Вимоги, які пред'являються до сучаснихдизельних моторів щодо потужності, економічності та екологічності, стають все вище. Щоб ці вимоги задовольнити, слід забезпечити гарне сумішоутворення. Для цього мотори оснащуються сучасними і ефективними системами уприскування палива. Вони здатні не тільки забезпечити дрібний розпил за рахунок більш високого тиску, але також з високою точністю регулюють момент уприскування і кількість подаваного в циліндри палива. Така система існує і повністю задовольняє всім тим високим вимогам. Це насос-форсунка дизельного двигуна. Являє собою окремий елемент вприскування для кожного циліндра в двигуні. Деталь управляється електронним блоком.
Ідеї Дизеля
Про створення вузла, в якому б об'єдналася форсунка і паливний насос, замислювався сам творець цих двигунів - Рудольф Дизель.
Це дозволило б уникнути паливних магістралей ітрубопроводів високого тиску, тим самим підвищивши вприськовую тиск. Але за часів Дизеля ще не існувало таких можливостей, які є сьогодні.
опис системи
Насос-форсунка дизельного двигуна - це насосдля подачі пального і форсунка, яка об'єднана в одному вузлі. Як і в ТНВД з форсунками, уприскування на базі цих елементів може виконувати певні завдання. Система створює достатній тиск, подає певну порцію паливної суміші в потрібний момент. Для кожної камери згоряння призначений окремий насос. Саме тому зараз можна зустріти двигуни, де відсутні паливні магістралі високого тиску, що є на силових агрегатах з ТНВД.
Історичні факти
Ця система уприскування - НЕ нова розробка.Насос-форсунка дизельного двигуна встановлювалася на автомобілі в кінці 30-х років. Вперше конструкція була випробувана на дизельних двигунах для залізничної, морський, а також вантажної техніки. Всю цю техніку об'єднувало одне - невелика швидкість. Особливості цих двигунів - в наявності окремого насоса на кожен циліндр і в коротких напірних лініях, які йдуть до форсунки. Приводом для елементів служать штовхачі і буфери.
Серійно стали застосовувати такі системи навантажівках з 1944 року. На легкових авто - з 1988 року. У 1938 році компанією «Детройт-Дизель», яка належала тоді концерну «Дженерал Моторс», був створений перший такий агрегат, в якому і застосовувалася система харчування дизельного двигуна з насосом-форсунками. Незважаючи на те, що пристрій був розроблений в США, конструкції такого типу розроблялися також і в СРСР.
Перші мотори ЯАЗ-204 оснащувалися такимифорсунками вже в 1947 році. Але проводилися ці вузли по ліцензії «Детройт-Дизель». Цей силовий агрегат, а потім і модифікований шестициліндровий двигун проводився до 1992 року.
У 1994 році пристрій і робота насос-форсункидизельного двигуна були помічені інженерами «Вольво». Компанія випускає перше вантажне авто FH12 з форсунками такого типу. Потім так само вузлами почнуть оснащувати свої вантажівки «Сканія» та «Івеко».
Серед легкових автомобілів вперше цю системупочали використовувати на «Фольксвагенах». Насос-форсунка дизельного двигуна «Фольксваген» з'явилася в 1998 році. В кінці 90-х мотори з такою системою зайняли 20% автомобільного ринку.
Пристрій
Отже, розглянемо, що являє собоюнасос-форсунка дизельних двигунів. Пристрій її надзвичайно просто. У корпусі вузла знаходиться безпосередньо форсунка, дозуючий вузол, а також силова частина. Завдяки цьому силовому приводу насос-форсунка має певні переваги перед традиційними системами. Так, значно скорочується час руху горючої рідини під високим тиском. Також збільшується гідравлічна ефективність і зменшується маса.
Форсунки останнього покоління оснащені насосами,здатними видавати досить високий тиск (до 2 500 бар). Вони можуть миттєво реагувати на команди ЕБУ, який збирає і аналізує поточну інформацію від зовнішніх датчиків. За цими даними і визначається необхідна кількість суміші і час упорскування. Це дає можливість отримати оптимальні значення за потужністю при заданих робочих режимах. Крім цього, вузли допомагають економити дизельне паливо, що дозволяє знизити до мінімуму шкідливі викиди в атмосферу і сприяють зниженню шуму від працюючого двигуна. Ну і нарешті пристрій дуже компактно і може розміщуватися в ГБЦ. Туди ж можна встановити інші деталі і вузли.
Форсунка створена таким чином, щобзабезпечувати найбільш ефективне сумішоутворення. Для цього інженери передбачили фази - це попередній, основний і додатковий впорскування. Попередній дає плавне згоряння в момент основної фази, коли забезпечується якісна освіта робочої суміші в різних режимах роботи двигуна. Додатковий необхідний для регенераційних процесів в фільтр сажі.
Принцип дії механічної форсунки
Насос-форсунка дизельного двигуна встановленабезпосередньо в ГБЦ. На распредвали є чотири спеціальні кулачка. Вони служать для запуску приводу форсунок. За допомогою коромисел зусилля передається на насос-форсунки за допомогою плунжеров.
Приводний кулачок має спеціальний профіль,який забезпечує різкий підйом вгору, а потім повільне опускання коромисла. Коли останній підніметься, плунжер швидко притискається вниз. За рахунок цього створюється потрібний тиск. При повільному опусканні коромисла вниз, плунжер йде вгору. Завдяки цьому пальне потрапляє в камери з високим тиском без бульбашок повітря.
Сам процес вприскування проходить тоді, коли буде подано напругу, що управляє від ЕБУ на електромагнітний клапан.
фази вприскування
Розберемо детальніше принцип роботи насос-форсункидизельного двигуна. Коли під впливом коромисла плунжер рухається вниз, горюча суміш перетікає по каналах в форсунки. Коли клапан закривається, потік дизеля відсікається. Тиск починає рости. Коли воно досягне рівня в 13 мПа, розпилювальна голка подолає зусилля пружини. Після цього почнеться попередня фаза уприскування.
Як тільки клапан почне відкриватися,попередня фаза закінчується, а паливна суміш направляється по живильної магістралі. Тиск починає падати. Залежно від режиму роботи двигуна, може виконуватися одна або дві попередніх фази.
Коли плунжер рухається вниз, починається тактосновного вприскування. Клапан знову закривається, тиск пального знову зростає. При досягненні рівня в 30 мПа, розпилювальна голка подолає силу тиску і піднімається вгору, тим самим запускаючи процес упорскування. Чим вище піднімається тиск, тим більше пального буде стисло. Кількість дизеля і повітря, яке зможе потрапити в циліндр, збільшується.
Максимальна подача (а вона здійснюється зароботі мотора в режимі пікової потужності), виконується при тиску в 220 мПа. Завершує етап основного вприскування відкриття клапана. Тиск падає, голка закривається.
Додаткова фаза уприскування виконується, коли плунжер далі рухається вниз. Принцип роботи пристрою на цьому етапі такий же, як і основний впорскування. Найчастіше алгоритм виконується в два етапи.
Якщо розглянути пристрій насос-форсункидизельного двигуна ТДІ, то вона може оснащуватися датчиком, що стежить за підйомом голки. Положення голки потрібно блоку управління, де паливні насоси також управляються електронікою.
переваги
Тоді як в системі «Коммон рейл» застосовується акумуляторний уприскування, насос-форсунка здійснює подачу паливної суміші під більш високим тиском за рахунок відсутності довгих магістралей.
Вони часто можуть руйнуватися в процесіексплуатації автомобіля. Це слабка ланка в класичних системах харчування. Насос-форсунка дозволяє подати в камеру згоряння більше палива. При цьому розпорошення буде ефективніше. Мотори, оснащені такими вузлами, відрізняються більшою потужністю.
Крім цього, двигуни з таким уприскуванням працюють менш шумно, ніж їх аналоги. Але з «Коммон рейл» або ТНВД насос-форсунка все одно буде компактнішою.
недоліки
Але існують і недоліки. Найсерйозніший мінус - висока вимогливість до якості пального. Досить найменшого засмічення, щоб система припинила свою роботу. Другий мінус - це ціна.
Ремонтувати цей точний вузол поза заводських умов практично неможливо. Ще одні недолік - при впливі великого тиску ці вузли часто розбивають посадочні гнізда в блоці двигуна.
Як обслуговувати насос-форсунки?
Як видно, ці вузли дуже вимогливі доякості дизеля, а воно в нашій країні і в СНД далеке від високого. Щоб не довелося часто змінювати цей дорогий елемент, рекомендується регулярно міняти паливні, повітряні і всі інші фільтри, КУПУВАТИ ОРИГІНАЛЬНІ ВИТРАТНІ МАТЕРІАЛИ.
Про системи очистки
Нерідко автовласники цікавляться, як промитинасос-форсунки на дизельному двигуні. Фахівці промивати не рекомендують - це недобре для будь-якої форсунки. Краще замінити фільтри і заправлятися на перевірених заправках.
Промивання на стенді підійде, якщо єнеякісне розпорошення - нестійкий холостий хід і схожі проблеми. Промивати в УЗ ванні допускається при повному залипання голки. Якщо форсунка ллє, то тут вже нічого не допоможе. Для промивання можна використовувати популярні зараз кошти «ЛАВР» і «ВИНС».
В цілому, якщо форсунка не працює, краще провести ТО і виконати заміну деталей, які вийшли з ладу. Промивання допомагає лише в разі, якщо вузол хоч як-небудь, але працює.
висновок
Отже, ми з'ясували, що собою являє насос-форсунка дизельного двигуна і яке її пристрій. Як бачите, це невід'ємний елемент системи харчування дизельних ДВС. Він має більш технологічну конструкцію, проте дуже вимогливий до якості палива.
