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

Влияние работы форсунки на работу двигателя

Устройство форсунки двигателя

Автомобильная форсунка — устройство, отвечающее за непосредственное распыление топлива внутри камеры сгорания. Непосредственный впрыск — модификация распределенного впрыска горючего, где горючее впрыскивается в цилиндры напрямую. Форсунка — основной связывающий компонент между топливным насосом и мотором. Существует несколько модификаций данного устройства. На современных двигателях используют форсунки, которые оснащены электронным управлением впрыска. Главное предназначение форсунок:

  • обеспечение правильной дозировки топливной смеси;
  • обеспечение правильной струи топливной смеси — кол-во, давление, угол.

Принцип действия форсунки

Топливо в форсунку подается под давлением. При этом блок управления мотором посылает электроимпульсы на электромагнит инжектора, которые активируют работу игольчатого клапана, отвечающего за состояние канала (открыто/закрыто). Количество поступающего топлива определяется длительностью поступающего импульса, влияющего на промежуток нахождения игольчатого клапана в открытом состоянии.

По методу впрыска современные топливные форсунки делятся на три вида – электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические.

  • Электромагнитные форсунки. Такой вид форсунок зачастую устанавливают в бензиновые двигатели. 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. Визуальное устройство форсунки бензинового двигателя показано на рисунке слева.
  • Электрогидравлическая форсунка. Использование такой системы можно часто увидеть в автомобилях, оснащённых дизелем. Такие инжекторные форсунки состоят из сливной и впускной дроссели, электромагнитного клапана и камеры. Путем изменения давления топлива легко добиться возможности управлять его подачей на цилиндры, и эта особенность является главным отличием инжектора от аналогичных механизмов. Визуальное устройство форсунки дизельного двигателя показано на рисунке слева.
  • Пьезоэлектрические форсунки. Последний вид форсунок принято считать наиболее совершенным и перспективным среди всех описанных видов. Пьезофорсунки используются только на дизельных двигателях внутреннего сгорания с системой подачи топлива Common Rail. Визуальное устройство форсунки Common Rail показано на рисунке слева.

Проблемы и неисправности форсунок двигателя

Для поддержания нормальной работы топливной системы необходимо проводить периодическую чистку форсунок. По мнению специалистов, процедура должна выполняться каждые 20-30 тыс. км пробега, но на практике необходимость в таких работах возникает уже после 10-15 тыс. км. пробега. Это связано с некачественным топливом, плохим состоянием дорог и не всегда правильным уходом за машиной.

К самым актуальным проблемам, преследующими форсунки любого типа, относится появление на стенках деталей отложений, являющихся следствием использования низкокачественного топлива. Результатом является появление загрязнений в системе подачи горючей жидкости и возникновение перебоев в работе, потеря мощности мотором, чрезмерный расход ГСМ. Причинами, влияющими на работу форсунок, могут быть:

  • чрезмерное содержание серы в топливе;
  • коррозия металлических элементов;
  • износ;
  • засорение фильтров;
  • воздействие высоких температур;
  • проникновение влаги и воды.

Надвигающиеся неполадки можно определить по ряду признаков, таких как появление незапланированных сбоев при старте двигателя, увеличение расхода топлива, появление выхлопа черного цвета, нарушение ритмичности работы мотора на холостом ходу.

Способы чистки форсунок

Существует три метода чистки форсунок:

  • ультразвуковая чистка;
  • промывка инжектора через топливную рампу;
  • добавление в топливо специальной промывки.

Ультразвуковая чистка, пожалуй, самая эффективная, но имеет ряд недостатков. Так, с помощью данного метода очищаются лишь сами форсунки, другие же части топливной системы не затрагиваются. Кроме того, данный метод исключен для форсунок, в конструкции которых содержатся элементы керамики (они разрушаются под действием ультразвука).

Метод чистки инжектора через топливную рампу подразумевает присоединение к ней трубок, через которые подается специальный химический состав под высоким давлением. Подобную процедуру выполняют, как правило, на сервисе. Стоимость ее довольно высока. После данной процедуры в обязательном порядке следует заменить свечи зажигания.

Прочистка форсунок посредством специального химического состава, заливаемого в бак, зачастую малоэффективна. Химические соединения, как правило, не способны справиться с сильным загрязнением. Данный способ хорош в профилактических целях, но не для чистки непосредственно. В состав подобных соединений для чистки входят жидкие компоненты, нацеленные на удаление налета, а также мелкодисперсные частицы с абразивными свойствами. Они должны очищать топливопровод от продуктов окисления и налета, а форсунки под их воздействием должны очищаться от нагара. В результате форма распыла топлива вновь должна приобрести правильную конусообразную форму.

Читать еще:  Вездеход на колесах низкого давления двигателя

Работа топливных форсунок

Вся система впрыска построена следующим образом. Нагнетаемый кислород, поступая в камеру сгорания двигателя, провоцирует импульс, идущий в компьютер автомобиля. При прохождении сигнала машина анализирует количество и температуру поступившего кислорода, скорость вращения коленчатого вала, температуру двигателя и степень открытия дроссельной заслонки.

После проведенного анализа осуществляется обратный импульс, посылаемый на форсунки, которые впрыскивают в камеру необходимое количество топлива. Такой вид подачи топлива в двигатель уверенно вытесняет ранее распространенный карбюраторный способ. Причин этому несколько, и главными из них являются экономия топлива, увеличение мощности и КПД двигателя, а также экологическая составляющая.

Представленный принцип работы форсунки очень прост в описании, но даже исходя из него можно определить значимость бесперебойной работы этого элемента для всего автомобиля. Основные проблемы в работе этой детали возникают из-за ее загрязнения и, как следствие, невозможности поставлять необходимое количество топлива в камеру сгорания.

  • Аннотация
  • Об авторах
  • Список литературы
  • Cited By

Аннотация

Введение. Температура воздуха во впускном коллекторе используется электронным блоком управления двигателем для корректирования времени впрыска топлива форсункой. Температура воздуха на впуске – величина непостоянная и зависит от условий эксплуатации автомобиля. При снижении температуры воздуха на впуске длительность импульса открытия
форсунок увеличивается и, наоборот, при повышении температуры воздуха на впуске длительность импульса открытия форсунок уменьшается.
Материалы и методы. Основное содержание исследования составляет анализ влияния температуры воздуха во впускном коллекторе двигателя на длительность импульса открытия форсунки при работе двигателя на холостом ходу и при движении автомобиля с различными скоростными режимами на равнинном, горном и высокогорном участках автомобильной дороги.
Результаты. Результаты исследования показали, что движение автомобиля на больших скоростях на равнинных участках автомобильной дороги приводит к значительному снижению температуры воздуха во впускном коллекторе и увеличению длительности импульса открытия форсунок. При движении автомобиля на подъем влияние температуры воздуха во впускном коллекторе на длительность импульса открытия форсунок незначительное, так как на скорость движения автомобиля оказывают влияние сложность рельефа местности и параметры горной и высокогорной автомобильной дороги.

Ключевые слова

Об авторах

канд. техн. наук, доц. кафедры «Автомобильный транспорт»

720044, г. Бишкек, пр. Ч. Айтматова, 66

магистрант кафедры «Автомобильный транспорт»

720044, г. Бишкек, пр. Ч. Айтматова, 66

Список литературы

1. Rolf Isermann. Engine Modeling and Control. Modeling and Electronic Management of Internal Combustion Engines. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2014. 646 p.

2. Уве Рокош. Бортовая диагностика. Перевод с нем. ООО «СтарСПб». М.: ООО Изд-во «За рулем», 2013. 224 с.

3. Ерохов В.И. Системы впрыска бензиновых двигателей (конструкция, расчет, диагностика): учебник для вузов. М.: Горячая линия-Телеком, 2011. 552 с.

4. Bosch. Системы управления бензиновыми двигателями. Перевод с немецкого. М.: ООО Изд-во «За рулем», 2005. 432 с.

5. Лещенко В.П. Кислородные датчики. М.: Легион-Автодата, 2003. 112 с.

6. M-STEP. MPI – Система многоточечного впрыскивания [Электронный ресурс]. URL: http://files.mek1.ru/file/faq/1.pdf/ (дата обращения: 10.04.2018).

7. Карнаухов В.Н. Оптимизация мощности нагревательного элемента для поддержания оптимальной температуры воздуха во впускном коллекторе ДВС // Электронный научный журнал: Современные проблемы науки и образования. 2014. № 3. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=13575.

8. Карнаухова И.В. Определение оптимальной температуры воздуха во впускном коллекторе двигателя // Вестник СибАДИ. 2014. № 3 (37). С. 7 – 12.

9. Емелькин Г. Диагностика: параметры впрыска ВАЗ-2110. За рулем.рф [Электронный ресурс]. URL: https://www.zr.ru/content/articles/12508-diagnostika_parametry_vpryska_vaz-2110_dopros_s_pristrastijem/ (дата обращения: 21.12.2018).

10. Акунов Б.У., Давлятов У.Р. Анализ зависимости длительности импульса открытия форсунки двигателя от условий эксплуатации автомобиля // Автомобильная промышленность. 2017. №9.С. 13 – 17.

11. Говорущенко Н.Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте. М.: Транспорт, 1990. 135 с.

12. Нормы расхода топлив и смазочных материалов на автомобильном транспорте. Методические рекомендации. М.: КНОРУС, 2010. 160 с.

Читать еще:  Щелчок при запуске двигателя на дастере

Для цитирования:

Акунов Б.У., Касымбеков К.Д. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА ВО ВПУСКНОМ КОЛЛЕКТОРЕ ДВИГАТЕЛЯ НА ДЛИТЕЛЬНОСТЬ ИМПУЛЬСА ОТКРЫТИЯ ФОРСУНКИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ АВТОМОБИЛЯ В РАЗЛИЧНЫХ УСЛОВИЯХ. Научный рецензируемый журнал «Вестник СибАДИ». 2019;16(1):32-39. https://doi.org/10.26518/2071-7296-2019-1-32-39

For citation:

Akunov B.U., Kasymbekov K.D. INFLUENCE OF AIR TEMPERATURE ON DURATION OF IMPULSE OPENING SPRAY IN THE ENGINE INTAKE MANIFOLD WHILE CAR OPERATION IN VARIOUS CONDITIONS. The Russian Automobile and Highway Industry Journal. 2019;16(1):32-39. (In Russ.) https://doi.org/10.26518/2071-7296-2019-1-32-39


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

3. Пробег автомобиля, а также качество его обслуживания

Существуют случаи, когда форсунки бензинового двигателя с распределенным впрыском нужно промывать составом ML101, например, при плохом обслуживании транспортного средства. Если вы никогда не промывали систему впрыска, а пробег у вас более 100 000 километров – лучше всего для первой процедуры взять препарат с эффектом раскоксовки.

Кроме того, если вы купили автомобиль с большим пробегом и не знаете историю его обслуживаний, тоже лучше всего воспользоваться составом ML101, потому что, скорее всего, отложения на инжекторе скапливались годами.

Еще один случай – это обильный длительный перелив топлива, о котором расскажет сканер, а также черный нагар на свечах зажигания. Кроме того, опыт показывает, что такой налет появляется сразу после промывки форсунок препаратами ML101 и ML102, от чего многие сразу меняют свечи – делать этого не нужно, так как при работе двигателя с промывочным средством, смесь становится более богатой, что и приводит к образованию нагара. Такой нагар абсолютно не влияет на работоспособность свечей, он удаляется сам после 100 километров пробега.

POLETRON F-1.9

Инжектор Poletron F-1.9 – мембранного типа, за счет чего обладают относительно высокой скоростью открытия и закрытия инжектора , при сохранении большой производительности. Обеспечивают высокую точность подачи газа, что оказывает существенное влияние на правильную работу двигателя на газе. Не требует предварительной калибровки перед установкой. Единственная операция , это выбор соответствующего диаметра жиклера. Имеют небольшой размер для легкой установки и тихой работы. Можно использовать жиклер с диаметром в диапазоне от 1,4 до 3,5 мм.

Характеристики: Время срабатывания — 1,9-2мс. Напряжение питания 12V. Сопротивление катушки от 1,5 до 2,0 Ом.

Ремонтопригодность и износостойкость: Имеется ремонтный комплект. После ремонта, инжектор не требует калибровки. Срок службы в среднем 100 000км.

Основные неполадки форсунок впрыска топлива и их причины

Стабильность функционирования топливной системы и продолжительный ресурс работы форсунок обеспечиваются их периодической чисткой. Как правило, потребность появляется каждые 10-15 тыс. км пробега. На данный показатель влияет низкое качество используемого топлива, плохое состояние дорожного покрытия, не самый лучший уход за автомобилем. В итоге на стенках детали появляются отложения, что приводит к проблемам с подачей топливной смеси, снижению мощности двигателя, избыточному расходу бензина или дизеля.

Эксперты выделяют следующие негативные факторы, влияющие на рабочий ресурс форсунок впрыска топлива:

чрезмерное содержание серы в горюче-смазочных материалах;

появление коррозии на металлических деталях;

засорение фильтров, проникновение влаги и пыли;

длительное воздействие повышенных температур;

неправильная установка инжекторов.

Характерными признаками неполадок, связанных с форсунками, являются:

сбои при запуске мотора;

повышенный расход ГСМ;

нарушенная ритмичность двигателя на холостом ходу.

Если вы заметили перечисленные моменты в работе своего автомобиля, советуем обратить внимание на состояние форсунок впрыска топлива. Несвоевременная очистка запчастей способна привести к более существенным проблемам и финансовым затратам на капитальный ремонт транспортного средства. Современные специалисты используют 4 способа восстановления работоспособности форсунок:

заливка специальной жидкости в бензобак;

подключение промывочной установки к мотору;

индивидуальная очистка инжекторов;

удаление загрязнений в ультразвуковой ванне.

Каждый вариант имеет свои особенности и рекомендации по применению.

Форсунка высокого давления для бензинового двигателя

С связи с тем, что для систем прямого впры­ска топлива требуется более высокое дав­ление, форсунка должна отвечать дополни­тельным требованиям. Для систем прямого впрыска топлива для бензиновых двигателей были разработаны специальные топливные форсунки высокого давления.

Функциями форсунки высокого давления яв­ляются дозирование и распыление топлива. Распыление топлива необходимо для смеши­вания топлива с воздухом в камере сгорания. В зависимости от режима работы топливо концентрируется вблизи свечи зажигания (послойный заряд) или равномерно распре­деляется во всем объеме камеры сгорания (однородное распределение).

Читать еще:  Что такое опора двигателя рено меган

Чтобы обеспечить оптимальное смесеобра­зование, топливо впрыскивается под давлением до 200 бар. Требуемое количество топлива раз­деляется на несколько коротких впрысков.

Конструкция и функция форсунки высокого давления

Топливная форсунка высокого давления (см. рис. «Топливная форсунка высокого давления для систем прямого впрыска» ) состоит из корпуса, седла клапана, игольчатого клапана с якорем электромаг­нита, пружины и катушки электромагнита.

При протекании через катушку электриче­ского тока создается магнитное поле, кото­рое поднимает игольчатый клапан из седла, преодолевая усилие пружины. При этом от­крывается выпускное отверстие клапана. По­скольку давление топлива значительно выше давления в камере сгорания, топливо впры­скивается в камеру сгорания. Тонкое распы­ление топлива обеспечивается за счет надле­жащей геометрии сопла на конце форсунки.

Когда катушка обесточивается, игла кла­пана прижимается пружиной к седлу и пере­крывает подачу топлива.

Поскольку игольчатый клапан открывается внутрь, процессу закрытия способствует давле­ние, имеющееся в топливной рампе. В то же время во время открытия клапана, это давление дей­ствует в направлении, противоположном направ­лению открытия. В результате для этих форсунок требуется более сильное магнитное поле, чем для обычных топливных форсунок для систем с впры­ском топлива во впускной трубопровод.

Образование струи топлива

Точное дозирование топлива может осущест­вляться за счет открытия клапана и удержания его с полностью поднятой иглой в течение определенного времени. Количество впрыски­ваемого топлива зависит от давления в топлив­ной рампе, противодавления в камере сгорания и времени открытия клапана. Распыление то­плива обеспечивается соответствующей геоме­трией седла клапана и направляющей потока, служащей для создания завихрений.

В топливных форсунках второго поколения завихряющие клапаны с одним отверстием, создающие «полую» коническую струю, заме­нены клапанами с несколькими отверстиями, имеющими намного лучшие характеристики в отношении формы струи, тонкости распыле­ния топлива, распределения отдельных струй по массе топлива и т.д. Эти форсунки обеспе­чивают адаптацию отдельных струй топлива к геометрии камеры сгорания (нацеливание струи), что позволяет повысить рабочие ха­рактеристики двигателя, снизить токсичность отработавших газов, обеспечить более ровную работу двигателя и т.д.

Активация топливной форсунки высокого давления

Чтобы обеспечить надежный и повторяемый впрыск, электрический ток, протекающий по катушке, должен иметь определенную до­статочно сложную форму. Сигнал включения форсунки выдает микропроцессор блока управления двигателем (см. рис. а, «Характеристики топливного инжектора высокого давления» ). В со­ответствии с этим сигналом выходной модуль Преобразователь постоянного напряжения в блоке управления двигателем генерирует бустерное напряжение величиной 65 В. Это напряжение необходимо для как можно бо­лее быстрого создания высокого электриче­ского тока на начальной стадии. Это необхо­димо, чтобы как можно быстрее поднять иглу клапана. На этой стадии игла клапана дости­гает положения максимального подъема (см. Рис. с). Когда форсунка будет полностью открыта, для ее удержания в открытом по­ложении достаточно значительно меньшего электрического тока (ток удержания). При по­стоянном подъеме иглы клапана количество впрыскиваемого топлива пропорционально продолжительности впрыска (см. рис. d).

Советы по настройке

Настройка моновпрыска наиболее часто требуется когда плавают обороты мотора. Наблюдаться это может как на холостом ходу так и во время движения. Наиболее сильно заметно сбои в работе двигателя при переключении передач. Все эти симптомы говорят, что регулировка моновпрыска потребуется в ближайшее время.

Описание последовательности действий:

    Мультиметром проверить сопротивление датчика температуры всасываемого воздуха и сверить с табличными значениями;

По завершению регулировки требуется завести автомобиль. Пробная поездка должна показать отсутствие плавающих оборотов. В противном случае необходимо дополнительно проверить сопутствующие системы.

Поддержание моновпрыска в исправном состоянии возможно только при качественной диагностике. Необходимо обращать внимание на любые изменения в поведении автомобиля. Чем раньше будет замечена неисправность, тем дешевле обойдется ее устранение. Необходимо регулярно уделять внимание впрыску.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector