С момента появления дизельные двигатели постоянно совершенствовались.
Если первые силовые установки на дизельном топливе отличались повышенной вибрацией и значительной шумностью, современные аналоги практически сравнялись по своим характеристикам с традиционно тихими бензиновыми моторами.
См. также нашу статью Устройство и принцип работы дизельного двигателя.
Такой результат стал возможен благодаря внедрению принципиально иной технологии подачи горючего в камеру сгорания силовой установки.
Специальные насос-форсунки осуществляют дозированную подачу дизельного топлива, обеспечивают плавность и экономичность работы мотора. Рассмотрим устройство топливной форсунки дизельного двигателя, а также принцип её работы.
Значение топливной форсунки для дизельного мотора
В современных дизельных моторах топливная форсунка является важнейшим элементом подачи горючего в камеру сгорания каждого цилиндра силовой установки.
В зависимости от используемой системы управления впрыском топлива насос-форсунки могут отличаться по модели, форме, размеру и способу управления.
С одной стороны, использование топливных форсунок позволило существенно повысить эффективность сгорания дизельного топлива.
Достоинством новой технологии стала оптимизация расхода горючего, увеличение мощности силовой установки, снижение шумности работы и уменьшение уровня вредных веществ в отработанных газах.
С другой стороны, повысились требования к качеству дизельного топлива. Дело в том, что топливная форсунка сильно подвержена загрязнению от различных примесей в низкокачественном топливе. Восстановление работоспособности или ремонт насос-форсунки обходятся недешево.
Несмотря на это благодаря топливным форсункам современные дизельные двигатели стали экономными и выгодными с точки зрения эксплуатации, особенно если речь идет о поездках на дальние расстояния.
Благодаря централизации подачи и распределения горючего работа силовой установки стала более эффективной и надежной.
Устройство топливной форсунки дизельного двигателя
В своей работе топливная форсунка сочетает множество разнообразных технологий. Устройство помещено в индивидуальный защитный цилиндр, который нивелирует воздействие негативных внешних факторов.
Далее приведены основные компоненты дизельной насос-форсунки и выполняемые ими функции:
- Плунжер – обеспечивает нагнетание давления внутри форсунки до рабочего уровня;
- Управляющий клапан – точно регулирует поступление топливной смеси и ее впрыск в камеру сгорания;
- Игла распылителя – обеспечивает распыление дизельного топлива под высоким давлением в камере сгорания;
- Пружина распылителя – надежно фиксирует иглу распылителя в необходимом положении;
- Блок управления – непрерывно контролирует работу топливной форсунки в автоматическом режиме.
Принцип работы топливной форсунки дизельного двигателя
Поступление и распределение дизельного горючего в форсунке осуществляется в 3 этапа:
Предварительный впрыск. Кулачок распределительного вала передает механическое усилие на коромысло и увлекает плунжер вниз.
Происходит перемещение топливно-воздушной смеси по каналам форсунки, после чего её поступление временно приостанавливается. В замкнутом пространстве устройства образуется область высокого давления до 13 МПа.
Под его воздействием игла преодолевает сопротивление пружины и выполняет предварительную подачу горючего. После открытия входного клапана и поступления топливной смеси в магистраль происходит снижение давления.
Основной впрыск. Начинается после опускания плунжера форсунки. Входной клапан закрывается, что приводит к стремительному увеличению давления до 30 МПа.
После достижения рабочего давления игла поднимается и впрыскивает топливно-воздушную смесь в камеру сгорания.
Максимальный объем впрыскиваемого горючего соответствует предельной мощности двигателя. При этом расход топлива существенно возрастает по сравнению с обычным ритмом работы силовой установки.
Дополнительный впрыск. Требуется для очистки сажевого фильтра, отвода копоти и других загрязнений.
Как видим, устройство топливной форсунки дизельного двигателя достаточно сложное, поэтому для её ремонта требуется специальное профессиональное оборудование. Неквалифицированное обслуживание в большинстве случаев оборачивается полной потерей работоспособности устройства.
Впрочем, современные топливные форсунки – это достаточно надежные устройства, которые практически не нуждаются во вмешательстве извне.
Единственным условием для бесперебойной работы является качество дизельного топлива, в противном случае происходит загрязнение и снижается эффективность работы.
