Насосы-форсунки предназначены в основном для использования в системах впрыска дизельных двигателей. Они представляют собой одновременно насос и распылитель топлива. Их использование снижает расход топлива, увеличивает мощность автомобиля, уменьшает выбросы выхлопных газов и снижает шум двигателя. Прочитайте статью о том, как работают насос-форсунки.
Устройство насос-форсунок
Насосы-форсунки для дизельных двигателей устанавливаются индивидуально для каждого цилиндра. Они монтируются в головке блока цилиндров — правильная установка очень важна.
Насос форсунки приводится в действие распределительным валом двигателя. Насос форсунки состоит из следующих компонентов:
- Винт с шариковой головкой.
- Поршень, оснащенный пружиной, — который создает рабочее давление внутри инжектора. Он приводится в движение кулачком распределительного вала и возвращается в исходное положение пружиной.
- Приводной кулачок.
- коромысло.
- Уплотнения — убедитесь, что инжектор герметичен.
- Камера высокого давления.
- Игла — впрыскивает топливо.
- Клапан — может быть электромагнитным или пьезоэлектрическим. Он используется для управления процессом впрыска. Пьезоклапан является более современным.
- Впускной трубопровод — подает топливо к инжектору.
- Сливная линия.
- Обратный клапан и запорный плунжер — поддерживает давление топлива на заданном уровне.
Пьезоклапан срабатывает гораздо быстрее, чем электромагнитный клапан, и управляется только поданным на него напряжением. Он состоит из пьезоэлектрического привода, помещенного в корпус плунжера, рычажного мультипликатора и распылительной иглы.
Принцип работы насос-форсунки
Формирование и распределение топливно-воздушной смеси в насос-форсунке происходит в три этапа:
- Предварительный впрыск — осуществляется для обеспечения эффективного сгорания топливно-воздушной смеси в основной фазе работы двигателя.
- Основной впрыск — осуществляет создание топливно-воздушной смеси в оптимальном соотношении для текущего режима работы.
- Вторичный впрыск — предназначен для очистки системы от остатков сажи в фильтре (регенерация).
Блок инжектора и его расположение в головке блока цилиндров
Сам насос-форсунка работает следующим образом:
Кулачковый механизм распределительного вала воздействует на поршень, перемещая его в нижнее положение. Это обеспечивает прохождение топлива через каналы топливных форсунок. Когда клапан закрыт, топливо перестает поступать в камеру, и давление начинает расти до 13 МПа. При достижении этого критического значения игла форсунки преодолевает давление пружины и начинает перемещаться в верхнее положение, обеспечивая впрыск топлива.
В отличие от других систем, двигатели с насос-форсунками не имеют общего ТНВД (топливного насоса высокого давления). Каждый инжектор сам по себе является небольшим ВЧФ.
Кроме того, работа инжектора зависит от типа впрыска. При предварительном впрыске топливо поступает во впускной трубопровод, и давление падает. В некоторых случаях этот режим может повторяться. Во время основного впрыска топлива поршень продолжает двигаться вниз, и клапан закрывается. Давление топлива повышается до 30 МПа, и только при достижении этого уровня игла начинает подниматься, завершая впрыск и создавая топливно-воздушную смесь.
Количество топлива регулируется в зависимости от уровня давления, вплоть до максимального 220 МПа. Основной впрыск заканчивается открытием клапана, в результате чего уровень компрессии падает, а игла распылителя перемещается в исходное положение. Дальнейшее движение поршня вниз вызывает дополнительный впрыск (обычно два). Действие насадки аналогично действию основной ступени.
Достоинства и недостатки систем с насос-форсунками
Преимуществами насос-форсунок являются.
- Способность впрыскивать топливо под высоким давлением. Это обеспечивает эффективное распыление топлива и, следовательно, полное сгорание. Это позволяет дизельным двигателям, оснащенным насос-форсунками, достичь высокого расхода топлива и высокой мощности.
- Системы впрыска с насос-форсунками производят меньше шума.
- Высокая устойчивость к остановке двигателя в случае отказа инжектора.
- Более эффективное распыление приводит к снижению уровня сажи в выхлопных газах, что делает системы более экологичными.
- Отсутствие чувствительности к температуре окружающей среды и атмосферным условиям двигателя.
К недостаткам относятся:
- Сложная конструкция инжектора и, следовательно, высокая стоимость. Кроме того, они плохо поддаются ремонту и в случае неисправности требуют полной замены.
- Как и в случае с системой common rail, для нормальной работы насос-форсунки требуется топливо хорошего качества с минимальным количеством примесей и добавок.
Распространенной причиной неисправности является загрязнение форсунок. На это указывают следующие симптомы:
- Резкое увеличение расхода топлива.
- Значительное снижение мощности автомобиля.
- Заметные трудности при запуске двигателя.
Несмотря на то, что двигатель Common Rail постепенно вытесняет агрегат с насос-форсункой, он имеет несомненные преимущества, обеспечивающие его использование в современном автомобилестроении.
