Принцип работы форсунок: Принцип работы форсунки

Принцип работы форсунки

Форсунка (другое название — инжектор), являясь конструктивным элементом системы впрыска, предназначена для дозированной подачи топлива, его распыления в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси.
Форсунка используется в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных двигателях устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска.
В зависимости от способа осуществления впрыска различают следующие виды форсунок:
электромагнитная;
электрогидравлическая;
пьезоэлектрическая.
Электромагнитная форсунка
Электромагнитная форсунка устанавливается, как правило, на бензиновых двигателях, в т.ч. оборудованных системой непосредственного впрыска. Форсунка имеет достаточно простое устройство, включающее электромагнитный клапан с иглой и сопло.

Схема электромагнитной форсунки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 сетчатый фильтр
2 электрический разъем
3 пружина
4 обмотка возбуждения
5 якорь электромагнита
6 корпус форсунки
7 игла форсунки
8 уплотнение
9сопло форсунки

Работа электромагнитной форсунки осуществляется следующим образом. В соответствии с заложенным алгоритмом электронный блок управления обеспечивает в нужный момент подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана. При этом создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло. Производится впрыск топлива. С исчезновением напряжения, пружина возвращает иглу форсунки на седло.

Электрогидравлическая форсунка
Электрогидравлическая форсунка используется на дизельных двигателях, в т.ч. оборудованных системой впрыска Common Rail. Конструкция электрогидравлической форсунки объединяет электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели.

 

Схема электрогидравлической форсунки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 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

12игла форсунки

Принцип работы электрогидравлической форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыске, так и при его прекращении. В исходном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления. Впрыск топлива не происходит. При этом давление топлива на иглу ввиду разности площадей контакта меньше давления на поршень.

По команде электронного блока управления срабатывает электромагнитный клапан, открывая сливной дроссель. Топливо из камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль. При этом впускной дроссель препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не изменяется, под действием которого игла поднимается и происходит впрыск топлива.

Пьезоэлектрическая форсунка
Самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива, является пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка). Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.
Преимуществами пьезофорсунки являются:
быстрота срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), и как следствие возможность многократного впрыска топлива в течение одного цикла;

точная дозировка впрыскиваемого топлива.
Это стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой, основанного на изменении длины пьезокристалла под действием напряжения. Конструкция пьезоэлектрической форсунки включает пьезоэлемент, толкатель, переключающий клапан и иглу, помещенные в корпусе.

Схема пьезоэлектрической форсунки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 игла форсунки
2 уплотнение
3 пружина иглы
4 блок дросселей
5 переключающий клапан
6 пружина клапана
7 поршень клапана
8 поршень толкателя
9 пьезоэлемент
10 сливной канал
11 сетчатый фильтр
12 электрический разъем
13 нагнетательный канал

В работе пьезофорсунки, также как и электрогидравлической форсунки, используется гидравлический принцип. В исходном положении игла посажена на седло за счет высокого давления топлива.

При подаче электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина, которая передает усилие на поршень толкателя. Открывается переключающий клапан, топливо поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы падает. Игла за счет давления в нижней части поднимается и производится впрыск топлива.
Количество впрыскиваемого топлива определяется:
длительностью воздействия на пьезоэлемент;
давлением топлива в топливной рампе.

УСТРОЙСТВО ФОРСУНКИ

 

Форсунка (инжектор), является основным элементом системы впрыска.

Назначение форсунки

Дозированная 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 форсунок

Форсунки различаются в зависимости от способа осуществления впрыска топлива. Давайте рассмотрим основные виды форсунок:

• Электромагнитные форсунки;
• Электрогидравлические форсунки;
• Пьезоэлектрические форсунки.

Устройство электромагнитной 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 бензиновых двигателях, в том числе оборудованных системой непосредственного впрыска. Электромагнитной форсунка имеет простую конструкцию, которая включает

электромагнитный клапан с иглой и соплом.

Как работает электромагнитная форсунка

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 форсунки

1 — 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 форсунка

Работа 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. Игла форсунки поднимается и происходит впрыск топлива.

Устройство пьезоэлектрической форсунки

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.

Устройство форсунки инжектора — как попадает бензин в двигатель?

Как правило, на сегодня, большое количество автомобилей оборудуются специальными системами впрыска горючего. Интересно будет узнать, о том что идея о внедрении такой системы в автомобильный мир появилась уже в далеких 50-х годах. Так, 1951 год стал годом рождения первой системы впрыска топлива, именно в этом году компания Bosch укомплектовала ею 2-х тактный двигатель купе Goliath 700 Sport.

Последователем Bosch стал Mercedes-Benz 300 SL, который подхватил эстафету в 1954 году. И вот, уже в конце 70-х годов началось массовое, серийное введение инжекторных систем впрыска топлива. Как оказалось на практике, впрыск топлива имеет множество достоинств и отличных характеристик, по которым такая система превосходит карбюраторную подачу топлива. От карбюраторного принципа смесеобразования система впрыска топлива отличается более безошибочной дозировкой топлива, а следовательно, и большей экономичностью и приемистостью автомобильного транспорта. Также система впрыска топлива славится меньшей токсичностью выхлопных газов. Можно сделать такой вывод, что переоценить работу системы впрыска топлива практически невозможно.

Форсунка является одной из аниболее важных частей системы впрыска топлива, поэтому она во многом и определяет эффективность и надежность работы движка. Однако, именно она работает в наиболее тяжелых условиях. Каждому автолюбителю важно знать что это за деталь и как она работает, дабы в случае какой-либо неисправности системы впрыска топлива произвести правильную диагностику поломки, ведь именно от состоянии форсунки зависит хорошая работоспособность самой системы. В данной статье мы акцентируем внимание именно на строении форсунки, ее видах и принципе работы. Итак, начнем.

1. Типы инжекторных форсунок

Для начала давайте разберемся, что такое форсунка и какое ее предназначение. Деталь форсунки (по-другому можно назвать инжектором) представляет собой конструктивный элемент системы впрыска горючего. Главными тремя функциями, которые выполняет форсунка являются дозированная подача топлива, распыление данной топливной жидкости в камере сгорания (другими словами – впускной коллектор), а также возникновение топливно-воздушной смеси.

Как правило, форсунка приводится в эксплуатацию в системах впрыска топлива как дизельных, так и двигателей, работающих на бензине. Если говорить о современных двигателях, установленные в них форсунки руководствуются электронным управлением впрыска. Данную деталь принято разделять на три типа, в зависимости от способа произведения впрыска.

Итак, существуют такие три вида форсунки:

1. Электрогидравлическая

2. Электромагнитная

3. Пьезоэлектрическая

Теперь о каждом виде поподробнее.

Форсунка электромагнитная

Данную форсунку, как правило, принято устанавливать именно на бензиновых движках, в том числе укомплектованных системой непосредственного впрыска. Сама по себе электромагнитная форсунка имеет довольно обычное строение и состоит непосредственно из электромагнитного клапана с иглой и сопла. Работает такая форсунка по своеобразному принципу. В соотношении с заложенным алгоритмом, установленный электронный блок управления способен обеспечить в нужный момент передачу напряжения прямиком на обмотку возбуждения клапана. В этот момент создается своеобразное электромагнитное поле, которое может преодолевать усилие пружины, втянуть якорь с иглой и отпустить сопло. После проделанной операции осуществляется впрыск топлива. После того момента, как напряжение исчезнет, пружина возвращает иглу форсунки обратно на седло.

Форсунка электрогидравлическая

Как правило, электрогидравлическую форсунку принято приводить в действие на двигателях использующих дизель, в том числе и таких, которые укомплектованы системой впрыска Common Rail. Сама по себе электрогидравлическая форсунка состоит из впускной и сливной дроссели, камеры управления, а также электромагнитного клапана. Такая форсунка приводится в эксплуатацию по принципу применения в процессе работы давления топлива, как при произведении впрыска, так и при его окончании.

Как правило, на начальной позиции электромагнитный клапан обесточен и находится в закрытом состоянии, игла форсунки прислоняется к седлу благодаря мощности давления топлива на поршень, которое имеет место в камере управления. В этом случае впрыск топлива не производится. В этот момент давление топлива на иглу ввиду несоответствии площадей контакта порядка меньше чем давление на поршень.

Электронный блок управления посылает сигнал и по его команде в работу включается электромагнитный клапан, который осуществляет открытие сливной дроссели. В свою очередь, топливо, которое выходит из камеры управления, начинает проходить через дроссель прямиком в сливную магистраль. В таком случае, дроссель способна воспрепятствовать скорой стабилизации давлений в камере управления и впускной магистрали. Таким образом, происходит снижение давления на поршень, но давление топлива на иглу остается на прежнем уровне. Под воздействием давления игла двигается вверх и происходит впрыск топлива.

Форсунка пьезоэлектрическая

Пьезоэлектрическая форсунка является самым совершенным и надежным устройством, которое способно обеспечить впрыск горючего. Такую форсунку, как правило, устанавливают на двигателях, использующих дизель, которые укомплектованы системой впрыска Common Rail. Такой вид форсунки имеет много достоинств, среди которых имеет место быстрота срабатывания Данная форсунка превосходит всех своих оппоненток и является самым надежным устройством, обеспечивающим впрыск горючего.

Преимуществом пьезофорсунки является быстрота срабатывания, которая в четыре раза превышает быстроту электромагнитного клапана. Из этого следует осуществимость многократного впрыска горючего в период одного цикла, а также безошибочная дозировка впрыскиваемого горючего.

Вся операция происходит благодаря использованию пьезоэффекта в руководстве форсункой, который был основан на изменении показателей длины пьезокристалла под воздействием напряжения. Вся конструкция пьезоэлектрической форсунки состоит из пьезоэлемента, переключающего клапана, толкателя, а также иглы, которые умещаются в корпусе. Пьезофорсунка приводится в работу по такому же принципу как и электрогидравлическая, а именно по гидравлическому. В связи с высоким давлением горючего, игла, находящаяся на исходной позиции, посажена на седло.

Во время подачи электрического сигнала на пьезоэлемент, производится увеличение его длины, при этом это позволяет пьезоэлементу толкать усилие непосредственно на поршень толкателя. В этот момент, переключающий клапан приходит в открытое состояние и топливо проходит в сливную магистраль. При этом падает давление, которое находится выше иглы. При этом, за счет давления в нижней части игла идет вверх и происходит впрыск горючего. Как правило, количество впрыскиваемого топлива может определяться длительностью воздействия на пьезоэлемент, а также уровнем давления горючего в топливной рампе.

2. Принцип работы форсунки инжектора

Для того, чтобы разобраться в принципе работы форсунки, нужно в общем понять работу всей системы впрыска топлива. Итак, данная система производит подачу горючего в цилиндр двигателя либо во впускной коллектор по принципу прямого впрыска благодаря форсунке, или как принято называть еще, инжектора. Исходя из этого, все автомобили, которые комплектуются такой системой, получают название инжекторных.

Классифицирование инжекторного впрыска проводится в зависимости от того, какой принцип работы инжектора, а также по месту его установки и суммарному количеству инжекторов. Как правило, центральный впрыск топлива осуществляется по такому принципу: во всеобщий впускной трубопровод, с помощью форсунки впрыскивается топливо на все цилиндры двигателя.

Форсунку, как мы уже упоминали, принято устанавливать именно перед дроссельной заслонкой, в том месте, где должен находиться карбюратор. Она показывает низкое сопротивление обмотки электромагнита (до 4-5 Ом). Как же распределяется впрыск? С помощью отдельных форсунок происходит впрыск топлива во впускные трубопроводы каждого имеющегося цилиндра. Они занимают место у основания впускных трубопроводов (как правило, у корпуса головки блока цилиндров) и отличаются довольно-таки высоким сопротивлением обмоток электромагнитов (до 12-16 Ом). Он может быть и меньшим, но при условии наличия дополнительного блока сопротивлений.

Как известно, большинство современных автомобилей снабжаются системой именно распределенного впрыска топлива. Как мы уже говорили, она работает по принципу, что отдельная форсунка отвечает за свой цилиндр. Важно знать, что каждая система распределенного впрыска топлива делится на четыре разных типа:

1. Одновременный

2. Попарно-параллельный

3. Фазированный

4. Прямой

Теперь о каждом поподробнее. Одновременный тип характеризируется подачей горючего от всех форсунок системы одновременно во все цилиндры. Что ж, название говорит само за себя. Попарно-параллельный тип впрыска подразумевает парное открытие форсунок, при котором, одна открывается непосредственно пред циклом впуска, а вторая — перед циклом впуска. Главной отличительностью этого типа является применение попарно-параллельный принцип открытия форсунок в момент запуска двигателя, или же в период аварийного режима неисправности датчика положения распредвала. В период эксплуатации автомобиля, то есть во время движения, в работу включается фазированный впрыск топлива. Это тип впрыска. При котором каждый инжектор открывается перед тактом впуска. Наконец, прямой тип впрыска происходит непосредственно в камеру сгорания.

Некоторые автомобили новейшего поколения могут похвастаться подачей топлива непосредственно в камеру сгорания (это и есть непосредственный впрыск). Отличительной чертой форсунок таких двигателей является наличие высокого рабочего напряжения электромагнита, которое достигает до 100 В. Маркировки форсунок отражают фабричную, или торговую, марку либо название, а также каталожный номер, или наименование и номер серии.

Как правило, горючее подается к форсунке под определенным давлением, которое зависит от режима работы движка. Принцип действия инжектора предполагает использование сигналов микроконтроллера, который в свое время получает данные от датчиков. Поступившие на электромагнит электрические импульсы, которые исходят от блока управления, заставляют работать игольчатый клапан, который открывает и закрывает канал форсунки. Все количество топлива которое распыляется зависит от длительности импульса, которая задается непосредственно блоком управления. Если говорить о форме и направлении распыляемого факела очень важны при смесеобразовании и определяются количеством и расположением распылительных отверстий.

Как правило, если топливо впрыскивается во всеобщий трубопровод с помощью одной форсунки, то это называется системой моновпрыска. Такая система на сегодня не пользуется особым спросом среди автомобилестроителей. Большинство автопроизводств предпочитают использовать сразу две форсунки в системе впрыска.

Как ни крути, но как и любая другая система, инжекторная ситсема имеет и свои недостатки, среди которых достаточно высокая цена на узлы инжектора, низкая уровень ремонтопригодности, высокие запросы по поводу состава и качества горючего, крайняя необходимость использования специального оборудования для диагностики каких-либо поломок, и, конечно же, довольно высокие ценовые показатели стоимости ремонта.

3. Как устроена форсунка инжектора

А теперь давайте рассмотрим конструкцию форсунки, из чего же она состоит. Каждому автолюбителю известно, что подача топлива в форсунках происходит преимущественно сверху вниз. Если говорить в общих чертах, можно сказать, что форсунка состоит из одного, реже двух каналов. Как правило, по первому к выходу подходит распыляемая жидкость, а по второму проходят жидкость, пар, газ, который служит для распыления первой жидкости. Как показывает практика, чистая и качественная форсунка способна дать конусообразный распыл, а факел получается непрерывный и ровный.

Если детализировать построение форсунки, можно сказать, что она, в первую очередь состоит из корпуса. В верхней части корпуса можно отыскать так называемый гидравлический разъем, который, в свою очередь, закрепляется к топливной рампе. Благодаря наличию насоса и обратного клапана в рампе непрерывно поддерживается установленное давление горючего. Известно, что форсунка прикрепляется к топливной рампе посредством специального зажимного устройства.

Нижнюю часть форсунки занимает распылительная пластина с отверстиями для впрыскивания топлива. Для того, чтобы обеспечить герметичность соединения сверху и снизу находятся специальные уплотнительные кольца. С одной стороны форсунки находится электрический разъем, который используется для управления соленоидом форсунки. Весь основной механизм находится внутри форсунки и состоит из фильтрующей сетки, электромагнитной обмотки, седлом клапана, пружины, игольчатого клапана с якорем соленоида и запорным сферическим элементом, а также распылительной пластины. Сопло принято считать самым важным элементом форсунки.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Пьезоэлектрическая форсунка, устройство, принцип работы

Пьезофорсунка – самое совершенное устройство впрыска топлива, устанавливаемое на дизельные двигатели с системой Common rail в настоящее время. 

Преимуществом пьезофорсунок является быстрота их срабатывания – до 4х раз быстрей обычных электромагнитных инжекторов, и как следствие возможность многократного впрыска топлива в течение одного такта, а также гораздо более точная дозировка впрыскиваемого топлива.

Устройство пьезофорсунки

Все эти преимущества стали возможны благодаря использованию обратного пьезоэффекта в управлении форсункой, основанного на изменении размера пьезокристалла под действием напряжения.

Информация из Википедии: Пьезоэлектрический эффект — эффект возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой пьезоэлектрический эффект). Существует и обратный пьезоэлектрический эффект — возникновение механических деформаций под действием электрического поля. При прямом пьезоэффекте деформация пьезоэлектрического образца приводит к возникновению электрического напряжения между поверхностями деформируемого твердого тела, при обратном пьезоэффекте приложение напряжения к телу вызывает его деформацию.

Конструкция пьезоэлектрической форсунки схематично показана на рисунке:

1.            игла распылителя

2.            огнеупорная шайба

3.            пружина иглы распылителя

4.            блок дросселей

5.            переключающий клапан

6.            пружина клапана

7.            поршень клапана

8.            поршень толкателя

9.            пьезоэлемент

10.          канал обратки

11.          микрофильтр

12.          электрический разъем форсунки

13.          канал подачи топлива

 

 

 

 

 

 

Как и в обыкновенной CR форсунке, пьезоэлектрической форсунке используется гидравлический принцип: В закрытом состоянии инжектора – игла остается посаженой на седло, за счет высокого давления. При поступлении с ЭБУ (блока управления) электрического сигнала на пьезоэлемент – увеличивается его длинна, открывая переключающий клапан. Топливо начинает сливаться в обратку – давление выше иглы падает и игла, под давлением в нижней части поднимается, производя впрыск дизельного топлива.

Количество впрыскиваемого топлива определяется двумя факторами: длительностью управляющего сигнала на пьезоэлемент и давлением топлива в рампе создаваемого наосом и регулируемого дозирующим клапаном.

В самое ближайшее время в 2015 году, в BOSCH Дизель Сервисах «БЕЛАВТОДИЗЕЛЬ», будет доступна возможность диагностики и восстановления пьезофорсунок BOSCH.

Форсунка двигателя внутреннего сгорания: виды форсунок и принцип работы

Форсунка или инжектор – важный механизм топливной системы, предназначенный для своевременной и дозированной подачи и впрыска топливной смеси в камеру сгорания ДВС. Топливными форсунками оснащаются современные инжекторные системы в большинстве дизельных и бензиновых двигателей.

Фото: clauretano (flickr.com/photos/clauretano/)

Виды форсунок

По методу впрыска современные топливные форсунки делятся на три вида – электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические.

Электромагнитные форсунки

Такой вид форсунок зачастую устанавливают в бензиновые двигатели. Подобные форсунки имеют простое и понятное устройство, состоящее, собственного говоря, из клапана электромагнитного типа, распылительной иглы и сопла.

Принцип работы электромагнитных форсунок также довольно прост. Подача напряжения на обмотку возбуждения клапана происходит строго в установленное время, в соответствии с заложенной программой.

Напряжение создает определенное магнитное поле, которое затягивает грузик с иглой из клапана, тем самым высвобождая сопло. Результатом всех действий является впрыск нужного количества топлива. По мере снижения напряжения, игла принимает исходное положение.

Электрогидравлические форсунки

Следующий вид форсунок применяется в дизелях, а также в двигателях с топливной системой Common Rail. Электрогидравлические форсунки в отличие от предыдущего вида имеют более сложное устройство, основными элементами которого являются дроссели (впускной и сливной), электромагнитный клапан и камера управления.

В основе работы такого типа форсунок лежит использование высокого давления топливной смеси как в момент впрыска, так и при его остановке. На начальном этапе электромагнитный клапан закрыт, а игла форсунки максимально прижата к своему седлу в камере управления. Прижимной силой является сила давления топлива, которая направлена на поршень, расположенный в камере управления.

Одновременно с этим с другой стороны топливо давит и на иглу, но поскольку площадь поршня заметно больше, чем площадь иглы, то в виду этой разницы сила давления на поршень больше, чем сила давления на иглу, которая плотно прижимается к седлу, перекрывая доступ топливу. В это время подача топлива не осуществляется.

Полученный сигнал от блока управления запускает клапан с одновременным открытием сливного дросселя. Происходит вытекание топлива из камеры управления в сливную магистраль. Дроссель впуска в это время препятствует тому, чтобы давление в камере сгорания и во впускной магистрали быстро выровнялось.

При этом, по мере снижения давления на поршень ослабевает его прижимное усилие, а поскольку давление на иглу не изменяется, то она поднимается, и в этот момент происходит впрыск топлива.

Пьезоэлектрические форсунки

Последний вид форсунок принято считать наиболее совершенным и перспективным среди всех описанных видов. Пьезофорсунки используются на дизельных ДВС с системой подачи топлива Common Rail. Конструктивно такие форсунки состоят из пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана, а также иглы.

Пьезофорсунки работают по принципу гидравлического механизма. Изначально игла размещается в седле при воздействии на нее высокого давления ТС. При поступлении электрического сигнала на пьезоэлемент, происходит его изменение в размере (его длина увеличивается), за счет чего пьезоэлемент буквально толкает поршень толкателя, который в свою очередь давит на поршень переключающего клапана.

Это приводит к открытию переключающего клапана, через него топливо устремляется в сливную магистраль, давление в верхней части иглы снижается и за счет не изменившегося давления снизу, игла поднимается. При подъеме иглы происходит впрыск топлива.

Основным преимуществом такого вида форсунок является их скорость срабатывания (до 4 раз быстрее, чем в клапанной системе), что позволяет обеспечить многократный впрыск за один рабочий цикл двигателя. При этом объем подаваемого топлива зависит от двух параметров – от продолжительности воздействия на пьезоэлемент, и от давления топлива в рампе.

Преимущества и недостатки форсунок

И в завершении хотелось бы сказать несколько слов о том, какие же преимущества и недостатки имеются у топливных форсунок, если сравнивать их с карбюраторами.

Преимущества топливных форсунок:

• Экономия при расходе топлива благодаря точной системе дозирования;
• Минимальный уровень токсичности двигателей, оснащенных топливными форсунками;
• Возможность увеличения мощности силового механизма до 10%;
• Простота и легкость при запуске в любую погоду;
• Возможность улучшения динамических показателей любого автомобиля;
• Отсутствие необходимости в частой замене и чистке

Недостатки форсунок:

• Возможные сбои в работе или серьезные поломки в результате использования топлива низкого качества, которое губительно сказывается на чувствительном механизме форсунок.
• Высокая стоимость ремонта и замены форсунки в целом и отдельных ее элементов.

Схемы подготовлены по материалам Volkswagenag.com

Принцип работы дизельных форсунок и частые неисправности

Начнем с того, что большинство форсунок для дизеля (за исключением насос-форсунок и систем Cоmmon Rail) устроены и работают по схожему принципу. Это значит, что их ремонт также предполагает похожие действия. Для лучшего понимания начнем с принципов работы.

Подача топлива на форсунки в дизелях реализована посредством его нагнетания под высоким давлением. Такое давление на каждую форсунку создает:

• топливный насос высокого давления ТНВД;
• насос-форсунки сами сжимают и впрыскивают топливо;
• в системах Cоmmon Rail давление топлива поддерживается постоянно в специальном «аккумуляторе» высокого давления;

Теперь давайте рассмотрим работу наиболее распространенной системы питания с обычным ТНВД. Если просто, такой насос имеет механический привод и вращается от двигателя. Вращение шкива ТНВД позволяет плунжерным парам в устройстве насоса сильно сжимать дизельное топливо и выдавать давление около 300 кг/см². Затем происходит распределение дизтоплива на форсунки, что соответствует тактам работы двигателя.

Топливо поступает от насоса по магистралям высокого давления к форсунке, установленной на каждом цилиндре, после чего проходит через отдельный канал и оказывается внутри дизельной форсунки (в полости распылителя). Внутри распылителя конструктивным элементом является специальная конусная игла. Такая игла форсунки снизу притирается к седлу с очень большой точностью. Сверху иглу прижимает пружина. Указанная пружина давит на иглу через отдельную шайбу.

Шайба может иметь разную толщину, что определяет степень давления пружины на иглу. По этой причине шайбу называют регулировочной, так как от давления пружины будет зависеть и давление топлива, от которого сработает игла форсунки.

Срабатывание иглы происходит в результате того, что внутри форсунки накапливается нагнетаемое ТНВД топливо. Если иначе, когда горючее доходит до конуса иглы, дальнейший проход солярки становится невозможным, так как канал перекрыт иглой, плотно прижимаемой к седлу усилием пружины.

Однако ТНВД продолжает работать и нагнетать топливо, происходит рост давления, которое в определенный момент становится сильнее давления пружины. В результате игла приподнимается, горючее проходит в пространство между седлом и конусом иглы, попадает под высоким давлением в отверстия распылителя и далее происходит впрыск распыленного топливного заряда.

Время впрыска зависит от того, когда давление топлива внутри форсунки понизится до такой степени, чтобы пружина снова прижала иглу к седлу. Получается, канал для выхода топлива перекрывается, давление снова начнет расти и процесс повторяется.

Синхронная работа всего механизма предполагает точный впрыск топлива в цилиндре, в котором поршень приближается к ВМТ. Следующий впрыск в этом цилиндре в заданный момент будет возможен только при условии того, что игла закроется своевременно, то есть сразу после того, как давление топлива упадет.

Неисправности, которые могут привести к проблемам закрытия иглы после впрыска, не позволяют растущему давлению топлива снова открыть иглу строго в момент приближения поршня в ВМТ. В результате момент впрыска нарушается, дизельный двигатель начинает троить, функционировать с перебоями и т.д.

Например, если впрыск произойдет раньше, процесс сгорания топлива в цилиндре нарушается, дизель громко и жестко работает. Более того, значительно усиливается износ не только ДВС, но и проблемной форсунки.

Дело в том, что через неплотно закрытое седло происходит прорыв газов, механизм разрушается, подвергается сильному загрязнению от скопления нагара. На начальном этапе нагар удаляют путем промывки форсунок дизельного двигателя, то есть без ремонта.

При этом важно понимать, что нагарообразование является не причиной, а только результатом неполадок внутри самой форсунки. Другими словами, необходимо решать проблему точного срабатывания иглы, усилия пружины и эффективного перекрытия седла.

Топливные форсунки: устройство и принцип действия

23.03.2017

Форсунки являются основными элементами в дизельных и бензиновых инжекторных двигателях. Существует несколько типов форсунок. Они устанавливаются на двигатели разных конструкций. В данной статье будет подробно описано, что собой представляет данная деталь конструкции автомобиля.

Назначение форсунок и их виды

Все инжекторные бензиновые и дизельные двигатели оснащены системой впрыска топлива, которая подразумевает использование форсунок. Этот элемент системы играет не самую последнюю роль. Форсунки предназначены для распыления топлива внутри камеры сгорания. Принцип работы форсунок дизельного и бензинового двигателей аналогичен. Распыление происходит за счет подачи топлива под высоким давлением через сопло форсунки. Благодаря форсункам внутри камеры сгорания возникает топливный факел, то есть происходит разбивка топлива на микроскопические капли, которые смешиваются с воздухом.

Единственно, что отличает работу форсунок бензиновых и дизельных моторов, так это режим работы. Форсунки в бензиновых силовых агрегатах работают под более низким давлением, чем в дизельных.

На сегодняшний день в системах впрыска используется 4 вида форсунок:

• Механические
• Электромагнитные
• Электрогидравлические
• Пьезоэлектрические

Разберем каждый тип форсунок отдельно, так как каждый из них обладает своими особенностями и применяется в разных сферах.

Механические форсунки

Данный тип форсунок является «классическим» решением. Их используют уже не один год и за это время они не стали менее популярными. Механическая форсунка представляет собой некий клапан, который открывается при достижении определенного давления. Внутри корпуса находится игла. Она закрывает сопло под действие пружины. Давление толкает топливо от ТНВД к кольцевой камере, которая находится между иглой и корпусом. Под действие давления игла приподнимается и открывает сопло. В результате происходит распыление капель топлива по камере сгорания. После снижения давления игла приподнимается и закрывает сопло.

Механическая форсунка обладает высокой надежностью и простой конструкции. Но она не подходит для установки на современные дизельные двигатели, так как не способна обеспечить необходимые характеристики. По этой причине на смену механическим форсункам постепенно приходят другие.

Электромагнитные форсунки

Основное отличие электромагнитной форсунки от механической заключается в том, что открытие сопла происходит после подачи сигнала от контроллера на встроенный электромагнит, который располагается в верхней части форсунки. Якорь электромагнита соединен с иглой. При подаче напряжения на электромагнит игла поднимается и открывает сопло.

Электромагнитные форсунки нашли широкое применение в бензиновых двигателях. В дизельных их не используют, так как они не способны работать под большим давлением.

Электрогидравлические форсунки

В этих форсунках собраны все положительные качества двух предыдущих видов. Давление топлива на иглу осуществляется сразу с двух сторон (снизу и сверху) в местах расположения топливных камер, которые связаны между собой. Следовательно, и давление в них одинаковое. Верхняя камера получила название камерой управления. Она соединена со сливной магистралью посредством электромагнитного клапана. Топливо поступает в верхнюю камеру из впускной магистрали через дроссель (канал с сужением).

Принцип действия электрогидравлической форсунки выглядит следующим образом. Когда клапан находится в закрытом положении, игла опущена и прижата к седлу. Как только клапан получает импульс от контроллера, топливо начинает из камеры управления поступать в сливную магистраль. Это сопровождается падением давления в камере. Теперь на иглу оказывается давление только снизу. Из-за этого игла приподнимается и происходит впрыск топлива. В этот момент камера управления все еще соединена с впускной магистралью. Впускной дроссель не позволяет топливу заполнить камеру.

Электрогидравлические форсунки используются в дизельных двигателях и системах впрыска Common Rail. Данное устройство отличается своей простотой и надежностью. Использование таких форсунок обеспечивает двигателю длительный срок службы.

Пьезоэлектрические форсунки

Эти форсунки являются самыми современными. Их наиболее часто используют в дизельных двигателях с системой впрыска Common Rail. Принцип действия этих форсунок схож с гидроэлектрическими, за исключением одного момента. В качестве элемента, который воздействует на клапан и заставляет его открываться, чтобы топливо из верхней камеры попало в сливную магистраль, выступает пьезоэлектрический кристалл. Уже давно известно, что некоторые кристаллы обладают пьезоэлектрическим эффектом. Внешняя сила воздействует на кристалл, и он поддается деформации, образовывая электрический заряд. Также эти кристаллы способны демонстрировать и обратный эффект. Если на них воздействовать электрическим током, то они начнут изменять свои размеры. В пьезоэлектрических форсунках используются именно такие кристаллы. Они под действием электричества удлиняются и толкают поршень клапана, отвечающего за подачу топлива из камеры управления в сливную магистраль.

Эти форсунки отличаются от остальных своим быстродействием. Длина кристалла изменяется и открывает клапан в 4 раза быстрее, чем это происходит в электромагнитных форсунках. Благодаря пьезоэлектрическим форсункам появилась возможность осуществлять несколько впрысков за один такт двигателя. В результате появились двигателя с форсунками, которые способны за один такт делать до 9 впрысков.

Как работает топливная форсунка? Бензин и Дизель

Назначение топливной форсунки:

В основном, топливная форсунка предназначена для распыления топлива в распыленной или туманной форме, чтобы оно сгорело полностью и равномерно. Топливный насос высокого давления (FIP) подает дизельное топливо под давлением через линии высокого давления к впускному отверстию каждого инжектора. Однако обычные форсунки или форсунки первого поколения открываются под действием гидромеханического давления. Внутри обычного инжектора пружина удерживает игольчатый клапан в «закрытом» положении до тех пор, пока давление в линиях высокого давления не достигнет определенного значения.В дизельных двигателях DI и IDI более ранних поколений использовались обычные форсунки, как показано на диаграмме ниже.

Диаграмма поперечного сечения обычной дизельной форсунки

Принцип работы обычной топливной форсунки:

Игольчатый клапан точно управляется чувствительной к давлению пружиной. Он поднимается со своего седла, впрыскивая дизельное топливо в цилиндр в сильно распыленной или туманной форме. В момент падения давления игольчатый клапан возвращается на свое место, что приводит к прекращению впрыска.Форсунка впрыска имеет чрезвычайно критические допуски. Зазор между его движущимися частями составляет всего 0,002 мм или 2 микрона.

Современный инжекторный блок нагнетает дизельное топливо через небольшое отверстие в форсунке размером всего 0,25 мм². Количество впрыскиваемого топлива может варьироваться от 1 мм³ до 350 мм³. Обычные форсунки открываются и закрываются гидромеханически. Они имеют среднее давление открытия сопла от 140 до 210 кг / см2. Современный агрегат Bosch распыляет дизельное топливо на скорости до 2000 км / ч.Bosch и Lucas — ведущие мировые производители дизельных форсунок.

Принцип работы бензинового инжектора:

Бензиновые форсунки нового поколения существенно отличаются по конструкции и размерам от обычных дизельных форсунок. Двигатель с непосредственным впрыском бензина (GDI) создает топливно-воздушную смесь внутри камеры сгорания. Открытие впускного клапана позволяет поступать только свежему воздуху. В то время как форсунки высокого давления впрыскивают бензин в камеру сгорания, это улучшает охлаждение камеры сгорания.Это обеспечивает более высокий КПД двигателя за счет более высокой степени сжатия, что, в свою очередь, увеличивает топливную экономичность и крутящий момент.

Бензиновый тип GDI (Фото любезно предоставлено Bosch)

Насос высокого давления подает топливо в топливную рампу высокого давления (также известную как Common Rail). Кроме того, электромагнитный инжектор высокого давления Bosch HDEV5 имеет номинальное давление в системе до 20 МПа и размер капли / SMD (средний диаметр по Заутеру) всего 15 мкм. Форсунки установлены на топливной рампе / общей топливной рампе. Кроме того, форсунки дозируют и распыляют топливо под высоким давлением и очень быстро.Кроме того, форсунки обеспечивают оптимальную смесь и впрыскивают бензин в камеру сгорания.

Для получения дополнительной информации прочтите о GDI.

Что такое насос-форсунка?

Кроме того, в системах впрыска топлива на дизельных двигателях CRDi используется «насос-форсунка» или «насос / форсунка». Она объединяет функции форсунки-форсунки и топливного насоса в единый блок. Эта конструкция состоит из отдельного насоса, назначенного для каждого цилиндра, а не из общего насоса, используемого для всех цилиндров в моделях предыдущего поколения.

Блочный инжектор (Изображение предоставлено Bosch)

В этой системе насос и форсунка объединены в единый компактный узел, который устанавливается непосредственно на головку блока цилиндров. Такая конструкция устраняет необходимость в топливопроводах высокого давления. Встроенные каналы, встроенные непосредственно в головку блока цилиндров, подают дизельное топливо. Таким образом, это помогает исключить потенциальные отказы утечек топливопровода.

Функционирование насос-форсунки:

При работе верхний распредвал приводит в действие топливный насос низкого давления.Затем он подает дизельное топливо в топливные каналы в головке блока цилиндров и во впускное отверстие всех форсунок. Для привода плунжерного насоса внутри форсунки используется общий распределительный вал. Такая конструкция обеспечивает более высокое давление впрыска до 2200 бар и точное время впрыска. Кроме того, он точно контролирует количество впрыскиваемого топлива. Кроме того, электромагнитный клапан работает как двухпозиционный переключатель для подачи топлива в форсунку.

Помпа двойного типа (Фото: VW)

Пьезоэлектрический инжектор:

Самым совершенным типом инжектора, несомненно, является пьезоэлектрический инжектор.’Он не только обеспечивает повышенную точность для двигателей CRDi последнего поколения, но также создает давление топлива до 3000 бар или 44000 фунтов на квадратный дюйм. Кроме того, эти современные топливные форсунки работают по принципу «пьезо». Слово «пьезо» происходит от греческого слова «пьезеин», что означает сдавливание или надавливание.

Пьезо-тип (Фото любезно предоставлено Denso)

Пьезо-привод состоит из сотен керамических пластин, уложенных одна над другой в инжекторе. Будучи электрически заряженными, пьезокристаллы могут изменить свою структуру всего за несколько тысячных долей секунды, слегка расширившись.Это расширение штабеля приводит к его линейному перемещению. Затем он передается непосредственно на иглу инжектора без какой-либо механической связи между ними. В результате форсунки открываются / закрываются за несколько миллисекунд (тысячную долю секунды). Следовательно, он может впрыскивать крошечное количество топлива, весящее менее одной тысячной грамма, а также тонко его распределять.

Пьезоэлектрические форсунки имеют:

1. Очень высокая скорость работы
2. Чрезвычайно быстрое время отклика
3.Повторяемость движения клапана
4. Точное дозирование впрыскиваемого топлива
5. Повышенная частота — до семи впрысков на цикл сгорания

Пьезо-форсунки:

1. Оптимизировать сгорание топливовоздушной смеси.
2. Меньший расход топлива.
3. Уменьшить загрязнение, снизить выбросы.

Видео о работе топливной форсунки смотрите здесь:

О CarBikeTech

CarBikeTech — это технический блог. Его члены имеют опыт работы в автомобильной сфере более 20 лет.CarBikeTech регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBikeTech

Принцип работы и схема топливной форсунки

Электронная система впрыска топлива — это серия топливных систем, в которых используются электромеханические детали для подачи топлива из бака в цилиндр с идеальным соотношением.

Одной из основных частей системы EFI является инжектор. Тогда каково определение инжектора? как работает инжектор на двигателе? проверьте содержимое ниже

Определение и функция топливной форсунки

Топливная форсунка — это клапан с электроуправлением, который используется для распыления топлива.В системе впрыска бензина форсунка действует как дверца для распыления топлива из топливных магистралей во впускной коллектор.

Инжектор выполняет не только функцию распылителя, но и распыляет топливо во впускном коллекторе. Когда топливо находится в распыленной форме, молекулы могут лучше смешиваться с воздухом.

Когда форсунка находится под напряжением, форсунка открывается, так что топливо под высоким давлением внутри форсунки может распыляться.

Тогда кто контролирует работоспособность инжектора? это работа ЭБУ.ЭБУ (электронный блок управления) будет регулировать открытие форсунки, и это так. Но ЭБУ нуждается в помощи ряда датчиков.

Итак, схема, датчик будет определять несколько состояний двигателя, таких как температура двигателя, температура всасываемого воздуха, период всасываемого воздуха и другие. Затем датчик отправит данные в ЭБУ, данные будут обработаны ЭБУ, а выходные данные будут отправлены для форсунок, находящихся под напряжением.

Дополнительные сведения о системе впрыска топлива в бензиновых двигателях

Принцип работы инжектора

img от enginebasics.com

Форсунка работает с использованием электроэнергии, когда на форсунку подается напряжение, форсунка открывается, и топливо распыляется. Какова продолжительность подачи напряжения, влияющего на объем распыляемого топлива.

Форсунка состоит из трех основных компонентов;

Трубка — это основной корпус форсунки (цилиндрическая часть), здесь заканчивается топливо.

Соленоид — это магнитная катушка, которая может преобразовывать электрическую энергию в энергию движения.При этом напряжение от ЭБУ поступает на соленоид. На соленоидах электромагнитные силы возникают из-за протекания электричества через катушку.

Электромагнитная сила будет перемещать железный сердечник в середине катушки, это движение открывает сопло.

При этом насадка представляет собой игольчатую деталь (конусообразную). В нормальных условиях (форсунка выключена) форсунка закрывает зазор трубки. Однако, когда сопло слегка жидкое, зазор трубки откроется.

Это вызывает разбрызгивание топлива.

Одна вещь, о которой нельзя забывать, это распыление топлива в виде распылителя.

Это происходит из-за того, что зазор на трубке очень мал и имеет круглую форму. При высоком давлении топлива топливо распыляется.

Тип топливной форсунки

Широко применяются три типа форсунок;

1. Пружинный инжектор

Этот тип также называется механическим инжектором, это вызвано его работой, которая не использует электрическую энергию, а вместо этого использует существующее давление топлива.

Основным компонентом этой форсунки является пружина. В выключенной форсунке пружина толкает форсунку вниз и закрывает трубку. Однако при самопроизвольном повышении давления топлива форсунка открывается автоматически.

Но форсунка также открывается очень мало, потому что пружина все еще удерживается.

Поскольку он работает только тогда, когда давление топлива повышается самопроизвольно, давление топлива в этой системе впрыска не может поддерживаться непрерывно. Давление топлива будет увеличиваться только при достижении угла опережения зажигания.

Итак, как контролировать тайминг и продолжительность форсунки?

Это работа от ТНВД высокого давления. Насос самопроизвольно поднимает давление при достижении тайминга, в то время как продолжительность регулируется топливным баллоном внутри насоса, и объем может изменяться в зависимости от открытия педали газа.

Этот тип широко применяется в обычных дизельных двигателях

2. Электромагнитный инжектор

Соленоидный инжектор работает на электромагнитных принципах, процесс описан выше.Где электрические силы будут преобразованы в механические движения через магнитную катушку.

Отличие от первого типа, соленоидный тип имеет стабильное давление топлива (постоянно). Это потому, что инжектор управляется ЭБУ.

Этот тип широко применяется в бензиновых двигателях EFI, а также в дизельных системах впрыска Common Rail.

3. Форсунка Pizeo

Топливная форсунка Pizeo — это форсунка, в которой используется материал кусочков пизео.Ломтик пизео — это материал, который может изменять свой объем под напряжением.

В этом случае в инжектор помещаются тысячи ломтиков пизео. Когда ЭБУ подает напряжение, этот кусок пизео сдуется. Сдув будет совершать минимальное движение, и это движение используется для перемещения сопла так, чтобы зазор сопла был открыт.

Этот тип относительно новый, поэтому пока мало разработчиков, использующих эту модель.

Как работают топливные форсунки — шаг за шагом, весь процесс

Сегодняшняя зависимость человеческой жизни от машин, особенно транспортных средств, достигла точки, когда это стало необходимостью.В наши дни покупка автомобиля для повседневной жизни стала неизбежной. Но с этим даром технологий связано и множество других обязанностей. Эти машины не только регулярно нуждаются в топливе и других дорогостоящих материалах, но и требуют особого ухода со стороны владельца. И для этого вам необходимо иметь некоторые базовые знания о том, как работает ваш автомобиль.

Работа топливных форсунок

Обычно люди довольно хорошо осведомлены о том, как работают их автомобили, но одна проблема, с которой они сталкиваются, — это , как работают топливные форсунки, и как топливо подается в их двигатели.Итак, здесь, в этой статье, я подробно объясню вам вопрос, упомянутый выше, и удовлетворю все ваши потребности в знаниях.

Что такое топливные форсунки

Назначение топливных форсунок — подавать правильное количество топлива в двигатель, чтобы оно могло эффективно сжигать его для питания двигателя. К сожалению, это не так просто, как кажется. В двигатель необходимо подавать точное количество топлива и воздуха для сгорания, слишком много или слишком мало топлива может вызвать засорение двигателя или даже не дать ему запуститься, соответственно.В прошлом механизм для решения этой задачи в реализации карбюраторных двигателей был не столь совершенен. Благодаря современным технологиям у нас теперь есть гораздо лучший способ реализовать это, а именно топливные форсунки.

Топливная форсунка — это механический клапан с электронным управлением. Обычно его устанавливают под определенным углом, чтобы впрыскивать необходимое количество топлива в камеру сгорания двигателя. Не только количество впрыскиваемого топлива должно быть точным, но и угол его расположения, давление и форма распыления также должны быть очень точными в соответствии с необходимостью идеального соотношения топлива и воздуха для сгорания.

Что такое топливные форсунки

Типы топливных форсунок различаются как для бензиновых, так и для дизельных двигателей. В то время как топливные форсунки для бензиновых двигателей используют косвенный механизм для распыления топлива, в дизельных двигателях используется скорее прямой механизм. Но это касается только механизма, используемого для распыления, и не имеет никакого отношения к тому, как работают топливные форсунки.

Читайте также: Лучший очиститель топливных форсунок

Как работают топливные форсунки

Топливная форсунка — это клапан, управляемый пружинами или ЭБУ (электронный блок управления), способный открываться и закрываться несколько раз в секунду.Топливо забирается из топливного бака и транспортируется к форсункам. Топливные магистрали используются для транспортировки. Когда топливо достигает форсунки, давление в нем повышается до нужной степени с помощью регулятора давления топлива. Затем топливо разделяется на несколько цилиндров. После этого в качестве последнего шага топливо окончательно распыляется на камеру сгорания. Однако это всего лишь обобщенный обзор, и ниже вам будет подробно объяснено , как работают топливные форсунки .

Существует два типа топливных форсунок:

Механическая топливная форсунка

Первичный механизм, используемый здесь для впрыска топлива, очень похож на карбюраторные системы, используемые в прошлом, поэтому многие люди до сих пор получают его путали с карбюраторными двигателями, но на самом деле между ними есть довольно важное различие.В то время как карбюраторная система забирает топливо под низким давлением из топливного бака, эти системы механических топливных форсунок перекачивают топливо под высоким давлением из топливного бака, что является основным принципом работы механических топливных форсунок.

После перекачки из топливного бака топливо попадает в аккумулятор. Вы можете думать об аккумуляторе как о буфере для временного хранения топлива. Затем вступает в действие блок управления дозированием системы. Его задача — распределять топливо по цилиндрам.Здесь важна подача нужного количества топлива в цилиндры в нужное время.

Механическая топливная форсунка

При входе в цилиндр топливо и воздух должны быть очень точно смешаны с нужным количеством обоих. Это достигается за счет использования откидного клапана, который находится внутри воздухозаборника двигателя. Это позволяет топливу поступать правильным потоком и смешиваться с воздухом в нужном количестве. Всякий раз, когда мы увеличиваем или уменьшаем скорость транспортного средства, откидная заслонка открывается более или менее, соответственно, то же самое и в случае с распределителем топлива.Следовательно, оба остаются пропорциональными.

Здесь для работы системы используются две пружины. Одна из них — это основная пружина, а другая — под названием «Плунжерная пружина». Основная пружина предназначена для управления подачей топлива в топливную форсунку, топливо, поступающее из топливного насоса, находится под давлением, и это давление заставляет главную пружину открываться и пропускать топливо внутрь топливной форсунки.

Когда топливо поступает во впускное отверстие, оно смешивается с воздухом, и давление увеличивается, это увеличивающееся давление заставляет пружину плунжера двигаться вперед и назад, что, в свою очередь, заставляет плунжер перемещаться наружу, вызывая открытие сопла и, следовательно, контролируемое распыление топлива происходит.Как вы можете заметить, используемый здесь механизм зависит от пружин, поэтому многие технические специалисты часто называют механические форсунки подпружиненными форсунками.

После завершения впрыска топлива для данного цикла, в соответствии с вводом, заданным блоком управления, давление затем снижается, и в конечном итоге толкаемый наружу плунжер перестает испытывать давление и возвращается в исходное положение. Это приводит к заеданию спрея и, следовательно, к прекращению подачи топлива на определенный цикл.

Читайте также: Что происходит, когда топливные форсунки выходят из строя

Электронные топливные форсунки

Здесь мы поговорим о втором типе топливных форсунок и о том, как эти топливные форсунки работают . Это довольно новая реализация топливных форсунок, так как многие новые автомобили, поступающие в настоящее время, имеют эту систему.

Как написано выше, базовый принцип работы этой и механической системы совершенно одинаковый. Однако есть два момента, в которых они различаются.А именно, количество топлива и натяжение, используемое для открытия и закрытия клапана с помощью пружины. Вместо того, чтобы использовать эти две функции для управления разбрызгиванием топлива, электронные системы используют электронный блок управления, который управляет всеми необходимыми функциями.

Некоторые датчики помогают отслеживать такие вещи, как температура воздуха, давление воздуха на впуске, температура двигателя, частота вращения двигателя, положение акселератора. Все они подключены к ЭБУ, и текущая информация поступает в ЭБУ в режиме реального времени.

Электронная топливная форсунка

В соответствии с условиями и расчетами, выполненными ЭБУ, он вычисляет конкретное количество топлива, которое необходимо для подачи в цилиндры. Все эти входные данные поступают в ЭБУ в режиме реального времени, и обработка происходит так быстро, что степень открытия клапанов рассчитывается почти одновременно.

Топливные направляющие используются для перекачки топлива из топливного бака, и эти направляющие соединены с топливной форсункой. Внутри топливных направляющих поддерживается постоянное давление, и установлен электрический топливный насос, который позволяет топливу перемещаться по топливным направляющим в топливную форсунку.

По мере того, как данные поступают в ЭБУ, он вычисляет количество топлива, которое необходимо впрыснуть, и количество клапанов, которые необходимо открыть, чтобы это произошло. Когда электронные сигналы отправляются от блока управления двигателем на штифты топливной форсунки, которые, в свою очередь, подключены к батарее и системе зажигания, внутри топливной форсунки создается электромагнит, который заставляет плунжер перемещаться наружу, тем самым создавая путь для подачи топлива. проходить. Это отверстие для топлива очень точно рассчитывается ЭБУ.Таким образом, форсунка наконец открылась, и топливо распыляется на двигатель внутреннего сгорания.

После завершения определенного цикла впрыска топлива ЭБУ прекращает посылать электронный сигнал на топливную форсунку и, таким образом, отключать электромагнит. Поскольку электромагнит деактивируется, больше нет ничего, что толкало бы плунжер наружу, форсунка закрывается, что приводит к остановке распыления топлива.

Это механизм, используемый электронными топливными форсунками, где электронная схема используется для точного открытия клапана, и, следовательно, здесь не используется никакой механический механизм, хотя принцип управления как в механических, так и в электронных топливных форсунках довольно одинаковый.

Заключение

Топливная форсунка является прекрасным примером инженерной мысли и значительно упростила задачу доставки нужного количества топлива для сгорания. Они также помогли автомобильной промышленности достичь эффективности, улучшить переходную реакцию дроссельной заслонки, и они также очень помогают при холодном пуске, поскольку клапаны позволяют протекать большему количеству топлива в течение короткого промежутка времени, что невозможно сделать с использованием карбюраторных двигателей.

Как работают системы впрыска топлива

Алгоритмы, управляющие двигателем, довольно сложны.Программное обеспечение должно позволять автомобилю соответствовать требованиям по выбросам на 100 000 миль, соответствовать требованиям EPA по экономии топлива и защищать двигатели от неправильного использования. И есть еще десятки других требований.

Блок управления двигателем использует формулу и большое количество справочных таблиц для определения ширины импульса для заданных условий эксплуатации. Уравнение будет представлять собой серию множества множителей, умноженных друг на друга. Многие из этих факторов будут взяты из справочных таблиц. Мы рассмотрим упрощенный расчет ширины импульса топливной форсунки .В этом примере в нашем уравнении будет только три фактора, тогда как в реальной системе управления их может быть сто или больше.

Ширина импульса = (основная ширина импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B)

Для вычисления ширины импульса ЭБУ сначала ищет базовую ширину импульса в справочной таблице. Базовая ширина импульса является функцией частоты вращения двигателя (об / мин) и нагрузки (которая может быть рассчитана по абсолютному давлению в коллекторе). Допустим, частота вращения двигателя составляет 2000 об / мин, а нагрузка — 4.Мы находим число на пересечении 2000 и 4, что составляет 8 миллисекунд.

1

об / мин	Нагрузка
	1	2	3	4						2	3	4	5
2,000	2	4	6	8	10
3,000	3	6	9	12	15
4,000	4	8	12	16	20

В следующих примерах A и B — это параметры, поступающие от датчиков.Допустим, A — это температура охлаждающей жидкости, а B — уровень кислорода. Если температура охлаждающей жидкости равна 100, а уровень кислорода равен 3, справочные таблицы говорят нам, что коэффициент A = 0,8 и коэффициент B = 1,0.

1,2

A	Фактор A		B	Фактор B
0		0	1.0
25	1,1		1	1,0
50	1,0		2	1,0
75	0,9		3	1,0
100	0,8		4	0.75

Итак, поскольку мы знаем, что ширина основного импульса является функцией нагрузки и числа оборотов в минуту, и что ширина импульса = (ширина основного импульса) x (коэффициент A) x (коэффициент B) , общая ширина импульса в нашем примере равна:

8 x 0,8 x 1,0 = 6,4 миллисекунды

Из этого примера вы можете увидеть, как система управления выполняет настройки. Если параметр B представляет собой уровень кислорода в выхлопе, справочная таблица для B — это точка, в которой (по мнению разработчиков двигателей) слишком много кислорода в выхлопе; и, соответственно, ЭБУ сокращает расход топлива.

Реальные системы управления могут иметь более 100 параметров, каждый со своей таблицей поиска. Некоторые параметры даже меняются со временем, чтобы компенсировать изменения в характеристиках компонентов двигателя, таких как каталитический нейтрализатор. И в зависимости от оборотов двигателя ЭБУ может выполнять эти вычисления более ста раз в секунду.

Чипы производительности
Это подводит нас к обсуждению чипов производительности. Теперь, когда мы немного понимаем, как работают алгоритмы управления в ЭБУ, мы можем понять, что делают производители микросхем производительности, чтобы получить больше мощности от двигателя.

Чипы Performance производятся компаниями вторичного рынка и используются для увеличения мощности двигателя. В ЭБУ есть микросхема, которая содержит все таблицы поиска; чип производительности заменяет этот чип. Таблицы в микросхеме производительности будут содержать значения, которые приводят к увеличению расхода топлива в определенных условиях движения. Например, они могут подавать больше топлива при полностью открытой дроссельной заслонке на каждой скорости двигателя. Они также могут изменить время зажигания (для этого тоже есть справочные таблицы). Поскольку производители чипов производительности не так озабочены такими проблемами, как надежность, пробег и контроль выбросов, как производители автомобилей, они используют более агрессивные настройки в топливных картах своих чипов производительности.

Для получения дополнительной информации о системах впрыска топлива и других автомобильных темах перейдите по ссылкам на следующей странице.

Что такое топливная форсунка и как она работает?

Введение

«Совершенствование технологий сегодня приведет вас к большей эффективности завтра» очень правильно сказано, поскольку с увеличением зависимости человека от машин не только облегчает жизнь, но и увеличивает потребность в топливе, особенно если мы говорим Что касается автомобилей, количество транспортных средств на дорогах резко увеличилось с начала 20-го века, что напрямую отражает спрос на топливо, а также цены, поэтому у исследователей возникла необходимость создать инновационную систему, которая может сделать привод доступным, а также надежный.Чтобы решить эту проблему, в 1920 году компания Bosch придумала устройство под названием «Топливный инжектор» для дизельного двигателя, которое стало настоящим прорывом в области двигателей внутреннего сгорания, так что давайте просто углубимся в подробности.

Что такое топливная форсунка?

Топливная форсунка — это механическое устройство с электронным управлением, которое используется для впрыска / распыления (как шприц) топлива в двигатель для приготовления правильной воздушно-топливной смеси, которая, в свою очередь, обеспечивает эффективное сгорание в двигателе?

Положение топливных форсунок различается в зависимости от конструкции двигателя, но обычно они устанавливаются на головке двигателя с наконечником внутри камеры сгорания двигателя.

Зачем они нужны?

Топливные форсунки необходимы для всех автомобилей в наши дни, потому что-

• Принцип работы двигателей внутреннего сгорания прямо указывает на то, что лучше качество топливно-воздушной смеси лучше сгорание, что, в свою очередь, обеспечивает более высокий КПД двигателя. , поэтому нам нужны топливные форсунки, которые обеспечивают гораздо лучшее качество топливовоздушной смеси, чем карбюраторы.
• Неправильное смешивание воздуха с топливом, обеспечиваемое карбюраторами, оставляет различные несгоревшие частицы внутри камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания, что приводит к неправильному распространению пламени сгорания, из-за чего происходит сбой в работе двигателя, известный как детонация или детонация, чтобы избежать почти все автомобили на дорогах сегодня используют технологию впрыска топлива.
• Потери топлива в виде углерода или несгоревших частиц внутри камеры сгорания напрямую отражают пробег транспортного средства, что нежелательно, поэтому во избежание этого становится важным использование технологии впрыска топлива.
• В случае карбюраторов контроль качества и времени топливовоздушной смеси (дозирование топлива) не является точным, как в карбюраторах, регулировка может выполняться механически, но когда дело доходит до топливных форсунок, благодаря их интеллектуальному электронному блоку управления или электронному управлению. .c.u может быть достигнута высокая точность дозирования топлива.
• Было замечено, что не только пробег, но и характеристики автомобилей с впрыском топлива лучше, чем у автомобилей с карбюратором.

Также читайте:

Типы топливных форсунок

Развитие технологий впрыска топлива привело к появлению различных механизмов впрыска топлива, таких как впрыск топлива в корпус дроссельной заслонки, многоточечный впрыск топлива, последовательный впрыск топлива и прямой впрыск, который могут использоваться в зависимости от области применения, но когда дело доходит до типов топливных форсунок, категоризация их является действительно сложной задачей.Согласно нам, топливные форсунки можно разделить на —

На основе топлива

На основе впрыска топлива форсунки бывают 2 типов —

1. Форсунки дизельного топлива

Эти топливные форсунки используются впрыскивать или распылять дизельное топливо (которое является более тяжелым топливом, чем бензин) непосредственно в камеру сгорания дизельного двигателя для дальнейшего сгорания путем сжатия.

Капилляр и сопло форсунок дизельного топлива выполнены таким образом, что они могут образовывать пакеты дизельного топлива при распылении топлива внутри камеры сгорания.

Дизельные топливные форсунки требуют более мощного впрыска, чем бензиновые форсунки, поскольку дизельное топливо тяжелее бензина.

2. Бензиновые топливные форсунки

Они представляют собой топливные форсунки, используемые для впрыска или распыления бензина непосредственно или через впускной коллектор в камеру сгорания для дальнейшего сгорания искры.

Капилляр и сопло бензиновых топливных форсунок делаются меньше или такие же, как у дизельных топливных форсунок, в зависимости от требований.

Так как бензин легче дизельного топлива, бензиновые форсунки требуют меньше нагнетания впрыска, чем дизельные форсунки.

На основе учета топлива

На основе учета топлива (контроль скорости, количества и давления топлива) топливные форсунки бывают двух типов —

1. Топливные форсунки с механическим управлением

Они представляют собой топливные форсунки, в которых управление скоростью, количеством, синхронизацией и давлением топлива осуществляется механически с помощью пружины и плунжера, которые принимают входной сигнал от кулачка и узла топливного насоса или от распределителя топлива (опережающего).

2. Топливные форсунки с электронным управлением

Это топливные форсунки, в которых управление скоростью, количеством, давлением и синхронизацией топлива осуществляется электронным способом с помощью электронного соленоида, который принимает входные данные либо от распределителя топлива, либо от электронный блок управления (усовершенствованный) автомобиля.

Конструкция топливных форсунок

Конструктивная конструкция топливной форсунки напоминает форсунку для садового душа, которая используется для распыления воды на траву, ту же цель выполняет топливная форсунка, но разница в топливе вместо воды. , форсунка распыляет топливо внутри двигателя.позволяет понять конструкцию топливных форсунок, рассматривая топливные форсунки с механическим управлением и топливные форсунки с электронным управлением —

Топливные форсунки с механическим управлением

Топливные форсунки с механическим управлением, состоящие из следующих частей:

• Корпус форсунки –Это внешний корпус или его можно назвать оболочкой, внутри которой все остальные части форсунок устроены так же, как садовый душ. Внутренняя часть корпуса форсунки спроектирована таким образом, что она содержит точно спроектированный капилляр или канал, через который топливо под высоким давлением из топливного насоса может течь для дальнейшего распыления.

• Плунжер — Плунжер используется на сопле или узком конце топливной форсунки, который используется для открытия или закрытия форсунки под действием давления топлива, регулируемого распределителем топлива или регулятором двигателя.
• Пружины — Две пружины используются внутри топливных форсунок с механическим управлением, которые: Увеличение форсунки приводит к открытию форсунки и возвращается в исходное положение при понижении давления, что, в свою очередь, закрывает форсунку.
• Основная пружина — Основная пружина используется для управления впуском топливной форсунки. Основная пружина работает под действием давления топлива, создаваемого топливным насосом.

Также читайте:

Топливная форсунка с электронным управлением

Это интеллектуальный тип топливной форсунки, которая управляется электронно электронным блоком управления двигателя, который также известен как мозг современных двигателей.

Топливные форсунки с электронным управлением состоят из следующих частей —

• Корпус форсунки — Так же, как и у топливной форсунки с механическим управлением, корпус этого типа форсунки представляет собой точно спроектированный полый корпус, внутри которого расположены все остальные компоненты.
• Плунжер- Как и в топливной форсунке с механическим управлением, плунжер используется для открытия и закрытия форсунки, но в топливной форсунке с электронным управлением открытие форсунки регулируется электронно с помощью электромагнитов.
• Пружина — Так же, как и в топливной форсунке с механическим управлением, плунжерная пружина используется для удержания плунжера в его положении, чтобы при необходимости закрыть сопло топливной форсунки.
• Электромагниты — В отличие от топливных форсунок с механическим управлением, этот тип форсунок оборудован электромагнитами, расположенными непосредственно вокруг плунжера, который управляет открытием форсунки, принимая электронный сигнал от электронного блока управления двигателем через электронный разъем соединение, соединяющее топливную форсунку с электронным блоком управления двигателем.
• Электронный штекер / соединение- На верхнем конце топливной форсунки с электронным управлением имеется соединение / штекер, через который электронный сигнал от электронного блока управления двигателем передается на электромагниты, которые, в свою очередь, открывают форсунку по порядку. для распыления топлива.
Рабочий

На данный момент нам известно назначение топливной форсунки. Итак, чтобы понять поведение различных частей топливной форсунки для достижения этой цели, давайте рассмотрим механические и электронные топливные форсунки —

Топливная форсунка с механическим управлением

Когда мы включаем зажигание автомобиля, чтобы запустить двигатель, топливный насос двигателя начинает перекачивать топливо в распределитель топлива, который, в свою очередь, начинает регулировать время и количество распыляемого топлива.

• После топливораспределителя топливо поступает в топливную форсунку в соответствии с инструкцией распределителя топлива по топливопроводам.
• В топливной форсунке, когда это топливо под высоким давлением достигает топливной форсунки, из-за своего высокого давления это топливо толкает впускную или главную пружину, чтобы войти в топливную форсунку.
• Когда это топливо поступает в топливную форсунку, оно начинает толкать пружину плунжера, которая, в свою очередь, толкает плунжер наружу, и происходит открытие форсунки, что приводит к разбрызгиванию топлива.
• Когда распыление топлива для определенного цикла завершается в соответствии с вводом, подаваемым распределителем топлива, давление внутри топливной форсунки уменьшается, из-за чего пружина плунжера сохраняет свое исходное положение, что приводит к закрытию форсунки и разбрызгиванию подача топлива прекращается для этого конкретного цикла.

Топливная форсунка с электронным управлением

Когда мы ВКЛ зажигание автомобиля, чтобы запустить двигатель, топливный насос вместе с электронным блоком управления двигателем.

• Топливный насос начинает подачу топлива в топливную форсунку, а время, количество и давление топлива, поступающего в топливную форсунку, регулируются электронным блоком управления.
• Электронный блок управления посылает электронный сигнал на топливную форсунку с помощью электронного соединения, из-за этих электронных сигналов от ЭБУ срабатывают электромагниты внутри топливной форсунки, которые, в свою очередь, толкают плунжер наружу, что приводит к открытию сопла и, наконец, происходит распыление топлива.
• После завершения этого конкретного цикла электронный сигнал от ЭБУ прекращается, что, в свою очередь, отключает электромагниты, из-за чего поршень возвращается в исходное положение, что приводит к закрытию сопла и прекращению распыления топлива.
• Закрытие форсунки поддерживается пружиной плунжера.

Это все про топливную форсунку. Если вы нашли эту статью полезной и информативной, не забудьте поставить лайк и поделиться ею с друзьями.

Принцип электронного впрыска топлива

Принцип, используемый большинством автомобилей для регулирования топливных форсунок, следующий:

Одноканальная многоточечная система или «одновременный впрыск»

Цель:

Только один драйвер / транзистор запускает все форсунки одновременно.

Это также означает: Все форсунки параллельно соединены друг с другом электроникой.

Форсунка впрыскивает относительно большое количество топлива. Поэтому время открытия короткие, но частота включения и выключения последовательностей высока.Частый Последовательность включения и выключения форсунки / форсунок вызывает турбулентность. Турбулентность вместе с высоким коэффициентом дезинтеграции / распыления топлива улучшит действие стадии газожидкостной смеси. Мы сейчас говорим о многоточечной системе! Тогда все форсунки открываются и закрываются одновременно. Нельзя синхронизировать каждый цилиндр, так что каждая форсунка распыляет впускное отверстие, когда оно открыто — для этого нужна последовательная система.

Каждая форсунка находится под давлением топлива, и время открытия очень короткое.Открытие время составляет от 1 до 10 мс в зависимости от производителя вашей системы и нагрузка на двигатель. Время закрытия форсунки составляет от 50 до 100 мс (на холостом ходу).

Термины «время открытия» и «время закрытия» находятся здесь (и в соответствующих документы с этого веб-сайта), эквивалентные характеристикам электрического сигнала, а не время открытия или закрытия клапана топливной форсунки. Собственно, можно рассматривать как ширина импульса и фактическое время открытия аналогичны, но позвольте мне объяснить проблему более подробно. деталь: эффективное время открытия топливной форсунки или интервал, в течение которого форсунка впрыскивает топливо, происходит через некоторое время после электрического импульса.Причина такого поведения зависит от от электрической индукции в катушке форсунки и механической инерции. Задержка составляет примерно 1 мс, а время, необходимое для начала движения клапана, называется мертвым временем или временем задержки. Когда электрический импульс закончится, клапан начнет закрываться, но, опять же, требуется время. до закрытия клапана. Хотя у этого времени в основном такая же продолжительность, как у мертвых временной интервал, но имеет тенденцию быть короче. Производители топливных форсунок гарантируют однако эти задержки не влияют на линейность.Задержки (или время задержки) варьируются в зависимости от производителя, но масса топлива на единицу всегда соответствует электрическому вариации сигнала линейной функцией. Это только при очень коротком времени открытия в качестве инжектора может быть нелинейным. Подробнее о линейности форсунок ниже.

Частота открытия форсунок зависит от оборотов двигателя. Так что если скорость / об / мин увеличивается, частота делать то же самое. Время работы также зависит от нагрузка на двигатель, как я уже сказал.Нет никакой связи между частотой и время открытия. Вместо этого они работают совершенно независимо друг от друга.

Когда топливо представляет собой этанол, каждую форсунку необходимо открывать дольше обычного. Этот вопрос быть легкой проблемой для топливного компьютера двигателя, но дополнительное количество топлива слишком далеко от обычных вариантов бензина различного качества, поэтому компьютер вскоре достигает предел, и этот предел также различается в зависимости от производителя топливного компьютера.

Это просто ограничение электроники, не более того, но есть объяснение таким образом, чтобы устроить здесь такую ​​систему, и это действительно для безопасности. Когда компьютер достигает предела того, что, по его мнению, является слишком большим количеством топлива, интерпретирует компьютер, что это, вероятно, утечка топлива. Это ненормально и, следовательно, также горит светодиод неисправности двигателя.

По идее, такая индикация может предотвратить аварию — пожар.

В Интернете ходили слухи, что продлевать открытие нельзя. время форсунки, потому что импульсы попадают друг в друга, когда двигатель достигает определенной скорости.Интерпретируйте рисунок ниже; вы легко можете это понять. Фактически, расстояния между каждым промежутком / интервалом больше. Если мы начнем с двигатель на холостом ходу и посмотрите, как долго впускной клапан может быть открыт, а затем холостой ход скорость около 800 об / мин — это будет около 13 об / сек. Впускной порт открывать половину оборота коленвала каждые два круга, 1 / (13×2) секунды — это 38 мс. Время закрытия или интервал до следующего импульса будет 38×3 = 114 мс. Было бы у нас есть последовательная система, если у каждого инжектора есть 38 мс для впрыска нужного количество топлива.Сравните затем с многоточечной системой, в которой время открытия на холостом ходу около 2 мс! Для последовательной системы все форсунки рассчитаны по времени, а открытие время немного больше, скажем 3 мс. Вместе со временем закрытия у нас есть 3 мс плюс время закрытия 114 мс. Таким образом, одна форсунка открыта 2,5% от максимального времени, в течение которого может быть открытым.

Если выбрать скорость 10000 об / мин, то получится 167 об / сек. Время впускной клапан открыт, тогда становится 3 мСм, а интервал составляет 9 мСм.Инжектор может затем оставаться открытым 25% максимального времени только во время такта впуска. Было бы производитель двигателя не рассчитывает на превышение габаритов при нагрузке на двигатель. а скорость максимальная? Предположим, что форсунка открыта на 50% максимум. нагрузка. Тогда еще есть место, чтобы удвоить топливо, если вы захотите тюнингуйте двигатель! Вместо настройки мы увеличиваем длительность импульса на 40%. для инжектора, который открыт 50% от максимального времени, поэтому общее время будет 70%, а затем еще 30% времени, чтобы выжать из трима (при максимальной нагрузке).Я думаю, что есть место, как вы думаете?

Дело в том, что там недостаточно хороших с линейным изменением.

При использовании низкоэнергетического топлива возникает небольшая проблема.

Кривая, применимая к бензину, не применима ко всем низкоэнергетическим видам топлива. Если твой компьютер открывает дроссельную заслонку для нового топлива, как это было для бензина, будет ли двигатель либо разбогатеть, либо похудеть, по крайней мере, на короткое время, прежде чем компьютер отрегулирует дозировка.Лямбда-зонд знает, что двигатель получил неправильное количество топлива, и система перезагрузится.

Однако при использовании этанола или E85 можно считать с линейным изменением. В компьютер может открываться для топлива, как для бензина — тогда он работает нормально, таким образом, следуйте тому же графику (отображение), что и бензин. Некоторые проблемы остаются — и который применяет настройки, когда лямбда-контроль отключен.

Отображение обычно достаточно хорошее, если вы имеете дело с обычными грузовые автомобили, но насколько большим должно быть расширение импульса, намного больше сложно предсказать — это зависит от линейности топливной форсунки или вернее; наклон графика линейности.Если увеличить пульс длина на 30%, так что это не значит, что расход топлива увеличится на 30%. Может быть, количество увеличится только на 25%, а может быть, увеличение идет в сторону 40% …

Важно понимать, что топливная форсунка имеет запаздывание, мертвая время до его открытия. Синий инжектор имеет мертвое время 0,8 мс, но как только он открывается, действует линейно почти сразу. На нелинейной части обычно присутствуют время открытия двигателя на холостом ходу, поэтому на него можно не обращать внимания.Ширина импульса ниже 0,8 мс не повлияет на форсунки в приведенном выше примере. Линейность изменяется, если напряжение питания изменяется, но топливный компьютер может довольно легко это компенсировать. С моими схемами IPE можно решить, какие удлинение импульса, которое наилучшим образом соответствует линейности форсунки, через один или два потенциометры. Хотя, импульсную линейность тоже можно изменить, но следует обычно держатся как можно выше.

На этом изображении показано нечто среднее между обычной многоточечной системой и последовательной система.Один канал — это два канала — два канала, многоточечные … или вы можете также рассматривайте это как разделение на группы. Двигатель V8 может иметь такую ​​конфигурацию, в котором два водителя используют одну половину форсунок.

Однако это изображение не показывает принцип для V8.

---

РАЗЛИЧНЫЕ СИСТЕМЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Одноточечный впрыск или впрыск дроссельной заслонки (TBI)


Самый ранний и простой тип впрыска топлива, одноточечный, просто заменяет карбюратор с одной или двумя форсунками в корпусе дроссельной заслонки, который горловина впускного коллектора двигателя.Для некоторых автопроизводителей одноточечный инъекция была ступенькой к более сложной многоточечной системе. Хотя не такой же точный, как и последующие системы, TBI измеряет топливо лучше, чем карбюраторные, они дешевле и проще в обслуживании.


Портовый или многоточечный впрыск топлива (MPFI)

Многоточечный впрыск топлива выделяет отдельную форсунку для каждого цилиндра, прямо за входным портом, поэтому систему иногда называют портовой инъекция.Стрельба паров топлива так близко к впускному отверстию почти гарантирует что он будет полностью втянут в цилиндр. Главное преимущество в том, что MPFI измеряет топливо более точно, чем конструкции TBI, что позволяет лучше достичь желаемого уровня воздуха / топлива соотношение и улучшение всех связанных аспектов. Кроме того, это практически исключает возможность это топливо будет конденсироваться или собираться во впускном коллекторе. С TBI и карбюраторами, впускной коллектор должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло от двигателя, чтобы испарить жидкое топливо.В этом нет необходимости для двигателей, оснащенных MPFI, поэтому Впускной коллектор может быть выполнен из более легкого материала, даже из пластика. Инкрементальный Результатом является улучшение экономии топлива. Также там, где обычные металлические впускные коллекторы должны быть расположены наверху двигателя для отвода тепла, те, что используются в MPFI, могут быть размещены более творчески, предоставляя инженерам гибкость при проектировании.


Последовательный впрыск топлива (SFI)

Последовательный впрыск топлива, также называемый последовательным впрыском топлива в порт (SPFI) или синхронизированный впрыск — это тип многопортового впрыска.Хотя в базовом MPFI используются несколько форсунок, все они распыляют топливо одновременно или группами. Как результат, топливо может «зависать» над портом до 150 миллисекунд, когда двигатель работает на холостом ходу. Это может показаться не таким уж большим, но этого недостатка достаточно, чтобы инженеры Решение этой проблемы: Последовательный впрыск топлива запускает каждую форсунку независимо. Работая по времени, как свечи зажигания, они распыляют топливо непосредственно перед забором клапан открывается.Это кажется незначительным шагом, но эффективность и выбросы улучшаются. в очень малых дозах.


Прямой впрыск

Прямой впрыск продвигает концепцию впрыска топлива настолько далеко, насколько это возможно, впрыскивая топливо прямо в камеры сгорания, мимо клапанов. Чаще встречается в дизельном топливе двигателей, непосредственный впрыск начинает появляться в конструкциях бензиновых двигателей и в наши дни широко распространены, иногда их называют DIG для бензина с непосредственным впрыском.Опять же, дозирование топлива даже более точное, чем в других схемах впрыска, а прямой впрыск дает инженерам еще одну возможность точно влиять на как происходит горение в цилиндрах. Наука о конструкции двигателя внимательно изучает как топливно-воздушная смесь вращается в цилиндрах и как распространяется взрыв от точки возгорания. Такие вещи, как форма цилиндров и поршней; порт и расположение свечей зажигания; время, продолжительность и интенсивность искры; и количество искр свечи на цилиндр (возможно несколько) влияют на равномерность и полноту топлива. воспламенения в бензиновом двигателе.Прямая инъекция — еще один инструмент в этой дисциплине, который может использоваться в двигателях, работающих на обедненной смеси с низким уровнем выбросов.


Источник: Cars.com

СИСТЕМА ВПРЫСКА: КОМПОНЕНТЫ, ВИДЫ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

«Топливный инжектор — это механическое устройство с электронным управлением, которое отвечает за распыление (впрыск) нужного количества топлива в двигатель, чтобы создать подходящую воздушно-топливную смесь для оптимального сгорания.”

Технология была создана в начале 20 века и впервые реализована на дизельных двигателях. К последней трети 20-го века он также стал популярным среди обычных бензиновых двигателей.

Электронный блок управления (ЭБУ в системе управления двигателем) определяет точное количество и конкретное время требуемой дозы бензина (бензина) для каждого цикла, собирая информацию от различных датчиков двигателя. Таким образом, ЭБУ отправляет управляющий электрический сигнал правильной продолжительности и времени на катушку топливной форсунки.Таким образом открывается форсунка, через которую бензин проходит в двигатель.

На один вывод катушки форсунки напрямую подается напряжение 12 В, которое контролируется ЭБУ, а другой вывод катушки форсунки открыт. Когда ЭБУ определяет точное количество топлива и время его впрыска, активирует соответствующую форсунку, переключая другую клемму на массу (массу, т. Е. Отрицательный полюс).

КОМПОНЕНТЫ

Целью системы впрыска топлива является дозирование, распыление и распределение топлива по воздушной массе в цилиндре.В то же время он должен поддерживать требуемое соотношение воздух-топливо в соответствии с нагрузкой и скоростью двигателя.

* Насосные элементы:

Для перемещения топлива из топливного бака в цилиндр.

* Дозирующие элементы:

Для измерения подачи топлива со скоростью, необходимой для регулирования скорости и нагрузки на двигателе

* Контроль дозирования:

Для регулировки нормы дозирования элементов при изменении нагрузки и частоты вращения двигателя.

* Контроль смеси:

Для регулировки соотношения топлива и воздуха в зависимости от нагрузки и скорости.

* Раздаточные элементы:

Для равномерного распределения дозированного топлива между цилиндрами.

* Контроль времени:

Для фиксации запуска и остановки процесса смешения топлива с воздухом.

ВИДЫ ТОПЛИВНЫХ ИНЖЕКТОРОВ

1. Верхняя подача — Топливо поступает сверху и выходит снизу.

2. Боковая подача — Топливо попадает сбоку на штуцере форсунки внутри топливной рампы.

3. Форсунки корпуса дроссельной заслонки — (TBI) Расположены непосредственно в корпусе дроссельной заслонки.

ВИДЫ СИСТЕМ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

1. Одноточечный впрыск топлива в корпус дроссельной заслонки

Также называемый одинарным портом, это был самый ранний тип впрыска топлива, появившийся на рынке. Все автомобили имеют впускной коллектор, через который в двигатель сначала поступает чистый воздух. TBFI работает, добавляя правильное количество топлива в воздух перед его распределением по отдельным цилиндрам.Преимущество TBFI в том, что он недорогой и простой в обслуживании. Если у вас когда-нибудь возникнет проблема с инжектором, вам нужно заменить только один. Кроме того, поскольку этот инжектор имеет довольно высокий расход, его не так просто засорить.

Технически системы дроссельной заслонки очень прочные и требуют меньшего обслуживания. При этом впрыск дроссельной заслонки сегодня используется редко. Транспортные средства, которые все еще используют его, достаточно стары, поэтому обслуживание будет более серьезной проблемой, чем это было бы с более новым автомобилем с меньшим пробегом.

Еще один недостаток TBFI — неточность. Если вы отпустите педаль акселератора, в воздушной смеси, поступающей в ваши цилиндры, все равно будет много топлива. Это может привести к небольшой задержке перед замедлением или, в некоторых автомобилях, к выбрасыванию несгоревшего топлива через выхлопную трубу. Это означает, что системы TBFI не так экономичны, как современные системы.

2. Многопортовый впрыск

Многоточечный впрыск просто перемещал форсунки дальше вниз по направлению к цилиндрам.Чистый воздух поступает в первичный коллектор и направляется к каждому цилиндру. Инжектор расположен в конце этого порта, прямо перед тем, как он всасывается через клапан в ваш цилиндр.

Преимущество этой системы в том, что топливо распределяется более точно, при этом каждый цилиндр получает свою собственную струю топлива. Каждая форсунка меньше и точнее, что позволяет снизить расход топлива. Обратной стороной является то, что все форсунки распыляют одновременно, а цилиндры срабатывают один за другим.Это означает, что у вас может быть остаток топлива между периодами впуска, или у вас может возникнуть возгорание цилиндра до того, как форсунка сможет подать дополнительное топливо.

Многопортовые системы

отлично работают, когда вы путешествуете с постоянной скоростью. Но когда вы быстро ускоряетесь или убираете ногу с дроссельной заслонки, такая конструкция снижает либо экономию топлива, либо производительность.

3. Последовательный впрыск

Системы последовательной подачи топлива очень похожи на многопортовые системы.При этом есть одно ключевое отличие. Последовательная подача топлива — раз. Вместо того, чтобы все форсунки срабатывали одновременно, они подают топливо одна за другой. Время согласовано с вашими цилиндрами, что позволяет двигателю смешивать топливо прямо перед тем, как клапан открывается, чтобы всасывать его. Такая конструкция позволяет улучшить экономию топлива и производительность.

Поскольку топливо остается в порту только на короткое время, последовательные форсунки имеют тенденцию служить дольше и оставаться более чистыми, чем другие системы.Благодаря этим преимуществам на сегодняшний день наиболее распространенным типом впрыска топлива в транспортных средствах являются последовательные системы.

Единственным небольшим недостатком этой платформы является то, что она оставляет меньше места для ошибок. Топливно-воздушная смесь всасывается в цилиндр только через мгновение после открытия форсунки. Если он грязный, забитый или не реагирует, ваш двигатель будет испытывать нехватку топлива. Форсунки необходимо поддерживать на максимальной мощности, иначе ваш автомобиль начнет работать с неровностями.

4. Прямой впрыск

Если вы начали замечать закономерность, вы, вероятно, догадались, что такое прямая инъекция.В этой системе топливо впрыскивается прямо в цилиндр, полностью минуя воздухозаборник. Производители автомобилей премиум-класса, такие как Audi и BMW, хотят убедить вас, что прямой впрыск является новейшим и лучшим вариантом. Что касается характеристик бензиновых автомобилей, они абсолютно правы! Но эта технология далеко не нова. Он использовался в авиационных двигателях со времен Второй мировой войны, и почти все дизельные автомобили имеют непосредственный впрыск, потому что топливо намного гуще и тяжелее.

В дизельных двигателях прямой впрыск очень надежен.Доставка топлива может потребовать много злоупотреблений, а проблемы с обслуживанием сведены к минимуму.

В бензиновых двигателях непосредственный впрыск применяется почти исключительно в транспортных средствах с высокими характеристиками. Поскольку эти автомобили работают с очень точными параметрами, особенно важно поддерживать вашу систему подачи топлива. Несмотря на то, что автомобиль будет продолжать работать в течение долгого времени, если им пренебречь, его характеристики быстро снизятся.

СПОСОБЫ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Есть два способа впрыска топлива в системе зажигания от сжатия

1.Нагнетание воздушным дутьем
2. Безвоздушное или твердое нагнетание

1. Нагнетание воздушным дутьем

Этот метод первоначально использовался в больших стационарных и судовых двигателях. Но сейчас он устарел. В этом методе воздух сначала сжимается до очень высокого давления. Затем впрыскивается струя этого воздуха, увлекая за собой топливо в цилиндры. Скорость впрыска топлива регулируется изменением давления воздуха. Воздух высокого давления требует многоступенчатого компрессора, чтобы баллоны с воздухом оставались заряженными.2. Этот метод используется для всех типов малых и больших дизельных двигателей. Его можно разделить на две системы

1. Индивидуальная насосная система: в этой системе каждый цилиндр имеет свой индивидуальный насос высокого давления и измерительный блок.

2. Система Common Rail: в этой системе топливо перекачивается многоцилиндровым насосом в Common Rail, давление в рампе регулируется предохранительным клапаном. Отмеренное количество топлива подается в каждый цилиндр от общей магистрали.

Это все о системе впрыска топлива.Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой статьи, задавайте их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт для получения более информативных статей. Спасибо, что прочитали.

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Форсунки управляются блоком управления двигателем (ЭБУ). Во-первых, ЭБУ получает информацию о состоянии двигателя и требованиях с помощью различных внутренних датчиков. После определения состояния и требований двигателя топливо забирается из топливного бака, транспортируется по топливопроводам и затем нагнетается топливными насосами.Правильное давление проверяется регулятором давления топлива. Во многих случаях топливо также разделяется с помощью топливной рампы, чтобы питать различные цилиндры двигателя. Наконец, инжекторам приказывают впрыснуть необходимое для сгорания топливо.