Форсунки двигателя — виды и принцип работы
Авто схемы
admin Send an email 05.09.2014
0 1 249 2 минут
Познавательная статья о форсунках автомобиля — какие их типы бывают и как они работают.
Содержание статьи:
- Электромагнитные форсунки
- Электрогидравлические форсунки
- Пьезоэлектрические форсунки
- Видео про принцип работы форсунки
Форсунка (второе название — «инжектор») представляет собой конструктивный элемент системы впрыска двигателя. Подобное устройство предназначено для подачи топлива в дозированном количестве, дальнейшего его распыления во впускном коллекторе (камере сгорания), т.е. создания топливно-воздушной смеси.
Оборудование такого рода используется во всех системах впрыска двигателей — и бензиновых, и дизельных. Сегодня на современных двигателях используют форсунки, которые оснащены электронным управлением впрыска.
Зависимо от того или иного способа выполнения впрыска различают такие виды форсунок, как: электромагнитная, пьезоэлектрическая и электрогидравлическая.
- Читайте также статью: Как промывать форсунки двигателя
Конструкция и принцип функционирования электромагнитной форсунки
Фотография устройства электромагнитной форсунки
Электромагнитное устройство такого плана, как правило, используют, на бензиновых двигателях, включая и те, которые имеют систему непосредственного впрыска. Данный вид оборудования характеризуется довольно простой конструкцией, которая состоит из сопла и включающего электромагнитного клапана, оснащенного иглой.
Работа электромагнитной форсунки происходит таким образом. Электронный блок управления, в точном соответствии с заложенным ранее алгоритмом, обеспечивает в необходимый момент на обмотку возбуждения клапана подачу напряжения. В процессе этого создается электромагнитное поле, которое преодолевает усилие пружины, затем втягивает якорь с иглой и, таким образом, освобождает сопло.
После этого осуществляется впрыск топлива. Когда же напряжение пропадает, пружина иглу форсунки возвращает на седло.
Конструкция и принцип функционирования электрогидравлической форсунки
Фотография устройства электрогидравлической форсунки
Электрогидравлическое оборудование такого плана применяют на дизельных двигателях, включая и те, которые оборудованы системой впрыска под названием «Common Rail». Конструкция устройства данного типа объединяет в себе электромагнитный клапан, сливную и впускную дроссели, камеру управления.
Принцип работы данного оборудования основан на применении давления топлива, и при впрыске, и после его прекращения. Электромагнитный клапан в исходном положении обесточен и полностью закрыт, игла устройства прижата к седлу с помощью силы давления на поршень топлива в камере управления. В таком положении впрыск топлива не осуществляется. Следует отметить, что в такой ситуации давление топлива на иглу в связи с разностью площадей контакта менее давления, осуществляемого на поршень.
После команды электроблока управления происходит срабатывание электромагнитного клапана и осуществляется открытие сливной дроссели. При этом, топливо, находящееся в камере управления, вытекает в сливную магистраль через дроссель. Впускной дроссель служит препятствием тому, чтобы произошло быстрое выравнивание давлений не только во впускной магистрали, но также и в камере управления. Постепенно давление на поршень уменьшается, но не изменяется давление топлива, осуществляемое на иглу — в результате этого происходит поднятие иглы и, соответственно, впрыск горючего.
Конструкция, преимущества и принцип функционирования пьезоэлектрической форсунки
Схема устройства пьезоэлектрической форсунки
Наиболее совершенным устройством, с помощью которого обеспечивается впрыск топлива, считается пьезоэлектрическое оборудование такого плана — оно называется «пьезофорсунка». Данный вид устройств устанавливают на тех дизельных двигателях, которые оборудованы системой впрыска, носящей название Common Rail — аккумуляторная топливная система.
Преимущество подобных устройств — это быстрота срабатывания (примерно в четыре раза быстрее, чем электромагнитный клапан), что в результате предоставляет возможность многократно впрыскивать топливо на протяжении течение одного цикла. Кроме этого плюсом пьезофорсунок является максимально точная дозировка топлива, которое впрыскивается.
Создание данного вида оборудования стало возможным в связи с использованием в управлении форсункой пьезоэффекта, который основан на смене длины пьезокристалла в результате воздействия напряжения. Конструкция такого устройства включает в себя пьезоэлемент и толкатель, отвечающий за переключение клапана, а также иглу — всё это помещено в корпус устройства.
В работе данного вида оборудования, также как и в работе электрогидравлических устройств такого плана, используют гидравлический принцип. Игла в исходном положении посажена на седло из-за высокого давления топлива. В процессе подачи на пьезоэлемент электрического сигнала, происходит увеличение его длины, что передает на поршень толкателя усилие.
В результате этого происходит открытие переключающего клапана и поступление в сливную магистраль топлива. Падает давление выше иглы. В связи с давлением в нижней части происходит поднятие иглы и, соответственно, впрыск топлива.
Количество топлива, которое впрыскивается, определяется такими факторами, как:
- длительность воздействия на пьезоэлемент;
- давление топлива в топливной рампе.
Смотрите видео про принцип работы форсунки:
Похожие
2.11. Принцип действия и конструкции форсунок и воздухонаправляющих устройств
В
зависимости от метода распыливания
топлива различают форсунки воздушные
и паровые, механические и паромеханические.
В судовых паровых котлах в основном
применяют механические и паромеханические
форсунки.
В механических форсунках для распыливания топлива используется центробежный эффект, создаваемый вращением самого топлива, подаваемого к форсунке под давлением. На рис. 2.5 изображен наконечник механической форсунки. В вихревой камере I происходит вращение топлива. Для этого топливо под давлением подводят к камере по четырем тангенциальным каналам 2. Из камеры вращающееся топливо выходит в топку через отверстие распылителя 3 в виде пленки, образующей пустотелый конус. При низком давлении топлива (р < 1 МПа) пленка распадается на крупные капли (Рис. 2.6, а).
Рис. 2.5. Наконечник механической форсунки |
Если
же создаваемое топливным насосом
давление повысить (>
1 МПа), то пленка раздробится на мелкие
капли (Рис. 2.6, б).
Обычно давление мазута, подаваемого в
форсунку, поддерживается 1–4 МПа, при
котором размер капель составляет
30–70 мкм.
Рис. 2.6. Схема распыления мазута механической форсункой: а – при р < 1 МПа; б – при р > 1 МПа |
Механическая форсунка (Рис. 2.7) состоит из наконечника 3 с распылителем 1 и накидной гайки 2, ствола 4 и корпуса 11 с рукояткой. На рисунке вместе с форсункой показано крепежное соединение, смонтированное на фронте котла.
Рис. 2.7. Механическая форсунка |
Форсунка работает следующим образом. Мазут под давлением поступает через верхний штуцер 13 в корпус, проходит через фильтр 12 и далее следует по каналу 14 ствола форсунки.
Затем через отверстия 15 и тангенциальные каналы распылителя (см. рис. 2.5) поступает в вихревую камеру 16. Здесь топливо получает вращательное движение и через отверстие в распылителе выходит в топку в виде тончайшей пленки, распадающейся на мелкие капли (размером 30–70 мкм).
Со временем форсунки загрязняются и закоксовываются, поэтому их периодически продувают паром. Насыщенный пар подводят к форсунке через нижний штуцер
Рис. |
2.8. Паромеханическая форсункаМеханические форсунки просты по устройству, обеспечивают хорошее распыливание мазута при давлении 1 МПа, надежны в работе. Но они плохо регулируют расход топлива, так как при снижении давления подаваемого топлива ухудшается его распыливание. Расход выпускаемых в настоящее время механических форсунок обычно составляет 0,03–0,15 кг/с (100–550 кг/ч).
Паромеханическая
форсунка
по конструкции мало отличается от
механической. На рис. 2.8 изображен
наконечник паромеханической форсунки.
Мазутный канал целиком напоминает
механическую форсунку. При большой
нагрузке мазут последовательно проходит
центральный канал 3,
тангенциальные
каналы, вихревую камеру и через отверстие
(сопло) в распылителе 1 поступает в топку. При малой нагрузке,
кроме того, используется пар, который
подается в паровой канал 2,
проходит
тангенциальные каналы и вихревую камеру
парового распылителя (на рисунке они
показаны отдельно) и далее, встречаясь
с мазутом, распыливает его.
Преимуществом паромеханической форсунки является регулирование подачи мазута за счет изменения давления топлива. При изменении давления от 4 до 0,01 МПа расход паромеханической форсунки может снизиться от 100%, соответствующих полной нагрузке, до 5%, соответствующих малой нагрузке, то есть глубина регулирования = 20. У механической форсунки = 2, что недостаточно, так как не позволяет работать на малых, менее 50%, расходах топлива.
К недостатку паромеханических форсунок относят безвозвратную потерю пара, идущего на распиливание мазута. Пар для распыливания подают в количестве 0,01–0,05 кг пара на 1 кг топлива (меньшие значения относятся к форсункам большего расхода). Для форсунки с расходом Вф = 0,55 кг/с расход теряемого пара составляет 20 кг/ч и более.
Воздухонаправляющее
устройство
(ВНУ), показанное на рис. 2.9, состоит
из цилиндрического корпуса 1 с днищем 5,
патрубком 2,
фланцем 18 и
двух конусов 15 и 16,
между
которыми по касательной к некоторой
окружности (см.
Вся конструкция воздухонаправляющего устройства размещена между внутренней 19 и наружной 13 обшивками котла. Воздух вентилятором подается в межобшивочное пространство. При перемещении регистра 4 влево по направляющим 17 воздух из межобшивочного пространства поступает в межлопаточные каналы, образованные тангенциально установленными лопатками
Регистр может находиться в двух
крайних положениях: в крайнем правом,
когда он закрывает доступ воздуха в
каналы (как показано на рис. 2.9), и крайнем
левом, когда вход воздуха в каналы
открыт. Промежуточных положений регистр
не имеет и, следовательно, воздухонаправляющее
устройство является нерегулируемым.
Регулировать подачу воздуха надо либо
шибером на воздухопроводе от
вентилятора до котла, либо частотой
вращения вентилятора.Сопло заслонки Принцип работы | THE INSTRUMENT GURU
Содержание
Пневматические системы по-прежнему используются в отраслях управления технологическими процессами даже после проникновения и доминирования электрических сигналов, электронных и цифровых систем. Заслонка-сопло является основным компонентом пневматических систем измерения, управления и передачи. Он работает как вторичный пневматический преобразователь, преобразуя очень небольшое смещение в сигнал давления.
Строительство
Заслонка или перегородка представляет собой подвижный плоский металл и крепится к элементу, смещение которого должно быть обнаружено.
Заслонка размещена перед соплом таким образом, чтобы закрывать или обнажать сопло и замещать зазор между ними при перемещении.
Форсунка включает регулируемый дроссель последовательно с фиксированным дросселем. Постоянная подача сжатого воздуха (обычно 20 фунтов на кв. дюйм или 1,4 кг/см2) подается на сопло через дроссельное отверстие. Сжатый воздух выходит из сопла через зазор между соплом и заслонкой.
Для создания достаточного противодавления и правильного функционирования системы диаметр сопла должен в 1,5–2,5 раза превышать диаметр отверстия. Обычно диаметр отверстия составляет порядка 0,25 мм, а диаметр сопла — порядка 0,625 мм.
Принцип работы
При перемещении заслонки к соплу зазор между соплом и заслонкой уменьшается. Это увеличивает ограничение на истечение воздуха через сопло, а также увеличивает давление за соплом. Как только заслонка полностью закрывает сопло, поток воздуха через сопло прекращается. Противодавление сопла максимально и равно давлению приточного воздуха.
При удалении заслонки от сопла зазор между соплом и заслонкой увеличивается. Снижается ограничение на истечение воздуха через сопло, а также уменьшается противодавление сопла. Минимальное значение противодавления сопла составляет 2-3 фунта на кв. дюйм.
При входном давлении 20 фунтов на кв. дюйм (1,4 кг/см2) выходное давление 3–15 фунтов на кв. дюйм (0,2–1,0 кг/см2) может быть создано с помощью системы сопел с заслонкой. Давление на выходе, создаваемое системой сопел с заслонкой, пропорционально рабочему объему на входе и может быть направлено на работу индикаторного устройства или другой системы.
На приведенной выше диаграмме показан типичный график, построенный между противодавлением сопла (Pb) и зазором между заслонкой и соплом (x). Наклон dPb/dx в любой точке кривой называется чувствительностью зонда или коэффициентом усиления системы. Кривая показывает, что система демонстрирует почти линейное поведение в диапазоне от 3 до 15 фунтов на квадратный дюйм.
- Подсоедините подачу воздуха под давлением 20 PSI
- Держите заслонку по центру.
- Затем через сопло продувается постоянный объем воздуха.
- Когда вы перемещаете заслонку влево, кровотечение уменьшается, а противодавление увеличивается, как показано на манометре.
- Аналогичным образом, когда вы перемещаете заслонку вправо, кровотечение увеличивается, а противодавление уменьшается, как показано на манометре
Читайте также
- Генерация приборного воздуха
- Концепция измерения, передачи, мониторинга и управления
Расходомер |Расходомер DP| Длинный радиус — Угловая резьба
Что такое сопло? Сопло потока также называют расходомером со стандартным соплом, стандартным соплом, соплом ISA1932. Это расходомер дифференциального давления, подходящий для измерения жидкостей при высоких температурах и под высоким давлением.
Расходомерное сопло, как и стандартная диафрагма, расходомер с трубкой Вентури и сопло Вентури, относится к стандартному дросселирующему устройству, определенному национальными стандартами. Потери давления расходомера сопла малы, поэтому он экономит энергию, является более прочным и долговечным, подходит для жидкостей с высокой температурой и высоким давлением и широко используется для измерения расхода пара в электроэнергетике, химической и других отраслях промышленности.
Характеристики расходомера
По сравнению с расходомером с диафрагмой, потери давления расходомера сопла малы, поэтому он экономит энергию, более надежен, подходит для жидкости с высокой температурой и высоким давлением и широко используется в потоке пара измерения в электроэнергетике, химической промышленности и т.д.
Сопловой расходомер, производимый нашей компанией, включает в себя стандартную насадку (сопло ISA1932), две насадки с длинной шейкой.
Конструкция и производство соответствуют международному стандарту ISO5167 или национальному стандарту GB/T2624.
- Конструкция дроссельной заслонки сопла расходомера легко копируется, проста, надежна, стабильна и надежна, имеет длительный срок службы. Сопло
- имеет меньшую потерю давления, чем диафрагма, длина прямого участка трубы также короткая.
- Расчет сопла соответствует международному стандарту и обработке, проверка в соответствии с JJG640-94, без проверки реального расхода.
- Точность высокая, повторяемость хорошая, коэффициент истечения стабильный.
- Дуговая конструкция позволяет измерять различные жидкости, газы, пар и различные загрязненные среды.
- Выдерживает высокую температуру и высокое давление, ударопрочность.
Читать далее Химические расходомеры|Химическая стойкость для жидкостей и газов
Принцип работы соплового расходомера
Измерение сопла основано на принципе дросселирования гидромеханики.
Когда жидкость, заполненная трубой, течет через сопло в трубе, луч потока образует локальное сужение на сопле, тем самым ускоряя скорость потока и снижая статическое давление.
Затем в форсунке до и после перепада давления или называемого перепада давления. Чем больше расход среды, тем больше разница давлений до и после сопла.
В соответствии с отношением между квадратным корнем из разницы давлений и скоростью потока, дифференциальный манометр используется для измерения разницы давлений для определения скорости потока жидкости.
Подробнее о Преобразователь давления пара – Измерение давления на паропроводе
Уравнение для расходомера сопла
Типы расходомеров
Стандартные сопла (форсунки ISA1932)
- Подходящая среда; особенно подходит для пара и воды высокой температуры и высокого давления, а также для различных газов и жидкостей
- Номинальный калибр: DN50—500 мм (также возможно проектирование, изготовление DN >500)
- Рабочее напряжение: ≦42 МПа
- Рабочая температура: -50℃-650℃
- Режим восприятия давления: угловое соединение (однокамерное кольцо, кольцевая камера с фланцем или прямое сверление) соединение под давлением
- Установка сопла: фланец (прямое отверстие и прижим), держатель крепежа
- Фланец, кольцевая камера, держатель крепежа
- Ручка (и пресс) сварная
- Критерии реализации: IS05167;GB/T2624
- Точность: соответствие: ±1,0 %
- Материал: Фланец или захват: Углеродистая сталь, легированная сталь, нержавеющая сталь и т.
д. опционально в зависимости от температуры среды - Сопло: нержавеющая сталь 304,316 и т. д.
д. опционально в зависимости от температуры средыСопло большого радиуса
- Подходящая среда; особенно подходит для пара и воды высокой температуры и высокого давления, а также для различных газов и жидкостей
- Номинальный диаметр: DN50—630 мм
- Рабочее напряжение: ≦42 МПа
- Рабочая температура: -50℃-650
- Режим нагнетания: расстояние диаметра (D-D/2) нагнетание
- Монтаж деталей форсунки: с лентой и сваркой верхней и нижней секций трубы с последующей установкой нагнетательных отверстий в соответствии с расстоянием диаметра (D-D/2)•
- Критерии реализации: IS05167;GB/T2624
- Точность: соответствие: ±2,0 %
- Материал: углеродистая сталь, легированная сталь, нержавеющая сталь и т. д. могут быть выбраны в зависимости от температуры среды.
- Сопло: нержавеющая сталь 304,316 и т. д.
Расширенное чтение: Вихревой расходомер пара
Конструкция расходомера
Преимущества и недостатки расходомера сопла
Преимущество:
- Стандартная форсунка имеет долгую историю испытаний и большое количество различных тестовых данных.
- Расходомер с форсункой имеет простую и прочную конструкцию, не содержит движущихся частей, устойчив и надежен при длительном использовании.
- Богатый опыт проектирования, производства и применения, высокая стандартизация, отсутствие необходимости в калибровке реального расхода.
- Стандартное сопло имеет надежные экспериментальные данные и соответствует международным и национальным стандартам. Данные измерений являются достоверными и достоверными и могут использоваться в качестве измерителя для торговых расчетов.
Недостатки:
- Производство более сложное, а цена за единицу выше.
- Расход форсунки расходомера. Когда разница давлений между передней и задней частью сопла превышает определенное значение, скорость потока через сопло является фиксированным значением, а уровень точности измерения высок;
- Обычно используются как стандартные устройства.
Расширенные показания: Встроенный расходомер DP|Газ, жидкость, пар|Компактная конструкция
Расширенное чтение: Преимущества и недостатки расходомера дифференциального давления
Насадка для измерения расхода пара
Расходомеры пара широко используются в нефтяной, химической, металлургической, фармацевтической, электроэнергетической, бумажной и других отраслях промышленности для измерения расхода пара.
Расходомер пара с насадкой обладает такими характеристиками, как устойчивость к высоким температурам и высокому давлению, ударопрочность, длительный срок службы, большой диапазон измерений, высокая точность измерения и небольшая потеря давления.
Его можно использовать для торговых расчетов. Стандартное сопло спроектировано и изготовлено в соответствии с национальным стандартом GB/T2624-2006 и проверено в соответствии с национальным стандартом JJG640-9.4. Нет необходимости в калибровке реального потока.
Вход расходомера пара со стандартной форсункой JT-BPZ разделен на стандартную форсунку ISA и форсунку большого диаметра в соответствии с дугообразной структурой контура.
Распространенные типы сопловых расходомеров в главном паропроводе
В главном паропроводе котлов электростанций расходомеры, которые мы обычно видим, в основном представляют собой сопловые расходомеры ISA1932 и сопловые расходомеры большого диаметра.
Расходомер с соплом ISA1932 в основном состоит из стандартного сопла, двух напорных труб и двух коротких секций кольцевого типа, сваренных встык.
Расходомер с соплом большого диаметра в основном состоит из сопла большого диаметра, установочного штифта, опорного кольца, двух трубок для измерения давления и измерительной трубки.
Конечно, существует множество типов расходомеров для расходомеров пара. Как его выбрать и использовать, следует проанализировать и выбрать в соответствии с конкретной ситуацией. Вы можете обратиться к: Как выбрать расходомер для измерения пара.
Расширенные показания: Применение расходомера V-Cone
Расходомерное сопло Вентури
Расходомер Вентури представляет собой метод измерения расхода, основанный на принципе перепада давления. Обычно используется для измерения расхода таких жидкостей, как воздух, природный газ, угольный газ и вода. В стандартном дросселирующем устройстве требуемые им прямолинейные участки до и после него короткие. Длительная потеря давления невелика, производительность стабильна, а техническое обслуживание удобно.
Расширенное чтение: что такое расходомер Вентури?
Часто задаваемые вопросы
Как работает сопло?
Когда расходомер помещается в трубу, по которой измеряется расход расхода , расходомер вызывает падение давления, которое зависит от расхода расхода .