4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройство и принцип работы топливной системы с насос-форсунками

Устройство и принцип работы топливной системы с насос-форсунками

Насос-форсунки предназначены преимущественно для использования в системах впрыска дизельных двигателях. Они представляют собой одновременно и насос, и распылитель топлива. Их применение позволяет добиться снижения расхода, повышения мощности автомобиля, уменьшения количества вредных выбросов в отработавших газах и снижения уровня шума двигателя. О том, как работают насос-форсунки, вы узнаете из статьи.

Устройство насос-форсунок

Насос форсунки дизельных двигателей устанавливаются индивидуально для каждого цилиндра. Они крепятся в головке блока цилиндров, при этом очень важно выполнить правильный монтаж.

Устройство насос-форсунки

Привод насос-форсунки осуществляется от распредвала двигателя. Состоит насос форсунка из следующих элементов:

  • Винт с шаровой головкой.
  • Плунжер, оснащенный пружиной – создаёт рабочее давление внутри форсунки. Он приводится в движение кулачковым механизмом распредвала и возвращается в исходную позицию под воздействием пружины.
  • Приводной кулачок.
  • Коромысло.
  • Уплотнители – обеспечивают герметичность форсунки.
  • Камера высокого давления.
  • Игла – выполняет впрыск топлива.
  • Клапан – может быть электромагнитным и пьезоэлектрическим. С его помощью осуществляется управление процессом впрыска. Пьезоэлектрический клапан является более современным.
  • Магистраль впуска – подает топливо в форсунку.
  • Сливная магистраль.
  • Обратный клапан и запорный поршень – поддерживают давление топлива на заданном уровне.

Пьезоэлектрический клапан срабатывает намного быстрее электромагнитного, при этом его работа контролируется лишь изменением подаваемого на него напряжения. Конструктивно он состоит из пьезопривода, расположенного в корпусе, оснащенном штекерным разъемом, а также рычажного мультипликатора и иглы распылителя.

Принцип работы насос-форсунки

Формирование и распределение топливовоздушной смеси в системе насос-форсунки происходит в три этапа:

  1. Предварительный впрыск – осуществляется для обеспечения плавного сгорания топливовоздушной смеси на основном этапе работы двигателя.
  2. Основной впрыск – выполняет образование топливовоздушной смеси в оптимальном для текущего режима соотношении.
  3. Дополнительный впрыск – предназначен для очистки системы от остатков сажи в фильтре (регенерации).

Сам процесс работы насос-форсунок заключается в следующем:

Кулачковый механизм, расположенный на распредвале, воздействует на плунжер, перемещая его в нижнюю позицию. Это обеспечивает перетекание горючего по каналам топливной форсунки. Когда клапан закрывается, топливо перестает поступать в камеру и давление начинает повышаться до уровня 13 МПа. При достижении критического показателя игла форсунки преодолевает давление пружины и начинает перемещаться в верхнее положение, что и обеспечивает впрыск топлива.

В отличие от других систем двигатели с насос-форсунками не имеют общего ТНВД (топливного насоса высокого давления). Каждый инжектор сам по себе представляет небольшой ТНВД.

Далее, работа форсунки зависит от вида впрыска. При предварительном впрыске топливо поступает в магистраль впуска, и давление падает. В некоторых случаях этот режим может повториться. Во время основного впрыска топлива плунжер продолжает движение вниз, и клапан закрывается. Давление топлива повышается до 30 МПа и лишь по достижению этого уровня игла начинает подниматься, выполняя впрыск и образуя топливовоздушную смесь.

Регулировка количества топлива происходит в зависимости от уровня давления, максимум которого составляет 220 МПа. Завершение основного впрыска происходит открытием клапана, в результате чего уровень сжатия падает, и игла распылителя опускается в исходное положение. Дальнейшее движение плунжера вниз провоцирует дополнительный впрыск топлива (как правило, их два). При этом работа форсунки аналогична основному этапу.

Читайте так же:
Ключ для регулировки форсунок для омывателя стекол

Достоинства и недостатки систем с насос-форсунками

Положительными сторонами применения насос-форсунок являются следующие качества:

  • Возможность впрыска топлива под высоким давлением. Это обеспечивает эффективный распыл горючего, а следовательно, и его полное сгорание. Таким образом, дизельные двигатели, оснащенные насос-форсунками, получаются довольно мощными и отличаются экономным расходом топлива.
  • Системы впрыска с насос-форсунками работают с меньшим уровнем шума.
  • Высокая устойчивость к остановке двигателя в случае наличия поломок форсунок.
  • Более эффективный распыл обеспечивает низкий уровень сажи в выхлопах, а потому такие системы можно назвать более экологичными.
  • Отсутствие чувствительности к температуре окружающей среды и погодным условиям эксплуатации двигателя.

В числе недостатков можно отметить:

  • Сложное устройство форсунки и следовательно ее высокую стоимость. Также они практически не подлежат ремонту и в случае неисправности требуют полной замены.
  • Так же, как и для системы Common Rail, для корректной работы насос-форсунок требуется применение качественного топлива с минимальным количеством примесей и присадок.

Частой неисправностью форсунок является их загрязнение. Определить последнее можно по следующим симптомам:

  • Резкое повышение расхода топлива.
  • Существенное падение мощности двигателя автомобиля.
  • Ощутимые сложности при запуске мотора.

Несмотря на то что системы с насос-форсунками постепенно вытесняются двигателями Common Rail, они имеют несомненные преимущества, которые и обеспечивают их сферу применения в современном автомобилестроении.

Насос-форсунка

Что такое насос-форсунка

Насос-форсунка — это механизм системы непосредственного впрыска современных дизельных двигателей, когда в одном корпусе совмещены функционалы насоса и форсунки. В комплекте с форсункой работает одноплунжерный насос, который приводится в движение кулачками распредвала.

Насос форсунка Бош

Насос-форсунка от мотора 1.9 TDI (AWX)

Насос-форсунка для мотора автомобиля Volkswagen T5

Разборка насос-форсунки

Зачем нужны насос-форсунки

Основная функция насос-форсунок — это создавать высокое давления дизельного топлива для впрыска в камеру сгорания, причем в определенный момент и четкое его количество, которые задаются ЭБУ.

Их конструкция позволяет разбивать процесс подачи топлива на фазы предварительного, основного и дополнительного впрыска, а также еще больше увеличить давление впрыска (200-250 МПа). Что в свою очередь приводит к более эффективному и экономному расходу топлива.

Где находится насос-форсунка

Насос-форсунка устанавливается непосредственно в головке блока цилиндров. Часть с насосом находится снаружи блока и крепится к кулачкам распредвала, которые регулируют работу насоса. Часть с форсункой устанавливается внутрь блока — распылитель во время работы как бы “выглядывает” в камеру сгорания, рядом с выходом свечи накала, которая помогает воспламенить смесь.

Так как привод насоса идет от распредвала, насос-форсунки стоят под клапанной крышкой, поэтому снаружи собранного двигателя их не видно.

Конструкция насос-форсунки

Конструкционно насос-форсунка состоит из плунжера, управляющего клапана, запорного и обратного поршней, обратного клапана и иглы распылителя.

Устройство насос-форсунки

Плунжер отвечает за создание давление — именно он крепится к кулачкам распредвала и от них получает энергию для поступательного движения. Возврат в исходную позицию осуществляет плунжерная пружина.

Управляющий клапан регулирует впрыск топлива, а его основным элементом является игла. Сигналы клапану отправляет ЭБУ автомобиля, который полностью управляет работой двигателя.

У форсунки тоже есть пружина, которая прижимает распылитель к седлу в момент впрыска топлива. Пружина сжимается за счет давления топлива. Корректную работу системы обеспечивают запорный поршень и обратный клапан. В нужный момент через иглу распылителя в камеру сгорания под высоким давлением попадает топливо.

Читайте так же:
Регулировка фрикционного тормоза спиннинговой катушки

Как работает насос-форсунка

В начале процесса работы двигателя кулачковый механизм распредвала инициирует движение коромысла и плунжера вместе с ним. Топливо течет по каналам форсунки. Отсечка топлива осуществляется закрытием клапана. Когда давление топлива в форсунке составляет 13 МПа — подпружиненная игла распылителя занимает верхнее положение, начиная первичный впрыск горючего.

Первичный впрыск топлива инициируется управляющим клапаном. Давление падает по мере увеличения потока топлива по питающей магистрали. Предварительных впрыска может быть два — это определяется режимом работы мотора. Далее плунжер продолжает идти вниз. Закрытие клапана повышает рабочее давление в камере сгорания до 30 МПа. После чего происходит следующий ход иглы распылителя, совершая впрыск основной порции топлива в магистраль.

Схема работы насос-форсунки

Количество топлива для каждого впрыска регулируется давлением. После нагнетания до уровня около 220 МПа подача топлива становится наиболее интенсивной, а мощность мотора выходит на пиковые значения. Завершает подачу основной порции топлива открытие клапана. Давление топлива в системе понижается, а игла распылителя закрывается.

Признаки неисправных насос-форсунок

О поломках в системе впрыска говорят следующие факторы:

  • двигатель не заводится вообще, либо заводится с трудом;
  • резкое увеличение расхода топлива;
  • двигатель работает неравномерно;
  • мощность работы двигателя падает на любых оборотах;
  • сильное задымление выхлопа.

Какие могут быть неисправности

Загрязненный распылитель насос форсунки

Загрязненный распылитель насос-форсунки

Если диагностика выявит что проблемы с двигателем возникают из-за неисправностей в работе насос-форсунок, то выйти из строя могли следующие компоненты:

  • клапанный узел (наиболее часто встречающаяся проблема);
  • распылитель (примерно каждый третий случай);
  • электромагнитные компоненты, плунжер, пружины или корпус (выходят из строя очень редко).

Обслуживание и ремонт насос-форсунок

Специфика современных впрысковых систем заключается в высокой механической сложности узлов. Поэтому насос-форсунка не имеет срока службы и четко определенного перечня регламентных работ.

Спорным вопросом остается применение очищающих присадок в топливо и сама процедура чистки форсунок. Как и в случае с чисткой двигателя вообще, на результат могут повлиять разные факторы — в итоге можно как окончательно угробить насос-форсунки, так и наоборот продлить им жизнь. По сути если работа двигателя вас не беспокоит, то и делать ничего не нужно.

Если какие-то из признаков неисправности заставили Вас обратиться на специализированный сервис, то они могут попробовать отремонтировать насос-форсунку с помощью следующих действий:

    и исправить параметры работы насос-форсунки на стенде;
  • провести чистку в ультразвуковой ванне только нижней форсуночной части или всех деталей насос-форсунки в разобранном виде;
  • продефектовать и заменить изношенные компоненты;
  • отрегулировать насос-форсунку на стенде после сборки.

Чистка насос-форсунок в ультразвуковой ванне

Очистка насос-форсунок в ультразвуковой ванне

Регулировка насос-форсунок на стенде

Регулировка насос-форсунок на стенде после сборки

Если ремонт не помогает, насос-форсунка меняется целиком. Самостоятельно отремонтировать насос-форсунку вряд ли возможно. Во-первых, компоненты и ремкомплекты в основном продаются только специализированным сервисам и найти их очень сложно. Во-вторых, для работы нужен специнструмент и специализированное оборудование. В-третьих, настроить параметры работы форсунки невозможно без специального регулировочного стенда.

Читайте так же:
Масляный насос зил 131 регулировка

Подбор и покупка насос-форсунок

Для надежной работы системы впрыска топлива насос-форсунку подбирают по артикулу, который можно определить по коду детали, или используя VIN-код автомобиля. На каждый мотор устанавливаются только форсунки определенной модели, поэтому выбор сводится только к бренду производителя, которых не так много. Основные мировые производители, продукция которых устанавливается на конвейере — это Bosch, Denso, Siemens, Delphi.

Оборудование для проверки насос-форсунок Cam-Box, систем Common Rail и электронных ТНВД

Предназначен для диагностики ТНВД и форсунок Common Rail напряжением 12-28В. Компьютерная система управления и диагностики со встроенными тест-планами BOSCH, DENSO, DELPHY. Мензурочная система измерения подачи топлива. Мощность привода 7,5 кВт.

Инструкция по эксплуатации

Стенд для проверки форсунок Common Rail ЕДС-CR6-708 Поток CR-2

Предназначен для диагностики форсунок Common Rail. Компьютерная система управления и диагностики со встроенными тест-планами BOSCH, DENSO, DELPHY, SIEMENS. Безмензурочная система измерения подачи топлива. Мощность привода 11 кВт. Обновление ПО – бесплатно. Кодирование BOSCH IMA, BOSCH ISA, DELPHY C31, DELPHY C21, DENSO, SIEMENS. Максимальное рабочее давление форсунок CR 2500 Бар.

В комплектацию входит блок управления Поток CR-2, Блок измерения Поток FM, блок измереия PF, кабель-переходник Siemens, кабель-переходник Delphi ЕВРО-5, обратный клапан для пьезофорсунок СR 0986612922.

Стенд для диагностики и кодирования форсунок COMMON RAIL «Smart CRI»

стенд Smart CRI вид спереди

Cтенд предназначен для диагностики и кодирования дизельных электромагнитных и пьезоэлектрических форсунок систем Common Rail Bosch, Delphi, Denso, Continental (Siemens).

Комплект оборудования для проверки форсунок Common Rail

Поток CR-2

При подключении устройства к ПК дополнительно доступны следующие функции:


Безмензурочный блок измерения «Поток FM»


Cовместное использование Поток CR-1(2) и Поток FM позволяет осуществлять IMA кодирование э/м и пьезо инжекторов Bosch (Дополнительная платная опция).

НаименованиеКоличество, шт.
Безмензурочный блок измерения «Поток FM»1
Информационный кабель1
Кабель питания 220 В1
Руководство по эксплуатации1

Блок управления Поток CP

Устройство «Поток CP» предназначено для проверки и тестирования ТНВД системы CommonRail.

Блок управления «Поток CP» поставляется в следующей комплектации:

НаименованиеКоличество, шт.
Блок управления «Поток CP»1
Кабель для регуляторов1
Кабель для датчика давления1
Имитатор датчика давления1
Разъем 0-0182642-1 («Выходы»)1
Разъем DB-9M («Управление ПЧ»)1
Разъем DB-9F («RS-485»)1
Разъем DB-25M («Датчики»)1
Разъем DB-25F («Входы»)1
Индуктивный датчик для измерения частоты вращения двигателя насоса1
Температурный датчик DS18B203
Кабель USB AM-BM1
Кабель питания 220 В1
Руководство по эксплуатации

Безмензурочный блок измерения «Поток PF»

Безмензурочный блок измерения «Поток PF» предназначен для измерения скорости потока тестовой жидкости при проведении диагностических тестов топливных насосов высокого давления Common Rail (ТНВД CR) на стенде совместно с блоками управления серии «Поток CR» и «Поток CP».

Контроллер Поток CR-mini

Устройство «Поток CR–mini» предназначено для диагностирования (объемной производительности, формы и интенсивности распыла, минимального давления поднятия иглы распылителя, гидроплотности, измерения хода анкера) электромагнитных и пьезоэлектрических дизельных форсунок фирм Bosch, Denso, Delphi и Siemens на стенде для проверки ТНВД (модернизированном для работы с CR) либо на ручном стенде для проверки давления открытия форсунок .

— активацию форсунок (1 канал) для измерения объемной производительности, а также для оценки формы и интенсивности факела распыла;

— проверку гидроплотности форсунок;

— автоматическое либо ручное управление давлением в системе (1 канал управления);

— автоматическую защиту от перегрузки по току форсунки и регулятора давления;

— автоматическое сохранение параметров работы.

Кабели-переходники входящие в стандартный комплект поставки

Комплект кабелей-переходников для форсунок Delphi, Denso, Siemens, Bosch Piezo, Bosch CRIN.

— Активация форсунки для измерения хода анкера при помощи индикаторной головки. ИНДИКАТОРНАЯ ГОЛОВКА В КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ НЕ ВХОДИТ!

Контроллер Potok CR-mini 2

Контроллер представляет многофункциональное устройство для профессиональной работы с электромагнитными и пьезоэлектрическими инжекторами и регуляторами топливных систем легковых, грузовых автомобилей и специальной техники фирм-производителей:Bosch, Denso, Delphi, Siemens,Cat и многих других.

Контроллер обеспечивает: диагностирование объемной производительности, формы и интенсивности распыла, измерение RLC, минимального давления поднятия иглы распылителя, гидроплотности, измерения хода анкера, измерение хода пьезопакета, измерение сопротивления пьезопакета, определение токов открытия/закрытия электромагнитных и пьезоэлектрических дизельных форсунок.

Может быть использован как в составе профессионального дизельного стенда так и при проверке типа «входной контроль» на автомобиле и(или) рабочем месте толевщика (верстак и т.п.).

— активацию форсунок (1 канал) для измерения объемной производительности, а также для оценки формы и интенсивности факела распыла;

— измерение сопротивления и индуктивности электромагнитного клапана;

— измерение емкости пьезопакета;

— проверку гидроплотности форсунок;

— подачу настраиваемых импульсов тока для измерения хода анкера при помощи индикаторной головки. ИНДИКАТОРНАЯ ГОЛОВКА В КОМПЛЕКТ ПОСТАВКИ НЕ ВХОДИТ!

— подачу настраиваемых импульсов напряжения для измерения хода пьезопакета при помощи индикаторной головки;

— измерение силы тока протекающего через пьезопакет;

— измерение сопротивления пьезопакета;

— активацию пьезофорсунок для измерения объемного расхода пьезофорсунки через управляющий клапан при помощи расходомера;

— определение токов открытия/закрытия электромагнитных клапанов форсунок;

— автоматическое либо ручное управление давлением в системе;

— автоматическую защиту от перегрузки по току форсунки и регулятора давления;

— автоматическое сохранение параметров работы.

Кабели-переходники входящие в стандартный комплект поставки представлены на фото ниже:

Разветвитель Поток DRV

Разветвитель «Поток DRV» предназначен для управления тремя регуляторами типа DRV, установленными на рампе топливного стенда.

В качестве задающего сигнала используется один из каналов управления регуляторами Поток CR-2 или любой аналогичный прибор.

Насос-форсунка — устройство, принцип работы и ремонт

Насос-форсунка — гибридная система подачи топлива, соединившая в одном агрегате насос высокого давления и устройство впрыска.

foto_1

Насос-форсунки расположены в головке блока цилиндров. Каждый цилиндр в системе оснащен персональной насос-форсункой.

foto_2

Устройство насос-форсунки дизельного двигателя

foto_3

Плунжер создает необходимое давление внутри инжектора. Специальные кулачки распределительного вала приводят плунжер в действие, воздействуя на него в определенные моменты времени.

Клапан управления отрывается и закрывается при движении плунжера, пропуская топливо из топливной магистрали в камеру высокого давления. Главной деталью клапана является игла распылителя, которая плотно прижимается пружиной распылителя отвечает за быстродействие всей системы.

Принцип работы топливных насос-форсунок

Давление в форсунке создается с помощью плунжера, под контролем электронного блока управления, который находится на корпусе насос-форсунки. Клапаны управления бывают электромагнитные и пьезоэлектрические. Пьезоэлектрические форсунки срабатывают в 4 раза быстрее, чем устройства с электромагнитным клапаном, и не допускают образования излишков топлива. Количество подаваемого топлива может достигать 10 порций за один такт, которые распределяются на три фазы:

  1. Предварительный впрыск. Когда плунжер двигается вниз под действием специальных кулачков распределительного вала, топливно-воздушная смесь попадает в каналы форсунки, когда клапан закрывается горючее перестает поступать. Когда давление смеси достигает 13 мПа, распылитель преодолевает усилие пружины и подает горючую смесь в камеру сгорания. Предварительный впрыск помогает достигнуть плавного сгорания смеси на следующем этапе.
  2. Основной впрыск. Плунжер опускается вниз, клапан управления закрывается и давление топлива увеличивается до 30 мПа. Распылитель пересиливает действие пружины и поднимается вверх. Горючее подается в камеру сгорания под большим напором, поэтому сжимается и сгорает эффективнее. Каждый раз сжатие сопровождается увеличением давления до максимального 220 мПа. Основной впрыск служит для качественного образования смеси горючего на разных режимах работы двигателя.
  3. Дополнительный впрыск осуществляется при движении плунжера вниз для очистки сажевого фильтра от накопленной копоти.

Ремонт дизельных насос-форсунок

При нарушении нормальной работы иглы форсунки, система не закрывается вовремя и подача топлива не осуществляется в положенное время. Инжектор не справляется со своей задачей, двигатель работает резко и подаваемые на него нагрузки могут вывести его из строя. Чаще всего в форсунках засоряется распылитель, стираются резиновые прокладки.

Внимание! Подбирая ремонтный комплект для насос-форсунки, приобретайте детали одного производителя, соблюдая марку и модель. Использование прокладок, которые предназначены для форсунки другой марки, приведет к некорректной работе инжектора.

Любой ремонт форсунок или их полная замена требует начинается с демонтажа старых насос-форсунок.

Порядок действий при замене насос-форсунок

  1. Сбросьте давление в топливной системе.
  2. Открутите крепления с трубок высокого давления и снимите их. foto_4Важно! Пометьте, где стояла каждая трубка. Чтобы не запутаться во время установки форсунок обратно.
  3. Используя удлиненные торцевые головки, отверните насос-форсунки. foto_5
  4. Аккуратно покачайте инжектор в стороны, чтобы сохранить резьбу.
  5. Осторожно удалите с форсунок уплотнительные шайбы. Нельзя выдалбливать их зубилом! foto_6
  6. С помощью накидного ключа разберите распылитель.
  7. Открутите и очистите накидную гайку.
  8. Вытащите промежуточный корпус.
  9. Очистите все металлические детали устройства.
  10. Установите новый распылитель, если требуется. Закрутите накидную гайку.
  11. Замените уплотнительные кольца и все детали из ремонтного комплекта.
  12. Убедитесь, что все детали находятся на месте и в должном состоянии и установите восстановленную или новую форсунку на место.
    Внимание! Запрещено ставить форсунки без уплотнительных шайб. Кроме уплотнения и герметизации, они выполняют теплоотводящую функцию. Без них система перегреется и выйдет из строя.
  13. С небольшим усилием руками вкрутите форсунку на место. Если форсунка не вкручивается, прочистите резьбу.
  14. Присоедините трубки высокого давления на свои места и закрепите их зажимами.
  15. Выверните рукоятку ручной подкачки топлива и прокачайте до того момента, пока она не станет ходить туго. Заверните ее. Давление в системе создано, запустите двигатель.
голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector