Форсунка дизельного двигателя
Форсунка дизельного двигателя
Момент начала впрыска топлива является очень важным параметром, определяющим оптимальную работу дизеля. Это позволяет уточнить величину угла опережения впрыска в зависимости от нагрузки и частоты вращения, управлять рециркуляцией отработавших газов и различными исполнительными механизмами. Для определения начала впрыска топлива в системах электронного управления одноплунжерного ТНВД применяется форсунка с датчиком подъема иглы.
В корпус форсунки встроен датчик подъема иглы, состоящий из катушки возбуждения 2 и штока (якоря) 3. На катушку возбуждения электронным блоком управления подается опорное напряжение таким образом, что ток в электрической цепи поддерживается постоянным, независимо от изменений температуры. Этот ток создает вокруг катушки магнитное поле. Как только игла форсунки поднимается, якорь 3 изменяет магнитное поле, вызывая изменение сигнала напряжения.
Рис. Схема форсунки с датчиками подъема иглы:
1 – регулировочный винт; 2 – катушка возбуждения; 3 – шток; 4 – провод; 5 – электрический разъем
Во время перемещения иглы магнитный поток в катушке изменяет свою величину и индуцирует сигнал, напряжение которого пропорционально скорости перемещения иглы, но не величине перемещения. В определенный момент подъема иглы возникает пиковый импульс, который воспринимается электронным блоком управления и используется для управления углом опережения впрыска. Этот сигнал сравнивается с хранящимися в памяти электронного блока значениями для соответствующих эксплуатационных условий работы дизеля. Электронный блок управления посылает обратный сигнал на электромагнитный клапан, соединенный с рабочей камерой автомата опережения впрыскивания и давление, действующее на поршень автомата, изменяется, в результате чего поршень перемещается под действием пружины, изменяя угол опережения впрыскивания.
На смену обычным стандартным форсункам в электронных системах впрыска пришли двухпружинные форсунки. Применение таких форсунок позволяет снизить шум при работе двигателя.
Двухпружинные форсунки имеют две пружины, расположенные в корпусе форсунки одна после другой. Сначала только одна пружина оказывает воздействие на иглу, обеспечивая ее открытие в начале повышенного давления.
Вторая пружина при этом входит в контакт с упорной втулкой, препятствуя дальнейшему подъему иглы. При дальнейшем повышении давления упорная втулка поднимается, сжимая обе пружины и обеспечивая таким образом больший подъем иглы. Схема двухпружинной форсунки показана на рисунке.
Рис. Двухпружинная форсунка с датчиком подъема иглы для двигателей с непосредственным впрыском топлива:
1 – корпус форсунки, 2 – датчик подъема иглы, 3 – первая пружина, 4 – направляющий элемент, 5 – вторая пружина, 6 – нажимной штифт, 7 – гайка крепления распылителя.
Работа форсунки
В начале процесса впрыска происходит первоначальный подъем иглы, что позволяет подать в камеру сгорания только небольшое количество топлива. При дальнейшем увеличении давления впрыска игла форсунки поднимается полностью, и происходит основной впрыск топлива. Такой двухстадийный впрыск, обозначенный кривой на рисунке, обеспечивает более мягкий процесс сгорания и ведет к уменьшению шума.
Рис. Сопоставление характеристик подъема иглы форсунки:
а – стандартная форсунка; б – двухпружинная форсунка; h1 – начальный ход; h2 – основной ход.
Максимальное давление впрыска, достигаемое электронным управлением топливоподачей на базе топливного насоса VЕ составляет 150 кгс/см2. Однако ресурсы этой конструктивной схемы по напряжениям в сложном кулачковом приводе практически исчерпаны. Более совершенными являются ТНВД следующего поколения – VP-44.
- Распылители форсунок
Метки: Форсунки