УСТРОЙСТВО ФОРСУНКИ
Форсунка (инжектор), является основным элементом системы впрыска.
Назначение форсункиДозированная подача топлива, распыление его в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси. Форсунки нашли свое применение в системах впрыска бензиновых и дизельных двигателей. На современных автомобилях устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска.
Виды форсунокФорсунки различаются в зависимости от способа осуществления впрыска топлива. Давайте рассмотрим основные виды форсунок:
- Электромагнитные форсунки;
- Электрогидравлические форсунки;
- Пьезоэлектрические форсунки.
1 — сетчатый фильтр; 2 — электрический разъем; 3 – пружина; 4 — обмотка возбуждения; 5 — якорь электромагнита; 6 — корпус форсунки; 7 — игла форсунки; 8 – уплотнение; 9 — сопло форсунки.
Электромагнитная форсунка нашла свое применение на
Работа электромагнитной форсунки осуществляется в соответствии с заложенным алгоритмом в электронный блок управления. Электронный блок в определенный момент подает напряжение на обмотку возбуждения клапана. Вследствие этого создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло форсунки, после чего производится впрыск топлива. Когда напряжение исчезает, пружина возвращает иглу форсунки обратно на седло.
Устройство электрогидравлической форсунки1 — сопло форсунки; 2 – пружина; 3 — камера управления; 4 — сливной дроссель; 5 — якорь электромагнита; 6 — сливной канал; 7 — электрический разъем; 8 — обмотка возбуждения; 9 — штуцер подвода топлива; 10 — впускной дроссель; 11 – поршень; 12 — игла форсунки.
Электрогидравлическая форсунка применяется на дизельных двигателях. Электрогидравлическая форсунка включает электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели.
Как работает электрогидравлическая форсункаРабота электрогидравлической форсунки основана на использовании давления топлива при впрыске. В обычном положении электромагнитный клапан закрыт и игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления. Давление топлива на иглу меньше давления на поршень, благодаря этому впрыск топлива не происходит.
Когда электронный блок управления дает команду на электромагнитный клапан, открывается сливной дроссель. Топливо вытекает из камеры управления через сливной дроссель в сливную магистраль. Впускной дроссель препятствует выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали, вследствие чего давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу форсунки не изменяется.
1 — игла форсунки; 2 – уплотнение; 3 — пружина иглы; 4 — блок дросселей; 5 — переключающий клапан; 6 — пружина клапана; 7 — поршень клапана; 8 — поршень толкателя; 9 – пьезоэлектрический элемент; 10 — сливной канал; 11 — сетчатый фильтр; 12 — электрический разъем; 13 — нагнетательный канал.
Пьезофорсунка (пьезоэлектрическая форсунка) является самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива в современных автомобилях. Форсунка применяется на дизельных двигателях с системой впрыска Common Rail. Основные преимущества пьезоэлектрической форсунки в точности дозировки и быстроте срабатывания. Благодаря этому пьезофорсунка обеспечивает многократный впрыск на протяжении одного рабочего цикла.
Как работает пьезофорсунка (пьезоэлектрическая форсунка)Работа пьезофорсунки основана на изменении длины пьезокристалла при подачи напряжения.
Пьезоэлектрическая форсунка состоит из: корпуса, пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана и иглы.
Пьезофорсунка работает по гидравлическому принципу. В обычном положении игла прижата к седлу силой высокого давления топлива. Электронный блок подает электрический сигнал на пьезоэлемент и его длина увеличивается, воздействуя на поршень толкателя, открывает переключающий клапан и топливо поступает в сливную магистраль. Давление над иглой падает, и за счет давления в нижней части игла поднимается, что приводит к впрыску топлива. Количество впрыскиваемого топлива зависит от длительности воздействия на пьезоэлемент и давления топлива в топливной рампе.
Tags: УСТРОЙСТВО ФОРСУНКИ Назначение форсунки Виды форсунок Устройство электромагнитной форсунки Устройство электрогидравлической форсунки Устройство пьезоэлектрической форсунки
Устройство, принцип работы форсунки высокого давления
Непосредственный впрыск топлива.
Форсунка непосредственного впрыска топлива.
Принцип работы форсунки высокого давления —
форсунки непосредственного впрыска топлива..
Управление форсункой системы GDI.
Форсунка высокого давления представляет собой прецензионное устройство высокой точности, конструктивно расположенное между топливной рейкой и камерой сгорания.
Форсунка предназначена для высокоточного дозирования топлива (и точность дозирования должна быть постоянной и определенной при различных режимах работы двигателя).
Принцип работы
Во время прохождения электрического тока через обмотку соленоида, создается магнитное поле.
Игла форсунки, преодолевая противодействие нажимной пружины и силу давления топлива, приподнимается над седлом и открывает сопло форсунки. За счет разницы давлений между топливной рейкой и камерой сгорания, топливо впрыскивается в камеру сгорания.
После окончания импульса для открытия форсунки, игла форсунки (игла распылителя форсунки или игла клапана вместе с якорем магнита,- в зависимости от конструкции), под воздействием нажимной пружины «садится» на седло клапана, тем самым прерывая поступление топлива. Форсунки высокого давления похожи на «обычные» форсунки (см. Примечание), так как имеют одинаковые основные элементы:
— электрический разъем
— соленоид
— нажимная пружина
— игла клапана
— седло клапана Но на этом «одинаковость» заканчивается, потому что существует основное отличие форсунок высокого давления от «обычных» :
1. Большое давление (около 100 кг\см2 — «плюс-минус» против 2 кг\см2)
2.
Маленькое время впрыска (0.5 ms — «плюс-минус» против 2-3 ms) Именно эти и некоторые другие отличия положены в основу построения конструкции форсунок высокого давления различных производителей, которые мы постараемся рассмотреть ниже. Форсунка высокого давления (система FSI) Состоит из:
— корпус форсунки
— электрический разъем
— соленоид
— нажимная пружина
— игла клапана
— седло клапана
фото 1 — форсунка высокого давления двигателя системы FSI Некоторая необычность данной форсунки в том, что сопло форсунки расположено под определенным углом.
В зоне образования факела (1…2мм от сопла форсунки), факел имеет пленочную структуру, а действие центробежных сил на молекулы приводит к более быстрому разрушению пленки.
Особенность этих форсунок —
1. Измененный «угол струи»
2. Измененный » угол раскрытия факела»
фото 2
На выходе из сопла происходит формирование факела с углом раскрытия около 70 градусов.
Так как струя топлива «вылетает» из сопла форсунки под большим давлением и под определенным углом, то эти факторы улучшают гомогенизацию факела топлива, и топливо попадает в уже закрученную струю воздуха, где интенсивно испаряется в узко ограниченной пространственной зоне и подносится потоком воздуха непосредственно к свече зажигания в строго требуемый момент:
фото 3
1 — впускные клапана
2 — струя воздуха (на фото — момент начала закручивания воздушной струи)
3 — впрыскиваемое топливо (зеленым цветом)
(На фото 3 показан один из вариантов работы двигателя, более подробнее о видах впрыска топлива, можно прочитать в предыдущих статьях в этом разделе и в разделе GDI).
Форсунка высокого давления (система GDI)
Состоит из: — корпус форсунки
— электрический разъем
— соленоид
— нажимная пружина
— игла клапана
— седло клапана Главное отличие форсунки этой системы — так называемая «вихревая сборка», расположенная перед соплом форсунки и показанная на рисунке слева — внизу (см.
— форсунка высокого давления системы GDI «Вихревая сборка» состоит из:
— иглы клапана ( Valve needle)
— Guide plate
— Swirl plate
— Seat plate ( по версии BOSCH-GDI) Московская мастерская по системам GDI («The Moscow center of diagnostics and repair of systems GDI» — Kublitsky Dmitry Jurjevich), ранее всех, наверное, познакомилась с устройством форсунки высокого давления системы GDI.
Согласитесь, что «просто ремонтник» не стал бы вникать в устройство форсунки, оно ему… «нафик надо».
А когда вся команда нацелена на достижение результата — как тут быть у кого-то позади?
Вот они и постарались разобрать форсунку.
фото 5
Возможно, что конструкция данной форсунки не предусматривает «вихревой сборки», но так называемый «завихритель» обнаружен был.
Для чего он предназначен?
Ответим словами из начала статьи: Особая конструкция форсунки позволяет создать в зоне образования факела (1-2 мм от сопла форсунки) пленочную структуру топлива, позволяющую улучшить гомогенность факела за счет уменьшения размеров капель (чем меньше размер капель топлива, тем больше поверхность контакта между топливом и воздухом, лучше испарение и охлаждение).
Форсунки на двигателях GDI взаимозаменяемы, можно брать форсунку от двигателя выпуска (например) 1997 года и ставить ее на двигатель выпуска 2000 года.Только надо учитывать модельный ряд.
Чем выше год выпуска – тем форсунки стали «слабее» (см. Примечание 2). Форсунка высокого давления (система NeoDi, Nissan)
Расположенные внизу фото присланы Хабаровским Диагностом Владимиром ( Bladimir 1 на нашем Форуме). Разобрать форсунки была причина (далее слова Автора): «…вот несколько фотографий распиленной форсунки с Nissan Primera, двигатель QG18DD.
Форсунка имеет две обмотки.
Запорная игла на торце имеет форму шара.
Ход иглы очень мал — меньше миллиметра. Эта форсунка (на фото) «лила» топливо больше соседних.
На фото видны следы износа на шаре и грязь (фото 5). Свеча «чернилась» практически сразу. Кислородник показывал богатую смесь. Расход топлива был увеличен . Двигатель работал неровно. После «приговора» по инжектору, клиент заказал новый комплект.
После замены инжекторов (форсунок) все параметры пришли в норму».
| Фото 6 | Фото 7 | Фото 8 | Фото 9 |
Форсунка высокого давления (система D-4, Toyota)
Форсунка имеет щелевое сопло (см. фото внизу) в виде прорези шириной 160 микрон.
| Фото 10 | Фото 11 |
Именно такая форма сопла позволяет получить так называемый «веерный распыл топлива». Веерный распыл применяется для того, чтобы обеспечить стабильное послойное сгорание в различных условиях работы двигателя.
Особенности веерного распыла
Мощный факел позволяет создавать топливовоздушную смесь только за счет энергии впрыска, независимо от воздушных потоков.
Широкий факел улучшает атомизацию топлива и увеличивает зону перемешивания, что обеспечивает однородность смеси.
Тонкое и плоское сопло создает широкий и плоский факел топлива (фото внизу):
| Фото 12 | Фото 13 |
Диагностика
Какого-либо конкретного «рецепта» определения неисправности форсунок на двигателе непосредственного впрыска топлива — не существует.
Неисправности столь многообразны, что описать каждый случай не представляется возможным.
Поэтому расскажем только о нескольких вариантах диагностики неисправности форсунок (не приводим варианты определения неисправности форсунок в том случае, когда есть коды неисправностей —
тут все ясно).
Диагностика по симптомам:
При условии, что проверено:
— система зажигания
— компрессия
— отсутствие кодов неисправностей и другие основные параметры двигателя,- и при наличии таких симптомов, как:
«Автомобиль плохо или вообще не заводится» «Во время прогрева нельзя тронуться с места»
,- можно предположить одним из вариантов неисправности — неисправность форсунки.
Если есть такой вариант, как: «Пропуски воспламенения при работе в режиме Compression on Lean или STICH»,-
То можно предположить неисправность форсунки и определить неисправную по цвету свечи зажигания (на неработающем цилиндре свеча будет светлее).
Если: «Форсунка не держит 100 вольт» Сделать «мощностной» тест: — нажать на тормоз — включить АКПП на «D» — повысить обороты двигателя (около 2000 RPM) Если появились перебои в работе двигателя, то при помощи сканера определить неработающую форсунку.
Напомним, что перед этим надо обязательно убедиться в том, что система зажигания, компрессия и остальные технические характеристики двигателя в полном порядке.
Диагностика при помощи газоанализатора:
| Измеряемый параметр | Сверх-бедная смесь | Гомогенная смесь | ||
| «Лямбда» | Правильно | Неправильно | Правильно | Неправильно |
|
|
1. 18 – 1.21
|
2.3 – 2.5 | 0.998 | 1.1 – 1.2 |
Эти варианты определения неисправности форсунок были озвучены в Московской мастерской по диагностике и ремонту систем GDI Дмитрием Юрьевичем
(mek на нашем Форуме).
Диагност из Хабаровска Владимир Бекренев ( Bladimir1 на нашем Форуме)написал свои наблюдения по вопросу диагностики форсунок:
«…Теперь немного о возможности контроля работоспособности инжекторов.
Из того же Рольфа (информационное письмо) можно узнать о степени забитости инжекторов по параметру LEARN A\F -для определенных двигателей полная замена от 4 до 12 процентов. Эта строчка прописана не во всех сканерах. При забитых или грязных форсунках наблюдаются толчки при резком разгоне (на свечах более чистый, чем обычно, нагар, менее «засаженный»)…». Чуть ниже приведено это Информационное письмо, по данным из которого можно определять работоспособность форсунок:
Примечание 1: Выражения: «Форсунки высокого давления» и «Обычные форсунки», следует понимать таким образом (здесь, ранее и далее) —
— «форсунки высокого давления» — форсунки, которые используются в системах непосредственного впрыска топлива бензиновых двигателей систем GDI, D-4, FSI, NeoDi, PSA — Франция, где давление топлива составляет 50.
..100 кг\см2.
— «Обычные форсунки» — форсунки, которые используются в системах распределенного впрыска топлива (например), где давление топлива «перед» форсунками составляет не более 3-6 кг\см2.
Примечание 2: «Форсунки стали «слабее» — эту фразу можно расшифровать таким образом: » Чем выше год выпуска автомобиля, тем более изощреннее становятся производители автомобилей, рассчитывая очень точно срок «ходимости» той или иной детали или какого-то узла автомобиля». Кроме того, то ли по причине изменения технологии производства, то ли еще по какой-то причине, но те же самые форсунки имеют «ходимость» меньшую, чем форсунки выпущенные несколько лет назад.
Можно сказать словами Практика по системам GDI Дмитрия Юрьевича: » В новых форсунках меньше стабильности. Доля замененных форсунок «свежего» года выпуска (2000 год и выше) значительно больше, чем «старых». Однако такой неисправности, как «обрыв обмотки» — не попадалось.»
Примечание 3: «Вихревой распылитель» и «Вихревая сборка».
Первое выражение присутствует в справочнике «РОЛЬФ», второе подсказал специалист фирмы BOSCH по системам непосредственного впрыска топлива. За такое несоответствие выражений можно было бы и «зацепиться»…
«Не суть важно, как это назвать»,- сказал немец,- важно, что оно есть, мы знаем об этом и, исходя их этого, можем придумывать свои варианты очистки форсунок» (более подробнее об этом в следующей статье).
Владимир Петрович Кучер
© Легион-Автодата
Integrated Publishing — ваш источник военных спецификаций и образовательных публикаций
Администрация — Навыки, процедуры, обязанности и т. д. военного персонала
Продвижение — Военный карьерный рост книги и т. д.
Аэрограф/метеорология
— Метеорология
основы, физика атмосферы, атмосферные явления и др.
Руководства по аэрографии и метеорологии военно-морского флота
Автомобилестроение/Механика — Руководства по техническому обслуживанию автомобилей, механика дизельных и бензиновых двигателей, руководства по автомобильным деталям, руководства по деталям дизельных двигателей, руководства по деталям бензиновых двигателей и т.
д.
Автомобильные аксессуары |
Перевозчик, персонал |
Дизельные генераторы |
Механика двигателя |
Фильтры |
Пожарные машины и оборудование |
Топливные насосы и хранение |
Газотурбинные генераторы |
Генераторы |
Обогреватели |
HMMWV (Хаммер/Хаммер) |
и т.д…
Авиация — Принципы полетов,
авиастроение, авиационная техника, авиационные силовые установки, справочники по авиационным частям, справочники по авиационным частям и т. д.
Руководства по авиации ВМФ |
Авиационные аксессуары |
Общее техническое обслуживание авиации |
Руководства по эксплуатации вертолетов AH-Apache |
Руководства по эксплуатации вертолетов серии CH |
Руководства по эксплуатации вертолетов Chinook |
и т.д…
Боевой — Служебная винтовка, пистолет
меткая стрельба, боевые маневры, органическое вспомогательное вооружение и т. д.
Химико-биологические, маски и оборудование |
Одежда и индивидуальное снаряжение |
Боевая инженерная машина |
и т.
д…
Строительство — Техническое администрирование,
планирование, оценка, планирование, планирование проекта, бетон, кирпичная кладка, тяжелый
строительство и др.
Руководства по строительству военно-морского флота |
Совокупность |
Асфальт |
Битумный корпус распределителя |
Мосты |
Ведро, Раскладушка |
Бульдозеры |
Компрессоры |
Обработчик контейнеров |
дробилка |
Самосвалы |
Землеройные машины |
Экскаваторы | и т. д…
Дайвинг — Руководства по водолазным работам и спасению различного снаряжения.
Чертежник — Основы, методы, составление проекций, эскизов и т. д.
Электроника — Руководства по обслуживанию электроники для базового ремонта и основ. Руководства по компонентам компьютеров, руководства по электронным компонентам, руководства по электрическим компонентам и т. д.
Кондиционер |
Усилители |
Антенны и мачты |
Аудио |
Батареи |
Компьютерное оборудование |
Электротехника (NEETS) (самая популярная) |
техник по электронике |
Электрооборудование |
Электронное общее испытательное оборудование |
Электронные счетчики |
и т.
д…
Машиностроение — Основы и методы черчения, составление проекций и эскизов, деревянное и легкокаркасное строительство и т. д.
Военно-морское машиностроение |
Армейская программа исследований прибрежных бухт |
и т. д…
Еда и кулинария — Руководства по рецептам и оборудованию для приготовления пищи.
Логистика — Логистические данные для миллионов различных деталей.
Математика — Арифметика, элементарная алгебра, предварительное исчисление, введение в вероятность и т. д.
Медицинские книги — Анатомия, физиология, пациент
уход, оборудование для оказания первой помощи, фармация, токсикология и т. д.
Медицинские руководства военно-морского флота |
Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний
Военные спецификации — Государственные спецификации MIL и другие сопутствующие материалы
Музыка
— Мажор и минор
масштабные действия, диатонические и недиатонические мелодии, паттерны такта,
и т.
д.
Основы ядра — Теории ядерной энергии,
химия, физика и т.
Справочники Министерства энергетики США
Фотография и журналистика
— Теория света,
оптические принципы, светочувствительные материалы, фотофильтры, копирование
редактирование, написание публикаций и т. д.
Руководства по фотографии и журналистике военно-морского флота |
Руководство по армейской фотографии, печати и журналистике
Религия — Основные религии мира, функции поддержки богослужений, свадьбы в часовне и т. д.
Большинство современных пассажирских и военных самолетов оснащены газотурбинные двигатели, которые также называют реактивные двигатели. Существует несколько различных типов газотурбинных двигателей, но все газотурбинные двигатели имеют некоторые детали в общем. Все газотурбинные двигатели имеют сопло для производства тяга, чтобы отвести выхлопные газы назад к набегающему потоку, и задать массу скорость потока через двигатель. Форсунка находится ниже по потоку от силовая турбина. Сопло — относительно простое устройство, просто
трубка, по которой проходят горячие газы. Тем не менее, математика
которые описывают работу сопла требует некоторого внимания
мысль. Как показано выше, насадки бывают разных форм и размеров.
размеры в зависимости от предназначения самолета. Ракетные двигатели также используют сопла для ускорить горячий выхлоп для создания тяги. Ракетные двигатели обычно имеют фиксированную сопло геометрии CD с гораздо большим расширяющимся сечением, чем требуется для газовой турбины. Вы можете изучить конструкцию и работу форсунок с помощью наш интерактив имитатор сопла программа, которая работает в вашем браузере. Таким образом, все форсунки, которые мы обсуждали, далеко круглые трубы. Однако в последнее время инженеры экспериментировать с форсунками с прямоугольными выходами. Это позволяет поток выхлопных газов должен быть легко отклонен, или вектор, как показано в середине фигура. Изменение направления тяги сопла делает самолет намного маневреннее. Поскольку сопло отводит горячий выхлоп обратно в свободный
поток, могут быть серьезные взаимодействия между выхлопными газами двигателя
потока и воздушного потока вокруг самолета. На истребителях, в
в частности, вблизи выходных отверстий сопла могут возникать большие потери на аэродинамическое сопротивление. Виды деятельности: Экскурсии с гидом
Навигация . |
Для младших школьников более простое объяснение информации на этой странице
доступны на
Детская страница.
Простые турбореактивные двигатели,
и турбовинтовые, часто имеют фиксированный
геометрия , сужающееся сопло , как показано слева на рисунке.
Турбовентиляторные двигатели часто используют
9Кокольцевая насадка 0003 , как показано вверху слева. Основной поток выходит
центральное сопло, в то время как вентиляторный поток выходит из кольцевого сопла.
Смешение двух потоков обеспечивает некоторое увеличение тяги, и эти
сопла также имеют тенденцию быть тише, чем конвергентные сопла.
Форсажные ТРД и ТРДД
требуют изменяемой геометрии
сходящийся-расходящийся — CD
сопло, как показано слева.
В этом сопле поток сначала сходится к
минимальная площадь
или горловина, затем расширяется через
расходящийся участок к выходу справа.
Поток дозвуковой до горловины, но
сверхзвуковой за горловиной.
Из-за изменяемой геометрии эти форсунки тяжелее, чем форсунки с фиксированной геометрией.
но изменяемая геометрия обеспечивает эффективную работу двигателя в более широком диапазоне расхода воздуха, чем простое фиксированное сопло.
А
типичный 9Конфигурация сопла 0003-корпуса показана на верхнем
право на F-15 с экспериментальными маневровыми соплами. Как и в случае с
конструкция на входе, внешнее сопло
Конфигурация часто разрабатывается авиаконструктором и подвергается
испытания в аэродинамической трубе
для определения влияния производительности на планер.
Внутреннее сопло
обычно это ответственность производителя двигателя.