Форсунка электрическая. Принцип работы. Неисправности
СОДЕРЖАНИЕ:
- Принцип работы форсунки
- Расположение
- Неисправности форсунки
- Методика проверки
- Ремонт форсунки
Форсунка (инжектор) — конструктивный элемент системы впрыска, назначение которого заключается в дозированной подаче топлива, подводимого к ней под высоким давлением, его распылении в камере сгорания (впускном коллекторе) и образовании топливно-воздушной смеси.
Принцип работы форсунки
Рис. Пример конструкции форсунок систем распределённого (а) и центрального (моно) впрыска (б): 1 — топливный фильтр, 2 — уплотни тельные кольца, 3 — запирающий элемент, 4 — седло, 5 — пружина, 6 — обмотка, 7 — корпус, 8 — электрический разъём
Устройство электрической форсунки может быть разным(примеры конструкций приведены на рисунке), но принцип работы одинаков для всех типов форсунок.
Форсунка представляет собой определённой формы ёмкость с топливом.
С одной стороны топливо под давлением поступает из топливной магистрали через фильтровочную сетку, а с другой стороны в распылённом состоянии попадает в рабочую область ДВИГАТЕЛЯ, если подано напряжения на солсноццальный клапан форсунки.
- MOНO впрыск — форсунка одна (обычно рядный двигатель до 4-х цилиндров)
- ДУБЛЬ MOНO впрыск — две форсунки, работающие на две половины, обычно 6-ти цилиндрового, V-образного двигателя
- РАСПРЕДЕЛЁННЫЙ впрыск — по одной форсунке на цилиндр, рабочая часть расположена во впускном коллекторе
- ПРЯМОЙ впрыск — по одной форсунке на цилиндр, рабочая часть расположена внутри цилиндра
- ПУСКОВАЯ — одна на двигатель, рабочая часть расположена во впускном коллекторе
Форсунки бывают НИЗКООМНЫЕ (от 1 до 7 Ом) и ВЫСОКООМНЫЕ (от 14 до 17 Ом). Низкоомные форсунки управляются пониженным напряжением или в цепях управления имеются добавочные сопротивления (5-8 Ом).
Фрагмент схемы с добавочными сопротивлениями (152) приведен на рисунке.
Рис. Фрагмент схемы системы управления и фото блока сопротивлений.
Рис. Форма факела распылённого топлива различна.
Осциллограмма, отображающая форму импульса на форсунке, с системой впрыска от порта (PFI) и системы последовательного впрыска (SFI), которые используют привод выключаемого транзистора насыщения, изображена рядом и отмечена буквой А. Соленоиды форсунок включаются блоком управления двигателем. Напряжение резко падает, когда клапан открыт, а затем, при выключении напряжения, резко возрастает (из-за индуктивности соленоида). Ширина импульса изменяется в зависимости от нагрузки двигателя.
Осциллограмма, отображающая форму импульса на форсунке системы моновпрыска (TBI). Такие системы для включения и выключения форсунок используют формирователи пиковых токов и токов синхронизации. Клапаны соленоидов форсунок включаются при наличии высокого тока питания, подаваемого от блока управления двигателем.
После срабатывания, ток уменьшается и поддерживает клапан в открытом состоянии. Наблюдается резкое падение напряжения при первом открытии клапана, а затем резкое увеличение напряжения, когда формирователь тока создаст меньший ток синхронизации, чем высокий ток включения. Когда соленоид отключается(после периода синхронизации) создаётся амплитуда напряжения, обусловлештя индуктивностью катушки соленоида (схема В).
Некоторые формирователи пиковых токов и токов синхронизации производят быстрые переключения напряжения во время периода синхронизации из-за низкого сопротивления обмотки соленоида форсунки (схема С).
Рис. Форсунка распределённого впрыска топлива.
Примером может служить осциллограмма форсунки автомобиля ФОРД «Сиерра» 1,6i, EEC 4 приведённая ниже.
Рис. Осциллограмма форсунки
Ниже приведены схемы подключения форсунок при одновременном, групповом и фазированном впрыске топлива.
При одновременном и групповом методе все форсунки, соединённые параллельно впрыскивают топливо одновременно, причём за один оборот коленвала впрыскивается половина полной порции топлива.
Такой метод соединения форсунок использовался на а\м выпуска 80 х — начала 90 х годов.
Современные системы управления двигателями используют последовательный или фазированный впрыск топлива. Такой метод управления позволяет увязывать момент впрыска с моментом открытия впускного клапана в конкретном цилиндре, изменять количество подаваемого топлива в цилиндр.
Рис. Схемы подключения форсунок при одновременном, групповом и фазированном впрыске топлива
На схемах использованы следующие обозначения: 1,2,3,4 — форсунки, 5 — ЭБУ двигателем.
Форсунки систем прямого впрыска топлива отличаются от форсунок, применяемых на системах впрыска топлива во впускной коллектор. Распылитель форсунки расположен непосредственно в камере сгорания и испытывает большие температурные нагрузки и нагрузки высокого давления. Форсунка прямого впрыска длиннее, т.к. необходимо пройти толщину головки блока. Давление топлива значительно выше, чем в обычных системах впрыска и факел распыла имеет свои особенности для каждого двигателя.
Рис. Форсунка системы прямого впрыска HDI и осциллограмма, снятая на режиме XX.
Расположение
ПУСКОВАЯ форсунка обычно расположена во впускном коллекторе таким образом, чтобы её широкий факел распылённого топлива (до 90 градусов) попадал в район впускных клапанов всех цилиндров.
Форсунка МОНО впрыска расположена на месте обычного карбюратора и топливо впрыскивается в общий объём впускного коллектора.
Форсунки РАСПРЕДЕЛЕННОГО впрыска расположены на впускном коллекторе в районе впускных клапанов каждого цилиндра. Если впускных клапана два, то факел распылённого топлива состоит из двух частей, каждая из которых направлена под один из клапанов.
Форсунки ПРЯМОГО впрыска расположены в головке блока.
Распылитель расположен в цилиндре и имеет узкую щель, формирующую факел, направленный под углом к днищу поршня.
Одно из принципиальных отличий систем прямого впрыска топлива в том, что в зависимости от режима работы двигателя давление топлива регулируется в пределах 80-130 атм. Система управления контролирует как момент впрыска, происходящий во время такта всасывания, так и порцию топлива, изменяя давление в трубопроводе и длительность открытия форсунки.
Неисправности форсунки
Сопротивление обмотки форсунки должно соответствовать справочным данным. Обычно форсунки на входе имеют мелкую сетку, которая может забиться мелкими частичками примесей или ржавчины из бака и топливных магистралей.
Если впускная сетка не задержала примеси, то проходя через запирающий элемент и седло форсунки, эти части получают дополнительный износ из-за абразивных свойств посторонних частиц. Постепенно форма факела меняется или вообще пропадает и форсунка льёт топливо обычной струйкой, что не способствует правильной работе двигателя.
На распылителе форсунки постепенно скапливаются смоляные отложения. Иногда отложения образовываются в результате использования на двигателе газовой установки.
Методика проверки
Проверку топливной части форсунки необходимо начинать с подключения к автономной установке, которая может создать на входе в форсунку рабочее давление. При этом из форсунки не должно капать или литься топливо. При кратковременном подключении форсунки к питанию 12 в (высокоомные форсунки 14-17 Ом, низкоомные — от 2 до 7 Ом через добавочное сопротивление 10-15 Ом) должны раздаваться звонкие щелчки запирающего клапана, втягиваемого магнитным полем соленоида. Если форсунка «не щелкает», то, вероятно, всё внутри забито ржавчиной. Такая форсунка отправляется «в последний путь». Если первичные проверки дают положительный результат, проверяем форму факела и степень распыла топлива, а также производительность форсунки в единицу времени — это обычно 80 — 90 мл. за 30 сек (50 — 60 мл. для малообьёмных двигателей).
Ремонт форсунки
Как временную меру, можно рекомендовать промывку форсунки в промывочной установке. Продувку сжатым воздухом в открытом состоянии с обеих сторон, но обычно всё заканчивается заменой форсунок на новые.
Схема устройства двигателя ВАЗ-2114 инжектор 8 клапанов
Чтобы самостоятельно отремонтировать ВАЗ-2114 с инжектором на 8 клапанов, нужно знать устройство и принцип работы двигателя. Обладая этими знаниями, можно установить причину неисправности не прибегая к посторонней помощи.
На двигателях серии ВАЗ установлена система распределенного впрыска топлива, позволяющая улучшить показатель езды, и характерно уменьшить процент токсинов в отработанных газах. Существует два вида систем впрыска топлива: с обратной связью, а также без нее, они могут отличаться между собой деталями. Все зависит от экспорта или импорта продукции.
Обратная связь впрыска обычно используется в моделях машин, поставляемых за рубеж, и снабжена нейтрализатором. В системе без обратной связи (продаются внутри страны) вмонтирован СО-потенциометр, который выполняет регулировку отработанных газов.
Содержание
Нейтрализатор
Для изменения токсичных элементов и преобразования их в компоненты без содержания токсинов автомобиль снабжен нейтрализатором. Его расположение – система выхлопа, непосредственно за трубой глушителя.
Для качественного функционирования этого агрегата нужно, чтобы смесь, подаваемая в мотор, содержала определенную пропорцию воздуха и топлива. Происходит это благодаря электронной системе впрыска, контролирующей распределение горючего исходя из эффективности нагрузки на ДВС.
Электронный блок управления
Этот блок контролирует информацию, поступающую с датчиков, и отвечает за управление системой впрыска горючего.
В блоке управления находится диагностическая система, благодаря которой распознается сбой системы. Она сигнализирует обо всех неполадках, происходящих в системе через лампочку, расположенную на приборной доске, – Check Engine. Также в ней сохраняются все когда-либо произошедшие ошибки. Впоследствии их коды помогают разобраться при диагностировании неполадок.
Память
В ЭБУ размещено три вида памяти. ОЗУ – это своего рода записная книжка. В него вносятся все временные данные. Микропроцессор ОЗУ расположен на плате ЭБУ. Чтобы сохранить всю поступающую информацию, ему нужно в бесперебойное поступление напряжения.
ПЗУ энергетически независимая память, сохраняющая все данные. В ППЗУ закреплена последовательность всех выполняемых действий.
Читайте также: Почему не работают дворники ВАЗ-2114
Датчики
Датчик температуры – маленький термостат в патрубке головки цилиндров, с его помощью происходит контроль температурного показателя тосола.
Датчик детонации вкручивается в блоке цилиндров и фиксирует детонирующие явления, происходящие в моторе. В случае появления малейшей вибрации в моторе импульс передается на него. После этого по сигналу, исходящего с блока управления, происходит корректировка зажигания, в процессе которой устраняются нежелательные вспышки топлива, приводящие к появлению детонации.
Датчик уровня кислорода устанавливается в системе с обратной связью. Его место крепления находится перед глушителем. Нормальный температурный показатель достигает 360 градусов, а для активного прогревания мотора предусмотрен специальный нагревательный элемент.
Датчик расхода воздуха крепится недалеко от воздушного фильтра. Он состоит из трех элементов, один из них определяет температуру окружающей среды, остальные же нужны, чтобы поддерживать определенный температурный уровень, превышающий показатель первого. Поток воздуха охлаждает все нагревательные элементы, а ЭБУ применяет эту информацию для определения расхода воздуха и устанавливает продолжительности открытия или закрытия форсунок.
Место расположения СО-потенциометра – отсек двигателя (стенка коробки притока воздуха). Данный элемент подает сигнал на ЭБУ используемый для регулировки нужной пропорции воздуха и топлива.
Датчик определения скорости автомобиля размещен возле щупа уровня моторного масла. Через него подается сигнал на ЭБУ аналогичный скорости ведущих колес.
Датчик синхронизации – расположен на крышки масляного насоса возле шкива генераторного привода. По информации, поступающей с него, блок управления вычисляет частоту вращения коленвала и дальше подает характерный сигнал на форсунки.
Система питания
Воздушный фильтр размещается в передней части мотора и снабжен фиксирующими элементами из резины. Если появляется необходимость их заменить, гофра располагается на одной параллели с осевой линией авто. Основная функция дроссельного патрубка определяется дозированием воздушного потока, поступающего во впускную трубу. Воздух, попадающий в движок, корректируется благодаря дроссельной заслонке, которая соединяется с педалью акселератора. Дроссельный патрубок состоит из двух составляющих: датчика положения дроссельной заслонки и регулятора холостого хода.
Читайте также: Замена сальника распредвала ВАЗ-2114
Топливная система
Она состоит из многих составляющих: бензонасос, регулятор давления топлива, топливный фильтр, топливопровод, форсунки и рампа, благодаря которым горючее попадает в двигатель.
Рампа – планка, на которой размещены форсунки и регулятор давления топлива, крепится двумя болтами к впускной трубе. Форсунки закреплены на топливной рампе, ее функция – подача горючего в двигатель. Форсунка – электромагнитный клапан, который открывается и распыляет тонкой струйкой под давлением топливо после того, как на него подается соответствующий импульс с ЭБУ. При соприкосновении с нагревателями топливо испаряется и подается через штифт иглы в камеру сгорания.
Как вам статья?
Автоматический инжектор давления. — radiologystar
Что такое автоматический инъектор давления?
Автоматический инжектор под давлением или автоматический инъектор контраста – это медицинское устройство, которое используется для введения контрастного вещества в тело пациента для медицинских процедур визуализации, таких как компьютерная томография, МРТ или ангиография.
Любая специальная радиографическая процедура требует инъекции контрастного вещества в определенных контролируемых условиях. При введении контрастного вещества вручную трудно поддерживать постоянную скорость потока. Автоматический инжектор под давлением помогает вводить контрастные вещества пациентам, проходящим поперечную визуализацию (КТ и МРТ), а также ангиографическую и интервенционную кардиологию.
Но в УЗИ недавно появился инфузионный насос, позволяющий вводить микропузырьки в кровоток для исследования печени, сосудов и коронарных артерий.
Q) Каковы компоненты автоматического инжектора давления?
Компоненты автоматического инъектора под давлением обычно включают:-
A) Панель управления:- Каждое устройство автоматического введения контрастного вещества имеет панель управления, которая используется для установки параметров последовательности введения.
Система панели управления оснащена сенсорным дисплеем для легкого программирования. На пульте управления следующее —
а) Объем введения контрастного вещества.
b) Скорость введения контраста и физиологического раствора Norma.
в) Время начала и окончания введения контраста.
г) Сроки задержки.
e) Следует ли выполнять поэтапное сканирование с введением контраста.
f) Также определите необходимость промывания физиологическим раствором.
Рис – Панель управления.
B) Электроинжектор:- Устройство, создающее давление для введения контрастного вещества.
C) Шприц или резервуар:- Контейнер, содержащий контрастное вещество, называется шприцем или резервуаром. В автоматических инжекторах под давлением шприц съемный и подлежит утилизации. Шприц имеет различные размеры в зависимости от фирмы и автоматического инъектора. Размеры шприца от 60 мл до 200 мл.
Малый размер (60 мл) используется в педиатрии, а большой (200 мл) размер в основном используется при рентгенологическом исследовании взрослых. В автоматическом инъекторе контраста есть шприц с одной или двумя головками.
Рис. Шприц разного размера.
D) Трубки:- Гибкие трубки, которые соединяют шприц или резервуар с внутривенным доступом пациента.
E) Головка инъектора:- Часть аппарата, которая регулирует подачу контрастного вещества. Головка инъектора обычно крепится к шарнирному рычагу, что позволяет принимать самые разные положения во время инъекции. На силовой головке имеются цифровые дисплеи, показывающие используемый протокол и доступную степень контрастности. Доступны различные конфигурации: отдельно стоящие, прикрепленные к модулю инжектора, а также силовые головки, монтируемые на столе или потолке.
F) Оборудование для наблюдения за пациентом:- Устройства, используемые для наблюдения за жизненно важными показателями пациента во время процедуры.
Конкретные компоненты и функции автоматического инжектора давления могут различаться в зависимости от производителя и модели.
В) Какие существуют типы автоматических форсунок?
Существует два основных типа автоматических инжекторов под давлением:-
A) Инъекторы с двойной головкой:- Инжекторы с двойной головкой содержат двойной шприц. Это позволяет загружать два разных контрастных агента с разной скоростью потока и объемом, что позволяет проводить более сложные исследования изображений.Рис. Двойной инъектор контрастного вещества для КТ.
B) Инъекторы с одной головкой: — Они имеют один шприц и загружают одно контрастное вещество за один раз во время исследования.
Рис. Одноголовочный инъектор контрастного вещества для КТ.
В) Каковы функции автоматического инжектора давления?
Основными функциями автоматического инъектора под давлением являются:-
A) Введение контрастного вещества с постоянной скоростью:- Инжектор может точно контролировать скорость потока и объем контрастного вещества, гарантируя его постоянную скорость на протяжении всего исследования визуализации.
B) Оптимизация качества изображения:- Вводя контрастное вещество с контролируемой скоростью, инжектор может помочь оптимизировать качество изображения и повысить точность диагностики.
C) Снижение риска осложнений, связанных с контрастированием:- Инжектор может помочь снизить риск осложнений, связанных с контрастированием, таких как экстравазация (просачивание контрастного вещества в окружающие ткани), поскольку он может обнаруживать изменения давления и при необходимости остановить инъекцию.
D) Повышение эффективности рабочего процесса:- Использование автоматического инъектора под давлением может повысить эффективность рабочего процесса за счет уменьшения потребности в ручном введении и предоставления рентгенологу возможности выполнять другие задачи во время исследования визуализации.
E) В целом использование автоматического инъектора под давлением может помочь обеспечить безопасную и эффективную доставку контрастного вещества во время медицинских процедур визуализации.
Q) Каковы преимущества автоматического инжектора давления?
Автоматические инъекторы давления используются в процедурах медицинской визуализации, которые требуют использования контрастного вещества для улучшения видимости определенных тканей или структур. Эти процедуры включают:-
A) Компьютерная томография (КТ):- Автоматические инъекторы под давлением обычно используются в КТ-сканировании для подачи контрастного вещества, помогающего визуализировать кровеносные сосуды, органы и другие структуры.
B) Магнитно-резонансная томография (МРТ):- В некоторых случаях при МРТ могут использоваться контрастные вещества, чтобы помочь различить нормальные и аномальные ткани. Для введения контрастного вещества можно использовать автоматический инжектор под давлением.
C) Ангиография:- Это тип визуализирующего исследования, направленного на визуализацию кровеносных сосудов.
Автоматические инъекторы под давлением часто используются для введения контрастного вещества во время ангиографии.
D) Другие визуализирующие исследования:- Автоматические инжекторы под давлением могут также использоваться в других видах медицинских визуализирующих исследований, требующих использования контрастных веществ, таких как позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и ультразвуковое исследование.
В) Каков принцип работы автоматического инжектора давления?
Принцип работы автоматического инъектора под давлением включает в себя несколько компонентов и процессов, работающих вместе для доставки контрастного вещества с контролируемой скоростью. Основные шаги, связанные с работой автоматического инъектора под давлением, следующие:-
A) Программирование:- Оператор вводит необходимые параметры инъекции в консоль управления, включая скорость потока, объем контрастного вещества, и продолжительность инъекции.
B) Заполнение:- Контрастное вещество загружается в шприц или резервуар, соединенный с инъектором.
C) Подготовка пациента: — Пациента укладывают на стол для визуализации и устанавливают внутривенную линию для инъекции.
D) Инъекция:- Как только оператор начинает инъекцию, головка инъектора активируется, и контрастное вещество вводится в внутривенную магистраль пациента с контролируемой скоростью.
E) Мониторинг:- Во время впрыска инжектор постоянно отслеживает изменения давления и скорости потока, чтобы убедиться, что впрыск происходит в соответствии с программой. При обнаружении изменений давления инжектор может остановить инъекцию, чтобы предотвратить экстравазацию или другие осложнения.
F) Завершение:- После завершения инъекции инжектор можно отсоединить от внутривенного катетера пациента и продолжить визуализирующее исследование.
Производители новейших двигателей Common Rail полагаются на топливные форсунки с пьезоэлектрическим приводом.
Давление по сокращению выбросов дизельных двигателей растет. Одним из способов достижения этого является более эффективное сгорание топлива в цилиндре. Впрыск топлива в меньших объемах, более частый и более распыленный дает меньше несгоревшего топлива и, в свою очередь, более чистое сгорание с меньшими выбросами. Пьезоэлектрические топливные форсунки (CRI4), в которых используются пьезокристаллы как часть быстродействующего исполнительного механизма, помогают производителям достичь цели Евро-6. Эти инжекторы работают, пропуская электрический ток через стопку пьезокристаллов, заставляя их расширяться; когда кристалл разряжает ток, он сжимается до исходного размера. Расширение и сжатие кристаллов вытесняет топливо внутри форсунки, в результате чего игольчатый клапан открывается и закрывается очень быстро. При таком срабатывании форсунки топливо подается в камеру сгорания в пять раз быстрее, чем при использовании обычных электрогидравлических соленоидных форсунок. Поскольку пьезоинжектор быстрее, он может выполнять больше впрысков за ход цилиндра и обеспечивает более высокое давление в топливной системе; это улучшает распыление дизельного топлива, обеспечивает улучшенный импульс распыления и большую точность. Результатом является улучшенный контроль сгорания, меньший расход топлива, значительное сокращение выбросов, больший крутящий момент и мощность, а также лучшая экономия топлива. Поперечное сечение пьезофорсунки (CRI4) Общие вопросы ремонта и замены Как и все компоненты системы Common Rail, эти форсунки изготавливаются с очень малыми допусками. Отказы обычно происходят из-за неправильной заправки или высокого содержания воды в топливе (из-за отсутствия обслуживания или загрязнения топливной системы). Помните, что форсунки Common Rail работают в агрессивной среде, где они подвержены воздействию высоких температур (до 350°C), должны подавать топливо в камеру сгорания точно, быстро и под чрезвычайно высоким давлением, а также являются точкой уплотнения между камеру сгорания и атмосферу. Пьезофорсунки используются некоторыми крупными производителями двигателей, причем популярным является двигатель Renault 2.0 dCi. Тем не менее, это не означает конец соленоидных форсунок, поскольку производители оборудования в настоящее время находят способы заставить соленоиды давать результаты, аналогичные пьезотехнологии. Предостережение Пьезодиагностика может быть опасной, так как форсунки работают при напряжении до 200 вольт и 15 ампер. При отключении во время расширения пьезокристаллов они не смогут заземлиться, и инжектор останется в расширенном состоянии. |
В некоторых случаях может происходить прорыв картерных газов мимо форсунки из камеры сгорания. Это оставляет нагар между форсункой и головкой блока цилиндров, что часто требует специальных инструментов для снятия форсунок. Тщательная очистка отверстия форсунки и седла уплотнения, использование высококачественных уплотнений вместе с правильным моментом затяжки при установке новых/восстановленных форсунок могут помочь предотвратить подобные проблемы в будущем.