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
Принцип работы насос-форсунки
Достоинства и недостатки систем с насос-форсунками

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.

Насос-форсунка в разрезе

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:

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

Насос форсунка и ее положение в головке блока цилиндров

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.

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.

Уменьшение давления на форсунках!Вопрос?!

Вопрос таков. Давным давно стоял тнвд лукас эпик, теперь стоит бош VP 36. Форсунки(распылы) не меняли. Из интернет источников открытие форсунок системы лукас на 170. Бош 150. Вобщем если уменьшить давление со 170 до 150 насколько ухудшиться распыл и его последствия?!

Comments 44

на ксантии 1.9 тд 175 кг давление форсунок, при снятии у всех форсунок было давление 200 кг, не знаю кто его так настроил, поставил 175, ничё не поменялось, может работать стала чуть тише

Варианта два:
1.ничего не трогать по давлению(будет работать, нихрена его не возьмет)
2.если форсы все равно ковырять то поставь бош и не забивай себе голову(на этих моторах в ранних выпусках тнвд бош по заводу ставили).

Читать еще: Шевроле круз нет оборотов по двигателю

Как вы определили, что насос давит 150, а не 170 ? Голову «глупостями» не забивайте. Хотите 170, отрегулируйте форсунки на 170. Можно распылители новые купить и настроить форсунки как вы хотите. Важен факел распыла и равный разброс давления распыла по форсункам. И будет вам счастье.

Заметте, … вопрос я задал про давление открытия форсунрк, но никак не зацепил тнвд. А тут некоторые завели демагогию про все и всяк… Ваш совет учел, спасибо!

Флейму много толку мало.
1. Лукасовские форсы по распылу соответствуют камере сгорания. Нечего тут огород городить, даже если в дальнейшем менять — распылители ставить такие же.
2. Если форсы прожили лет 5-10, нет в них 170. Я не спец по старению форс. А точный ответ по давлению даст стенд. Поднимать давление к 170 при регулировке я бы не стал. Но и ставить 150 тоже не надо. Потому что
3. Bosch VE (более старый) 165 в номинале бывал. Более свежий VP, рискну предположить, что не хуже. Если мы при сохранении характеристики плунжерной и настроек ставим более тугие форсунки — УОВ уйдёт очень незначительно позже, впрыск станет короче (насколько — трудно сказать, зависимость нелинейная). Возрастёт нагрузка на тнвд, снизится его ресурс (возможно, незначительно, зависит от макс давления в серии). Более короткий впрыск — меньше отдача, меньше расход.
Выводы:
1. Есть очень хорошие шансы, что тнвд «попал» в хороший режим работы.
2. Есть очень хорошие шансы, что регулировка форс ухудшит положение.
3. Если лезть ковырять — брать ещё один комплект форс, и ковырять его.
4. Спец по топливной есть под боком?

Это всё имхо физика.

Спасибо! Спец есть, форсунки другой комплект найдеться без проблем. К форсам все равно лезть, одна стучит… вот заодно и будем распылы лукас ставить другие.

Распылы другие — зачем? Форма факела важна и определяется камерой сгорания.
Взять комплект форс убитый задёшево, перебрать на стенде, выставить на 160 плюс-минус. И попробовать.

Распылы лукас, будут меняться на такие же, не другие(эсли это понадобиться, все при осмотре )

Это всё имхо физика.

Впрыск короче из-за давления не станет, он от кол-ва топлива зависит, а не от давления. Не путаем давление, напор и проток.
Это все не физика, а гидравлика.

Что будет в момент, когда насос не сможет подавить форсунку?

Читать еще: Где находится датчика температуры двигателя субару форестер

Это всё имхо физика.

Полностью согласен — ТНВД попал в отличный режим. Когда делал себе профилактику топливной — мастер на стенде **совмещал** при настройке давление ТНВД с форсами. Такое было для него не впервые.

Проверяй, но доверяй: как диагностируют и ремонтируют форсунки дизелей

Когда-то дизельные автомобили покупали люди, которые хотели ездить экономно. Они мирились со специфическим запахом, с посредственной динамикой и характерным тарахтеньем мотора, но сейчас времена изменились. Современный дизель с системой Common Rail (конечно, турбированный) способен вжимать в кресло и удивлять разгонной динамикой и позволяет обгонять соседей по потоку ничуть не хуже бензиновой «зажигалки». Единственный его недостаток – он стал сложнее. И эксплуатация современного дизеля тоже может быть штукой дорогой.

Когда ехать в сервис?

Д умаю, не открою Америки, если скажу, что ремонт дизельной топливной аппаратуры — это дорого. Особенно если пропустить тот момент, когда ещё возможно что-то исправить, не перебирая всю запущенную систему. Поэтому очень важно знать, что своевременный визит в сервис просто необходим, ведь в особо тяжких случаях придётся здорово раскошелиться.

Я, конечно, понимаю, что средний класс у нас может себе позволить сливать в раковину бульон от «доширака», но ценник за восстановление мотора тысяч в 150-200 способен подкосить душевное здоровье многих владельцев бюджетных дизельных иномарок. Кстати, в полной мере это относится к сравнительно недорогим корейским автомобилям, количество которых на наших дорогах только растёт, и доля посещений «дизельных» сервисов которыми также неумолимо прибавляется.

Итак, когда нужно задуматься о посещении СТО? Если честно, то поводов много, и незначительных среди них нет. Загорелась лампа «Check engine» – в сервис, запуск стал тяжелее, чем обычно – в сервис, повалил чёрный дым – в сервис, появился новый оттенок в звуке мотора – в сервис. Потому что всё это – признаки неисправности. Какой? Обычно без диагностики ответить на этот вопрос нельзя.

Поэтому причину выяснить нужно как можно быстрее, пока есть возможность обойтись малыми средствами. К сожалению, отремонтировать топливную аппаратуру C ommon R ail в гараже невозможно, поэтому в данном случае экономия может заключаться лишь в своевременном обращении к специалистам. Причём именно к специалистам, а не к группе лиц со сканером elm327 с известного китайского сайта за 600 рублей.

Допустим, что некоторые признаки неисправности есть. К кому обращаться? Логичнее всего — к представителю фирмы-производителя. Например – в авторизованную мастерскую «Бош Дизель Сервис». Там мы будем следовать по пятам за специалистами, дышать им в затылок, лезть под руки и задавать глупые вопросы. Выполнять работу журналиста, то есть. Поехали!

От стенда до стенда

Поиск большинства неисправностей двигателя начинается с компьютерной диагностики. О том, как это делать правильно, мы недавно рассказывали, а скоро ещё приоткроем тайны диагностики дизелей. Пока скажу коротко: на этой СТО следуют канонам качественной диагностики. Из сканеров обычно хватает одного Bosch KTS 540, но иногда приходится использовать и другие инструменты.

Проверяют наличие ошибок из-за пропусков зажигания, работу электромагнитной части, давление и ещё много различных параметров. Делать это надо тщательно, спешка приводит к ошибке. Например, есть такое явление, которое специалисты называют «зеркальная форсунка». Встречается оно в случае, когда, например, форсунки второго и четвёртого цилиндров уже склеили ласты, а форсунки первого и третьего цилиндров пытаются их потерю компенсировать. И тогда именно они будут показывать ошибки, хотя виновата совсем другая парочка. Впрочем, по одной форсунки умирают редко: ресурс у них на одном моторе обычно одинаковый.

После диагностики и определения признаков неисправности форсунок снимем их с автомобиля и отнесём в небольшое помещение, закрытое дверью с табличкой «Мойка агрегатов». Да, все помещения топливного участка «Бош Дизель Сервис» имеют свои функции, никто не будет возиться с грязной деталью в «чистой комнате», потому что в ней форсунки собирают, а тут не то что грязи — пыли быть не должно.

Ещё отмечу, что форсунка – это название разговорное. Правильно эту деталь называть инжектор CR ( C ommon R ail), но мы тут научные труды не пишем, а говорим понятным и доходчивым языком. Поэтому форсунка, и точка. Её модель – Bosch 0445110064. Если эти цифры вам ни о чём не говорят (как, собственно, и мне), то скажу, что такие стоят, например, в Hyundai Santa Fe до 2005 года или в Elantra до 2006 года выпуска.

Читать еще: Шланги от карбюратора как подключать на 406 двигателе

Итак, форсунку моют. Теперь она уже не похожа на грязную железку, и её можно передать на первую проверку. Первый стенд, куда попадает чистая (пока в основном снаружи) форсунка, помогает проверить ход анкера. Прибор показывает 0,031 мм, что вполне соответствует норме. Поэтому надо разбираться с ней дальше.

Форсунки дизельного двигателя и бензинового мотора, есть ли разница?

Дорогие мои друзья-автолюбители! В этой статье мы рассмотрим разновидности и устройство форсунки дизельного двигателя и бензинового мотора.

Мы с вами живём в век инжекторных моторов. С экранов ТВ и в салонах-магазинах нам постоянно твердят о супер двигателях с непосредственным впрыском, о дизельных агрегатах, которые едят по 3-4 литра топлива на 100 км и про прочие заслуги технологий, основанных на инжекции горючего. Всё это, конечно, правда, иногда приукрашенная маркетологами. На данный момент инженерами разработана масса разнообразных эффективных систем с инжекцией топлива, но какими бы они ни были, всех их объединяет один элемент – форсунка или, как её ещё называют, инжектор.

Деталь эта крайне важна для всей топливной системы и, по сути, является её основным исполнительным элементом, ради чёткой работы которой и затеваются все эти пляски с электроникой, кучей датчиков и прочих технических ухищрений. Поэтому она однозначно стоит того, чтобы посвятить ей отдельную публикацию. Так и поступим.

Устройство форсунки дизельного двигателя

Наверняка, вы уже знаете, что инжекторные системы в мире бензиновых моторов пришли на смену карбюраторам в конце 80-х годов прошлого века, и на сегодняшний день полностью вытеснили последних с арены автопрома.

О преимуществах впрыска можно говорить долго – это и экономия, и высокие мощностные характеристики, и экологичность.

В мире дизельных агрегатов впрыск топлива использовался практически с зарождения более-менее серьёзных серийных двигателей и активно эксплуатируется и ныне.

Благодаря чрезвычайно бурному развитию электроники за последние 20-30 лет, инженеры смогли наглядно показать все достоинства инжекции топлива, и с каждым годом продолжают удивлять новыми достижениями. О современных решениях, касающихся форсунок, мы сегодня и поговорим.

Итак, форсунки, используемые авто производителями в нынешнее время, бывают следующих типов:

электромагнитные;
электрогидравлические;
пьезоэлектрические.

Электромагнитная форсунка

Этот тип инжекторов можно встретить под капотами автомобилей с бензиновыми двигателями. Их принцип действия довольно прост. Основу конструкции составляют электромагнитный клапан и сопло, внутри которого находится подвижная игла.

В чётко просчитанное время мозг мотора, электронный блок управления подаёт сигнал на обмотку клапана, что создаёт магнитное поле. Оно, в свою очередь, притягивает к себе специальный якорь, механически связанный с иглой, в результате чего сопло открывается, и бензин под давлением впрыскивается во впускной коллектор или сразу в цилиндр. Когда управляющий сигнал пропадает, все элементы под действием пружины возвращаются в исходное положение.

Электрогидравлическая форсунка

Данная разновидность форсунок используется, главным образом, в дизельных силовых агрегатах, кстати, и в популярной нынче системе Common Rail они также находят применение. Конструкция их немного более сложная, чем у электромагнитных инжекторов. Ключевыми элементами электрогидравлической форсунки являются электромагнитный клапан, камера управления, а также впускной и сливной дроссели.

Отличительная особенность этого устройства состоит в том, что дизтопливо в нём находится под давлением и при впрыске, и в закрытом состоянии. Этот нюанс и лежит в основе их принципа действия.

Когда впрыск не планируется, игла плотно прижата к соплу напором горючего в камере управления.

В момент инжекции, на электромагнитный клапан поступает сигнал, в результате чего открывается сливной дроссель. Давление в камере управления начинает снижаться, в то же время давление топлива, действующее на иглу в направлении открытия, остаётся прежним, благодаря чему она приподнимается и впрыскивает необходимую порцию солярки.

Пьезоэлектрическая форсунка

Для начала нужно сказать, что пьезоэлектрические форсунки являются самыми высокоскоростными и наиболее совершенными среди своих собратьев.

Так, к примеру, по сравнению с электромагнитным инжектором пьезоэлектрический срабатывает в четыре раза быстрее, а это даёт возможность эффективнее работать с подачей топлива, что сулит улучшением характеристик мотора.

Устанавливают их, как правило, на дизельных двигателях с системой Common Rail. Главной деталью таких форсунок является пьезоэлемент, который под действием приложенного к нему электрического напряжения может мгновенно увеличиваться в размерах, воздействуя в качестве толкателя на другие детали инжектора.

Благодаря данному эффекту (пьезоэффекту) удалось создать конструкцию форсунки с уникальным быстродействием. Кстати, пьезоэлементы в настоящее время активно используются как управляющие элементы в насос-форсунках.

Я уже посвящал им отдельную статью, поэтому сейчас лишь напоминаю, что это устройства, конструктивно объединяющие в себе плунжерный насос высокого давления и инжектор. Встречается этот гибрид исключительно у дизельных моторов.

Ну что ж, уважаемые читатели, как вы уже поняли устройство форсунки дизельного двигателя не такое простое изобретение, как могло показаться на первый взгляд.

Если Вам хочется ещё больше узнать о строении автомобилей – подписывайтесь на блог, новые и интересные статьи я публикую регулярно.

голоса

Рейтинг статьи