1.1.2.2.3 Пьезоэлектрическая форсунка
Самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива, является пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка). Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.
Преимуществами пьезофорсунки являются:
-быстрота срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), и как следствие возможность многократного впрыска топлива в течение одного цикла;
-точная дозировка впрыскиваемого топлива.
Это стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой, основанного на изменении длины пьезокристалла под действием напряжения. Конструкция пьезоэлектрической форсунки включает пьезоэлемент, толкатель, переключающий клапан и иглу, помещенные в корпусе.
В работе пьезофорсунки, также как и электрогидравлической форсунки, используется гидравлический принцип. В исходном положении игла посажена на седло за счет высокого давления топлива. При подаче электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина, которая передает усилие на поршень толкателя. Открывается переключающий клапан, топливо поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы падает. Игла за счет давления в нижней части поднимается и производится впрыск топлива.
Количество впрыскиваемого топлива определяется:
-длительностью воздействия на пьезоэлемент;
-давлением топлива в топливной рампе.
1-игла форсунки; 2-уплотнение; 3-пружина иглы; 4-блок дросселей; 5-переключающий клапан; 6-пружина клапана; 7-поршень клапана; 8-поршень толкателя; 9-пьезоэлемент; 10-сливной канал; 11-сетчатый фильтр; 12-электрический разъем; 13-нагнетательный канал.
Рисунок 1.12 - Устройство пьезоэлектрической форсунки
1.1.2.3 Система впрыска насос-форсунками
Насос-форсунка - устройство системы питания дизеля, объединяющее топливный насос высокого давления и сопловую часть форсунки; служит для впрыскивания топлива непосредственно в камеру сгорания двигателя. Компановка насоса и форсунки в одном агрегате позволяет существенно уменьшить объём топлива, находящегося между плунжером насоса и
отверстиями распылителя, и тем самым свести к минимуму искажение закона подачи, происходящее вследствие сжимаемости топлива и колебаний давления в системе топливоподачи при применении разделённой топливной аппаратуры.
Система впрыска насос-форсунками является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. В отличии от системы впрыска Common Rail в данной системе функции создания высокого давления и впрыска топлива объединены в одном устройстве – насос-форсунке. Собственно насос-форсунка и составляет одноименную систему впрыска.
1-винт с шаровой головкой; 2-плунжер; 3-плунжерная пружина; 4-игла электромагнитного клапана; 5-электромагнитный клапан; 6-сливная топливная магистраль; 7-обратный клапан; 8-питающая топливная магистраль; 9-пружина распылителя;
10-запорный поршень; 11-игла распыления; 12-головка блока цилиндров; 13-термозащитная прокладка; 14-уплотнительные кольца; 15-камера высокого давления; 16-приводной кулачек; 17-коромысло.
Рисунок 1.13 - Устройство насос-форсунки
В системе на каждый цилиндр двигателя приходится своя форсунка. Привод насос-форсунки осуществляется от распределительного вала, на котором имеются соответствующие кулачки. Усилие от кулачков передается через коромысло непосредственно к насос-форсунке.
Насос-форсунка имеет следующее устройство:
-плунжер;
-клапан управления;
-запорный поршень;
-обратный клапан;
-игла распылителя.
Плунжер служит для создания давления топлива. Поступательное движение плунжера осуществляется за счет вращения кулачков распределительного вала, возвратное – за счет плунжерной пружины.
Клапан управления предназначен для управления впрыском топлива. В зависимости от привода различают следующие виды клапанов:
-электромагнитный;
-пьезоэлектрический.
Пьезоэлектрический клапан пришел на смену электромагнитному клапану. Пьезоэлектрический клапан обладает большим быстродействием. Основным конструктивным элементом клапана является игла клапана.
Пружина форсунки обеспечивает посадку иглы распылителя на седло.
Усилие пружины при необходимости поддерживается давлением топлива. Данная функция реализуется с помощью запорного поршня и обратного клапана.
Игла распылителя предназначена для обеспечения непосредственного впрыска топлива в камеру сгорания.
Управление насос-форсунками осуществляет система управления двигателем. Блок управления двигателем на основании сигналов датчиков управляет клапаном насос-форсунки.