No Image

Какие типы форсунок применяются на дизеле

СОДЕРЖАНИЕ
0
102 просмотров
15 мая 2019

Форсунка — важный элемент любой топливной системы, благодаря которому происходит впрыскивание топлива в камеру сгорания. Надежность и эффективность ее работы влияет на качество рабочей смеси, образующейся внутри цилиндров. Ввиду большого объема выполняемой работы, наиболее подвержена износу и часто выходит из строя. Диагностика неисправностей форсунок, как правило, не вызывает проблем у сотрудников сервисного центра.

Форсунки, в равной степени, устанавливаются как на бензиновые двигатели, так и на дизеля. Рассмотрим второй тип. Форсунка дизеля способна работать под большим давлением, которое в ходе впрыска составляет порядка 2000 атмосфер. При этом, время впрыска — сотые доли секунды. От эффективного впрыска зависят важные показатели работы двигателя: уровень шума и количество вредных веществ, выпускаемых в атмосферную среду.

Виды форсунок

Разнообразие выпускаемых форсунок позволяет их классифицировать: по форме корпуса, величине распылителя и типу управляющего устройства. В зависимости от механизма управляющего устройства форсунки делятся на: одно- или двухпружинные, со специальным датчиком, фиксирующим момент положения иглы, а также с пьезоэлектрическим элементом. Последний из указанных типов самый дорогой, поэтому распространен мало.

Принцип работы

Главная задача форсунки — дозированное распыление поступающего топлива. Помимо этого, она выполняет герметизирующую роль. Современные форсунки дизельных двигателей отличаются от классических, разработанных еще в прошлом веке. Сейчас форсунка устанавливается в каждый цилиндр двигателя. Главным отличием такого устройства является работа от распределительного вала и кулачков, расположенных на нем. В целях дозирования топлива используется блок управления, открывающий и закрывающий в нужный момент запорные клапаны.

Обслуживание форсунок

Поскольку форсунка имеет небольшие размеры, то и ее обслуживание не составляет большого труда. Как правило, для этого необходимо их промыть и протереть. Если во время движения появилось ощущение потери мощности, также наблюдается нестабильная работы на низких оборотах, то форсунки дополнительно необходимо промыть. Если форсунка сильно загрязнена, то в результате смесь топлива и воздуха смешивается в хаотичном количестве, что приводит к нестабильной работе двигателя. Подобное происходит из-за чрезмерного количества смолы, скопившейся внутри. Чтобы от нее избавиться, форсунку необходимо промыть. Современные технологии позволяют проводить очистку форсунок следующими средствами:

  • ультразвуковая очистка;
  • промывка, в которой применяются присадки различного типа;
  • ручная промывка с применением моющих жидкостей.

Среди владельцев транспортных средств наибольшее распространение получил последний вариант, поскольку он не требует дополнительных затрат и его можно выполнить самостоятельно. Первые две очистки выполняются в автосалонах. Необходимость их применения обосновывается невозможностью очистить форсунки самостоятельно.

Источник d-f.su

Форсунки дизелей предназначены для введения топлива в камеру сгорания и распиливания его в воздушном заряде. Форсунки вместе с топливными насосами высокого давления должны:

  • при объемном смесеобразовании обеспечивать хорошую дисперсность распыливания, характеризующуюся мелкими и одноразмерными каплями, и получение необходимой дальнобойности распыленной струи топлива;
  • при объемно-пленочном и пленочном смесеобразовании подавать топливо в пристеночный объем или на стенку камеры;
  • распределять вводимое топливо по всему объему камеры сгорания в соответствии с типом камеры сгорания и способом смесеобразования;
  • обеспечивать высокие давления впрыска топлива в начале и в конце подачи и средние давления впрыска;
  • иметь простую конструкцию и возможно меньше подвижных деталей;
  • создавать минимальное гидравлическое сопротивление движущемуся топливу;
  • иметь минимальные габаритные размеры с тем, чтобы занимать как можно меньше места в крышках цилиндров и головках дизеля;
  • предотвращать сильные нагревы движущегося по ним топлива;
  • иметь невысокую стоимость изготовления;
  • быть надежными в работе и простыми в обслуживании.

Создать форсунку, которая в одинаковой степени хорошо удовлетворяла бы всем этим требованиям, трудно. В настоящее время существует большое разнообразие форсунок, отличающихся как по принципу работы, так и по конструктивному оформлению. Привести достаточно обоснованную классификацию форсунок затруднительно.

В дизелях применяют следующие форсунки:

  • открытые
  • клапанно-сопловые
  • клапанные
  • мембранные
  • форсунки с запорной иглой: бесштифтовые и штифтовые
  • аккумулирующие форсунки
  • форсунки с гидравлическим нагружением
  • другие

В этих группах можно в свою очередь выделить подгруппы, в которых принадлежащие им форсунки имеют специфические особенности.

Источник ustroistvo-avtomobilya.ru

Устройства и приборы высокого давления

Форсунки дизельного двигателя

Назначение форсунок и требования к ним

Форсунка служит для подачи топлива в цилиндр двигателя, распыления и распределения топлива по камерам сгорания.

Условия работы форсунок очень тяжелые – они подвержены воздействию колоссальных давлений и тепловых нагрузок. Впрыск начинается при температуре в камере сгорания 700…900 ˚С и давлении 3…6 МПа, а заканчивается при температуре до 2000 ˚С и давлении 10…11 МПа.

К форсункам предъявляются следующие очень жесткие требования:

  • оптимальная дисперсность, т. е. высокая степень дробления капель топлива, так как чем меньше капли, тем больше их суммарная поверхность, быстрее происходит нагрев и сгорание топлива, но при этом уменьшается длина факела;
  • обеспечение такой скорости струи топлива, чтобы оно достигало краев камеры сгорания, поэтому капли не должны быть слишком мелкими – средний размер капель (с учетом требования по первому пункту) – 30…50 мкм;
  • распределение впрыскиваемого топлива по всему объему камеры сгорания;
  • резкое начало впрыска и его прекращение.

Форсунки бывают открытые и закрытые.
Открытые форсунки обеспечивают постоянную подачу топлива. В современных дизелях такие форсунки не применяются.
В дизельных двигателях применяют закрытые форсунки, которые открываются только в момент подачи топлива в камеру сгорания.

Закрытые форсунки могут быть двух типов – одно- и многодырчатые. Первые устанавливают на двигателях с вихревыми камерами сгорания, вторые с неразделенными камерами сгорания.

Различают, также, механические форсунки и форсунки, управляемые электроникой.
Современные системы питания дизельных двигателей используют впрыск, управляемый компьютером (электронным блоком управления). На основании информации, поступающей от многочисленных датчиков, такие системы учитывают многие процессы и текущие параметры работы двигателя. Форсунки в таких системах управляются специальными электромагнитными или пьезоэлектрическими устройствами, что открывает широкие возможности повышения эффективности работы двигателя, а также его экологичности.

К отдельной категории устройств для впрыска топлива в цилиндры относятся насос-форсунки, представляющие собой своеобразный гибрид между ТНВД и форсункой в одном узле.

История изобретения форсунки

Как известно, Рудольф Дизель изначально планировал работу своего знаменитого детища на угольной пыли. Его система питания содержала специальный насос, вдувавший угольную пыль в цилиндр двигателя сжатым воздухом. Однако, уголь оказался низкокалорийным топливом, не способным дать высокой температуры сгорания, и Дизелю пришлось обратить свой гениальный взор к жидким топливам. Ведь разница температур в цикле работы двигателя – прямой путь к повышению КПД, как установил француз Николя Сади Карно.

Сначала Дизель попробовал впрыскивать в цилиндр своего двигателя бензин, но при первом же испытании двигателя произошел взрыв, едва не стоивший жизни самого Дизеля и его помощников, и изобретателю пришлось применить менее взрывоопасное топливо – керосин.
В июне 1894 года Дизель построил двигатель, использующий в качестве топлива керосин, который впрыскивался в цилиндры специальной форсункой. Для впрыскивания керосина применялся пневматический компрессор, развивавший давление, превышающее давление в цилиндре двигателя. За такими двигателями закрепилось название «компрессорные дизели».

Идея гидравлического впрыска топлива в дизельных двигателях принадлежит, как утверждает история, французскому инженеру Сабатэ, который, к тому же, предложил многократный впрыск, т. е. впрыск, осуществляемый в несколько этапов (эта идея используется в современных системах питания — Common Rail и насос-форсунка).

В 1899 году русский инженер Аршаулов впервые построил и внедрил топливный насос высокого давления оригинальной конструкции — с приводом от сжимаемого в цилиндре воздуха, работавший с бескомпрессорной форсункой. Эти форсунки устанавливались на дизелях, выпускавшихся Механическим заводом «Людвиг Нобель» в Петербурге в начале прошлого века («русские дизели»).

В 20-е годы XX века немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос высокого давления, а также создал удачную модификацию бескомпрессорной форсунки. Эти устройства с различными усовершенствованиями используются в системах питания дизельных двигателей и в наши дни.

Дизельные двигатели, использующие в системе питания повышение давления топлива перед впрыском, называют «бескомпрессорными дизелями».
В настоящее время классические компрессорные дизели не имеют практического применения. В современных двигателях впрыск осуществляется бескомпрессорными способами.

Однако, наука и техника не стоят на месте, и, благодаря широкой компьютеризации всех систем автомобиля, в настоящее время механические форсунки постепенно вытесняются более совершенными устройствами, управляемыми электроникой.

Принцип действия многодырчатой форсунки

В многодырчатой форсунке основной частью является распылитель. Он состоит из корпуса 1 (рис. 1, а) и иглы 2. Распылитель притянут к корпусу 7 форсунки накидной гайкой 3. Сверху на иглу давит пружина 12 (рис. 1, б). Топливо в полость Б форсунки подается по каналу В.
Когда нет подачи топлива насосом (рис. 1. I), давление в полости Б составляет 2…4 МПа. Топливо давит на нагрузочный поясок Г иглы, но эта сила меньше силы пружины, которая прижимает иглу к распылителю. Игла запорным конусом Д перекрывает выходные отверстия – сопло А.

При подаче топлива насосом сила давления топлива на поясок Г становится больше силы пружины, игла поднимается, и через сопло А с большой скоростью топливо впрыскивается в камеру сгорания. После окончания подачи топлива давление падает, пружина возвращает иглу на место, запирая выходные отверстия распылителя, и впрыск прекращается.

Подъем иглы ограничен упором ее верхних заплечиков в корпус 5 форсунки и составляет 0,2…0,25 мм.

Качество дробления топлива зависит от скорости его движения через сопла, которая, в свою очередь, зависит от давления впрыска. При нормальном режиме скорость струи топлива составляет 200…400 м/с. Для этого необходимо создать перепад давлений в форсунке и камере сгорания 5…10 МПа. Поскольку давление в цилиндре в момент впрыска достигает 3…5 МПа, давление топлива в форсунке должно быть более 10…20 МПа.
Чтобы обеспечить работу форсунки при таком давлении, корпус распылителя и игла выполнены очень точно и притерты друг к другу. Они являются третьей прецизионной парой в магистрали высокого давления. Игла и корпус распылителя не подлежат разукомплектованию и подлежат замене только в комплекте.

Устройство многодырчатой форсунки

На двигателях с неразделенными камерами сгорания устанавливают, как правило, многодырчатые форсунки. Так, на двигателях КамАЗ-740 устанавливается форсунки серии 33, на двигателях ЗИЛ-645 и ЯМЗ-240 – форсунки Б-2СБ, на двигателях ЯМЗ-238 – форсунки модели 80 (см. рисунок 2 внизу страницы).

К корпусу 7 форсунки накидной гайкой 3 притянут распылитель с иглой 2. Распылитель имеет четыре сопловых отверстия диаметром 0,3 мм. На иглу через штангу 13 давит пружина 12. Топливо от насоса подается в полость форсунки через штуцер 9, в котором установлен фильтр 10. Верхнее отверстие в корпусе служит для отвода в бак топлива, просочившегося через зазоры между иглой и распылителем. Штифты 4 и 6 определяют точное положение распылителя относительно корпуса и топливных каналов. Прокладками 11 регулируют натяжение пружины, которое определяет давление начала впрыска.

Форсунки устанавливают в специальные гнезда головки цилиндра и закрепляют скобами.
Между корпусом форсунки и головкой блока размещается уплотнительная медная шайба (кольцо), которая надевается на корпус распылителя и вместе с форсункой аккуратно вставляется в гнездо головки. Такая шайба служит не только уплотнителем между форсункой и головкой, но и обеспечивает хороший теплоотвод от распылителя к головке цилиндров.
Уплотнительное кольцо 8 предохраняет полость клапанной крышки от попадания в нее пыли и влаги.

Устройство однодырчатой штифтовой форсунки

Однодырчатые форсунки иногда называют штифтовыми, поскольку конец ее иглы выполняется в виде штифта. Такие форсунки устанавливают, как правило, в дизелях с разделенными камерами сгорания.
Конструкция распылителя таких форсунок обеспечивает объемно-пленочное смесеобразование, поскольку распыливание топлива более направленное, чем в многодырочных форсунках, и значительная часть топлива достигает стенок камер сгорания, образуя быстро испаряющуюся пленку.

Дизели с вихревыми (раздельными) камерами сгорания менее чувствительны к составу топлива и устойчивее работают в широком диапазоне частот вращения. Применяемые с ними форсунки рассчитаны на меньшее давление, следовательно, не требуют столь высокой точности изготовления, как форсунки для неразделенными камерами сгорания, а потому дешевле.

На рис. 1,в показан распылитель штифтовой однодырчатой форсунки. Такая форсунка устанавливается в вихревых камерах сгорания и имеет одно сопло.
Конец иглы 2 выполнен в виде штифта 13 конусной формы, выступающего за пределы корпуса распылителя. Штифт служит для формирования факела топлива в виде конуса.
Принцип работы однодырчатых форсунок не отличается от принципа работы многодырчатых форсунок.

Устройство некоторых типов форсунок, применяемых на автотракторных дизельных двигателях отечественного производства приведено на рисунке 2.

Источник k-a-t.ru

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

Это интересно
Adblock detector