1. Історія виникнення
2. Пристрій і принцип роботи
3. Основні види дизельних форсунок
4. Електрогідравлічна паливна форсунка
5. п'єзоелектрична форсунка
6. Переваги та недоліки дизельних паливних форсунок

Паливна форсунка - деталь паливної системи, яку ще називають звичним для всіх словом англійського походження інжектор (Eng. Injector). Її завдання полягає в дозуванні і подачі палива в двигун. У сучасну епоху автомобілебудування паливна форсунка стала виключно потрібної деталлю системи упорскування як бензинових, так і дизельних моторів.

Історія виникнення

До кінця 60-х років минулого століття соціум став серйозно замислюватися про наростаючу екологічну проблему забруднення атмосфери, в тому числі і автомобільними вихлопними газами. Це був час «звірячих» потужностей і великих двигунів, в яких по максимуму корисно використовувався повітря в процесі згоряння і карбюратори навмисно налаштовували під використання переобогащённих сумішей.

Автомобіль кардинально ставав більш «жвавим», але витрата палива збільшувався в рази і шкідливі, відпрацьовані гази все більше засмічували атмосферу, руйнуючи озоновий шар. Конструктори стали все більше замислюватися над усуненням глобальної проблеми. Рішення було знайдено. Так була спроектована система моновриску з використанням однієї паливної форсунки. Пізніше з'явився розподілене уприскування палива.

Форсунки стали активно впроваджуватися в систему уприскування в 70-ті роки двадцятого століття. Це були часи паливної кризи. Продовження послідувало і в 80-ті, коли захист навколишнього середовища була під пильною увагою урядових і волонтерських організацій.

Вперше подібні системи вже використовувалися в 30-ті роки на авіаційних двигунах. Потім через два десятиліття застосування впровадити і в гоночні автомобілі. І в 1954 році компанія-гігант Mercedes-Benz представила світу перший серійний автомобіль з механічною системою паливного вприскування, над розробкою якої працювали німецькі фахівці ще одного гіганта - Bosch.

А ось 1957 рiк був не так обрамлений успіхами. Американські інженери протестували на кількох моделях Pontiac і Chevrolet систему вприскування від фірми Rochester. Експеримент виявився не зовсім вдалим, система показала себе ненадійною і досить складною.

1967 рік ознаменувався створенням першої системи упорскування, під керуванням електроніки. Подача палива вироблялася електронасосом під постійним тиском в 0,2 МПа до електромагнітних форсунок через рівні проміжки часу. У 1973 році була створена система уприскування, що подається електронасосом через регулятор-розподільник до форсунок, безперервно впорскується паливо в трубопровід. У тому ж році створили і перший інтелектуально керований уприскування. Форсунка - дорогий механізм, що відрізняється тонкістю і прецизійних.

Пристрій і принцип роботи

Дизельна форсунка складається з клапана управління, плунжера, запірного поршня, голки розпилювача і зворотного клапана. Плунжер створює паливний тиск. Рух плунжера відбувається поступально в слідстві обертання кулачків распредвала, повернення здійснюється за рахунок пружини плунжера. Клапан управління управляє паливним уприскуванням. Клапани діляться на два види: п'єзоелектричний і електромагнітний. П'єзоелектричний клапан - наступник електромагнітного. Він володіє більш серйозним швидкодією. Конструктивною основою клапана служить його голка.

Пружина форсунки контролює фіксацію голки розпилювача на сідло. Зусилля пружини може регулюватися паливним тиском. Реалізація цієї функції відбувається завдяки запірного поршня і зворотного клапана.

Голка розпилювача потрібна для точного впорскування палива безпосередньо в камеру згоряння. Управління форсунками виробляє система управління двигуном.

Форсунка сконструйована таким чином для забезпечення оптимального і ефективного освіти повітряно-паливної суміші. Коректна робота паливного вприскування передбачає з основні фази:

- попередній впорскування;

- основний впорскування;

- додатковий впорскування.

Здійснення попереднього уприскування необхідно для плавного згоряння суміші під час основного вприскування. Функцією основного вприскування є забезпечення подачі якісної суміші при всіляких режимах роботи мотора. Здійснення додаткового уприскування виконує регенеративную функцію фільтру сажі, тобто його очищення. Так яким же чином здійснюється робота дизельної форсунки? Зараз ми спробуємо Вам все гранично просто роз'яснити. Распредвальний кулачок штовхає вниз плунжер через коромисло.

Канали форсунки наповнюються паливом. Клапан закривається, відсікаючи паливо і його тиск починає різко зростати. Коли воно досягає 13 МПа, піднімається голка розпилювача, штовхаючи пружину, і паливо попередньо впорскується. Коли клапан відкривається, попередній паливний уприскування припиняється. Далі паливо наповнює живильну магістраль, знижуючи тиск. Кількість попередніх вприськов залежить від робочих режимів двигуна. Їх може бути один або два.

Подальший рух плунжера вниз викликає основний впорскування. Знову відбувається закриття клапана і тиск зростає до 30 МПа, голка розпилювача піднімається, штовхаючи пружину, і здійснюється основний паливний уприскування.

Тиск, що створюється паливом прямо пропорційно потужності двигуна. Отже, чим вище зростає тиск, тим більше збільшується потужність двигуна. При максимальному тиску в 220 МПа двигун працює на повну потужність.

Як тільки відкривається клапан, завершується основний паливний уприскування. Тиск падає і голка розпилювача закривається. Додатковий уприскування діє при ще більш глибокому зануренні плунжера. Принцип аналогічний з основним уприскуванням. Додатковий уприскування, зазвичай, проводиться двічі.

Основні види дизельних форсунок

За способом паливного вприскування форсунки розділяються на два види: електрогідравлічна і п'єзоелектричний.

Електрогідравлічна паливна форсунка

Вона складається з камери управління, електромагнітного клапана, впускного і зливного дроселів. Принцип роботи покладається на постійне паливний тиск, як при уприскування, так і по його завершенню. У початковому положенні електромагнітний клапан знеструмлений і закритий, паливна голка притиснута до сідла і уприскування не провадиться. Сигналом електронний блок управління запускає електромагнітний клапан.

Відкривається зливний дросель. Через нього паливо, що знаходиться в камері управління, переміщається в зливну магістраль. Впускний дросель в цей момент здійснює контроль над різким вирівнюванням тиску в магістралі і камері. Тиск на поршень поступово знижується, а голка залишається під колишньою, піднімаючись і впорскуючи паливо.

п'єзоелектрична форсунка

Сьогодні вона є найбільш досконалим паливним пристроєм уприскування. Складається дана форсунка з штовхача, пьезоелемента, переключающего клапана і голки. Робота форсунки заснована на гідравлічному принципі. У стартовому положенні голка знаходиться під високим тиском палива і добре посаджена на сідло.

Як тільки електричний сигнал подається на п'єзоелемент, він витягується в довжину, ніж передає зусилля на поршень штовхача. Відкривається клапан перемикача, і паливо прямує в зливну магістраль. Тиск над голкою падає, вона піднімається в силу тиску знизу, паливо впорскується. Так само є і електромагнітні форсунки, але вони використовуються на бензинових двигунах.

Переваги та недоліки дизельних паливних форсунок

Переваги паливних систем, що використовують форсунки для подачі палива, пере карбюраторними наступні:

- точне дозування палива призводить до більшої економічності;

- дуже низький рівень викиду токсичних елементів в атмосферу;

- збільшення потужності силового агрегату в середньому на 10%;

- «імунітет» до погодних умов, що дозволяє завжди легко завести двигун;

- краща динаміка розгону;

- менше мають потребу в чищенні і заміні.

Однак «не все коту масниця», присутні і свої недоліки:

- апетит тільки на високоякісне паливо;

- крихкий механізм;

- дорогий ремонт і заміна деталей.