Wtryskiwacz do silnika Diesla: urządzenie i zasada działania

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-19 18:18

Wymagania stawiane nowoczesnym silnikom wysokoprężnym w zakresie mocy, wydajności i przyjazności dla środowiska stają się coraz wyższe. Aby spełnić te wymagania, należy zapewnić dobre tworzenie mieszanki. W tym celu silniki wyposażone są w nowoczesne i wydajne systemy wtrysku paliwa. Są w stanie nie tylko zapewnić najdrobniejszy rozpylony strumień dzięki wyższemu ciśnieniu, ale także z dużą dokładnością regulować moment wtrysku i ilość paliwa dostarczanego do cylindrów. Taki system istnieje iw pełni spełnia wszystkie te wysokie wymagania. To jest wtryskiwacz silnika wysokoprężnego. Jest to osobny element wtryskowy dla każdego cylindra w silniku. Część jest kontrolowana przez jednostkę elektroniczną.

Pomysły na olej napędowy

O stworzeniu węzła, w którym połączonoby dyszę i pompę paliwową,uważał się za twórcę tych silników - Rudolfa Diesela.

Umożliwiłoby to odejście od przewodów paliwowych i rurociągów wysokiego ciśnienia, zwiększając w ten sposób ciśnienie wtrysku. Ale w czasach Diesela możliwości, które istnieją dzisiaj, jeszcze nie istniały.

Opis systemu

Pompa wtryskiwacza silnika wysokoprężnego to pompa zasilająca paliwo i wtryskiwacz, które są połączone w jedną całość. Podobnie jak w pompach wtryskowych z dyszami, wtrysk oparty na tych elementach może wykonywać określone zadania. System wytwarza wystarczające ciśnienie, dostarcza odpowiednią porcję mieszanki paliwowej we właściwym czasie. Do każdej komory spalania jest osobna pompa. Dlatego teraz można znaleźć silniki, w których nie ma przewodów paliwowych wysokiego ciśnienia, które znajdują się w jednostkach napędowych z wysokociśnieniowymi pompami paliwowymi.

Fakty historyczne

Ten system wtrysku nie jest nowym rozwiązaniem. Wtryskiwacz silnika wysokoprężnego został zainstalowany w samochodach pod koniec lat 30-tych. Po raz pierwszy projekt został przetestowany na silnikach wysokoprężnych do pojazdów kolejowych, morskich i towarowych. Cała ta technika łączyła jedna rzecz - niska prędkość. Cechą tych silników jest obecność oddzielnej pompy dla każdego cylindra i krótkie przewody ciśnieniowe, które trafiają do dyszy. Elementy są sterowane przez popychacze i bufory.

Seryjnie zaczął używać takich systemów w ciężarówkach od 1944 roku. W samochodach osobowych - od 1988 roku. W 1938 r. firma Detroit-Diesel, która wówczas należała do generałaMotors, powstała pierwsza taka jednostka, w której zastosowano układ zasilania silnika wysokoprężnego z dyszami pompy. Pomimo tego, że urządzenie zostało opracowane w USA, konstrukcje tego typu powstały również w ZSRR.

Pierwsze silniki YaAZ-204 były wyposażone w takie dysze już w 1947 roku. Ale te jednostki zostały wyprodukowane na licencji Detroit-Diesel. Ta jednostka napędowa, a następnie zmodyfikowany silnik sześciocylindrowy, produkowana była do 1992 roku.

W 1994 roku urządzenie i działanie wtryskiwacza silnika Diesla zostały zauważone przez inżynierów Volvo. Firma produkuje pierwszy samochód ciężarowy FH12 z dyszami tego typu. Następnie zaczną wyposażać swoje ciężarówki Scania i Iveco w te same jednostki.

Wśród samochodów osobowych system ten został po raz pierwszy zastosowany w Volkswagenach. Wtryskiwacz silnika wysokoprężnego Volkswagena pojawił się w 1998 roku. Pod koniec lat 90. silniki z takim systemem zajmowały 20% rynku motoryzacyjnego.

Urządzenie

Zastanówmy się więc, czym jest wtryskiwacz silnika wysokoprężnego. Jego urządzenie jest niezwykle proste. W korpusie jednostki znajduje się bezpośrednio dysza, jednostka dozująca, a także jednostka napędowa. Dzięki takiemu napędowi pompowtryskiwacz ma pewną przewagę nad tradycyjnymi systemami. W ten sposób czas przemieszczania się cieczy palnej pod wysokim ciśnieniem ulega znacznemu skróceniu. Zwiększa również wydajność hydrauliczną i zmniejsza wagę.

Najnowsza generacja dysz jest wyposażona w pompy zdolne do dostarczania wystarczająco wysokich ciśnień (do 2500 bar). Mogą błyskawicznie reagować na polecenia z ECU, które zbiera i analizuje aktualne informacje z zewnętrznych czujników. Na podstawie tych danych określa się wymaganą ilość mieszanki i czas wtrysku. Umożliwia to uzyskanie optymalnych wartości mocy dla danych warunków pracy. Ponadto jednostki pomagają oszczędzać olej napędowy, co minimalizuje szkodliwe emisje do atmosfery i pomaga zredukować hałas pracującego silnika. I wreszcie, urządzenie jest bardzo kompaktowe i można je umieścić w głowicy cylindra. Możesz tam również zainstalować inne części i zespoły.

Dysza została zaprojektowana tak, aby zapewnić najbardziej wydajne tworzenie mieszanki. W tym celu inżynierowie przewidzieli fazy - jest to wtrysk wstępny, główny i dodatkowy. Wstępne zapewnia płynne spalanie w momencie fazy głównej, kiedy zapewnione jest wysokiej jakości tworzenie mieszaniny roboczej w różnych trybach pracy silnika. Dodatkowy wymagany jest do procesów regeneracji w filtrze cząstek stałych.

Zasada wtryskiwacza mechanicznego

Wtryskiwacz silnika wysokoprężnego jest zainstalowany bezpośrednio w głowicy cylindrów. Na wałku rozrządu znajdują się cztery specjalne krzywki. Służą do uruchomienia napędu wtryskiwaczy. Za pomocą wahaczy siła przenoszona jest na pompowtryskiwacze za pomocą tłoków.

krzywka napędowa ma specjalny profil, który zapewnia ostre podnoszenie, a następnie powolne opuszczanie wahacza. Kiedy ostatni wschodzitłok jest szybko wciskany. To tworzy odpowiednią presję. Podczas powolnego opuszczania wahacza w dół, tłok podnosi się. Dzięki temu paliwo może dostać się do komór wysokiego ciśnienia bez pęcherzyków powietrza.

Sam proces wtrysku ma miejsce, gdy napięcie sterujące jest podawane z ECU do zaworu elektromagnetycznego.

Fazy wtrysku

Przyjrzyjmy się bliżej zasadzie działania wtryskiwacza silnika Diesla. Kiedy pod wpływem wahacza tłok przesuwa się w dół, palna mieszanina przepływa kanałami do dysz. Zamknięcie zaworu powoduje odcięcie przepływu oleju napędowego. Ciśnienie zaczyna rosnąć. Gdy osiągnie poziom 13 MPa, igła spryskująca pokona siłę sprężyny. Następnie rozpocznie się faza wstępnego wtrysku.

Gdy tylko zawór zaczyna się otwierać, faza wstępna kończy się i mieszanka paliwowa jest kierowana przez przewód zasilający. Ciśnienie zaczyna spadać. W zależności od trybu pracy silnika można wykonać jedną lub dwie fazy wstępne.

Gdy tłok przesuwa się w dół, rozpoczyna się główny suw wstrzykiwania. Zawór ponownie się zamyka, ciśnienie paliwa ponownie wzrasta. Po osiągnięciu poziomu 30 MPa igła rozpylająca pokona siłę nacisku i uniesie się, rozpoczynając w ten sposób proces wtrysku. Im wyższy wzrost ciśnienia, tym więcej paliwa zostanie skompresowane. Zwiększa się ilość oleju napędowego i powietrza, które mogą dostać się do cylindra.

Maksymalny posuw (jest wykonywany, gdy silnik pracuje w trybie szczytowym)mocy), odbywa się pod ciśnieniem 220 MPa. Otwarcie zaworu kończy główny etap wtrysku. Spadek ciśnienia, igła zamyka się.

Dodatkowa faza wstrzykiwania jest wykonywana, gdy tłok dalej przesuwa się w dół. Zasada działania urządzenia na tym etapie jest taka sama jak w przypadku wtrysku głównego. Częściej algorytm wykonywany jest w dwóch etapach.

Jeśli weźmiemy pod uwagę urządzenie pompowtryskiwacza silnika wysokoprężnego TDI, to może być ono wyposażone w czujnik monitorujący uniesienie igły. Pozycja igły jest wymagana przez jednostkę sterującą, gdzie pompy paliwa są również sterowane elektronicznie.

Korzyści

Podczas gdy układ Common Rail wykorzystuje wtrysk akumulatora, pompowtryskiwacz dostarcza mieszankę paliwa pod wyższym ciśnieniem z powodu braku długich przewodów.

Często mogą zostać zniszczone podczas eksploatacji samochodu. To jest słabe ogniwo w klasycznych systemach elektroenergetycznych. Pompowtryskiwacz umożliwia podanie większej ilości paliwa do komory spalania. Dzięki temu opryskiwanie będą bardziej wydajne. Silniki wyposażone w takie jednostki mają większą moc.

Ponadto silniki z tym rodzajem wtrysku są mniej hałaśliwe niż ich odpowiedniki. Ale z Common Rail lub pompą wtryskową pompowtryskiwacz będzie nadal bardziej kompaktowy.

Wady

Ale są też wady. Najpoważniejszą wadą są wysokie wymagania dotyczące jakości paliwa. Wystarczy najmniejsza blokada, aby system przestał działać. Drugi minus to cena.

Naprawa tego dokładnego zespołu poza fabryką jest prawie niemożliwa. Kolejną wadą jest to, że pod wpływem wysokiego ciśnienia węzły te często łamią gniazda lądowania w bloku silnika.

Jak konserwować pompowtryskiwacz?

Jak widać, te węzły są bardzo wymagające pod względem jakości oleju napędowego, a w naszym kraju i WNP nie jest ona wysoka. Aby nie trzeba było często wymieniać tego drogiego elementu, zaleca się regularną wymianę paliwa, powietrza i wszystkich innych filtrów, zakup oryginalnych materiałów eksploatacyjnych.

O spłuczkach

Często właściciele samochodów są zainteresowani tym, jak przepłukać pompę wtryskową w silniku Diesla. Eksperci nie zalecają płukania - nie jest to dobre dla żadnej dyszy. Lepiej wymieniać filtry i tankować na sprawdzonych stacjach benzynowych.

Płukanie na ławce jest odpowiednie w przypadku słabej jakości rozpylania - niestabilna praca na biegu jałowym i podobne problemy. Płukanie w kąpieli ultradźwiękowej jest dozwolone, gdy igła jest całkowicie zablokowana. Jeśli dysza leje, nic tu nie pomoże. Do prania można wykorzystać popularne obecnie produkty LAVR i VINS.

Ogólnie rzecz biorąc, jeśli wtryskiwacz nie działa, najlepiej oddać go do serwisu i wymienić niesprawne części. Płukanie pomaga tylko wtedy, gdy węzeł jakoś działa.

Wniosek

Więc dowiedzieliśmy się, czym jest wtryskiwacz silnika wysokoprężnego i jakie jest jego urządzenie. Jak widać, jest to integralny element układu zasilania silnika diesla. on mabardziej zaawansowana technologicznie konstrukcja, ale bardzo wymagająca pod względem jakości paliwa.