Виды форсунок дизельных двигателей: Топливная форсунка: виды, конструкция, принцип работы

интеллектуальный впрыск топлива для оптимальных характеристик современных дизельных моторов

Система интеллектуальной коррекции впрыска дизельного топлива i-ART — эксклюзивная разработка компании DENSO, применение которой позволило значительно улучшить рабочие показатели современных дизельных двигателей. Созданное в рамках работы инженеров DENSO над дизельной топливной аппаратурой четвертого поколения, на данный момент это решение является самым современным и продвинутым на рынке.

Компании DENSO принадлежит авторство сразу нескольких инноваций в области дизельных технологий. В 1991 году DENSO первой в мире представила оригинальные керамические свечи накаливания, в 1995 году — первую в мире серийную топливную систему подачи дизельного топлива с общей магистралью высокого давления (common rail). Это решение впоследствии стало отраслевым стандартом, вытеснив системы с механическим впрыском.

Сегодня DENSO производит топливные системы с общей магистралью четвертого поколения, которые пользуются неизменной популярностью у ведущих японских и европейских автопроизводителей. Одной из главных особенностей этого решения стало внедрение эксклюзивной технологии интеллектуальной коррекции впрыска i-ART, позволившей значительно улучшить важные характеристики дизельного двигателя.

Высокое давление — для максимальной точности впрыска

За более чем 20 лет эволюции топливных систем с общей магистралью DENSO показатель давления в магистрали вырос с 1200 бар в системах первого поколения до 2500 бар в системах четвертого поколения. За создание давления впрыска в современной системе отвечают топливные насосы высокого давления (ТНВД) HP5S и HP5D, с одним и двумя плунжерами соответственно. Они предназначены для двигателей разного объема и мощности. Удвоение давления впрыска позволило снизить расход топлива на 50 %, на 90 % уменьшить объемы выбросов, а также увеличить мощность двигателя на 120 % — при сравнении моторов с системами common rail от DENSO первого и четвертого поколений.

Для эффективной работы под таким высоким давлением компанией разработаны два вида форсунок — с электромагнитным приводом и пьезоэлементом. Форсунки, работа которых контролируется пьезоэлементом, отличаются рекордным быстродействием и способны обеспечить более 1000 разделенных впрысков в секунду. Более традиционные форсунки, управляемые соленоидом, также способны обеспечивать разделение на предвпрыск, серию основных впрысков и пост-впрыски топлива с высокой скоростью, хотя и уступают по этому показателю пьезофорсункам. Увеличение быстродействия форсунок и внедрение принципа разделенного впрыска в течение одного такта работы двигателя позволило достичь значительного снижения шумности работы двигателя и оптимизировать потребление топлива. Это решение играет важную роль в обеспечении соответствия дизеля современным экологическим стандартам, вплоть до ЕВРО 6.

i-ART — технология самообучающихся форсунок

Главным отличием топливных форсунок для систем DENSO четвертого поколения стали встроенные в каждый инжектор датчики давления и температуры топлива. Кроме того, каждая такая форсунка оснащена собственной микросхемой управления — миниатюрным ЭБУ, способным самостоятельно контролировать и корректировать количество и время впрыска топлива. Датчик давления и миниатюрная схема управления позволили построить систему обратной связи, в которой каждая форсунка постоянно отправляет в ЭБУ двигателя информацию о давлении и времени впрыска. Это позволяет контролировать процесс работы в режиме реального времени. Решение получило название DENSO i-ART (intelligent-Accuracy Refinement Technology — интеллектуальная технология коррекции впрыска).

В этой системе каждая форсунка является самообучающейся и активной: инжектор, общее управление которым по-прежнему выполняет ЭБУ двигателя, способен самостоятельно осуществлять коррекцию подачи топлива в режиме реального времени. Наличие собственных сенсоров позволяет форсунке i-ART самостоятельно нивелировать малейшие отклонения в объеме впрыскиваемого топлива, вызванные колебаниями его температуры, на что не были способны топливные системы предыдущих поколений. Благодаря новому уровню точности управления достигается улучшение всех значимых показателей дизельного двигателя — мощности, приемистости, топливной экономичности и объема выбросов загрязняющих веществ.

Оригинальная конвейерная технология

Системы подачи дизельного топлива DENSO четвертого поколения с революционной технологией i-ART позволяют двигателям на тяжелом топливе достичь по-настоящему выдающихся характеристик, обеспечивая их актуальность в условиях современных строгих экологических ограничений. Топливной системой DENSO с технологией i-ART оснащаются многие серийные дизельные автомобили, например популярные легковые модели Volvo с моторами семейства Drive-E.

Система интеллектуальной коррекции впрыска с обратной связью от форсунок — эксклюзивная технология DENSO, которая стала квинтэссенцией многолетнего опыта компании в области разработки дизельной топливной аппаратуры и управляющей электроники. В настоящий момент это решение — наиболее технологичное из представленных на рынке. Система впрыска i-ART позволяет обеспечить высокие потребительские качества современных дизельных двигателей, а также их соответствие самым жестким экологическим нормам.

Ремонт форсунок дизельных двигателей и виды их неисправностей

ремонт форсунок дизельных двигателей и виды их неисправностей. Что можно сделать самостоятельно, а когда лучше обратиться в автосервис.

Дизельный двигатель, несмотря на всю свою мощь и максимальную надежность все-таки не вечен, особенно если условия эксплуатации – печально известная русская дорога. При достижении определенного пробега водитель гарантированно столкнется с тем, что топлива стало уходить на много больше чем прежде. Эта неисправность характерна для дизелей и причина, скорее всего, в неисправности топливных форсунок, через которые в блок цилиндров поступает топливо. Вероятнее всего, понадобится прочистка или ремонт устройства.

Дизельные форсунки

Содержание

1. Причины неисправности
2. Диагностика
3. Виды неисправностей
4. Профилактика неисправностей

Причины неисправности

Есть несколько основных причин того, что топливо начинает некорректно поступать в форсунки и требуется их ремонт:

• Износ или сильное загрязнение топливных форсунок (для более точных сведений необходим стенд регулировки).
• Использование дизельного топлива, в котором очень много серы или же если топливо разбавлено водой, что приводит в итоге к коррозийным изменениям в устройстве.

Диагностика

Профессионально и с большой точностью произвести диагностику форсунок можно только на хорошей станции техобслуживания. При самостоятельной диагностике возможны ошибки. К примеру, неисправность форсунок можно перепутать с другими недугами, которые может вызвать у автомобиля русская дорога.

Технологически сам процесс совсем несложен. Главное, наличие съемника для дизельных форсунок 34. Сначала форсунку очищают, при подозрении на неисправность это делается с помощью ультразвука. Это необходимо, чтобы визуально оценить состояние детали и при возможности выявить причину неисправности.

Если визуальных неисправностей нет, для дальнейшей диагностики понадобится стенд регулировки. Так, форсунки проверяют на герметичность под давление. Давление постепенно от максимального снижается до уровня 20 бар, в течение 10 секунд на форсунке, возможно, появление только одной капли жидкости, если больше, значит, регулировка все-таки нарушена. Кстати, стенд регулировки позволяет измерить и давление, при котором форсунка открывается. Правда, метод подходит только для форсунок с одной пружиной. Если пружины две измерение, возможно, только с помощью современных электронных диагностических устройств.

Неисправности дизельных форсунок

Бывает, на основе этих исследований выясняется, что производить ремонт форсунки нет необходимости. Зачастую устройство можно просто прочистить и оно снова станет работать корректно. Для очистки форсунку, через которую поступает топливо, разбирают и очищают от мусора и загрязнений с помощью струи воздуха, в редких случаях ультразвуком.

Виды неисправностей

Если вышеописанные методы не помогают, вероятнее всего, механизму потребуется ремонт. Речь идет, скорее всего, о следующих неисправностях:

• Износ промежуточной шайбы – той, что между распылителем и пружиной. Скорее всего, она перекосилась и это привело к тому, что игла поднимается недостаточно высоко и срабатывает несвоевременно, в результате чего топливо поступает нестабильно.
• Выход из строя пружины. Бывает очень редко. Причина, скорее всего, утрата жесткости. Можно просто добавить в устройство несколько шайб, и таким образом, компенсировать высоту пружины.
• Повреждение корпуса самой форсунки. Помогает только замена.

Профилактика неисправностей

Любой опытный водитель понимает, что самое главное – это вовремя заметить надвигающуюся неисправность, а то и вовсе с помощью профилактики оградить себя от большинства из них. В случае с форсунками это тоже возможно. На сегодняшний день дураки, а также русская дорога не все беды, которые подстерегают водителей.

Очень часто двигатель можно загубить залив в бак некачественный бензин – сомнительного топлива сейчас более чем достаточно.

Единственный выход заправляться только на надежных, проверенных заправках, а использовать именно то топливо, которое рекомендует изготовитель автомобиля.

Описание типов дизельных систем впрыска

Дизельные двигатели являются одними из самых эффективных двигателей на рынке. Ну, несколько факторов заставляют их лидировать в диаграммах эффективности использования топлива. Наоборот, дизельные двигатели тяжелые, но надежные, они менее мощные, но имеют отличные показатели крутящего момента. Кроме того, у этих дизельных пожирателей есть отдельный вентилятор. Имея это в виду, для тех, кто задается вопросом, как дизельный двигатель делает то, что он делает лучше всего, давайте посмотрим. В сегодняшней статье мы подробно рассмотрим, что стоит за впрыском дизельного топлива в этих длинноходных двигателях.

1,5 л дизель CRDi

Прежде чем начать, давайте кратко рассмотрим, что такое дизельный впрыск.

Система впрыска дизельного топлива Дизельный двигатель Ford Figo

Прежде всего, будь то дизельный или бензиновый двигатель, большинство двигателей производят мощность за 4 такта. Такт впуска, такт сжатия, рабочий такт и, наконец, такт выпуска.

• В случае дизельного двигателя это время между тактом сжатия и рабочим тактом, когда топливо впрыскивается в камеру сгорания.
• Говоря далее, в этих двигателях с высокой степенью сжатия в камеру сгорания впрыскивается только топливо.
• В отличие от бензинового двигателя, форсунки распыляют топливо под очень высоким давлением внутри дизельного двигателя. В зависимости от двигателя оно может варьироваться от 10 000 фунтов на квадратный дюйм до 30 000 фунтов на квадратный дюйм.

Забавный факт: В дизельных двигателях педаль газа регулирует количество дизельного топлива, распыляемого в камеру сгорания. Это означает, что нажатие на педаль газа увеличивает количество распыляемого топлива. И вот как мы можем разогнать автомобиль с дизельным двигателем.

Теперь основная цель системы впрыска — стехиометрическая подача топлива внутрь двигателя. Но то, как он подается, сильно влияет на эффективность и производительность двигателя.

Типы дизельного впрыска

Таким образом, автомобильная промышленность постоянно набирает обороты, делая двигатели более совершенными, мощными и эффективными. Часть заслуг также принадлежит топливу, здесь система впрыска дизельного топлива. Теперь, углубившись в мельчайшие детали, систему впрыска дизельного топлива можно разделить на 2 типа: прямой впрыск и непрямой впрыск.

Система непрямого впрыска Система непрямого впрыска

В отличие от бензинового двигателя, дизельному двигателю не требуется свеча зажигания для воспламенения топливно-воздушной смеси. Поскольку дизельное топливо имеет более низкую температуру самовоспламенения, оно воспламеняется при повышении давления, что, в свою очередь, накаляет обстановку. Это означает, что температура внутри камеры сгорания повышается, воспламеняя топливо.

• В основном в системе непрямого впрыска форсунка распыляет топливо в отдельном отсеке, называемом форкамерой. А еще в этой форкамере смонтирована свеча накаливания, нагревающая участок при холодных пусках.
• Теперь дизельный инжектор внутри форкамеры впрыскивает топливо. Далее, из-за вихревого движения, вызванного движением поршня, нагретое дизельное топливо смешивается с воздухом, образуя заряд.
• Позже, когда поршень еще больше сжимает заряд, он воспламеняется из-за повышения давления и температуры.

Непосредственный впрыск (DI)
Непосредственный дизельный впрыск

Переходя к современным технологиям, именно непосредственный впрыск используется во многих автомобилях в наше время.

• Хорошо, почему это используется, спросите вы? Ну а форсунки распыляют дизельное топливо прямо внутри камеры сгорания.
• И нет, специальная свеча накаливания не требуется, так как охлаждающая поверхность цилиндра довольно мала.
• Позволяет лучше контролировать подачу топлива в двигатель. Из-за этого только воздух поступает в камеру через впускной клапан и обеспечивает лучшую воздушно-топливную смесь.
• И, наконец, эта хорошо перемешанная загрузка обеспечивает лучшее и более эффективное сгорание. Преимущество прямого впрыска заключается в лучшем тепловом КПД и улучшенных характеристиках холодного пуска.
• Говоря о давлении впрыска дизельного топлива, это топливный насос, который регулирует давление впрыска.

Связанный: 6 самых экономичных дизельных двигателей в Индии

Система прямого впрыска топлива Common Rail (CRDI) Система впрыска дизельного топлива

Теперь типом прямого впрыска является система прямого впрыска Common Rail. Как и в DI, форсунки CRDI также распыляют дизельное топливо прямо в камеру сгорания. Кроме того, работа и время впрыска аналогичны системе DI.

• Отличие заключается в топливопроводах форсунок. В DI форсунки напрямую соединены с топливным насосом, который регулирует давление и количество дизельного топлива, впрыскиваемого в камеру.
• Наоборот, в CRDI все форсунки соединены общей рампой, которая получает поток топлива от топливного насоса.
• Это Common Rail, который регулирует давление и количество впрыскиваемого дизельного топлива. Преимущество CRDI в том, что здесь мы лучше контролируем закачку, чем в DI. Это означает, что двигатель работает более эффективно.

Hyundai входит в число компаний, использующих технологию CRDi в своих дизельных двигателях.

Читайте также: Производители автомобилей и их самые мощные дизельные двигатели служит для подачи топлива из бака в двигатель. Эта система специально разработана для максимальной производительности двигателя.

Что касается дизельных двигателей, вы, возможно, уже понимаете, что дизельный двигатель является двигателем с самовоспламенением. Это означает, что горение произойдет само по себе. Самовозгорание может возникнуть из-за нескольких факторов.

Самый доминирующий, т.к. топливо распыляется в камере с высоким давлением воздуха.

Давление воздуха в камере выше температуры вспышки дизельного топлива. Вот что заставляет топливо самовозгораться при распылении.

В предыдущей статье мы подробно говорили о системе впрыска дизельного топлива. Но есть еще меньше.

Сколько топливных систем в дизельном двигателе?

Мы обсудим это подробно.

В целом существует только два типа дизельных топливных систем: обычная и Common Rail. Но если мы посмотрим дальше, мы найдем несколько типов.

A. Вид со стороны инъекционного метода

Метод впрыска означает, как топливо впрыскивается в камеру сгорания. Существует два типа: прямой впрыск и непрямой впрыск

1. Система прямого впрыска

Система прямого впрыска – это метод впрыска топлива из топливопровода дизельного топлива непосредственно в камеру сгорания (камера сгорания расположена над поршнем).

Главной особенностью этой системы является то, что форсунка ведет непосредственно в камеру сгорания. Так что, как только топливо впрыскивается, топливо попадает прямо в камеру сгорания.

Еще одной особенностью является форма поверхности поршня, на поверхности поршня имеются углубления. Резервуар служит для распределения впрыскиваемого топлива, чтобы сгорание происходило более равномерно.

Преимущества

• Более простая конструкция
• Более высокая выходная мощность
• Более высокая тепловая эффективность
• Снижение выбросов
• Свеча накаливания не требуется

Недостатки

• Требуется высокое давление сжатия
• Нужен специальный инжектор (многоточечный инжектор)

Этот тип широко применяется для тяжелых транспортных средств, таких как 8-колесные (или более) грузовики, большегрузные машины.

2. Система непрямого впрыска

Непрямой впрыск (IDI) — это метод воспламенения путем распыления топлива, который осуществляется в специальном помещении, называемом камерой предварительного сгорания.

Основное отличие заключается в способе впрыска топлива системы прямого впрыска, которое распыляется непосредственно в камере сгорания. Но в IDI топливо распыляется в камеру предварительного сгорания, затем, после его сгорания, мощность расширения выходит в основную камеру сгорания для сжигания оставшегося воздуха в основной камере сгорания.

Но сегодня система IDI не применяется большинством производителей, так как процесс более длительный, этот тип имеет много недостатков по сравнению с системой DI.

Поэтому в последнее время автомобили IDI редко применяются к коммерческим автомобилям, будь то легкие или тяжелые автомобили.

B. Вид со стороны механизма впрыска

Механизм впрыска заключается в том, как подавать топливо из бака в форсунку. Существует три типа: роторная топливная система, индивидуальная топливная система и система Common Rail.

Разница заключается в используемом насосе высокого давления.

1. Роторная топливная система

img by Dieselnet.com

В роторных топливных системах используется распределительный или пластинчато-роторный насос.

Этот тип имеет один вал с одним плунжером. Хотя форсунок четыре, количество плунжеров остается одинарным.

Как это работает? этот плунжер расположен на валу насоса, который вращается. И каждый угол поворота имеет топливную бочку, которая, когда плунжер проходит через топливную бочку, впрыскивает топливо в одну форсунку.

Итак, если есть четыре форсунки, четыре топливных бака окружают вал насоса.

Преимущества
Не занимает много места, что делает его пригодным для автомобилей с ограниченным пространством.
Маленькие движущиеся части, чтобы вырабатываемая энергия была более эффективной.

Недостатки
Давление топлива слабое, что делает его менее подходящим для дизельных двигателей большой мощности.

2. Индивидуальная топливная система

Отдельные типы топливных систем имеют насос с индивидуальным рядным типом. Это означает, что количество плунжеров регулируется количеством форсунок.

Это связано с тем, что каждый плунжер будет обслуживать одну форсунку, так что если имеется четыре форсунки, четыре плунжера будут расположены в линию.

Как это работает? есть распределительный вал, где каждый кулачок будет нажимать на один поршень в нужное время. Когда поршень прижимается к кулачку, топливо распыляется.

Можно сказать, что количество кулачков равно количеству форсунок, а угол кулачка также регулируется в соответствии с опережением зажигания.

Основными преимуществами являются давление впрыска, которое может достигать 18 000 фунтов на квадратный дюйм. При таком давлении этот насос подходит для использования в обычных дизельных двигателях большой мощности.

3. Система Common Rail

Common Rail — это электронная схема управления дизельным топливом. Это означает, что в системе Common Rail вы найдете серию датчиков ECU-исполнительного механизма.

Это похоже на систему EFI на бензиновом двигателе, но все же есть отличия.