Общие сведения о форсунках
Форсунки — исполнительный механизм, созданный для распыления горючего во впускном тракте топливной системы либо в цилиндрах бензинового двигателя. Существует последующие виды этих устройств — механические, электрические, гидравлические, пьезоэлектрические. Форсунки для бензиновых и дизельных движков отличаются по механизму работы.
Типы форсунок
Охарактеризуем любой из перечисленных типов в отдельности, и начнем с электрических форсунок. Они инсталлируются в бензиновые движки. Форсунки состоят из последующих составных частей — электрического клапана, распылительной иглы и сопла.
Электрическая инжекторная форсунка
Дизельная электрогидравлическая форсунка
Принцип их работы довольно прост. При поступлении команды от ЭБУ автомобиля на электрический клапан подается напряжение, по этому в нем создается магнитное поле, которое втягивает иглу, тем освобождая канал в сопле. Соответственно, через него проходит горючее. Как напряжение на клапане исчезает, игла под воздействием оборотной пружины вновь перекрывает сопло и бензин более не подается в цилиндры.
На форсунки разных автопроизводителей подается различное напряжение. Это нужно учесть при подмене форсунок, также их очистке.
Последующий тип — электрогидравлические форсунки. Они употребляются в дизельных движках, в том числе, сделанных по системе Common Rail. Такие форсунки имеют более сложную конструкцию. А именно, в их состав входят впускной и сливной дроссели, электрический клапан и камера управления. Работа форсунки производится последующим образом.
Пьезоэлектрическая форсунка
Движение основано на использовании давления горючего как во время впрыска, так и по его прекращению. В исходном положении электрический клапан обесточен, и соответственно, закрыт. При всем этом игла форсунки прижата к собственному седлу под естественным давлением горючего на поршень в камере управления. Другими словами, впрыск горючего не происходит. Так как поперечник иглы еще меньше поперечника поршня, то давление на нее больше.
Когда на электрический клапан подается сигнал от ЭБУ тот открывает сливной дроссель. Соответственно, горючее начинает вытекать в сливную магистраль. Но впускной дроссель препятствует резвому выравниванию давлений меж камерой управления и впускной магистралью. Соответственно, давление на поршень понижается медлительно, а давление на иглу не изменяется. Потому игла под разностью давлений подымается и происходит топливный впрыск.
3-ий тип — это пьезоэлектрические форсунки. Они числятся самыми совершенными, и употребляются на дизельных движках, снабженных системой подачи горючего Common Rail. В конструкцию таковой форсунки входят пьезоэлемент, толкатель, переключающий клапан, игла.
Электронное сопротивление пьезоэлектрических форсунок составляет несколько 10-ов кОм.
Как раз когда горючее не поступает через форсунку, ее игла посиживает плотно в собственном седле, потому что на нее давит высочайшее давление горючего. Когда от ЭБУ поступает сигнал на пьезоэлемент, который является исполнительным механизмом, то в этот момент он возрастает в размере (в длину), и таким макаром выталкивает поршень. Вследствие этого происходит открытие клапана, и через него горючее попадает в сливную магистраль. Давление в высшей части иглы понижается и игла подымается.
Основное преимущество пьезоэлектрических форсунок заключается в высочайшей скорости их срабатывания (примерно вчетверо резвее гидравлических). Это дает возможность производить неоднократный впрыск горючего за один рабочий цикл мотора. В процессе подачи количество подаваемого горючего можно держать под контролем 2-мя способами — временем воздействия на пьезоэлемент, также давлением горючего в рампе. Но у пьезоэлектрических форсунок есть один значимый недочет — их неремонтопригодность.
Работа электрической форсунки инжекторного мотора
Работа форсунки в системе Common Rail
Так как механизм работы дизельных форсунок несколько труднее, чем бензиновых, то имеет смысл разглядеть более детально метод их работы на примере форсунки Common Rail ранешних выпусков.
Как работает дизельная форсунка
На основании приобретенной инфы ЭБУ управляет различными элементами мотора, в том числе и топливными форсунками. А именно, на какой просвет времени и когда конкретно их открывать (момент открытия).
Форсунка дизельного мотора работает в 3-х фазах:
Насос-форсунка
Подготовительный впрыск. Он нужно для того, чтоб топливно-воздушная смесь имела необходимое качество и соотношение. На этом шаге в камеру сгорания подается маленькое количество горючего с тем, чтоб повысить в ней температуру и давление. Это делается для ускорения воспламенения горючего при основном впрыске.Основной впрыск. На базе высочайшего давления, приобретенного на прошлом шаге, создается высококачественная однородная горючая смесь. Ее полное сгорание обеспечивает наивысшую мощность мотора и уменьшает выброс вредных газов.Дополнительный впрыск. На этом шаге происходит чистка сажевого фильтра. После основного впрыска давление в камере сгорания резко падает, а игла форсунки ворачивается на место. Вследствие этого горючее перестает поступать в камеру сгорания.
Дальше перейдем к рассмотрению метода, в согласовании с которым работает форсунка дизельного мотора:
Кулачок распределительного вала двигает плунжер форсунки, освобождая ее топливные каналы.Горючее попадает в форсунку.Клапан запирается, горючее перестает подаваться, и начинает нагнетаться давление в форсунке.При достижении граничного давления (у каждой модели оно различное, и составляет несколько МПа) подымается игла форсунки, и происходит подготовительный впрыск (в неких случаях может быть два подготовительных впрыска).Клапан опять раскрывается, и подготовительный впрыск завершается.Горючее попадает в магистраль, его давление понижается.Клапан запирается, вследствие чего давление горючего снова начинает возрастать.По достижении рабочего давления (больше, чем при подготовительном впрыске) пружина иглы форсунки разжимается и происходит основной впрыск горючего. Чем большее давление будет в форсунке — тем большее количество горючего попадет в камеру сгорания, и соответственно, разовьется большая мощность мотора.Клапан запирается, фаза основного впрыска заканчивается, давление падает, игла форсунки ворачивается в начальное положение.Происходит дополнительный впрыск горючего (обычно их бывает два).
Неважно какая топливная форсунка характеризуется последующими техническими параметрами:
Производительность. Это важнейший параметр, который охарактеризовывает количество горючего, которое пропускает форсунка за единицу времени. Обычно измеряется в кубических сантиметрах горючего за минуту.Динамический спектр работы. Этот показатель охарактеризовывает малое время впрыска горючего. Другими словами, время меж открытием и закрытием топливной форсунки. Обычно измеряется в миллисекундах.Угол распыления. От него зависит качество топливной консистенции, образуемой в камере сгорания. Указывается в градусах.Дальнобойность факела распыления. От этого показателя зависит то, в какой фракции будут находиться распыленные топливные частицы, и как они будут подаваться в камеру сгорания. Соответственно, этот показатель также критичен для образования высококачественной топливной консистенции. Измеряется как обыденное расстояние в миллиметрах либо их производных.Любая фирма производитель форсунок имеет собственные обозначения для шифровки технических данных собственных изделий. Потому при покупке поинтересуйтесь соответственной информацией у торговца либо в вебе.
При выходе за допустимые пределы хотя бы 1-го из перечисленных характеристик форсунка будет работать неправильно, и создавать некачественную топливно-воздушную смесь. А это, в свою очередь, плохо скажется на работе мотора вашего автомобиля.
Также есть отдельный вид форсунок для инжекторных движков с конкретным впрыском.
Форсунки для мотора с конкретным впрыском
Устройство форсунки FSI
Эти форсунки имеют также другое заглавие — GDI (FSI). Оно было выдумано в недрах компании Митсубиши, когда ее инженеры стали создавать движки с конкретным впрыском горючего, работающих на сверхобедненных консистенциях. В базе их работы лежит четкий выбор времени срабатывания поднятия и опускания рабочей иглы.
Так, в обыденных инжекторных движках время открытия форсунки составляет порядка 2...6 мс. А форсунки в движках, работающих на сверхобедненных консистенциях — около 0,5 мс. Потому рядовая подача стандартных двенадцать В на форсунку уже не может обеспечить нужную скорость срабатывания. Для реализации этой задачки они работают по технологии Peak-n-Hold, что в переводе значит “пиковое напряжение и удержание”.
Сущность этого способа заключается в последующем. На форсунку подается высочайшее напряжение (к примеру, на форсунки упомянутой компании Митсубиши подается напряжение со значением около 100 В). Благодаря этому катушка очень стремительно добивается насыщения. При всем этом ее обмотка не перегорает из-за имеющейся противоЭДС. А для удержания сердечника в катушке нужно магнитное поле с наименьшим значением. Соответственно, нужен и наименьший ток.
График тока и напряжения на форсунке GDI
Другими словами, рабочий ток в катушке поначалу очень стремительно наращивается, а позже стремительно падает. В этот момент приходит фаза Hold (удержания). Другими словами, время впрыска горючего составляет от начала подачи импульса до второго индуктивного выброса. Такие способы употребляют автоконцерны Митсубиши и Дженерал моторс.
Но производители Мерседес и VW пользуются разработками компании BOSCH. В согласовании с их способом система не уменьшает напряжение, а употребляет широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Задачка по реализации этого метода возложена на особый блок — Driver Injector. Обычно, он размещен недалеко от форсунок (к примеру, компании Тоета и Мерседес располагают блок в горизонтальном положении в районе чашечки амортизаторов, что является на сегодня хорошим решением).
ШИМ на форсунке FSI
Все движки FSI мощностью более девяносто л.с. оснащаются улучшенной топливной системой. Ее различием является:
детали насоса высочайшего давления и рампы форсунок имеют особое противокоррозионное покрытие, которое защищает их от воздействия горючего с содержанием этанола до 10%;изменено управление насосом высочайшего давления;устранен за ненадобностью трубопровод отвода (в бак) горючего, просочившегося вдоль плунжера;отвод горючего, сбрасываемого через установленный на рампе форсунок предохранительный клапан, делается через относительно маленький трубопровод в контур низкого давления, перед насосом высочайшего давления.
Что касается эксплуатации движков GDI, то необходимо отметить, что он очень чувствителен к качеству горючего, своевременной подмене топливного фильтра. Нужно не забывать проводить очистку топливной системы и вовремя поменять масло.
Достоинства и недочеты топливных форсунок
Непременно, топливные форсунки владеют преимуществами перед обычным карбюратором. А именно, к ним относят:
экономия горючего, которая стала вероятна благодаря четкому дозированию;малый уровень выброса выхлопных газов в атмосферу, высочайшая экологичность (лямбда находится в границах 0,98…1,2);повышение мощности мотора;простота пуска мотора в всякую погоду;отсутствие необходимости в проведении ручной опции системы впрыска;широкие способности управления движком в различных режимах (другими словами, улучшение его динамических и мощностных черт);выхлопные газы от инжекторных движков по составу соответствуют современным требованиям, касающимся этого параметра и вредности для среды.
Но у форсунок есть и свои недочеты. Посреди их:
высочайшая возможность их засорения при использовании горючего низкого свойства;высочайшая цена по сопоставлению со старенькыми карбюраторными системами;низкая ремонтопригодность форсунки и ее отдельных узлов;необходимость проведения диагностики и ремонта при помощи специального дорогостоящего оборудования;большая зависимость от неизменного наличия электропитания в сети автомобиля (в современных системах, контролируемых электрическими устройствами).
Но невзирая на имеющиеся недочеты, на сегодня форсунки употребляются в большинстве авто бензиновых и дизельных движков как более технологичные и экологичные системы впрыска горючего. Что касается дизельных моторов, то там произошла подмена старенькых механических форсунок на более новые с электрическим управлением.
Размещение форсунок
Зависимо от типа форсунок и способа впрыска размещение форсунок может быть разным. А именно:
Если в автомобиле употребляется центральный впрыск горючего, то для этого употребляется одна либо две форсунки, расположенные снутри впускного трубопровода, в конкретной близости от дроссельной заслонки. Такая система применялась на старенькых автомобилях в пору, когда производители начали отрешаться от карбюраторных движков в пользу инжекторных.При распределенном впрыске горючего для каждого цилиндра устанавливается собственная форсунка. В этом случае ее можно узреть у основания впускного трубопровода.Если же в движке употребляется конкретный впрыск горючего, то форсунки располагают в верхней области стен цилиндра.
Независимо от того, где установлена форсунка, в процессе собственной работы она загрязняется. Потому нужно проводить повторяющуюся проверку их состояния и производительности. В соответственных статьях на веб-сайте вы сможете выяснить тщательно: как проверить состояние дизельных форсунок комон рейл, выполнить проверку насос-форсунок либо проверить инжекторные форсунки.
Очистка форсунок
Для того чтоб почистить форсунки употребляют два способа — ультразвуковую и хим очистку. Любой из перечисленных способов можно использовать при различных критериях. Так, в процессе загрязнения топливной системы и, а именно форсунки, на стенах образуются твердые и мягенькие отложения. Поначалу возникают мягенькие, которые просто смываются под воздействием хим средств. Когда же мягенькие отложения уплотняются, то они преобразуются в твердые и избавится от их можно только с помощью ультразвуковой очистки.
В эталоне хим очистку форсунок нужно проводить примерно через каждые 20 тыщ км пробега. А ультразвуковую менее 1-2 раз за весь период эксплуатации, потому что она разрушает изоляцию обмотки.
Если же форсунка использовалась более 100 тыщ км пробега, то хим чистка для нее не только лишь нецелесообразна, да и вредоносна. В ее процессе могут отколоться большие частички жестких отложений, и при выходе их наружу просто забить иглу. В особенности это животрепещуще для форсунок с конкретным впрыском горючего.
При использовании ультразвуковой очистке принципиально знать, на каком обычном рабочем напряжении работает форсунка. Дело в том, что стандартное напряжение двенадцать В не обеспечивает высочайшей скорости открытия и закрытия форсунки. Потому в текущее время многие автоконцерны употребляют пониженное напряжение. К примеру, форсунки от компании Тоета работают при напряжении 5 В, а форсунки компании Citroen — при напряжении три В. Соответственно, на их нельзя подавать распространенное напряжение двенадцать В, так как они просто перегорят. О напряжении на форсунках мы побеседуем мало ниже.
Самая наилучшая чистка будет состоять в поочередном использовании способа ультразвуковой и хим чистки. Так, на первом шаге твердые отложения преобразуются в мягенькие, а на втором — они удаляются при помощи хим препаратов.
Также есть особые присадки для прибавления в топливный бак. Их функция заключается в промывке форсунок, когда через их проходит горючее с чистящим средством.
Срок меж повторяющимся внедрением таких присадок отличается, и находится в зависимости от определенной марки автомобиля и применяемого горючего. Но необходимо осознавать, что этот способ наименее действующий, чем описанные выше. Его имеет смысл использовать при подмене топливных фильтров либо временами через несколько тыщ км пробега. Дополнительную информацию о том, как почистить форсунку своими руками вы сможете поглядеть в другом материале.
Напряжение на форсунках
Остановимся подробнее на вопросе, какое напряжение подается на форсунки мотора. Сначала нужно осознавать, что они управляются при помощи электронных импульсов. При этом “+” от аккума подается сходу на форсунку через предохранитель, а вот “-” держит под контролем ЭБУ. Другими словами, в различный момент времени напряжение на форсунке повсевременно. Но если произвести застыл при помощи осциллографа (мультиметр в этом случае может ничего не показать, так как импульсы очень краткосрочны), то этот устройство покажет усредненное значение. Оно будет зависеть от того, с какой частотой поступают импульсы на форсунку.
Графики импульсов напряжения на форсунках
Приведенные на рисунке графики посодействуют нам ответить на вопрос — какое напряжение подается на форсунку. Чем длительнее импульсы напряжения, подаваемого на форсунку, тем усредненное рабочее напряжение будет выше (продолжительность импульсов у большинства машин находится в границах 1...15 мс).
Некие автолюбители пробуют открыть форсунку обычной подачей тока от АКБ с целью почистить ее. Нужно осознавать, что напряжение впрямую от аккума подавать на форсунку нельзя, так как существует риск того, что она выйдет из строя (сгорит ее обмотка). Импульс на устройство подается через транзисторный ключ. Действует он краткосрочно, потому что обмотка в форсунке стремительно греется и может просто сгореть. В процессе работы мотора время открытия держит под контролем ЭБУ, а ее естественное остывание, пусть и малозначительное, производит поступающее горючее.
Как указывалось выше, автоконцерны употребляют форсунки с различным рабочим напряжением. Потому безупречным решением будет поглядеть эту информацию в мануале автомобиля либо на веб-сайте изготовителя. Если же вы не сможете отыскать эти сведения, то к подбору напряжения для открытия форсунки необходимо подойти осторожно.
На практике чтоб открыть форсунку, бывалые автомобилисты рекомендуют использовать особый щит. Но возможно обойтись и поболее ординарными приспособлениями. К примеру, приобрести китайский блок питания с выходным напряжением, регулируемым в границах 3...12 В (обычно с шагом в 1,5 В). Схема подключения непременно обязана иметь кнопку без устойчивого положения (к примеру, от квартирного звонка). Для открытия форсунки стоит подавать поначалу самое малеханькое напряжение, увеличивая его в случае, если форсунка не открылась.
Если у вас низкоомные форсунки, то открывать их можно практически на долю секунды. Форсунки с огромным сопротивлением можно держать открытыми дольше — 2...3 секунды.
Также можно пользоваться аккумуляторной батареей от шуруповерта. Разобрав ее, вы увидите так именуемые “банки” — мелкие батареи. Любая из их выдает напряжение 1,2 В. Соединяя их поочередно, можно достигнуть подходящего напряжения для открытия форсунки.
Управление форсунками
Как упоминалось выше, управление форсунками происходит при помощи электрического блока управления (ЭБУ) автомобиля. На базе инфы, поступающей от бессчетных датчиков, его микропроцессор воспринимает решения о том, какие импульсы подавать на форсунку. От этого зависят обороты мотора и режим его работы.
Так, входными данными для контроллера являются:
положение и частота вращения коленчатого вала;общее количество используемого движком воздуха;температура охлаждающей воды;положение дроссельной заслонки;содержание кислорода в отработанных газах (при наличии системы с оборотной связью);наличие детонации в движке;напряжение в электронной цепи автомобиля;скорости машины;положения распределительного вала;работа кондюка;температура входящего воздуха;езда по неровной дороге (при наличии датчика неровной дороги).
Программка, вшитая в контроллер ЭБУ, позволяет избрать лучший режим работы мотора с тем, чтоб сберечь горючее, избрать номинальный режим работы мотора и обеспечить комфортабельную эксплуатацию автомобиля.
Заключение
Невзирая на простоту собственного устройства, топливные форсунки при ненадлежащем уходе за ними, могут принести автолюбителю много морок. Так, в случае, если они забились, машина утратит свои динамические свойства, появится перерасход горючего, в выхлопных газах будет огромное количество гари. Потому советуем для вас смотреть за состоянием топливных форсунок мотора вашего автомобиля, и временами очищать их. Помните, что неисправности с этими, на самом деле, пустячными и дешевенькими деталями могут обернуться неуввязками с более дорогостоящими узлами вашего автомобиля.
Так же помните о покрышках, которые позволено избрать для пасмурной погоды, и это быть может надежные всесезонные колеса. Для лета рекомендуем купить зимнюю резину в спб. Вероятно В том случае, когда вы захотите эксплуатировать колеса на легковых авто, то купить легко покрышки сегмента класса "внедорожников" в магазине шин с низкими ценами "Колеса Даром". Безусловно, помните о покрышках, которые можно предпочесть для лютых морозов, и это возможно будут отличные зимние шины. Для весны советуем купить летние покрышки. Вероятно В том случае, когда вы захотите использовать колеса на кроссоверах, то купить возможно покрышки сегмента "Спортивно Улитарного автомобиля" в магазине шин с низкими ценами "Колесо".