Форсунка дизельного двигателя – элемент системы питания, основная задача которого – впрыск топлива под огромным давлением в цилиндр, где впоследствии происходит его сгорание.

 

Примеры внешнего вида дизельных форсунок

 

Давление впрыска в дизельных системах и вправду огромное: в современных моторах оно составляет до полутора тысяч бар. Эта накладывает строгие ограничения на качество изготовления топливной аппаратуры, которая должна работать в столь сложных условиях.

Впрыск топлива, являясь главным предназначением форсунки, должен осуществляться согласно заданным параметрам: количеству и качеству впрыска. С количеством все просто: именно форсунка дозирует подачу топлива, увеличивая (например, на холостых оборотах) или уменьшая (на высоких оборотах) его объем при необходимости. Однако помимо регулировки количества подаваемого топлива важен и показатель качества впрыска. При впрыске форсунка формирует облако мельчайших капель топлива, что облегчает и оптимизирует его сгорание, а также обеспечивает его полноту.

 

На видео ниже показано стендовое испытание современной пьезофорсунки - хорошо видно, насколько огромно давление впрыска, насколько быстро осуществляется каждый впрыск и насколько эффективно распыляется топливо.

 

Неисправность форсунки может привести, например, к тому, что топливо будет впрыскиваться струей, что приведет к неоптимальному и неполному сгоранию и гарантированно ухудшит показатели работы двигателя.

 

Слева - забитая форсунка, впрыскивающая топливо неравномерно и недостаточно мелкодисперсно, справа - исправная форсунка

 

Другой пример неисправности – потеря форсункой герметичности, что приведет к постоянному и неконтролируемому поступлению топлива в цилиндр и падению давления в топливной магистрали: эта проблема решается добавлением в конструкцию форсунки аварийного ограничителя подачи топлива.

Еще одна функция форсунки – физическое отделение камеры сгорания от системы впрыска топлива. Форсунка – это «последний рубеж» на пути топлива из топливного бака в цилиндр двигателя. Современные дизельные моторы оснащены непосредственным впрыском, что означает, что форсунка выведена непосредственно в цилиндр и впрыскивает топливо напрямую в него, а следовательно, должна выдерживать высокую температуру, поддерживаемую в камере сгорания, и надежно отделять эту камеру сгорания от вышестоящей топливной системы. Кроме температуры, она должна противостоять и давлению сжатия, создаваемому в цилиндре во время его рабочих тактов: давление из камеры сгорания не должно проникать через форсунку в топливную систему – а это значит, что давление внутри самой форсунки должно быть выше давления, создаваемого в камере сгорания в цилиндре.

Первые форсунки имели простую конструкцию, которая впоследствии эволюционировала до современных вариантов. Основными элементами простейших форсунок были: корпус с распылителем на конце, игла внутри корпуса, закрывающая отверстия распылителя, и пружина, прижимающая иглу к распылителю через толкатель. Топливо, поступает по специальному каналу к нижней части иглы и нижней части толкателя, и в момент, когда необходимо осуществить впрыск топлива, топливный насос высокого давления (ТНВД) резко повышает давление подачи. Топливо давит на толкатель и нижнюю часть иглы, превышая усилие, создаваемое пружиной, прижимающей иглу к распылителю, и игла поднимается, открывая отверстия распылителя и тем самым осуществляя впрыск топлива. По окончании цикла впрыска давление, создаваемое топливным насосом, падает, и игла вновь прижимается пружиной к распылителю, закрывая его отверстия.

Такая конструкция была несовершенна по многим причинам: во-первых, она была медленной, позволяя осуществлять лишь один цикл впрыска за один такт и требуя точной работы топливного насоса, а во-вторых, управление впрыском практически не зависело от форсунки, сводясь к управлению подачи топлива от ТНВД.

Однако большинство современных дизельных двигателей имеет аккумуляторную систему питания с общей топливной магистралью – Common Rail, что в переводе с английского и означает «общая рампа». В таких системах используется два основных типа форсунок: электромагнитные и пьезоэлектрические. В соответствующих статьях рассмотрены их конструкция, принцип работы и возможные неисправности.

KnowCar - понятная энциклопедия по устройству автомобилей, где сложное описано простым языком, с иллюстрациями и видео, а статьи рассортированы по разделам. Энциклопедия в процессе наполнения. Если есть вопросы или предложения, свяжитесь с командой. Все контактные данные - внизу сайта.