Promremont34.ru

Авто мастеру
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияет впрыск форсунок на работу двигателя

Системы впрыска дизельных двигателей

Концептуально двигатели внутреннего сгорания – бензиновые и дизельные практически идентичны, но существует между ними ряд отличительных особенностей. Одной из основных является разное протекание процессов горения в цилиндрах. У дизеля топливо загорается от воздействия высоких температур и давления. Но для этого необходимо, чтобы дизтопливо подавалось непосредственно в камеры сгорания не только в строго определенный момент, но еще и под высоким давлением. И это обеспечивают системы впрыска дизельных двигателей.

Постоянное ужесточение экологических норм, попытки получить больший выход мощности при меньших затратах топлива обеспечивают появление все новых конструктивных решений в топливной системе дизеля.

Принцип работы у всех существующих видов впрыска дизеля идентичен. Основными элементами питания являются топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунка. В задачу первой составляющей входит нагнетание дизтоплива, благодаря чему давление в системе значительно повышается. Форсунка же обеспечивает подачу топлива (в сжатом состоянии) в камеры сгорания, при этом распыляя его для обеспечения лучшего смесеобразования.

Стоит отметить, что давление топлива напрямую влияет на качество сгорания смеси. Чем оно выше, тем дизтопливо лучше сгорает, обеспечивая больший выход мощности и меньшее содержание загрязняющих веществ в отработанных газах. И для получения более высоких показателей давления использовали самые разные конструктивные решения, что и привело к появлению разных видов систем питания дизеля. Причем все изменения касались исключительно указанных двух элементов – ТНВД и форсунок. Остальные же составляющие – бак, топливопроводы, фильтрующие элементы, по сути, идентичны во всех имеющихся видах.

Основная функция топливных форсунок Cummins

Форсунка топливная Cummins 2.8 отвечает за впрыск дизельного топлива в двигатель. Сигнал на форсунку подаётся посредством электрического импульса. От продолжительности импульса зависит время впрыска, т. е. то количество топлива, которое попадает в двигатель.

Топливная система двигателей Cummins очень чувствительна к используемому топливу. Так, если применяется некачественное дизельное топливо, то совсем скоро это скажется на работе всего двигателя в целом и проблему придётся устранять.

Следует учитывать, что диагностику и ремонт топливной системы необходимо производить комплексно, т. е. при этом нужно не только заменять форсунки, но и проверять работу насоса , а также менять топливный фильтр .

С одной стороны, форсунки двигателя Cummins довольно дороги, но с другой стороны, чтобы возникшая проблема была устранена окончательно, ремонт должен производиться только профессионалами, труд которых также ценится высоко.

Читать еще:  Через сколько надо делать капремонт двигателя

Форсунка высокого давления для бензинового двигателя

С связи с тем, что для систем прямого впры­ска топлива требуется более высокое дав­ление, форсунка должна отвечать дополни­тельным требованиям. Для систем прямого впрыска топлива для бензиновых двигателей были разработаны специальные топливные форсунки высокого давления.

Функциями форсунки высокого давления яв­ляются дозирование и распыление топлива. Распыление топлива необходимо для смеши­вания топлива с воздухом в камере сгорания. В зависимости от режима работы топливо концентрируется вблизи свечи зажигания (послойный заряд) или равномерно распре­деляется во всем объеме камеры сгорания (однородное распределение).

Чтобы обеспечить оптимальное смесеобра­зование, топливо впрыскивается под давлением до 200 бар. Требуемое количество топлива раз­деляется на несколько коротких впрысков.

Конструкция и функция форсунки высокого давления

Топливная форсунка высокого давления (см. рис. «Топливная форсунка высокого давления для систем прямого впрыска» ) состоит из корпуса, седла клапана, игольчатого клапана с якорем электромаг­нита, пружины и катушки электромагнита.

При протекании через катушку электриче­ского тока создается магнитное поле, кото­рое поднимает игольчатый клапан из седла, преодолевая усилие пружины. При этом от­крывается выпускное отверстие клапана. По­скольку давление топлива значительно выше давления в камере сгорания, топливо впры­скивается в камеру сгорания. Тонкое распы­ление топлива обеспечивается за счет надле­жащей геометрии сопла на конце форсунки.

Когда катушка обесточивается, игла кла­пана прижимается пружиной к седлу и пере­крывает подачу топлива.

Поскольку игольчатый клапан открывается внутрь, процессу закрытия способствует давле­ние, имеющееся в топливной рампе. В то же время во время открытия клапана, это давление дей­ствует в направлении, противоположном направ­лению открытия. В результате для этих форсунок требуется более сильное магнитное поле, чем для обычных топливных форсунок для систем с впры­ском топлива во впускной трубопровод.

Образование струи топлива

Точное дозирование топлива может осущест­вляться за счет открытия клапана и удержания его с полностью поднятой иглой в течение определенного времени. Количество впрыски­ваемого топлива зависит от давления в топлив­ной рампе, противодавления в камере сгорания и времени открытия клапана. Распыление то­плива обеспечивается соответствующей геоме­трией седла клапана и направляющей потока, служащей для создания завихрений.

В топливных форсунках второго поколения завихряющие клапаны с одним отверстием, создающие «полую» коническую струю, заме­нены клапанами с несколькими отверстиями, имеющими намного лучшие характеристики в отношении формы струи, тонкости распыле­ния топлива, распределения отдельных струй по массе топлива и т.д. Эти форсунки обеспе­чивают адаптацию отдельных струй топлива к геометрии камеры сгорания (нацеливание струи), что позволяет повысить рабочие ха­рактеристики двигателя, снизить токсичность отработавших газов, обеспечить более ровную работу двигателя и т.д.

Читать еще:  В жару высокие обороты двигателя

Активация топливной форсунки высокого давления

Чтобы обеспечить надежный и повторяемый впрыск, электрический ток, протекающий по катушке, должен иметь определенную до­статочно сложную форму. Сигнал включения форсунки выдает микропроцессор блока управления двигателем (см. рис. а, «Характеристики топливного инжектора высокого давления» ). В со­ответствии с этим сигналом выходной модуль Преобразователь постоянного напряжения в блоке управления двигателем генерирует бустерное напряжение величиной 65 В. Это напряжение необходимо для как можно бо­лее быстрого создания высокого электриче­ского тока на начальной стадии. Это необхо­димо, чтобы как можно быстрее поднять иглу клапана. На этой стадии игла клапана дости­гает положения максимального подъема (см. Рис. с). Когда форсунка будет полностью открыта, для ее удержания в открытом по­ложении достаточно значительно меньшего электрического тока (ток удержания). При по­стоянном подъеме иглы клапана количество впрыскиваемого топлива пропорционально продолжительности впрыска (см. рис. d).

Direct injection

Непосредственный впрыск, являющийся разновидностью системы распределительного впрыска, – последнее слово в системах питания бензиновых двигателей. Главной особенностью прямого впрыска является подача топлива непосредственно в камеру сгорания.

GDI, FSI, D4 – аббревиатуры, использующиеся Mitsubishi, Volkswagen и Toyota, соответственно, для обозначения двигателей с непосредственным впрыском. Система питания таких ДВС больше походит на дизельные моторы, нежели на привычные всем ДВС цикла Отто. Устройство:

Чем обусловлена эффективность

Дороговизна и сложность производства, являющиеся главными недостатками прямого впрыска, с лихвой окупаются чрезвычайной экономичностью и мощностными характеристиками. Достигается это за счет того, что мотор может работать на 3-х основных вариантах топливной смеси (в качестве примера выбрана система GDI):

  • сверхбердная смесь. Топливо впрыскивается в конце такта сжатия и сгорает в непосредственной близости к свече зажигания, в то время как вокруг зоны сгорания в камере сгорания находится преимущественно чистый воздух либо смесь воздуха с выхлопными газами, за подачу которых отвечает EGR;
  • стехиометрическая. Топливо подается на такте впуска, хорошо перешивается с воздухом, образуя смесь близкую к идеальному пропорциональному соотношению (14,7/1) во всей камере сгорания;
  • мощностной режим, при котором ТПВС приготавливается в два этапа. Небольшое количество топлива подается на такте впуска, но основная порция впрыскивается в конце такта сжатия.

За счет подачи топлива в жидкой фазе непосредственно в камеру сгорания двигатели с прямым впрыском менее склонны к детонации, что позволяет повысить степень сжатия и увеличить КПД двигателя.

Читать еще:  Чем создается тяга реактивных двигателей


Диагностика форсунок на стенде

Для проверки и диагностики бензиновых форсунок на стенде их предварительно снимают с топливной рампы автомобиля и очищают от внешних загрязнений.
Также диагностике подвергаются инжекторы прошедшие процесс ультразвуковой чистки в специальной ультразвуковой ванне.

• производительность;
• форма факела распыла;
• однородность факела распыла;
• герметичность.

Рассмотрим указанные выше параметры проверки подробнее.

В идеальном варианте, у всех инжекторов производительность равна, чего достигнуть крайне проблематично. Так как, даже сходя с конвейера они, могут иметь дельту погрешности в производительности в несколько процентов, что вполне допустимо по стандартам производства. К тому же зачастую трудно получить информацию от производителей о производительности . Данная проверка также используется для калибровки, то есть подбора распылителей с одинаковой производительностью. Благодаря специальному стенду для проверки и ультразвуковой чистки форсунок LANTECH LUC-304, мы можем с точностью до микро долей секунды задавать время раскрытия для впрыска необходимого количества бензина.

Механическое изнашивание пружины выявляется путём с дополнительных испытаний. Они дают возможность позволяют зрительно фиксировать, если пружина не закрывает своевременно клапан, что приводит к переливу бензина. Обычно в таких случаях инжектор требуется заменить.

В целях достижения необходимого эффекта необходимо, что проверка инжектора удовлетворяла технологическим параметрам его чистки.
Применяя УВ (ультразвуковую ванну), мы можем почистить его не только извне, но также и изнутри, так как там он подвержен лаковым загрязнениям. Изнутри распылитель очищается только в режиме активной очистки, который означает, что он находится в жидкости частью, непосредственно распыляющей бензин. В противном случае может нарушиться его герметичность, так как ультразвуковые волны не проникают к поверхности запорного клапана, а сам он очищается только извне.
Число циклов по тестированию и повторной ультразвуковой чистке для разных инжекторов может разниться, так как степень загрязнения у них даже с одной и той же топливной рампы может быть различной.
Перед проверкой на производительность необходимо вытащить из него фильтр тонкой очистки, иначе в противном случае можно получить неправильные данные по диагностике форсунок.
Выполнение всех вышеописанных технологически обоснованных действий по диагностике и последующей ультразвуковой чистке бензиновых форсунок помогает нам вернуть к жизни большинство из них, либо своевременно выявить те, которые подлежат замене.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector