Форсунка дизельная — устройство и разновидности
Дизельная форсунка, которую нередко называют инжектором, является ключевой деталью дизельного двигателя. Ее основной задачей выступает подача топлива в камеру сгорания, а также его точная дозировка и распыление. Учитывая сложные условия эксплуатации, которые сопровождают эксплуатацию дизельного двигателя и выражаются в высокой температуре и серьезном давлении, от качества изготовления и эффективности выполнения форсункой своих функций зависит КПД всего агрегата.
Наличие в конструкции топливной форсунки выступает отличительной чертой не только дизельных, но и бензиновых инжекторных двигателей. Необходимость в этой детали возникает из принципа работы обоих типов силовых установок, который предусматривает использование системы прямого впрыска горючего в камеры сжигания. При этом воспламенение топлива происходит под воздействием высокого давления, достигаемого за счет ТНВД. Уровень этого показателя в дизельных агрегатах намного выше, чем в инжекторных бензиновых установках.
Как следствие, эффективная работа двигателя на дизельном топливе возможна только при наличии специальной детали, способной обеспечить своевременную подачу нужного количества горючего, его распыление внутри камеры и герметичность си
темы. Основные функции дизельной форсунки уже были перечислены выше. Они состоят в следующем:
· дозировка горючего, представляющая собой определение такого его количества, которое необходимо для достижения нужной мощности;
· распыление топлива внутри камеры сгорания, что обеспечивает более полное и эффективное сжигание;
· сохранение герметичности системы подачи топлива.
История изобретения и совершенствования
Первые модели дизельного двигателя, разработанные и изготовленные в конце позапрошлого века при непосредственном участии Рудольфа Дизеля, предусматривали наличие так называемой компрессорной форсунки и применение в качестве топлива керосина. Появление ТНВД позволило использовать намного более компактные и удобные бескомпрессорные форсунки.
Особенно удачной оказалась модель инжектора, созданная в 20-х годах прошлого века Робертом Бошем. Этот вариант дизельной форсунки с незначительными доработками и усовершенствованиями применяется до настоящего времени. Конечно же, эксплуатационные и технические параметры современных деталей, несмотря на общую схожесть конструкции, существенно превосходят разработки Боша, что объясняется значительным улучшением качества и точности изготовления, а также использованием в процессе производства новейших сталей и сплавов.
Ключевым усовершенствованием форсунки стало активное применение разнообразной электроники. Использование датчиков контроля и управления работой дизельного двигателя в целом и его отдельных узлов позволяет заметно повысить КПД и эффективность эксплуатации транспортного средства.
Устройство
В настоящее время продолжает активно использовать большое количество различных по конструкции и принципу действия типов дизельных форсунок. Несмотря на определенные особенности каждого из них, можно выделить несколько общих элементов или деталей, в том или ином виде присутствующих практически всегда.
К ним относятся:
· корпус, в котором размещаются остальные детали и элементы дизельной форсунки;
· распылитель в виде иглы. Предназначение детали очевидно и заключается в распределении топлива в пространстве над поршнем;
· стержень или плунжер, который движется внутри корпуса форсунки, за счет чего нагнетается необходимый уровень давления;
· пружина запирания иглы. Используется для фиксации иглы в нужном положении;
· штуцер подвода топлива. Предназначен для подачи горючего в форсунку;
· управляющий клапан. Применяется для эффективного решения двух главных задач – дозировки топлива и определения регулярности его впрыскивания в камеру сжигания;
· фильтр очистки топлива. Один из элементов общей системы очистки используемого в дизельном двигателе горючего;
· штуцер обратного отвода излишков топлива. Назначение этого элемента форсунки также предельно очевидно – он применяется для того, чтобы отвести из форсунки топливо, не попавшее в камеру сжигания.
Устройство современных дизельных форсунок предусматривает обязательное наличие электронного блока управления. Входящие в него приборы и датчики в автоматическом режиме регулируют процессы, протекающие в рассматриваемом механизме, обеспечивая эффективную работу как инжектора, так и двигателя в целом.
Рабочие стадии
Эксплуатация дизельной форсунки предусматривает циклическое и последовательное повторение 4 рабочих стадий. В указанное число входят:
1. Закрытое положение форсунки. Начальный этап процесса. Предусматривает создание высокого давления одновременно со стороны плунжера и пружины, благодаря чему форсунка остается закрытой.
2. Начало впрыска. Автоматика подает сигнал, вследствие которого плунжер форсунки начинает двигаться вверх. В результате давление на иглу уменьшается, она также начинает подниматься, обеспечивая начало поступления топлива в камеру сгорания.
3. Полностью открытое положение форсунки.
На этом этапе плунжер управления поднимается максимально, достигая верхнего упора. Это означает аналогичное перемещение иглы и режим полного открытия форсунки.
4. Конец впрыска. Завершающая стадия рабочего процесса. Она состоит в опускании управляющего плунжера и иглы форсунки, следствием чего становится перекрытие доступа горючего в камеру сжигания.
Приведенная выше схема с некоторыми корректировками достаточно точно описывает эксплуатацию дизельных форсунок любого типа. Важно понимать, что количество подобных рабочих циклов в период времени зависит от типа и мощности агрегата, вида самой форсунки и большого количества других факторов.
Разновидности и принцип работы
В сегодняшних условиях применяются самые разные виды дизельных форсунок. Их большое разнообразие объясняется как крайне широкой сферой применения, так и различиями в задачах, для решения которых они предназначаются.
Механическая форсунка
Традиционный вариант устройства, постепенно уступающий по популярности современным инженерным решениям.
Именно его принцип действия был приведен выше при описании рабочего цикла дизельной форсунки. Он базируется на срабатывании клапана при достижении определенного уровня давления.
Механическая форсунка применяется в автомобилестроении в течение нескольких десятков лет. Однако, введение новых экологических стандартов и всеобщее стремление к повышению уровня экономичности дизельных двигателей привело к неуклонному вытеснению этого классического устройства более эффективным разработкам последних лет.
Главное направление совершенствования форсунки в частности и дизельного двигателя в целом – это передача контроля и управления большинством рабочих процессов электронным приборам и датчикам. Кроме того, отдельного упоминания заслуживает форсунка с двумя пружинами, разделяющая подъем иглы на две стадии. В результате обеспечивается гибкость в подаче горючего, более полное сгорание топлива и уменьшение шума при работе агрегата.
Электромеханическая форсунка
Главное отличие от механического варианта состоит в использовании для перемещения иглы форсунки вместо пружины электромагнитного клапана.
Он управляется автоматикой, благодаря чему достигается точное определение количества необходимого топлива и оптимальная периодичность его впрыска.
Электромеханическая форсунка напоминает часто используемую в инжекторных бензиновых двигателях электромагнитную версию устройства. Она не используется в дизель-моторах, так как не способна выдерживать высокое давление.
Насос-форсунка
Еще одна вариация традиционного дизельного двигателя. Устройство агрегата не предполагает наличие обычного ТНВД. Вместо него для нагнетания необходимого уровня давления используются специальные насос-форсунки. Фактически, вместо одного топливного насоса высокого давления устанавливаются несколько более простых, каждый из которых обслуживает только одну форсунку.
Такое устройство двигателя позволяет подавать топливо в камеру сгорания под очень высоким давлением. Как следствие – обеспечивается уверенное самовоспламенение и более полное сжигание горючего. Отсутствие ТНВД позволяет сделать двигатель более компактным, что также выступает немаловажным достоинством.
Однако, использование системы насос-форсунка имеет и определенные недостатки. Главные из них – высокая требовательность к качеству применяемого дизельного топлива, а также более значительные расходы на изготовление двигателя в целом. Именно поэтому стремительно растет популярность еще одной разновидности дизельных форсунок и системы, предусматривающей их применение.
Пьезоэлектрическая форсунка
Устройство пьезофорсунки напоминает электромеханические или электромагнитные аналоги. Главное отличие заключается в использовании вместо электромагнитного клапана специального пьезоэлемента, часто называемого пьезоэлектрическим кристаллом. Его наличие обеспечивает крайне высокое быстродействие устройства. Благодаря этому клапан срабатывает в 4 раза чаще, чем в обычных электромагнитных форсунках.
Нет ничего удивительного, что пьезоэлектрические форсунки стали важным элементом системы впрыска Common Rail, которая используется сегодня практически повсеместно. Ее использование позволяет увеличить эффективность работы дизельного двигателя и повысить КПД при одновременном уменьшении расхода топлива и количества вредных выбросов.
Причины и способы устранения неисправностей
Главной проблемой при эксплуатации форсунок выступает низкое качество дизельного топлива. Оно может быть вызвано с продажей некачественного горючего на автозаправочных станциях, использованием различных красителей и присадок для дизтоплива, слишком большим количеством тяжелых фракций углеводородов или элементарным загрязнением топлива мелкими частицами различных веществ.
В любом из перечисленных случаев возникают крайне неприятные последствия в виде повышенного уровня износа и быстрой эрозии поверхности деталей и узлов дизельной форсунки. Следствием этого становятся очевидные проблемы в работе двигателя в целом, которые обычно выражаются в следующем:
· ослабление или перепады мощности в процессе эксплуатации автомобиля;
· трудности при запуске двигателя;
· порывистое движение при увеличении оборотов;
· заметный рост расхода дизельного топлива;
· увеличение количества выбросов или их качества (черный или сизый дым из выхлопной трубы) и т. д.
Современное диагностическое оборудование позволяет заблаговременно выявить возможные проблемы с форсунками двигателя. Поэтому для длительной и бесперебойной работы агрегата целесообразно регулярно проходить техническое обслуживание, причем в солидной специализированной организации.
Для устранения выявленных проблем применяются различные современные и весьма эффективные методы, требующие наличия соответствующего оборудования и навыков и обслуживающих его специалистов:
· чистка ультразвуком;
· промывка при помощи специальных присадок, добавляемых в дизельное топливо;
· промывка специальными техническими жидкостями на стенде;
· ручная промывка форсунок дизельного двигателя.
Своевременно проведенная диагностика и ремонт форсунок обеспечат длительную и беспроблемную эксплуатацию. В свою очередь, это гарантирует владельцу транспортного средства эффективную и экономную работу всего дизельного двигателя, установленного на автомобиле.
Устройство форсунки Вosch Сommon Rail
Устройство форсунки Вosch Сommon Rail
19. 08.2020 |
Author: Бош Дизель Сервис | No comments |
Categories: Запчасти Bosch
Технология Common Rail стала лидером дизельного мира больше десяти лет назад. Легковые автомобили на дизельном двигателе, выпускаются практически каждым концерном по производству транспортных средств. Ключевым элементом высокой производительности мотора являются форсунки CR. Инновационное устройство форсунки обеспечивает более ровную и тихую работу мотора, уменьшает расход топлива, отличается эффективным КПД. Несмотря на безупречные преимущества топливной системы, она может выходить из строя, достигать своего износа.
Как и любая деталь механизма, форсунки в неисправном состоянии приводят к ухудшению производительности двигателя. Поэтому каждый автовладелец авто на дизеле должен знать особенности устройства форсунок Common Rail и варианты их ремонта.
Техническая конфигурация форсунок
Компания Bosch является лидером по производству форсунок. Выпускаемые устройства характеризуются доскональной технической конфигурацией и простотой конструкции. Исправно расположенные в магистрали устройства отвечают за правильную работу всей топливной системы. Небольшие по размеру подузлы выполняют главную функцию – дозировка подачи топлива в цилиндр. Скопление загрязнений, использование топлива низкого качества и неправильная эксплуатация авто могут привести к неисправностям деталей.
Визуально форсунка имеет вид небольшой запчасти. На самом деле ее формируют более 30 элементов. Основными функциональными узлами форсунок Common Rail выступают:
- Электромагнит.
- Мультипликаторы.
- Распылитель.
Более мелкие детали – пружинки, шайбы, прокладки, дроссель и прочие. В общей комплектации основным элементом управления устройства выступает электромагнит, которому поступает сигнал от электронного блока управления. В нерабочем состоянии клапаны закрыты. При возникновении давления дизельного топлива начинается одновременное действие на обоих концах иглы распылителя. Таким образом форсунка находиться в закрытом виде до нужного момента. Когда сигнал поступает на соленоид, тогда открывается шариковый клапан и начинается падение давления в мультипликаторе. Разница в давлении на иглу провоцирует открытие распылителя и распыление топлива. Тогда подача тока прекращается, то клапан вновь приходит в закрытое состояние и впрыск останавливается.
Изменение режима работы форсунок
В электромагнитных форсунках Bosch Common Rail могут возникать поломки. Причинами этого становиться:
- повреждение распылителя;
- повреждение мультипликатора или корпуса;
- износ гидропровода;
- замыкание электромагнита.
Исходя из высокого качества и особенностей устройства форсунок, производитель разработал детальную инструкцию по демонтажу и установке устройства. В этой работе необходима аккуратность, точность ювелира и владение навыками по обслуживанию данной системы. Правильное выполнение каждого этапа работы восстановит работоспособность форсунок. В обычной автомастерской можно сразу готовиться к неудачному результату по замене и ремонту деталей.
Дело в том, что обслуживать такие топливные системы могут только те специалисты, которые проходили практику на базе завода производителя. Заказать ремонт форсунок Common Rail бренда Bosch можно только в сертифицированном сервисном центре. Современная материальная база, новейшее оборудование, лучшие инструменты и команда опытных специалистов своего профиля гарантируют высокое качество работы. Проверка форсунок на стендах, поэтапный осмотр каждого элемента системы не позволят упустить даже незначительную ошибку в работе дизельного двигателя. А для водителя – это уверенность в безопасном управлении и надлежащей мощности авто.
Comments for this post are closed.
Система Common-Rail с электромагнитными форсунками
Инновационная трансмиссия с дизельным непосредственным впрыском
Дизельный двигатель с непосредственным впрыском
Компания Bosch постоянно совершенствует дизельную трансмиссию и с помощью различных инноваций будет и в будущем способствовать оптимизации дизельной технологии. Среди узлов, которые в основном участвуют, такие как впрыск топлива и подача топлива, управление двигателем, управление подачей воздуха и обработка выхлопных газов, а также важная система накаливания. Наряду с сокращением выбросов основное внимание уделяется снижению расхода топлива и выбросов CO 9 .0009 2 уровней.
CRS2-25 — экономичный, мощный и рассчитанный на будущее
Основным преимуществом дизельной системы Common-Rail является огромная гибкость давления впрыска и времени впрыска, что достигается за счет разделения систем создания давления и системы впрыска.
Топливо постоянно находится под высоким давлением и готово к впрыскиванию. Давление создается насосом высокого давления. Топливная рампа, установленная на двигателе, служит аккумулятором высокого давления. Отсюда топливо распределяется по отдельным форсункам. Форсунка с форсункой встроена в каждый цилиндр двигателя. Момент впрыска и количество топлива рассчитываются и контролируются индивидуально для каждого цилиндра.
Еще большая экономичность и точность
Стратегия «Цифровое формирование нормы» (DRS) способствует очень небольшой задержке между предварительным впрыском и основным впрыском. DRS можно использовать для реализации более плавного процесса сгорания с меньшим количеством перерывов, что может еще больше снизить шум, выбросы и расход топлива. Инновационная функция «Контроль закрытия иглы» (NCC) может значительно повысить точность впрыска, в частности, в течение всего срока службы. Характеристики форсунки измеряются датчиком и передаются в электронный блок управления.
Эффективная очистка выхлопных газов с помощью Denoxtronic
Система дозирования восстановителя Denoxtronic может использоваться в сочетании с электронным блоком управления двигателем для регулировки объема восстановителя в соответствии с параметрами двигателя. Прецизионные датчики для дизельных сажевых фильтров могут помочь оптимизировать работу фильтра.
Изображение изделия Denoxtronic
Блок управления дозированием. с системами предварительного нагрева Bosch. В сочетании с оптимизированной стратегией впрыска системы предварительного нагрева могут повысить производительность холодных двигателей и снизить выбросы. Они также могут способствовать нагреву сажевого фильтра во время регенерации.
Подача топлива
Электронная система управления двигателем обеспечивает подачу необходимого количества топлива из бака к насосу высокого давления под давлением от 5 до 6 бар в соответствии с требованиями.
Управление подачей воздуха
Для того чтобы способствовать эффективному сгоранию при сохранении ресурсов, количество впрыскиваемого топлива всегда должно точно соответствовать воздушной массе, поступающей в цилиндр. Масса воздуха точно измеряется термопленочным датчиком массы воздуха.
Электрификация и уменьшение габаритов
Вместе с регулируемым началом впрыска и возможностью многократного предварительного и последующего впрыска, а также короткими интервалами между впрысками система оптимально разработана для концепций уменьшения габаритов с турбонаддувом, а также для комбинации с гибридной технологией для электрификации силового агрегата.
Диагностика системы впрыска топлива Common Rail, пять советов, которые следует учитывать сдвиг в вашем мышлении и в вашем диагностическом процессе.
Мы все знакомы с фразой «старую собаку не научить новым трюкам», но мы здесь, чтобы сделать вас умнее, предоставив вам 5 вещей, которые следует учитывать при диагностике системы впрыска топлива Common Rail, поэтому старые дизельные собаки Там еще можно выполнить несколько новых трюков.
Совет 1. Не пережимайте и не пережимайте линию возврата топлива ) можно «обмануть», увеличив давление впрыска, просто ограничив обратный поток топлива. Стиль насоса и его более низкое рабочее давление позволили эту «модификацию». То же самое не относится к системам HPCR.
Если вы попытаетесь ограничить подачу топлива к двигателю с топливом HPCR, насос создаст такое большое давление в корпусе, что буквально выбьет уплотнения карданного вала и контрольные пробки прямо из насоса! Насос CP3 в значительной степени зависит от линии возврата топлива, чтобы сбросить это избыточное давление топлива, которое накапливается внутри насоса.
Мы не можем не подчеркнуть: НЕ перекрывайте возвратную топливную магистраль при выполнении диагностических проверок. Важно отметить, что в некоторых случаях (с модифицированными насосами CP3) вам действительно потребуется увеличить размер обратной линии, чтобы справиться с дополнительным потоком.
Совет 2. Не допускайте избыточного давления на входе топлива. В некоторых случаях чем больше, тем лучше – например, заработать деньги или отправиться в отпуск, но это не тот случай, когда речь идет о давлении топлива HPCR; слишком большое давление топлива на входе может создать такие же проблемы, как и ограничение обратной топливной магистрали. Существует «эффект умножения» давления топлива, поступающего в насос — подавайте топливо в насос под слишком высоким давлением, и он создаст огромное давление (до 40 000 фунтов на квадратный дюйм), что, скорее всего, приведет к лопанию уплотнений, повреждению насоса CP3 внутри, или повредить форсунки. Если вы используете CP3 в высокопроизводительном приложении, мы рекомендуем установить манометр подачи топлива, чтобы всегда обеспечивать правильное давление топлива.
Краткая справка: Рекомендуемое давление подачи для двигателей, оборудованных CP3 и CP4:
Dodge/Cummins ’03–’16 (5,9 л и 6,7 л) не менее 8 фунтов на квадратный дюйм / не более 15 фунтов на квадратный дюйм.
GMC/Duramax ’01–’16 (6,6 л) не менее 8 фунтов на квадратный дюйм / не более 10 фунтов на квадратный дюйм.
Ford/Powerstroke ’11–’16 (6,7 л) не менее 8 фунтов на квадратный дюйм / не более 10 фунтов на квадратный дюйм.
Совет 3: Заполните бак, чтобы свести к минимуму конденсацию и загрязнение водой. Все мы знаем, что дизельное топливо гигроскопично, то есть впитывает воду. Поэтому неудивительно, что причиной номер один отказов дизельных топливных систем является, как вы уже догадались, загрязнение водой.
Если ваш двигатель не будет использоваться более 30 дней, мы рекомендуем полностью заправить топливные баки. Это гарантирует, что в резервуаре будет минимально возможное количество воздуха, что уменьшит образование конденсата. Также рекомендуется чаще менять топливные фильтры, если двигатель долго простаивает.
Вода или конденсат образуются на стенках топливного бака, образуя небольшое количество влаги; чем больше разница температур, тем быстрее собирается вода. Для образования конденсата в топливном баке автомобиля, который недавно не запускался, требуется примерно 28–30 дней. Эта влага будет накапливаться в топливе и начнет создавать ржавчину и водоросли внутри бака, в конечном итоге загрязняя все компоненты топливной системы.
Присадка к дизельному топливу Stanadyne Performance Formula является отличным стабилизатором топлива, и мы рекомендуем использовать ее, когда ваш автомобиль будет храниться в течение длительного периода времени.
Форсунки HPCR тщательно изготавливаются в соответствии со строгими стандартами и многократно тестируются, прежде чем они попадут в коробку для продажи на прилавке. Если форсунка не проходит эти строгие испытания, ее придется демонтировать, чтобы начать все заново.
Нам очень нравится Bosch, потому что они используют только материалы самого высокого качества, чтобы обеспечить долгий срок службы форсунки – компоненты измеряются с точностью до 4 знаков после запятой. Защита этих чрезвычайно чувствительных компонентов от повреждения, чрезмерного износа или загрязнения имеет решающее значение.
Несмотря на отсутствие присадок для удаления воды из дизельного топлива (продукты на основе спирта или продукты на основе метилгидрата не предназначены для использования в дизельном топливе), первой линией защиты является водоотделяющий топливный фильтр. Мы рекомендуем менять топливный фильтр при каждой второй замене масляного фильтра.
Одна из проблем, с которой мы сталкиваемся с производителями комплектного оборудования, заключается в том, что они устанавливают систему топливных фильтров, которая соответствует только минимальному стандарту защиты фильтрации. Улучшение системы фильтрации топлива похоже на покупку расширенной гарантии, помогая избежать частых поездок к дилеру для ремонта и сэкономить вам более чем несколько долларов.
Совет 5. Возвратите свой специально настроенный грузовик обратно в запас во время диагностического тестирования С появлением на рынке специализированного программного обеспечения для настройки последних моделей грузовиков мир дизельных двигателей был катапультирован на новый уровень производительности и ожиданий клиентов. Несмотря на то, что на рынке существует довольно много хорошо спроектированных продуктов, повышающих производительность и увеличивающих пробег вашего грузовика, попадая в руки неподготовленного человека, вы можете нанести серьезный ущерб за короткий период времени.
Мы всегда рекомендуем возвращать любой специально настроенный грузовик обратно в исходную или заводскую конфигурацию, чтобы повысить точность и скорость диагностического тестирования. Пользовательские настройки программного обеспечения могут замаскировать проблемы и затруднить выявление неисправных компонентов.
Когда настройки программного обеспечения будут возвращены на склад, тестовые значения OEM, процедуры диагностической проверки и спецификации, приведенные в руководствах по спецификациям, будут более точно отражать то, что происходит с вашим двигателем, чтобы вы могли быстро найти источник проблемы.
Модули тюнинга никогда не следует использовать для решения проблем с потерей мощности на двигателях с большим пробегом и/или изношенных двигателях. Хотя добавление тюнинговой модели к серийному грузовику, безусловно, сделает его более мощным, его не следует использовать для компенсации плохо работающего дизельного двигателя.
Хотя это и не ракетостроение, эти советы помогут обеспечить соблюдение очень важных основ при работе с дизельной топливной системой HPCR, гарантируя, что ваше время и усилия будут использованы с максимальной пользой.