Бензиновые форсунки – Топливные форсунки двигателя — как и чем их промывать? — журнал За рулем

Нестабильная работа топливной системы может возникнуть из-за неисправностей форсунок. В таком случае автовладельцу приходится задуматься о апгрейде системы впрыска. Если старые форсунки прослужили длительное время и не вызывали недовольство у водителя в процессе эксплуатации, то рекомендуется приобрести аналогичную замену. В противном случае, если с системой впрыска постоянно были проблемы и ее срок службы оказался слишком коротким, автовладельцу необходимо подумать об выборе более качественной альтернативы. Каждая модель автомобиля имеет взаимозаменяемые форсунки с некоторыми другими машинами. Так, например, автомобили ВАЗ с завода комплектуются несколькими видами элементов топливной системы производства Bosch и Siemens.

Внешний вид форсунок

Классификация видов форсунок

Топливные форсунки имеют большое разнообразие в конструктивных исполнениях. Каждое из них имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее популярными инженерными решениями систем впрыска топлива стали:

• Механические. Относятся к наиболее старому типу форсунок. Отличаются низкой надежностью. Распыление топлива происходит при достижении давления в топливной магистрали. Время распыления определяется не электронным блоком управления, а пружиной. В наиболее продвинутом варианте используется две пружины. Это позволяет сделать подачу топлива ступенчато. Можно рекомендовать установку такого типа форсунок на автомобили с отсутствующей или проблемной электроникой;
• Электромагнитные форсунки. В системе присутствует контроллер, повышающий ее функциональные возможности. Управляющий сигнал подается на электромагнит. Закрытие сопла происходит под действием пружины, что является слабым местом данного типа форсунок. Электронный блок управления полностью контролирует дозировку топлива, обеспечивая преимущество рассматриваемой системы над предыдущей;
• Пьезоэлектрические. Данный тип форсунки работает с самым высоким быстродействием. Это обеспечивает возможность неоднократно подавать топливо в камеру сгорания за один такт. Данный тип форсунок рекомендуется устанавливать на турбированные двигатели. Также установка пьезоэлектрического впрыска оправдана для систем с высоким давлением в топливоводе;
• Элетрогидравлические. Считаются наиболее перспективным видом форсунок. Работа основана на разнице давлений над и под иглой. Контроль над всем процессом возложен на ЭБУ. Такие форсунки отличаются надежностью и простотой конструкции;
• Насос-форсунки. В основе лежат другие виды форсунок, управляемые контроллером. Форсунки имеют сложную конструкцию, поэтому часто ломаются. Тестирование показало, что их установка улучшает КПД, уменьшает расход топлива и делает выхлоп более экологически чистым.

Выбрать, какие форсунки лучшие в зависимости от их конструктивных особенностей, сложно. Каждый вид форсунок используется под конкретную топливную систему и двигатель. При приобретении новых форсунок, менять конструктивное исполнение возможно только при комплексной модернизации авто. В противном случае машина может перестать заводится. Неправильная смена форсунок может привести к ухудшению характеристик железного коня, поэтому при недостаточном понимании работы топливной системы лучше выбрать аналог оригинальных форсунок.

Лучшие бренды форсунок

Основными производителями качественных форсунок являются Bosch, Delphi и Siemens. Данные бренды отличаются не только надежностью, но и высокой стоимостью. Из бюджетных вариантов одобрительные рекомендации можно дать OMVL, Valtek, Hana. Брать стоит только оригинальные форсунки. Китайские no name аналоги часто бывают неработоспособными, так как присутствует высокая доля брака. Даже если двигатель работает хорошо, никто не сможет дать гарантий, что форсунка сможет отработать весь предписанный ей срок.

Оригинальная форсунка производства Bosch

Подбирать элементы системы впрыска необходимо по VIN-коду автомобиля. Машины различных годов выпуска часто имеют различные запчасти. В пределах одного модельного ряда могут присутствовать отличия в конфигурации, не позволяющие по той или иной причине установить конкретную форсунку. Это приведет к потере мощности и нестабильной работе двигателя. В некоторых случаях автомобиль может вообще перестать запускаться.

Разновидности форсунок Bosch

Для автомобилей ВАЗ форсунки bosch производятся в трех основных вариантах:

1. Bosch 0280 158 022. Предназначена для работы под контроллером Январь 7,2. Допускается использовать на двигателях до 1,6 литра и шеснадцатиклапанным исполнением. Номинальное давление форсунки bosch составляет 3,8 атмосферы;
2. Bosch 0280 158 017. Форсунка имеет тонкий факел. Устанавливается на восьмиклапанный двигатель. В остальном повторяет предыдущую модель;
3. Bosch 0280 158 996. Серийно устанавливалась до 2006 года. Работает с более ранней версией контроллера Январь 5.1. Имеет более толстое уплотнительное кольцо. Сопло форсунки бош удлиненно.

Указание номера форсунки

Все оригинальные форсунки bosch имеют высокое качество. Надежность работы определяется только правильным подбором изделия. Несоответствие версии контроллера или количества клапанов у двигателя ведет к нестабильной работе и быстрому выходу из строя.

Основные виды форсунок производства Siemens

Форсунки от Сименс имеют большее разнообразие по сравнению с Bosch. Основным критерием, определяющим возможность установки той или иной модели, является количество клапанов у двигателя. В зависимости от этого меняется конструкция. Форсунка может быть:

• однофакельная, предназначенная для точного дозирования и впрыска топлива в одной точке;
• двухфакельная, распыляющая топливо в каждый впускной канал по отдельности.

Обобщенная таблица устанавливаемых форсунок на различные модели двигателей автомобилей ВАЗ

Высокая точность изготовления проявляется в хорошем качестве изделий Siemens. Различные цвета для каждой модели повышает удобство при подборе форсунок. Несмотря на высокую надежность, система впрыска чувствительна к качеству топлива. Достаточно единожды заправиться плохим бензином, и замена элементов топливной системы не заставит себя долго ждать.

Продукция японской фирмы Denso

Форсунка denso  нашла свое применение у таких автогигантов как Тойота, Ниссан и прочих японских брендов. Качество изделий не уступает европейскому. Цена преимущественно чуть ниже, чем у именитых брендов. Форсунка denso может выпускаться с точечным и распределенным впрыском, охватывая максимальное количество моделей автомобилей.

Форсунка производства японской фирмы Denso

Форсунка denso имеет индивидуальный тридцатиразрядный код. При его помощи можно определить характеристики устройства. Форсунка denso имеет преимущество над конкурентами в виде QR-кода, позволяющего облегчить поиск подходящей модели, путем считывания информации камерой смартфона.

Испытание форсунок показывают их высокое качество. Вывести из строя их могут только абразивные частички, проникающие вместе с топливом через фильтр. Форсунка denso не предназначена для низкосортного горючего, так как выпускается преимущественно для стран с развитыми сетями брендовых заправочных станций. Масла и смолистые вещества уменьшают сечение отверстия, наподобие налета, забивающего душевые форсунки.

Факел распыления

Факелом называется форма дозированной порции топлива, которая впрыскивается в камеру сгорания. Лучшие форсунки способны максимально равномерно распределить топливо внутри цилиндра. Если этого не происходит и горючее оказывается слишком жидки, то происходит его осаживание в камере. Это ухудшает работу двигателя и приводит к его ускоренному износу. К основным характеристикам факела относят:

• дисперсность, показывающая степень распыления;
• форма, обычно напоминающая конус;
• количество топлива, подаваемого в единицу времени.

При наличии двух отверстий в форсунке факелов будет также два. При хорошем подборе системы впрыска, все элементы работают при оптимальной производительности. Двигатель потребляет минимально возможное количество топлива для обеспечения требуемых динамических характеристик.

Сравнение эксплуатационных характеристик

Оригинальная форсунка, произведенная именитыми производителями, отличается от дешевых аналогов по следующим критериям:

• Скорость закоксовывания. Выходные отверстия no name форсунок изготавливаются из материалов, склонных к накоплению отложений, поэтому их закупоривание происходит гораздо быстрее;
• Зависание клапана. Низкая точность изготовления подделок ведет к постоянным подклиниваниям внутри устройства;
• Негерметичное закрытие. Может наблюдаться даже на новых форсунках неизвестного происхождения.

Стабильность работы оригинальных форсунок обеспечивается продуманностью всего цикла производства систем впрыска. Начиная с инженерной проектировки  и заканчивая допусками и посадками, фирменные форсунки обеспечивают себе высокое качество. Цена из-за этого возрастает.

Эксплуатационные  характеристики оригинальных форсунок и подделок очень сильно отличаются. Не рекомендуется экономить на топливной системе, так как от этого зависит стабильность работы всего двигателя. Некачественный изделия способны повысить скорость износа силовой установки и капитальный ремонт наступит раньше срока.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

swapmotor.ru

Устройство форсунки инжектора — как попадает бензин в двигатель?

Как правило, на сегодня, большое количество автомобилей оборудуются специальными системами впрыска горючего. Интересно будет узнать, о том что идея о внедрении такой системы в автомобильный мир появилась уже в далеких 50-х годах. Так, 1951 год стал годом рождения первой системы впрыска топлива, именно в этом году компания Bosch укомплектовала ею 2-х тактный двигатель купе Goliath 700 Sport.

Последователем Bosch стал Mercedes-Benz 300 SL, который подхватил эстафету в 1954 году. И вот, уже в конце 70-х годов началось массовое, серийное введение инжекторных систем впрыска топлива. Как оказалось на практике, впрыск топлива имеет множество достоинств и отличных характеристик, по которым такая система превосходит карбюраторную подачу топлива. От карбюраторного принципа смесеобразования система впрыска топлива отличается более безошибочной дозировкой топлива, а следовательно, и большей экономичностью и приемистостью автомобильного транспорта. Также система впрыска топлива славится меньшей токсичностью выхлопных газов. Можно сделать такой вывод, что переоценить работу системы впрыска топлива практически невозможно.

Форсунка является одной из аниболее важных частей системы впрыска топлива, поэтому она во многом и определяет эффективность и надежность работы движка. Однако, именно она работает в наиболее тяжелых условиях. Каждому автолюбителю важно знать что это за деталь и как она работает, дабы в случае какой-либо неисправности системы впрыска топлива произвести правильную диагностику поломки, ведь именно от состоянии форсунки зависит хорошая работоспособность самой системы. В данной статье мы акцентируем внимание именно на строении форсунки, ее видах и принципе работы. Итак, начнем.

1. Типы инжекторных форсунок

Как правило, форсунка приводится в эксплуатацию в системах впрыска топлива как дизельных, так и двигателей, работающих на бензине. Если говорить о современных двигателях, установленные в них форсунки руководствуются электронным управлением впрыска. Данную деталь принято разделять на три типа, в зависимости от способа произведения впрыска.

Итак, существуют такие три вида форсунки:

1. Электрогидравлическая

2. Электромагнитная

3. Пьезоэлектрическая

Теперь о каждом виде поподробнее.

Форсунка электромагнитная

Данную форсунку, как правило, принято устанавливать именно на бензиновых движках, в том числе укомплектованных системой непосредственного впрыска. Сама по себе электромагнитная форсунка имеет довольно обычное строение и состоит непосредственно из электромагнитного клапана с иглой и сопла. Работает такая форсунка по своеобразному принципу. В соотношении с заложенным алгоритмом, установленный электронный блок управления способен обеспечить в нужный момент передачу напряжения прямиком на обмотку возбуждения клапана. В этот момент создается своеобразное электромагнитное поле, которое может преодолевать усилие пружины, втянуть якорь с иглой и отпустить сопло. После проделанной операции осуществляется впрыск топлива. После того момента, как напряжение исчезнет, пружина возвращает иглу форсунки обратно на седло.

Форсунка электрогидравлическая

Как правило, электрогидравлическую форсунку принято приводить в действие на двигателях использующих дизель, в том числе и таких, которые укомплектованы системой впрыска Common Rail. Сама по себе электрогидравлическая форсунка состоит из впускной и сливной дроссели, камеры управления, а также электромагнитного клапана. Такая форсунка приводится в эксплуатацию по принципу применения в процессе работы давления топлива, как при произведении впрыска, так и при его окончании.

Как правило, на начальной позиции электромагнитный клапан обесточен и находится в закрытом состоянии, игла форсунки прислоняется к седлу благодаря мощности давления топлива на поршень, которое имеет место в камере управления. В этом случае впрыск топлива не производится. В этот момент давление топлива на иглу ввиду несоответствии площадей контакта порядка меньше чем давление на поршень.

Электронный блок управления посылает сигнал и по его команде в работу включается электромагнитный клапан, который осуществляет открытие сливной дроссели. В свою очередь, топливо, которое выходит из камеры управления, начинает проходить через дроссель прямиком в сливную магистраль. В таком случае, дроссель способна воспрепятствовать скорой стабилизации давлений в камере управления и впускной магистрали. Таким образом, происходит снижение давления на поршень, но давление топлива на иглу остается на прежнем уровне. Под воздействием давления игла двигается вверх и происходит впрыск топлива.

Форсунка пьезоэлектрическая

Пьезоэлектрическая форсунка является самым совершенным и надежным устройством, которое способно обеспечить впрыск горючего. Такую форсунку, как правило, устанавливают на двигателях, использующих дизель, которые укомплектованы системой впрыска Common Rail. Такой вид форсунки имеет много достоинств, среди которых имеет место быстрота срабатывания Данная форсунка превосходит всех своих оппоненток и является самым надежным устройством, обеспечивающим впрыск горючего.

Преимуществом пьезофорсунки является быстрота срабатывания, которая в четыре раза превышает быстроту электромагнитного клапана. Из этого следует осуществимость многократного впрыска горючего в период одного цикла, а также безошибочная дозировка впрыскиваемого горючего.

Вся операция происходит благодаря использованию пьезоэффекта в руководстве форсункой, который был основан на изменении показателей длины пьезокристалла под воздействием напряжения. Вся конструкция пьезоэлектрической форсунки состоит из пьезоэлемента, переключающего клапана, толкателя, а также иглы, которые умещаются в корпусе. Пьезофорсунка приводится в работу по такому же принципу как и электрогидравлическая, а именно по гидравлическому. В связи с высоким давлением горючего, игла, находящаяся на исходной позиции, посажена на седло.

Во время подачи электрического сигнала на пьезоэлемент, производится увеличение его длины, при этом это позволяет пьезоэлементу толкать усилие непосредственно на поршень толкателя. В этот момент, переключающий клапан приходит в открытое состояние и топливо проходит в сливную магистраль. При этом падает давление, которое находится выше иглы. При этом, за счет давления в нижней части игла идет вверх и происходит впрыск горючего. Как правило, количество впрыскиваемого топлива может определяться длительностью воздействия на пьезоэлемент, а также уровнем давления горючего в топливной рампе.

2. Принцип работы форсунки инжектора

Для того, чтобы разобраться в принципе работы форсунки, нужно в общем понять работу всей системы впрыска топлива. Итак, данная система производит подачу горючего в цилиндр двигателя либо во впускной коллектор по принципу прямого впрыска благодаря форсунке, или как принято называть еще, инжектора. Исходя из этого, все автомобили, которые комплектуются такой системой, получают название инжекторных.

Классифицирование инжекторного впрыска проводится в зависимости от того, какой принцип работы инжектора, а также по месту его установки и суммарному количеству инжекторов. Как правило, центральный впрыск топлива осуществляется по такому принципу: во всеобщий впускной трубопровод, с помощью форсунки впрыскивается топливо на все цилиндры двигателя.

Форсунку, как мы уже упоминали, принято устанавливать именно перед дроссельной заслонкой, в том месте, где должен находиться карбюратор. Она показывает низкое сопротивление обмотки электромагнита (до 4-5 Ом). Как же распределяется впрыск? С помощью отдельных форсунок происходит впрыск топлива во впускные трубопроводы каждого имеющегося цилиндра. Они занимают место у основания впускных трубопроводов (как правило, у корпуса головки блока цилиндров) и отличаются довольно-таки высоким сопротивлением обмоток электромагнитов (до 12-16 Ом). Он может быть и меньшим, но при условии наличия дополнительного блока сопротивлений.

Как известно, большинство современных автомобилей снабжаются системой именно распределенного впрыска топлива. Как мы уже говорили, она работает по принципу, что отдельная форсунка отвечает за свой цилиндр. Важно знать, что каждая система распределенного впрыска топлива делится на четыре разных типа:

1. Одновременный

2. Попарно-параллельный

3. Фазированный

4. Прямой

Теперь о каждом поподробнее. Одновременный тип характеризируется подачей горючего от всех форсунок системы одновременно во все цилиндры. Что ж, название говорит само за себя. Попарно-параллельный тип впрыска подразумевает парное открытие форсунок, при котором, одна открывается непосредственно пред циклом впуска, а вторая — перед циклом впуска. Главной отличительностью этого типа является применение попарно-параллельный принцип открытия форсунок в момент запуска двигателя, или же в период аварийного режима неисправности датчика положения распредвала. В период эксплуатации автомобиля, то есть во время движения, в работу включается фазированный впрыск топлива. Это тип впрыска. При котором каждый инжектор открывается перед тактом впуска. Наконец, прямой тип впрыска происходит непосредственно в камеру сгорания.

Некоторые автомобили новейшего поколения могут похвастаться подачей топлива непосредственно в камеру сгорания (это и есть непосредственный впрыск). Отличительной чертой форсунок таких двигателей является наличие высокого рабочего напряжения электромагнита, которое достигает до 100 В. Маркировки форсунок отражают фабричную, или торговую, марку либо название, а также каталожный номер, или наименование и номер серии.

Как правило, горючее подается к форсунке под определенным давлением, которое зависит от режима работы движка. Принцип действия инжектора предполагает использование сигналов микроконтроллера, который в свое время получает данные от датчиков. Поступившие на электромагнит электрические импульсы, которые исходят от блока управления, заставляют работать игольчатый клапан, который открывает и закрывает канал форсунки. Все количество топлива которое распыляется зависит от длительности импульса, которая задается непосредственно блоком управления. Если говорить о форме и направлении распыляемого факела очень важны при смесеобразовании и определяются количеством и расположением распылительных отверстий.

Как правило, если топливо впрыскивается во всеобщий трубопровод с помощью одной форсунки, то это называется системой моновпрыска. Такая система на сегодня не пользуется особым спросом среди автомобилестроителей. Большинство автопроизводств предпочитают использовать сразу две форсунки в системе впрыска.

Как ни крути, но как и любая другая система, инжекторная ситсема имеет и свои недостатки, среди которых достаточно высокая цена на узлы инжектора, низкая уровень ремонтопригодности, высокие запросы по поводу состава и качества горючего, крайняя необходимость использования специального оборудования для диагностики каких-либо поломок, и, конечно же, довольно высокие ценовые показатели стоимости ремонта.

3. Как устроена форсунка инжектора

А теперь давайте рассмотрим конструкцию форсунки, из чего же она состоит. Каждому автолюбителю известно, что подача топлива в форсунках происходит преимущественно сверху вниз. Если говорить в общих чертах, можно сказать, что форсунка состоит из одного, реже двух каналов. Как правило, по первому к выходу подходит распыляемая жидкость, а по второму проходят жидкость, пар, газ, который служит для распыления первой жидкости. Как показывает практика, чистая и качественная форсунка способна дать конусообразный распыл, а факел получается непрерывный и ровный.

Если детализировать построение форсунки, можно сказать, что она, в первую очередь состоит из корпуса. В верхней части корпуса можно отыскать так называемый гидравлический разъем, который, в свою очередь, закрепляется к топливной рампе. Благодаря наличию насоса и обратного клапана в рампе непрерывно поддерживается установленное давление горючего. Известно, что форсунка прикрепляется к топливной рампе посредством специального зажимного устройства.

Нижнюю часть форсунки занимает распылительная пластина с отверстиями для впрыскивания топлива. Для того, чтобы обеспечить герметичность соединения сверху и снизу находятся специальные уплотнительные кольца. С одной стороны форсунки находится электрический разъем, который используется для управления соленоидом форсунки. Весь основной механизм находится внутри форсунки и состоит из фильтрующей сетки, электромагнитной обмотки, седлом клапана, пружины, игольчатого клапана с якорем соленоида и запорным сферическим элементом, а также распылительной пластины. Сопло принято считать самым важным элементом форсунки.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

auto.today

Топливная форсунка. Назначение, устройство, принцип работы

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:

• электромагнитные форсунки
• электрогидравлические форсунки
• пьезоэлектрические

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:

• электромагнита 11
• якоря электромагнита 10
• маленького шарикового управляющего клапана 8
• запорной иглы 2
• распылителя 3
• поршня управляющего клапана 5
• подпружиненного штока 9

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.

Где в автомобиле находятся форсунки?

Видео-урок: Система питания дизеля

ustroistvo-avtomobilya.ru

Honda Civic Топливные форсунки: типы, теория, чистка

НА САЙТЕ ВЕДУТСЯ РАБОТЫ. ВОЗМОЖНЫ СБОИ, НЕКОРРЕКТНОЕ ОТОБРАЖЕНИЕ.

Случайная статья узнай что то новое

Введение

Топливная форсунка — элемент инжекторной системы современного автомобиля. Именно этот элемент отвечает за исполнение команды подачи топлива в цилиндр. Мозг выдает сигнал в миллисекундах, на это время на форсунку поступает сигнал данной продолжительности, форсунка открывается и под давлением топливной системы (топливный насос) идет впрыск топлива. Подробней ниже, чистка форсунки также тут, в самом низу.

Как работает форсунка

Топливная форсунка Honda Civic, ничто иное как кран. Да, это кран на который подается напряжение 9-15 вольт, катушка электромагнита притягивает иглу и топливо, факелом, выходит из нее. Форсунка это так же и соленоид.

Типовая схема работы топливной форсунки

Параметры, свойства, значения

Топливная система большинства овощных Honda Civic состоит из топливного бака (45л), топливного насоса, линий подключения, топливного фильтра, топливной рейки, самих форсунок, и системы «обратки» с клапаном. Топливо из бензобака подается топливным насосам по топливо проводу в топливную рейку (через фильтр). На топливной рейке установлен регулятор давления NR-1 (Fuel Pressure Regulator — FPR), в большинстве случаев его хватает, он устанавливался на большинство двигателей, но с разной системой крепежа. В общем топливо поступает в топливную рейку под давлением около 3 Бар (3 атмосфер, 3000 мБар), если давление выше то клапан FPR NR-1 выкидывает излишки в «обратку», из «обратки» топливо поступает в бензобак.
Значение форсунок вроде 190, 240 (180, 235) и тд. показано в кубических сантиметрах. Полное обозначение выглядит так 240 cc@3Bar, то есть форсунка за 1 минуту при давление 3 бара (это нормальное давление большинства насосов) выбрасывает 240 кубиков жидкости.
Если раньше стояли форсунки 190, а вы хотите установить 240 просто их заменив, то нужно задать себе вопрос. Зачем? 190 форсунки не работают на 100% даже при полной нагрузке двигателя, то есть имеется запас в 15%. Да я соглашусь что если бы у вас увеличился объем или вы поставили нагнетатель воздуха (турбина) то замена форсунок нужна. А так вы получите лишний расход. В программе компьютера написано что допустим при 450 мБар (45кПа), форсунка 190 должна работать всего 100мс, заменив ее на 240 вы не изменив время открытия в топливной карте получите чрезмерно богатую смесь. Это тоже самое что вас попросили бы открыть большой и маленький кран с водой одновременно, на одно и тоже время, как вы думаете где расход будет больше? Обдумывайте замену форсунок тщательно. Если у вас нет диностенда и\или демона для настройки типа Moates или Hondata я не советовал бы менять форсунки.
Не маловажным параметром форсунок является сопротивление, необходимо чтобы сопротивление форсунок новых и старых было одинаково. Для этого по «модному» покупается ResistorBox (30-100$). А по нормальному мощные керамические сопротивления(0.5-5$). Если не сбалансировать сопротивления с мозгом, то есть вариант что выходы мозга на форсунки сгорят. Низкоомный форсунки 2.5-3 Ома, Высокоумные 12Ом. Опасность именно в низкоомных, конечно они высокопроизводительные но нужен дополнительный контроль. При 50% нагрузке 2.5 Ом (низкоомные) форсунке на 7 минуте, при работе на 6000 оборотах двигателя мозг начинает гореть, температура ключей (транзисторов) составляет 170-200 градусов Цельсия, в обычном состояние это 60 градусов. Обычно используются транзисторы типа STA413A, STA464C работают максимум до 150 градусов, дальше либо параметры уходят, либо корпус разрывается.

Правильная работа форсунки, и ее факел справа

Чистка форсунки, проверка работоспособности

Для чистки форсунок их нужно сначала снять. Можно конечно делать и в двигателе но не желательно загрязнять двигатель химией. Ваша задача создать давление с химией для очистки, и открывать\закрывать форсунок периодично. Самый простой способ, берутся аудио клеммы к ним подводят батарейку Крону-9v, или тот же автомобильный 12v аккумулятор и через кнопку либо разрыв цепи щелкают. Через соединительную трубку (самоделка), соединяют баллон типа Carbcleener находящийся под давлением и форсунку. Нужно скрепить очень сильно иначе форсунка вылетит. Нажали баллон, создали давление, нажали кнопку, повторять пока не будет нормальный факел распыления.
Более интеллектуальный и ленивый способ это подключение форсунки либо к генератору сигналов (не генератор автомобиля!) либо в замен колонки компьютера (активная а не пассивная, от сети), на котором будет запущена программа сигналов. Скачайте программу генератора сигналов PAS FREQUENCY GENERATOR. Регулируйте частоту в пределах 1-200гц.
Самый жесткий способ это ультразвук, отличный способ чтобы очистить и раздробить грязь до мелких частиц. Идеально чтобы в этот момент на форсунку тоже бы подавались сигналы открытия и закрытия. Минус этого способа, что возможно вместе с грязью увеличить и внутренние трещины, или уничтожить форсунку изнутри. Для проверить работоспособности форсунки достаточно подать напряжение на форсунку от батарейки Крона, вы должны услышать щелчок. Более правильным способом будет проверить на «прозвонку» мультмиметром.

Чистка форсунок в действии

Объем форсунок не которых двигателей

Частично полная таблица от компании Accel здесь. Еще момент, кроме как сопротивления, форсунка имеет объем как я говорил выше. Точно вам скажет только производитель, KEIHIN. В общем существуют только 2 объема 180 (190) и 235(240). В процентом соотношение это 5 и 2 процента разницы, соответственно. Разница между 240 и 190 составляет 25 процентов.

• D14A2 — 190 cc
• D14A3\D14A4 — 190 cc
• D14A5 — 190 cc
• D14A7 — 190 cc
• D14A8 — 190 cc
• D14Z1 — 190 cc
• D14Z2 — 190 cc
• D14Z3\D14Z4 — 190 cc
• D15A3 — 180 cc
• D15B6 — 180/235 cc
• D16B2 — 190 cc
• D15B7 — 235 cc
• D15Z6 — 190 cc
• D15Z8 — 190 cc
• D16A6 — 235 cc
• D16B2 — 190 cc
• D16W4 — 190 cc
• D16Y5 — 190 cc
• D16Y7 — 180 cc
• D16Y8 — 240 cc
• D16Z6 — 235 cc
• h32A1 — 235 cc
• h33A1 — 235 cc
• B20A5 — 235 cc
• B18C1 — 235 cc
• B16A3 — 235 cc

Сопротивление некоторых форсунок Honda

• Honda Civic (92-00 EX/Si) 240cc (23lb) 12Ohm
• Honda All (86-91) 240cc (23lb) 3Ohm
• Honda Civic (01-Up EX) 240cc (23lb) 11Ohm
• Honda Civic (03-Up Si) 290cc (28lb) 12Ohm
• Honda Civic (06-Up Si) 330cc (31lb) 10Ohm
• Honda Prelude (92-96 VTEC) 330cc (31lb) 2Ohm
• Honda Prelude (97-02) 290cc (28lb) 12Ohm
• Honda S2000 360cc (24lb) 12Ohm

---

Случайная статья узнай что то новое

Данная статья актуальна для автомобилей Honda выпуска 1992-2000 годов, таких как Civic EJ9, Civic EK3, CIVIC EK2, CIVIC EK4 (частично). Информация будет актуальна для владельцев Honda Integra в кузовах DB6, DC1, с моторами ZC, D15B, D16A.

www.ej9.ru

Какие бывают топливные дизельные форсунки

06 июля 2018 Категория: Полезная информация.

Топливные форсунки — один из главных элементов системы питания дизельного двигателя. С течением времени, конструкция и принцип работы форсунок неоднократно менялись, у каждого нового поколения появлялись свои особенности. Рассмотрим основные типы форсунок, которые встречаются в топливной системе дизельных ДВС.

Зачем вообще нужны форсунки

Форсунки обеспечивают прямую подачу топлива в камеры сгорания и его равномерное распределение по стенкам. Распыление топлива происходит через специальные сопла (распылитель форсунки). Сопла формируют строго заданный топливный факел, в результате чего топливо и воздух смешиваются эффективнее, а смесь сгорает лучше.

Основное отличие форсунок для бензиновых и дизельных систем заключается в рабочем давлении топливной магистрали. Так, если бензонасос создает давление в 1-2 атмосферы в бензиновых двигателях, то топливный насос высокого давления (ТНВД) нагнетает дизтопливо до отметки в несколько сотен атмосфер.

Выделяют несколько типов дизельных форсунок, в зависимости от принципа их работы и особенностей конструкции:

• механические
• электромагнитные
• пьезоэлектрические
• насос-форсунки

Механические форсунки

Имеют самую простую и надежную конструкцию и длительный стаж применения в автомобилестроении (несколько десятилетий). Принцип работы механической форсунки: клапан ее открывается, как только достигнуто необходимое давление.

Корпус форсунки оканчивается соплом и подпружинной иглой. В опущенном состоянии игла закрывает доступ топлива к соплу. Как только давление поднимается благодаря работе ТНВД, игла приподнимается, топливо поступает на распылитель для последующего впрыска. С падением давления, игла снова опускается, перекрывая доступ топлива к распылителю форсунки.

Такое простое конструктивное решение: корпус, распылитель, игла плюс пружина —  позволяет применять механические форсунки на самых простых моделях дизельных ДВС.

Но вследствие ужесточающихся с каждым годом требований к экономичности и экологичности дизелей, производители были вынуждены искать новые решения, ведь механические форсунки не обеспечивают достаточно контроля над смешиванием топливной смеси.

Электромагнитные форсунки

Речь идет о форсунке, в которой солярка подается в цилиндры посредством опускания и поднимания иглы, но управляется она не пружиной, а с помощью специального элекромагнитного клапана, который регулируется электронным блоком управления двигателя. Следовательно, без соответствующего сигнала топливо не попадет в распылитель.

То есть дозирование топлива, начало его впрыска и длительность подачи определяется ЭБУ двигателя. Необходимые параметры определяются частотой вращения коленвала, режимом работы мотора, температурой ДВС и другими важными параметрами.

При этом в системе Common Rail за один цикл электромеханическая форсунка способна подавать топливо посредством нескольких впрысков (до 7 раз). Такая дозированная и точная подача горючего в цилиндр способствует его лучшему распределению по стенкам камеры сгорания и более полноценной переработке.

Таким образом, за счет управления процессом впрыска под контролем ЭБУ, конструкторам удалось существенно увеличить мощность дизельного двигателя, сделать его более экономичным и экологичным. С появлением электромагнитных форсунок связана и более культурная (не такая шумная, как раньше) работа дизеля, и даже повышение его общего ресурса. 

Пьезоэлектрические форсунки

Самое современное изобретение в категории современных дизельных моторов с системой прямого впрыска топлива в цилиндры. Принцип работы пьезоэлектрических форсунок фактически дублирует электромагнитные форсунки, но вместо электрического магнита клапан, регулирующий впрыск горючего, приводит пьезоэлектрический кристалл.

Дело в том, что отдельные кристаллы способны менять свою форму под действием электрического заряда. При конструировании пьезоэлектрических форсунок был учтен этот принцип. В результате появилось устройство, где кристалл удлинялся под действием электричества, что и приводит в действие запорные механизмы форсунки.

Основное преимущества пьезоэлектрических форсунок — скорость срабатывания клапана. Это позволило совершать многократный впрыск за один цикл подачи горючего в цилиндр (до девяти раз!). В результате качество смеси дизтоплива и воздуха улучшается, мощность и эффективность работы дизельного ДВС увеличиваются.

К основному недостатку относят высокую стоимость пьезоэлектрических форсунок. Они крайне чувствительны к качеству топлива, не поддаются ремонту и восстановлению, а их замена обходится владельцу в круглую сумму.

Насос — форсунки

Насос-форсунка это не отдельный вид форсунки, а целая отдельная система подачи топлива в дизельном ДВС. Особенность такой системы — отсутствие ТНВД. Высокое давление впрыска обеспечивают сами дизельные насос-форсунки.

Принцип их работы заключается в следующем: насос низкого давления подает горючее на форсунку, а затем собственная плунжерная пара форсунки от прямого воздействия кулачков распредвала нагнетает необходимое для впрыска давление. В итоге качество распыления топлива в камере улучшается.

Электрический клапан в устройстве насос-форсунки обеспечивает возможность дозированного впрыска, топливо можно подавать в цилиндр за два впрыска.

К другим преимуществам насос-форсунок можно отнести исключение из системы питания дизеля такого узла, как ТНВД, что облегчает конструкцию и уменьшает габариты самого двигателя. Мотор с насос-форсунками работает мягче и экономичнее, а содержание выхлопа максимально экологично.

Главным недостаткам системы насос-форсунок считается прямая зависимость давления впрыска от частоты вращения коленвала. Кроме того, насос-форсунки очень требовательны к качеству топлива и моторного масла. Ремонтировать и заменять их обходится очень дорого, поэтому на сегодняшний день многие автопроизводители отказываются от насос-форсунок в пользу классической схемы «ТНВД + форсунки».

• Особенности и виды форсунок Bosch, Delphie, Denso мы рассматривали здесь.

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ

 

www.dieselkraft.by