🗊Презентация Топливные форсунки автомобиля

Топливные форсунки

Форсунка или инжектор – важный механизм топливной системы, предназначенный для своевременной и дозированной подачи и впрыска топливной смеси в камеру сгорания ДВС. Топливными форсунками оснащаются современные инжекторные системы в большинстве дизельных и бензиновых двигателей. Форсунка или инжектор – важный механизм топливной системы, предназначенный для своевременной и дозированной подачи и впрыска топливной смеси в камеру сгорания ДВС. Топливными форсунками оснащаются современные инжекторные системы в большинстве дизельных и бензиновых двигателей.

История создания топливной форсунки В конце 60-х годов ХХ века остро встала проблема загрязнения атмосферы выхлопными газами автомобилей. В то время в целях достижения как можно большей мощности двигателя и максимально полезного использования воздуха в процессе сгорания, типовой заводской настройкой карбюратора было намеренное переобогащение смеси. Автомобиль приобретал необходимую "резвость", но это сказывалось на расходе и избыточном содержании продуктов горения, в том числе, вредных, в отработавших газах. Стало ясно, что для уменьшения количества вредных выбросов необходимо кардинально изменить конструкцию топливной аппаратуры. Решением этой проблемы стало создание сначала моновпрыска с одной топливной форсункой, а затем системы распределенного впрыска топлива. Первые такие системы появились в 30-х годах и использовались на авиационных моторах. Затем им нашлось применение на гоночных автомобилях, а в 1954 году компания Mercedes-Benz представила мировой общественности первый автомобиль серийного производства с механической системой впрыска топлива, разработанной компанией Bocsh. В 1957 году на несколько моделей Pontiac и Chevrolet была установлена система впрыска фирмы Rochester, которая оказалась довольно сложной и ненадежной. В 1967 году была создана первая система впрыска с электронным управлением. В этой системе электронасос подавал бензин под постоянным давлением 0,2 МПа к электромагнитным топливным форсункам, через равные промежутки времени впрыскивающим топливо во впускные трубопроводы. В 1973 году создана система, в которой топливо подавалось электронасосом через регулятор-распределитель к топливным форсункам, которые непрерывно впрыскивали топливо в трубопровод. В том же году была создана электронная система с электромагнитными топливными форсунками, управлявшаяся электроникой на основе измерений расхода воздуха. Это был первый впрыск с интеллектуальным управлением.

Электромагнитные форсунки По методу впрыска современные топливные форсунки делятся на три вида – электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические. Электромагнитные форсунки зачастую устанавливают в бензиновые двигатели. Принцип работы электромагнитных форсунок довольно прост. Подача напряжения на обмотку возбуждения клапана происходит строго в установленное время, в соответствии с заложенной программой. Напряжение создает определенное магнитное поле, которое затягивает грузик с иглой из клапана, тем самым высвобождая сопло. Результатом всех действий является впрыск нужного количества топлива. По мере снижения напряжения, игла принимает исходное положение.

Электрогидравлические форсунки Применяется в дизелях, а также в двигателях с топливной системой Common Rail. В основе работы такого типа форсунок лежит использование высокого давления топливной смеси как в момент впрыска, так и при его остановке. На начальном этапе электромагнитный клапан закрыт, а игла форсунки максимально прижата к своему седлу в камере управления. Прижимной силой является сила давления топлива, которая направлена на поршень, расположенный в камере управления. Одновременно с этим с другой стороны топливо давит и на иглу, но поскольку площадь поршня заметно больше, чем площадь иглы, то в виду этой разницы сила давления на поршень больше, чем сила давления на иглу, которая плотно прижимается к седлу, перекрывая доступ топливу. В это время подача топлива не осуществляется. Полученный сигнал от блока управления запускает клапан с одновременным открытием сливного дросселя. Происходит вытекание топлива из камеры управления в сливную магистраль. Дроссель впуска в это время препятствует тому, чтобы давление в камере сгорания и во впускной магистрали быстро выровнялось. При этом, по мере снижения давления на поршень ослабевает его прижимное усилие, а поскольку давление на иглу не изменяется, то она поднимается, и в этот момент происходит впрыск топлива.

Пьезофорсунки Последний вид форсунок принято считать наиболее совершенным и перспективным среди всех описанных видов. Пьезофорсунки используются на дизельных ДВС с системой подачи топлива Common Rail. Пьезофорсунки работают по принципу гидравлического механизма. Изначально игла размещается в седле при воздействии на нее высокого давления топлива. При поступлении электрического сигнала на пьезоэлемент, происходит его изменение в размере (его длина увеличивается), за счет чего пьезоэлемент буквально толкает поршень толкателя, который в свою очередь давит на поршень переключающего клапана. Это приводит к открытию переключающего клапана, через него топливо устремляется в сливную магистраль, давление в верхней части иглы снижается и за счет не изменившегося давления снизу, игла поднимается. При подъеме иглы происходит впрыск топлива. Основным преимуществом такого вида форсунок является их скорость срабатывания (до 4 раз быстрее, чем в клапанной системе), что позволяет обеспечить многократный впрыск за один рабочий цикл двигателя. При этом объем подаваемого топлива зависит от двух параметров – от продолжительности воздействия на пьезоэлемент, и от давления топлива в рампе.

Преимущества и недостатки форсунок Преимущества топливных форсунок: Экономия при расходе топлива благодаря точной системе дозирования; Минимальный уровень токсичности двигателей, оснащенных топливными форсунками; Возможность увеличения мощности силового механизма до 10%; Простота и легкость при запуске в любую погоду; Возможность улучшения динамических показателей любого автомобиля; Отсутствие необходимости в частой замене и чистке Недостатки форсунок: Возможные сбои в работе или серьезные поломки в результате использования топлива низкого качества, которое губительно сказывается на чувствительном механизме форсунок. Высокая стоимость ремонта и замены форсунки в целом и отдельных ее элементов.