Форсунка дизельного двигателя

Сообщение

Механические инжекторы

Механические инжекторы состоят из двух основных частей — корпуса инжектора (держателя форсунки) и иглы (рис. 5-21). Корпус инжектора фиксирует всю сборку на головке цилиндра и содержит соединения для топливной подающей и возвратной магистралей.

Подпружиненная игла (обозначенная как "клапан форсунки" на схеме) регулирует подачу топлива. При достижении давления начала открытия (NOP) топливо создает достаточное усилие на выступе возле кончика иглы, чтобы преодолеть сопротивление пружины. Игла поднимается, освобождая отверстие, и начинается впрыск. После подъема иглы вся её площадь поперечного сечения (выступ и кончик) оказывается под давлением топлива. В результате для удержания иглы в открытом состоянии требуется меньшее давление, чем для её первоначального подъема. Это свойство позволяет форсунке оставаться открытой даже при падении давления топлива во время впрыска. Когда плунжер насоса опускается и перепускной клапан закрывается, давление топлива резко падает. Возвратная пружина прижимает иглу, перекрывая отверстие, и впрыск прекращается.

: Форсунка дизельного двигателя описание работы, диагностика, ремонт; Screenshot_5.jpg (152.26 КБ) 57 просмотров

Детали инжектора (форсунки)

1. Соединение сливной магистрали

2. Гайка крышки корпуса

3. Уплотнительные шайбы

4. Топливный впускной канал

5. Гайка распылителя

6. Распылитель

7. Игла распылителя (клапан форсунки)

8. Шток иглы распылителя

9. Корпус инжектора

10. Контргайка пружинного колпачка

11. Пружина иглы распылителя

12. Опорная шайба пружины

13. Гайка пружинного колпачка

5-21 Разрез и exploded-вид двух инжекторов CAV. Применяются в дизельных двигателях GM Bedford и Lehman Ford.
(Примечание: "Exploded view" — это схематичное изображение разобранного узла с показом всех деталей в разъединённом виде.)

Чем меньше отверстие форсунки, тем мельче распыление топлива и, при прочих равных, короче задержка воспламенения. Однако слишком маленькое отверстие ограничивает мощность двигателя, снижая пропускную способность. В дизельных двигателях с непосредственным впрыском (DI) стандартом стали многоструйные форсунки, некоторые из которых имеют дюжину и более отверстий, выполненных методом электроэрозии или механической обработки. Такие форсунки обеспечивают и требуемую производительность, и хорошее распыление.

В двигателях с разделённой камерой сгорания (IDI) используются штифтовые форсунки, два варианта которых показаны на рис. 5-22. Штифт представляет собой продолжение иглы и при подъёме создаёт полый конусообразный факел распыла. Благодаря большому диаметру отверстия и возвратно-поступательному движению штифта эти форсунки менее подвержены образованию нагара по сравнению с многоструйными.

Дросселирующий штифт подаёт топливо поэтапно, чтобы снизить резкий рост давления и температуры при начальном сгорании. Штифт имеет уменьшенный диаметр На конце штифта имеется сужение, которое при закрытом положении выступает в камеру сгорания. Компания Yanmar и большинство других производителей используют дросселирующий штифт с наконечником в форме перевёрнутого конуса (показан справа на рис. 5-22).

: Форсунка дизельного двигателя описание работы, диагностика, ремонт; Screenshot_1.jpg (46.73 КБ) 52 просмотра

Работа штифта:

Начальная фаза впрыска: Конус приподнимается, и его основание почти полностью перекрывает отверстие.

Полное открытие: Конус полностью выходит из отверстия, обеспечивая максимальную подачу топлива.

Обслуживание форсунок

Независимо от типа распылителя, форсунки должны:

Обеспечивать чистый впрыск без "подтекания", которое может скапливаться в цилиндре между рабочими циклами.

Распылять топливо для быстрого сгорания.

Направлять факел распыла в отдаленные участки цилиндра, не допуская попадания на поршень или стенки камеры сгорания.

Большинство неисправностей вызвано нагаром на наконечнике, который искажает форму распыла и может привести к заклиниванию иглы или штифта в открытом положении. Автоматические форсунки можно проверить с помощью устройства, показанного на рис. 5-23. Аналогичные тесты...

: Форсунка дизельного двигателя описание работы, диагностика, ремонт; Screenshot_2.jpg (58.08 КБ) 52 просмотра

5-23: Тестер форсунок производства Ford. Данное оборудование имеет несколько функций, включая проверку топливных рамп Common-Rail и масляных каналов HEUI на герметичность.

Проверка форсунок

Аналогичные испытания можно проводить на индивидуальных форсунках, заполнив насосную полость топливом и создав давление на плунжер.
ВНИМАНИЕ: Используйте защитные очки и плотные перчатки при тестировании. Топливная струя может вызвать слепоту и заражение крови.

4 стандартных теста:

- Характеристика распыла
- Подключите тестер согласно схеме
- Работайте рычагом насоса короткими быстрыми движениями
- Штифтовые форсунки должны давать равномерное мелкодисперсное распыление (Рис. 5-24)
- Многоструйные форсунки образуют широкий веерообразный факел (Рис. 5-25)
- Для наглядности можно направить струю на бумагу и сравнить с эталоном новой форсунки

Давление открытия (NOP)

- Медленно нажмите рычаг, зафиксировав максимальное давление
- Сравните с нормативами производителя
- Некоторые допуски широки - для стабильного холостого хода давление должно быть ближе к верхней/нижней границе диапазона
- Жёсткость пружины регулируется прокладками

Герметичность

- Современные стандарты стали строже
- Форсунка на Рис. 5-26 должна удерживать 80% от NOP без подтекания ≥10 секунд
- Устраните любые обнаруженные утечки

- Характер срабатывания ("чаттер")
- Нормальное открытие сопровождается чётким "щёлчком"
- Проверяйте при быстром цикле рычага

Примечание:

Протекающие форсунки могут давать "чаттер"

Некоторые исправные дросселирующие форсунки открываются с щелчком, но не "чаттерят" независимо от скорости работы рычага

Время впрыска

Для подачи топлива через открытую форсунку требуется время, а после впрыска необходимо дополнительное время для воспламенения. С ростом оборотов двигателя доступное время для этих процессов сокращается, поэтому момент начала впрыска должен происходить раньше.

На рисунке 5-10 показан гидравлический таймер VE в разрезе. Давление, создаваемое подкачивающим насосом, увеличивается практически линейно с ростом оборотов двигателя. При повышении давления поршень смещается вправо, сжимая возвратную пружину. Через ролик это движение передается на приводной кулачок, поворачивая его на несколько градусов против направления вращения вала.

Механические таймеры работают по аналогии с системами опережения зажигания в бензиновых двигателях: они используют центробежные грузики для определения оборотов двигателя и регулировки момента впрыска (Рис. 5-27).

Натяжение пружин грузиков определяет обороты начала срабатывания

Предел хода регулируется прокладочными шайбами

(Примечание: VE - обозначение роторного топливного насоса высокого давления типа Bosch VE)

: Время впрыска; Screenshot_3.jpg (75.68 КБ) 51 просмотр