Форсунка двигателя внутреннего сгорания

Главное меню

Судовые двигатели

Форсунки бескомпрессорных дизелей разделяются на закрытые и открытые. Открытые форсунки по конструкции наиболее просты. У этих форсунок между топливным нагнетательным трубопроводом и пространством камеры сгорания нет каких-либо запорных уст­ройств. Необходимое давление впрыска создается за счет гидравли­ческого сопротивления сопловых отверстий и скорости движения плунжера топливного насоса.

Открытые форсунки имеют существенные недостатки. Остав­шееся после впрыскивания в форсунке и нагнетательной трубе топливо под действием упругих деформаций металла трубопровода выжимается и в небольшом количестве «подтекает» в камеру сго­рания, что вызывает значительное нагарообразование и засоряет отверстия сопел. Работа открытой форсунки сильно ухудшается при разработке сопловых отверстий, а также при ослаблении резкости начала подачи или при недостаточной резкости отсечки конца подачи у топливного насоса.

Поэтому в бескомпрессорных дизелях применяются чаще закрытые форсунки , имеющие иглу, которая запирает вход топлива в цилиндр в промежутках между его подачей.

На фиг. 115 показана схема действия закрытой форсунки. В корпусе распылителя 1 помещается игла 2, запорный конус кото­рой прижат к конической поверхности в распылителе через нажимную штангу 4 пружиной 5.

Игла перемещается под действием давления топлива. Это давление, действуя на кольцевую площадку иглы форсунки, создает силу, стремя­щуюся ее приподнять. Силе давления топлива противодействует сила пру­жины. Когда давление топлива прео­долевает эту силу, игла приподнима­ется с седла и открывает отверстие для впрыска топлива в цилиндр дви­гателя. В этих форсунках необходи­мое давление впрыска создается за счет определенной затяжки пружины и является постоянным, не завися­щим от каких-либо других причин.

Обычно в бескомпрессорных дизе­лях со струйным распыливанием топлива применяются распылители с большим числом отверстий (4—10) при диаметре этих отверстий 0,2— 0,4 мм (фиг. 116, а). У предкамерных и вихрекамерных дизелей применя­ются распылители с одним отверстием со штифтом в конце иглы, который входит внутрь распыливающего от­верстия и образует кольцевое про­ходное сечение шириной порядка 0,02—0,05 мм (фиг. 116,6). У некоторых дизелей имеются рас­пылители с плоской посадкой иглы на седло (фиг. 116, б)

На фиг. 117 показана одна из конструкций закрытой форсунки. В корпусе распылителя 1 помещается игла 2, упирающаяся в штангу 3, на тарелку 8 которой сверху давит пружина5. Натяжение этой пружины достигается соответствующим поворотом регулиро­вочного винта 6, воздействующего на верхнюю тарелку 7 пружины 5. Подвод топлива производится через штуцер 9. Просачивающееся топливо отводится через штуцер 4. Распылитель форсунки штифтовый.

На фиг. 118 представлена многодырчатая форсунка со щелевым фильтром топлива. Распылитель 1 , имеющий внизу по окружности несколько отверстий под углом к оси форсунки, прикреплен накид­ной гайкой 3 к корпусу 6 форсунки. Топливо через штуцер 7 и далее по вертикальному каналу в корпусе форсунки поступает в полость под иглой 2 , предварительно пройдя через щелевой фильтр, состоя­щий из гильз 4 и 5, вставленных одна в другую. На наружной поверх­ности гильзы 5 нарезаны неглубокие канавки. Канавки нарезают не на всю длину гильзы, поэтому топливо не может проходить вдоль канавок сквозь фильтр, а перетекает с одной канавки в другую через малый зазор между гильзами фильтра, оставляя в нем мель­чайшие частицы грязи. Это устройство предохраняет распылитель от попадания различных механических примесей.

Топливо, просачивающееся через зазор между иглой и распыли­телем, отводится из полости пружины к штуцеру 7 через канал 8.

Форсунки изготовляются в соот­ветствии с требованиями ГОСТов 7743-55 и 9928-61.

Материалы: http://vdvizhke.ru/dvigateli-vnutrennego-sgoranija/toplivnaja-apparatura-i-sistema-zazhyganija/forsunki.html

Форсунки предназначены для подачи в цилиндры топлива в распыленном состоянии. Основной частью форсунки является распылитель, в корпусе которого плотно притерта игла, закрывающая проход в сопло. Корпус и игла распылителя представляют собой пару деталей, приработанных совместной притиркой. Иглу и ее направляющую изготовляют из легированной стали и подвергают закалке до высокой твердости. Распылители бывают с одним (штифтовые) и с несколькими отверстиями, с конической и плоской посадкой иглы.

При помощи редукционного клапана, отрегулированного на давление 0,6—0,8 бар после топливного фильтра, поддерживается необходимое давление в нагнетательном трубопроводе. Во время работы дизеля редукционный клапан постоянно открыт и перепускает излишек топлива.

На рис. 3 показана конструкция охлаждаемой открытой форсунки дизеля 6БК-43. В нижней части корпуса форсунки установлен распылитель, имеющий пять отверстий диаметром 0,35 мм. Топливо подается в цилиндр двигателя топливным насосом по трубке, помещенной внутри корпуса форсунки. Давление при этом достигает 250 — 300 бар. Охлаждающая вода поступает через штуцер, опускается по каналам вниз, охлаждает распылитель и выходит через штуцер.

На рис. 4 изображена форсунка открытого типа дизеля 8ЧР 21,6/31 «Ганц Эндрашик». Детали форсунки монтируются в стальном корпусе, внутри которого располагаются дистанционная втулка, конусное сопло с одним отверстием и клапан в комплекте с седлом. Центральное отверстие сопла, вначале цилиндрическое, к выходу переходит в коническое. В проставочной трубке расположена клапанная пружина с державкой. Клапан и седло притерты друг к другу. Ножка клапана и державка соединены пружиной.

Топливо от топливного насоса по трубке подводится к штуцеру форсунки. Пройдя через центральное отверстие штуцера, оно открывает невозвратный клапан форсунки и поступает к конусному отверстию сопла. Как только давление в форсуночной трубке начинает уменьшаться, невозвратный клапан под действием пружины садится на свое седло, благодаря чему газы не могут проникнуть через сопло к топливоподводящему каналу.

Форсунки закрытого типа изготовляются автоматическими. Их внутренняя полость после впрыска топлива закрывается запорной иглой, вследствие чего перекрывается поступление топлива в камеру сгорания дизеля.

В нижней части стального корпуса форсунки с помощью гайки крепится распылитель и щелевой фильтр. Топливо, поданное насосом, проходит по каналам в корпусе форсунки и щелевом фильтре тонкой очистки и далее по каналам в корпус распылителя. При достижении давления топлива 200 бар приподнимается игла распылителя, составляющая с корпусом распылителя прецизионную пару. При этом игла воздействует на штангу, сжимает пружину форсунки, и топливо впрыскивается через семь отверстий корпуса распылителя в цилиндр двигателя. Сопловые отверстия имеют диаметр 0,25 мм. После снижения давления топлива игла под действием пружины садится в гнездо, резко прекращая впрыск. Зазор между иглой и корпусом составляет 0,001—0,003 мм. Топливо просачивается в зазоры

между иглой и распылителем и отводится по каналу в корпусе форсунки к штуцеру топливоотводящей трубки. Чтобы уменьшить просачивание топлива между корпусом и иглой распылителя, на последней сделаны две кольцевые канавки, которые являются лабиринтным уплотнением. В форсунке имеются сопло с одним отверстием и штифтовый распылитель.

Распылители с одним отверстием являются наиболее простыми по конструкции и менее сложны в изготовлении, чем с несколькими отверстиями. Они применяются в дизелях с раздельными камерами сгорания, так как последние сами по себе обеспечивают хорошее смесеобразование топлива с воздухом.

Топливо, подаваемое насосом, подводится по каналам в корпусе и распылителе в кольцевую расточку распылителя в нижней части. Когда давление топлива, создаваемое плунжером насоса и действующее на верхнюю коническую поверхность иглы, преодолевает усилие пружины, игла распылителя приподнимается, образуя кольцевой зазор шириной примерно 0,15 мм. Через этот зазор топливо впрыскивается в камеру сгорания.

В начале распыливания давление достигает 95— 110 бар. Регулируется оно винтом, после чего последний стопорится контргайкой. В конце подачи топлива, когда давление в трубопроводе снижается, игла под действием пружины садится на седло, отделяя полость форсунки от камеры сгорания.

В двигателях с предкамерным смесеобразованием топливо рас-пыливается последовательно форсункой и камерой предварительного сгорания. Конструкция рассматриваемой закрытой форсунки со щелевым фильтром двигателя 4СД 19/32 предусматривает только предварительное распылива-ние топлива в предкамеру через сопло диаметром 0,7 мм.

В отличие от ранее рассмотренных, в этой форсунке можно регулировать подъем иглы, контролировать ее работу и удалять из нее воздух. Подъем иглы регулируется винтом с контргайкой, а контроль за ее работой осуществляется с помощью проволочки, вставляемой в отверстие винта до упора в тарелку. Нормальная работа иглы характеризуется резкими толчками, ощущаемыми рукой.

Закрытая форсунка с несколькими отверстиями тихоходных дизелей средней мощности 8NVD-36 и 6NVD-48 относится к форсункам с постоянным сечением сопловых отверстий и разборным распылителем.

Рис 90 Форсунка открытого типа дизеля 6БК-43.

В последние годы на судовых двигателях получили распространение топливные форсунки с гидравлическим запором иглы (гидрозапорные форсунки). Принципиальным отличием этих форсунок является упрощенное внутреннее устройство (в ней отсутствуют толкатель, пружина, тарелка пружины, регулировочный болт с контргайкой и наружный колпак).

Посадка иглы распылителя осуществляется не механическим усилием пружины, а давлением гидросмеси, действующим на верхний торец иглы. Давление гидросмеси создается отдельным насосом высокого давления, навешенным на двигатель. Стаканы верхней части корпуса форсунки заменяются штуцерами, к которым подводится

под высоким давлением рабочая жидкость. В качестве жидкости используется смесь дизельного масла ДП-11 с дизельным топливом в пропорции 4:1.

На рис. 9 приведена принципиальная схема системы форсунок с гидравлическим запором. Принцип работы этой системы состоит в следующем: насос гидросмеси высокого давления, смонтированный на крышке картера двигателя и получающий движение через двуплечий рычаг от шайбы газораспределительного вала двигателя, засасывает рабочую жидкость из бака и через редукционный клапан, трубопровод и штуцер подает ее в пространство над иглой форсунки. Редукционный капан служит для перепуска излишков смеси в системе через трубопровод в бак. Величина давления в системе контролируется манометром.

Для уменьшения пульсации давления гидросмеси предусмотрено реле давления с тягой. Импульс давления через плунжер, связанный с тягой, воздействует на рейку насоса в случае понижения давления — увеличивая и в случае повышения давления— уменьшая подачу гидросмеси насосом. Трубопровод служит для подвода смеси к насосу. Автомат 1 повышения давления гидросмеси предназначен для повышения давления в системе перед пуском двигателя.

При работе двигателя с гидрозапорными форсунками повышается долговечность распылителей, отпадает необходимость в систематиче-пй проверке форсунки на давление впрыска топлива, понижается инимально устойчивое число оборотов двигателя, улучшается его экономичность при работе на частичных режимах.

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Остались вопросы по теме:

© 2007-2017 Строй-Техника.Ру - информационная система по строительной технике.

Материалы: http://stroy-technics.ru/article/forsunki-dvs

Следует отметить, что форсунки впрыска бензина изготовляются под каждый тип двигателя индивидуально, т.е. форсунки впрыска не унифицируются и, как правило, не могут переставляться с одного типа двигателя на другой. Исключение составляют универсальные гидромеханические форсунки фирмы BOSCH для механических систем непрерывного впрыска бензина, которые широко применялись на различных двигателях в составе системы "K-Jetronic". Но и эти форсунки имеют несколько невзаимозаменяемых модификаций.

Почти все форсунки впрыска бензина содержат внутри корпуса мелкосетчатый фильтр тонкой очистки топлива, который часто является причиной нарушения работоспособности форсунки. Восстановить нормальную работу форсунки с загрязненным фильтром можно принудительной промывкой всей системы впрыска специальным многокомпонентным растворителем, который добавляют в моторное топливо (в бензин), и двигатель включают в работу на холостом ходу на 30-40 мин. В настоящее время для этой цели продаются специальные промывочные установки и растворитель. Промывка форсунки вне двигателя путем "отмачивания" в ацетоне или продувкой воздухом не эффективна.

Следует также заметить, что современные форсунки впрыска бензина неразборные и ремонту с демонтажом на детали не подлежат.

Закрытые ГМ-форсунки в дозировании топлива участия не принимают. Их главная функция — распылять бензин на горячие впускные клапаны двигателя. При этом распыленные частицы бензина переходят в парообразное состояние, а впускной клапан охлаждается. Чтобы не было соприкосновения струи бензина со стенками предклапанной зоны впускного коллектора, бензин распыляется с раскрывом на угол не более 35е, а форсунка по отношению к клапану устанавливается по строго заданной геометрии.

Дозирование топлива в механической системе впрыска производится изменением напора бензина у постоянно открытого распылительного сопла форсунки. При этом давление напора формируется давлением вне форсунки — в дифференциальном клапане дозатора-распределителя механической системы впрыска.

Для того чтобы клапан форсунки закрытого типа находился в состоянии "открыто", давление бензина в клапанной полости 6 должно быть все время несколько выше усилия Рп возвратной пружины 10 (Рфн > Р„).

Это достигается заданием достаточно высокого (не менее 6 бар) рабочего давления Ps (РДС) в системе (в топливоподающей магистрали до дозатора-распределителя) и поддержанием РДС на постоянном уровне.

Вышедшие из строя форсунки закрытого типа ремонту не подлежат, но, как и любые другие, могут быть "промыты" в составе системы впрыска на работающем двигателе.

Современные ЭМ-форсунки способны надежно срабатывать со скважностью* S = 0,5 и при этом устойчиво (управляемо) удерживать открытое состояние в течение 2. 2,5 мс. Разброс этого параметра в конкретном типоразмерном ряде форсунок не более ±5%. Такой быстроте срабатывания ЭМ-форсунки отвечает частота возвратно-поступательного движения подвижного стержня электромагнита форсунки в 200. 250 с-1. Это является пределом возможного для данного типа электроуправляемых форсунок.

При применении ЭМ-форсунок в качестве клапанных рабочее давление Ps в системе впрыска может быть понижено с 6,5 бар (в механических системах) до 4,8. 5 бар, что повышает надежность работы электробензонасоса и понижает вероятность протечек топлива в уплотнительных соединениях бензома-гистралей.

При электронном управлении форсунками точность дозирования впрыснутого бензина значительно повышается. Это становится возможным потому, что давление внутри ЭМ-форсунки поддерживается постоянным, и количество впрыснутого топлива определяется только временем открытого состояния форсунки.

О внутреннем омическом сопротивлении Нф форсунки следует сказать отдельно. Если катушка соленоида намотана медным проводом, то получить величину Нф более 2. 3 Ом невозможно (накладывается требование минимизации индуктивности Ls катушки). В таком случае для ограничения величины рабочего тока 1ф форсунки последовательно с катушкой соленоида включают дополнительный резистор. Применяют также обмоточный провод с высоким удельным сопротивлением (для катушки соленоида), что исключает необходимость установки дополнительных резисторов. Но в любом случае общий средний ток управления сразу всеми форсунками (или группой форсунок) впрыска на двигателе не должен превышать значения 3. 5 А. В некоторых случаях на многоцилиндровых двигателях применяют "групповое" управление форсунками. Это когда форсунки объединены в группы, а каждая группа управляется от отдельного электронного блока. Но наиболее эффективной является система впрыска бензина, в которой каждая рабочая клапанная ЭМ-форсунка управляется независимо от других (последовательный синхронизированный распределенный по цилиндрам импульсный впрыск бензина с управлением от многоканального ЭБУ впрыском).

Низкое сопротивление форсунки увеличивают дополнительным сопротивлением в 6. 8 Ом, что уменьшает потрябляемый ток. Обмотки высокоомной форсунки выполнены из провода с большим удельным сопротивлением (например, из латуни), что позволяет иметь малое L и большое R.

По производительности П впрыска форсунки подбирают по типам и мощности тех двигателей, на которые эти форсунки устанавливаются. Производительность форсунки определяется под рабочим давлением системы, как количество Кв бензина, прошедшего через форсунку за единицу времени t, если она постоянно открыта.

Основное назначение пусковой форсунки (ПС-форсунки) — это работа в механической системе непрерывного распределенного впрыска во время запуска холодного двигателя. Иногда ПС-форсунка используется как форсажное устройство, наподобие ускоритвльного насоса в карбюраторе, или как устройство для запуска перегретого двигателя с турбонаддувом. Пусковая форсунка применяется и в некоторых системах впрыска группы "L". В любом случае ПС-форсунка работает непосредственно от бортсети автомобиля, а в систему электронного управления двигателем включается опосредовано через специальное электронное реле управления.

К ПС-форсункам требования высокой скорости срабатывания не предъявляются, что значительно упрощает конструктивное исполнение ее составных компонентов. Так, масса якоря электромагнита, который (якорь) одновременно является и запирающим элементом клапана форсунки, число витков катушки электромагнита, сечение распылительного сопла, упругость возвратной пружины — все это заметно увеличено по сравнению с рабочей клапанной ЭМ-форсункой.

Перспективными считаются также форсунки закрытого типа с дополнительным электромагнитным управлением (электрогидравлические).

В системах впрыска бензина группы "Д" (впрыск в камеру сгорания) используется насос-форсунка закрытого типа с плунжерным насосом высокого давления, который приводится в действие от кулачка распредвала.

При послойном впрыске цикловая подача бензина непрерывно дифференцируется по времени посредством управления давлением в рабочей полости насос-форсунки (под плунжером). Давление регулируется электроуправляемым гидроклапаном в сливном канале. Суть послойного впрыска топлива состоит в его подаче отдельными, строго дозированными порциями. Получается так: за один цикл впрыска бензин подается прямо в цилиндр не сплошной однородной струей, а несколькими частями, каждая из которых образует "свой" коэффициент избытка воздуха а. В объеме цилиндра образуется "послойный пирог" из ТВ-смеси разной концентрации. Преимущество послойного впрыска бензина состоит в том, что в первый момент воспламенения в зону центрального электрода свечи зажигания подается нормальная (стехиометрическая) ТВ-смесь с а = 1, которая легко возгорается. Далее процесс горения топлива в очень бедной ТВ-смеси (а = 2.0) поддерживается за счет "открытого огня", образовавшегося в первый момент воспламенения. Однако система впрыска бензина с насос-форсунками обладает двумя существенными недостатками: она содержит дорогостоящие и очень сложные механические устройства, а также способствует появлению значительных количеств оксидов азота (N0X) в выхлопных отработавших газах двигателя, бороться с которыми крайне сложно. Тем не менее система выпускается фирмой TOYOTA для двигателей TD4 легковых автомобилей.

Обслуживание форсунок (инжектора) бензиновых двигателей

Материалы: http://kulibinsclub.ru/blogs/blogeerinform/benzinovye-forsunki.html