Форсунки двигателя; виды и принцип работы

Форсунки двигателя — виды и принцип работы

Познавательная статья о форсунках автомобиля — какие их типы бывают и как они работают.

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

Форсунки

Вообще, форсунка – устройство, позволяющее расщеплять основной поток вещества на несколько направленных второстепенных потоков. Топливная форсунка предназначена для направленного распыления топлива, что способствует его лучшему сгоранию. Кроме того, она дозирует количество распыляемого топлива, и этот процесс принято называть впрыском. Происходит это за счет действия электромагнитного клапана, который открывает и закрывает подачу топлива согласно электрическому сигналу — импульсу.

Электрогидравлический

Работает совместно с дизельными моторами. В конструкцию входит сливной, впускной дроссель, камера управления, клапан (электромагнитный). Суть работы заключается в применении давления. При подаче блоком соответствующего напряжения на клапан, немедленно открывается сливной дроссель — дизельное топливо идет в магистраль.

Задача впускного дросселя – препятствование выравниванию давления в магистрали, камере управления. В результате на поршень давление уменьшается, но на иглу топливо давит по-прежнему, из-за чего она приподнимается и топливо впрыскивается. Когда электронный блок обесточивает клапан, игла инжектора прижимается к седлу благодаря силе давления солярки на поршень в управляющей камере. Впрыска не происходит, т.к. топливо на иглу давит меньше, чем на поршень.

Рейтинг газовых форсунок

1. Итальянская компания Valtek TYPE 30 делает эти детали в виде своеобразных пластин из нескольких форсунок. Особенность их заключается в том, что у них есть сменный жиклер, который, при необходимости, можно расширить под нужный размер. Поэтому их можно ставить в авто с агрегатами разной мощности. Эти элементы для ГБО идут с металлическим штоком и оканчиваются резиновыми закрепками.
2. Фирма OMVL, тоже из Италии. Они предлагают потребителю детали, где корпус выполнен из композитного пластмассового материла. Это позволяет устанавливать систему подачи газа с двух сторон. Жиклер здесь можно менять, поэтому они подходят для большинства авто на ГБО.
3. Корейские специалисты фирмы HANA делают эти детали в металлическом корпусе, причем клапан игольчатого типа выгодно отличается высокоточной дозировкой при подаче топлива.

На нашем сайте есть статьи про газовые форсунки фирм:

Удобство также состоит в том, что по цвету элемента можно определить его мощность.

• черная – от 20 до 35 л. с.;
• красная – это от 28 до 38 л. с.;
• зеленая – от 34 до 48 л. с.;
• синяя – это от 41 до 58 л. с.

При выборе этой детали для ГБО необходимо также ознакомиться со следующими вопросами, реализация которых на практике может отличаться, в зависимости от фирмы производителя.

• как почистить форсунки ГБО 4 поколения;
• как правильно установить этот элемент;
• совместимость силового агрегата и детали.

Промывка

Наиболее распространенной причиной неудовлетворительной работы является отложение смол в каналах и распылителях.

Многие автолюбители, пытаются решить эту проблему, используя добавление в дизельное топливо специальных присадок, эффективность которых весьма спорна и сомнительна.

Как показывает практика, полного стопроцентного очищения удается достичь промывкой деталей аппаратуры на стенде с применением специальной жидкости, или на оборудовании с применением ультразвуковых колебаний.

Типы форсунок

В современных транспортных средствах чаще всего используется три типа деталей:

• электромагнитная;
• электрогидравлическая;
• пьезоэлектрическая.

Поговорим про каждый из них более детально.

Электромагнитная

Клапаном, отвечающим за подачу горючего на сопло детали, в данном случае управляет индукционная катушка с подвижным сердечником. А ей, в свою очередь, управляют программные алгоритмы, внесенные в электронный блок управления. Они работают в зависимости от степени нажатия на акселератор.

На сегодняшний день электромагнитные форсунки являются одними из самых распространенных. Именно этот вид устройств устанавливают в подавляющее большинство бензиновых инжекторных моторов, которыми оборудуют легковые автомобили.

Подробнее устройство электромагнитного варианта устройства и принципа его работы описано выше.

Электрогидравлическая

Представляет собой гибрид электромагнитного и механического типа устройств. Используется в современных дизелях, оснащенных ЭБУ.

В основе работы этого типа устройства – разнице давления горючего. Когда клапан находится в закрытом состоянии, давление больше в области поршня, расположенного в камере управления, и менее интенсивно на игле. Когда необходимо произвести впрыск, с блока управления поступает соответствующий сигнал и электромагнитный клапан приоткрывается. При этом он распределяет топливо таким образом, что на поршень оно оказывает меньшее давление, чем на иглу. Благодаря подобному перераспределению он находиться в открытом состоянии. В результате этого игла приподнимается и бензин или ДТ может свободно поступать в цилиндр. Именно в этот момент и происходит собственно впрыск.

Пьезоэлектрическая

Представляет собой усовершенствованный вариант электрогидравлической форсунки. Имеет по сравнению с ней лучшие характеристики, так как очень быстро срабатывает. Благодаря этому за один такт можно произвести несколько впрысков топлива подряд (обычно 3 – 4). Это особенно важно для дизельных двигателей (что и обусловило область применения этой разновидности детали).

Конструкция пьезоэлектрической форсунки в точности повторяет таковую у электрогидравлической. Главное отличие состоит в том, что в данном случае вместо клапана-электромагнита на устройство устанавливают пьезоэлектрический элемент, который увеличивается в размерах при поступлении на него электрического тока.

Когда клапана находится в закрытом состоянии, на поршень камеры управления топливо оказывает интенсивное давление, а на иглу – низкое. При подаче тока на пьезоэлемент с ЭБУ он увеличивается, толкает поршень и тем самым открывает клапан. Давление перераспределяется – наиболее интенсивное оказывается на иглу. Топливо свободно сквозь нее проходит, в результате чего происходит впрыск.

Таким образом, количество поступающего в цилиндр топлива при использовании этой конструкции определяется длительностью воздействия электрического тока на пьезоэлемент, а также давлением топлива.

Следует отметить, что бывают и другие разновидности форсунок (например, механическая). Однако они постепенно выходят из употребления.

Распылители форсунки — устройство и назначение

Распылители форсунки – это механические устройства, предназначенные для распыления топлива в инжекторных и дизельных системах. Подача бензина или солярки при этом осуществляется под высоким давлением. Что примечательно, на бензиновых двигателях распыление производит под давлением 3-5 атмосфер, в то время как на дизельных впрыск осуществляется при 1000-1200 атм.

Для чего она нужна?

Данная деталь выполняет сразу несколько функций в системе подачи топлива. Во-первых, она дозирует нужное количество впрыскиваемого бензина. Во-вторых, распылитель форсунки (КАМАЗ-5460 в том числе) выполняют функцию управления и приготовления струи топлива. И в-третьих, данное устройство отделяет систему впрыска от самой камеры сгорания двигателя.

Зачастую современные распылители дизельных форсунок состоят из одного-двух каналов (сопел), по которым топливо подается на выход и в дальнейшем распыляется в камеру сгорания. Качественная деталь должна обеспечивать ровное конусообразное распыление жидкости.

Разновидности

На данный момент существует лишь два типа механизмов:

• Штифтовые устройства.
• Многоструйные (бесштифтовые).

В первом случае штифтовые распылители форсунки применяются в механизмах вихре- и предкамерных дизельных двигателей. Многоструйными устройствами укомплектовываются чаще всего автомобили, имеющие непосредственный впрыск топлива, в том числе на машинах с системами «Коммон Райл». Оба механизма имеют свои особенности конструкции, однако их принцип работы и главная функция от этого не меняется.

Алгоритм работы

Когда распылители форсунки находятся в открытом положении, жидкость впрыскивается в камеру сгорания. От ее количества и качества подачи зависит очень много факторов, начиная от мощности двигателя и заканчивая расходом топлива. Если распыление происходит неправильно, автомобиль начинает дымить, терять динамику и при этом потреблять большее количество горючего. Происходит постоянная закоксовка форсунки, что может привести к полному выходу ее из строя. Герметичность устройства, находящегося в закрытом состоянии, обеспечивает плотная посадка наконечника иглы в седло корпуса распылителя. Когда распылители форсунки находятся в закрытом положении, данная игла удерживается специальной пружиной, которая действует от запорного конуса стороны устройства. Также стоит отметить, что в системах впрыска «Коммон Райл» вместо пружины применяется давление самой горючей жидкости.

Прежде чем топливо попадет в камеру сгорания, оно нагнетается в форсунку, после чего проходит по специальным каналам вовнутрь распылителя (о них мы говорили в начале статьи). Постепенно топливо нагнетается в данное устройство, вследствие чего в системе образуется давление. Как только его значение достигнет необходимой величины, пружина иглы распылителя открывается и начинается процесс впрыска топлива в цилиндр. При этом стержень открывшегося устройства ходит внутри направляющего канала в корпусе форсунки.