снимают и промывают либо в керосине, либо в дизельном топливе без примесей. Перед обратной сборкой нужно обдуть форсунку сжатым воздухом.

Также важно проверить качество распыления топлива, то есть форму “факела” форсунки. Для этого существуют специальные методики. В первую очередь нужен испытательный стенд. Там подключают форсунку, подают на нее топливо и смотрят на форму и силу струи. Зачастую для испытаний используют чистый лист бумаги, который подкладывают под нее. На листе будут отчетливо видны следы попадания топлива, форма факела и другие параметры. В соответствии с этой информацией можно будет в дальнейшем провести необходимые корректировки. Для чистки сопла иногда используют тонкую стальную проволоку. Ее диаметр должен быть минимум на 0,1 мм меньше, чем диаметр непосредственно сопла.

Возможные неисправности дизельных форсунок

Наиболее частой причиной неисправности является нарушение плотности посадки иглы в направляющей втулке форсунки. Если ее значение уменьшено, то через новый зазор протекает большое количество топлива. В частности, для нового инжектора допускается утечка в объеме не более 4% от рабочего топлива, которое попадает в цилиндр. В целом же, количество топлива из форсунок должно быть одинаковым. Обнаружить утечку топлива на форсунке можно следующим образом:

  • найти информацию о том, какое давление должно быть при открытии иглы в форсунке (для каждого двигателя он будет различным);
  • снять форсунку и установить ее на испытательный стенд;
  • создать заведомо высокое давление на форсунке;
  • с помощью секундомера измерить время, через которое давление упадет на 50 кгс/см2 (50 атмосфер) от рекомендуемого.

Проверка форсунки на стенде

Это время также прописано в технической документации к двигателю. Обычно для новых форсунок оно составляет от 15 секунд и более. Если форсунка поношенная, то это время может сократиться до 5 секунд. Если время меньше 5 секунд, значит форсунка уже находится в нерабочем состоянии. Дополнительную информацию о том, как ремонтировать дизельные форсунки (выполнять замену распылителей) вы можете почитать в дополнительном материале.

При износе седла клапана форсунки (не держит требуемого давление и происходит чрезмерный слив) ремонт бесполезен, обойдется больше половины стоимости новой (а это около 10 тыс. руб).

Иногда дизельный инжектор может давать небольшую или обильную течь горючего. И если во втором случае необходим лишь ремонт и полная замена форсунки, то в первом случае можно обойтись собственным силами. В частности, необходимо притереть иглу к седлу. Ведь основная причина подтекания — нарушение уплотнения на торце иглы (другое название — уплотняющий конус).

Для удаления подтекания дизельной форсунки зачастую используют тонкую шлифовальную пасту ГОИ, которую разводят с керосином. Во время притирки необходимо следить за тем, чтобы паста не попала в зазор между иглой и втулкой. По окончании работ все элементы промывают в керосине или солярке без примесей. После этого нужно обдуть их сжатым воздухом из компрессора. После сборки вновь проверить на наличие течи.

Выводы

Частично вышедшие из строя форсунки являются не критичной, однако весьма неприятной поломкой. Ведь их неправильная работа ведет к значительной нагрузке на другие узлы силового агрегата. В целом же, машину при забитых или ненастроенных форсунках эксплуатировать можно, однако желательно как можно быстрее выполнить ремонт. Это позволит сохранить в работоспособном состоянии двигатель автомобиля, что избавит вас от еще больших денежных расходов. Так что при проявлении первых же симптомов нестабильной работы форсунок на вашем дизельном автомобиле рекомендуем хотя бы элементарным способом проверить работоспособность форсунки, которую как видите вполне под силу сделать каждому в домашних условиях.

Источник m.etlib.ru

Схема и детали системы

Высокое давление 230-1800 бар.

Давление в обратной магистрали форсунок, 10 bar.

Давление в напорной магистрали, Давление в обратной магистрали.

1. Подкачивающий топливный насос.
Осуществляет постоянную подкачку топлива в напорную магистраль.

2. Топливный фильтр с клапаном предварительного подогрева.
Клапан предварительного подогрева препятствует при низких температурах окружающей среды засорению фильтра кристаллизующимися парафинами.

3. Дополнительный топливный насос.
Подаёт топливо из напорной магистрали к топливному насосу.

4. Сетчатый фильтр.
Предохраняет насос высокого давления от попадания инородных частиц.

5. Датчик температуры топлива.
Измеряет текущую температуру топлива.

6. Насос высокого давления (ТНВД).
Создаёт давление, необходимое для работы системы впрыска.

7. Клапан дозирования топлива.
Регулирует количество топлива, которое необходимо подать в аккумулятор высокого давления.

8. Регулятор давления топлива.
Регулирует давление топлива в магистрали высокого давления.

9. Аккумулятор давления (топливная рампа).
Накапливает под высоким давлением топливо,необходимое для впрыска во все цилиндры.

10. Датчик давления топлива.
Измеряет текущее давление топлива в магистрали высокого давления.

11. Редукционный клапан.
Поддерживает давление в обратной магистрали форсунок системы впрыска на уровне 10 бар. Такое давление необходимо для работы форсунок.

12. Форсунки.

Система впрыска Common Rail

Система впрыска Common Rail представляет систему впрыска топлива для дизельных двигателей с аккумулятором высокого давления. Термин «Common Rail» означает «общая балка или рампа» и служит для обозначения общей топливной рампы
(аккумулятора давления) для всех форсунок ряда цилиндров.

В данной системе процесс впрыска отделён от процесса создания высокого давления. Необходимое для системы впрыска высокое давление создаётся с помощью отдельного топливного насоса высокого давления (ТНВД).
Топливо, находящееся под высоким давлением, накапливается в аккумуляторе давления (топливной рампе)
и через короткие топливопроводы высокого давления подаётся к форсункам.
Управление системой впрыска Common Rail осуществляется системой управления двигателя Bosch EDC.

Система впрыска Common Rail располагает большими возможностями для регулирования давления и параметров впрыска в соответствии с режимом работы двигателя. Это создает хорошие предпосылки для удовлетворения постоянно растущих требований к системе впрыска в плане улучшения экономичности, снижения токсичности ОГ и шумности двигателя.

В данной системе впрыска Common Rail используются пьезоэлектрические форсунки.

Управление форсунками осуществляется исполнительным механизмом, основанном на использовании пьезоэлемента. Скорость переключения такого механизма во много раз выше, чем у форсунки с электромагнитным клапаном.

Кроме того, масса подвижной иглы у распылителя пьезоэлектрической форсунки примерно на 75 % меньше, чем у форсунки с электромагнитным приводом.

Это обеспечивает пьезоэлектрическим форсункам следующие преимущества:

* короткое время переключения
* возможность произвести несколько впрысков в течение рабочего такта
* точность дозировки впрыска

Работа пьезофорсунки Common Rail

И для интереса. Как изготавливается форсунка Common Rail Piezo на заводе.

Процесс впрыска

Высокая скорость переключения пьезоэлектрической форсунки позволяет гибко и с высокой точностью управлять фазами впрыска и дозировать подачу топлива. Благодаря этому управление процессом впрыска топлива может осуществляется в точном соответствии с потребностью двигателя в определённый момент времени. За время такта может быть произведено до пяти отдельных впрысков.

ТНВД

Насос высокого давления представляет собой одноплунжерный насос. Привод насоса осуществляется через зубчатый ремень коленвала с частотой, равной частоте оборотов двигателя. ТНВД предназначен для создания в топливной магистрали давления до 1800 бар, необходимого для работы системы впрыска. С помощью двух кулачков, развёрнутых на приводном вале на 180°, скачок давления формируется синхронно с впрыском во время рабочего такта конкретного цилиндра. Это обеспечивает равномерную нагрузку привода насоса и снижает колебания давления в области высокого давления.
Для снижения трения при передаче усилия от приводных кулачков к плунжеру насоса между ними установлен ролик.

Устройство насоса высокого давления

Схематическое представление насоса высокого давления.

Источник zet-avto.ru

Комментировать
0
16 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Форсунки
0 комментариев
No Image Форсунки
0 комментариев
Adblock detector