Электромагнитная форсунка

Электромагнитные форсунка. Принцип работы. Основные поломки. 

Электромагнитные  форсунки (инжектор) исполняют функцию впрыска топлива определенными дозами в камеру сгорания. Устанавливаются на бензиновые двигатели, и в зависимости от модели мотора, работают по разным алгоритмам.

Компания BOSCH сделала основной рывок для развития данной технологии. Так что предлагаю сосредоточить внимание на изучении конструктивной разницы видов форсунок.

На данный момент существует три основных вида форсунок.  До 67 года 20 века функцию форсунок исполнял карбюратор, который, как система, имел свои плюсы, хотя минусов было намного больше. Если сравнить системы, управляемые карбюратором и инжектором, то основными минусами карбюраторной системы будут:

не экономичность;  

 большой процент загрязнения выхлопными газами окружающей среды;

 низкие динамические свойства;

 частая потребность в ремонте и настройке;

 меньшая мощность автомобиля (при равных показателях, двигатели с форсунками увеличивают мощность автомобиля минимум на 10%).

Одновременно с этим, стоимость замены форсунок значительно выше, чем карбюратора. Система инжектора требует очень качественного топлива.

Благодаря особенностям устройства системы форсунки стали особо популярны, и за последние 50 лет значительно прогрессируют, делая мощность автомобилей еще больше, одновременно усложняя его.

Электромагнитные форсунки появились в далеком 1967 году. Имели самое простое и очевидное на тот момент строение.

Схематично работа такого инжектора будет выглядеть следующим образом: через контакты разъема 10 на обмотку 9 подается напряжение. Электромагнитное действие поднимает запорную иглу 4, пружина 15 не позволяет сердечнику 16 находиться во взвешенном состоянии в результате чего происходит резкий удар на иглу. Давление в 3 атмосферы выбрасывает бензин из входных отверстий, равномерно распределяясь по впускному трубопроводу.

Такая системы была по настоящему новым решением по сравнению с карбюратором, но и она обладала частью недостатков. Основным минусом является то, что топливо подается в распыленном виде, и не выгорает полностью. Оптимальным решением такой задачи является подача бензина в газообразном состоянии.

Технические характеристики работы электромагнитной форсунки:  такой вид инжектора работает в импульсном режиме при частоте срабатывания от 10 до 200 Гц. При этом необходимо соблюдать повышенный температурный и вибрационный уровни. 

Электромеханическая форсунка имеет определенный показатель точности своей работы, и за всю «жизнь» он не должен быть нарушен более чем на 5%.

Стоит понимать, что показатель объема впрыснутого топлива будет зависеть сразу от нескольких факторов:

 Давление топлива;

 Гидравлическое сопротивление;

 Длительность электрического импульса;

 Инерционной массы ее подвижных частей;

 Инерционности электромагнитной системы.

Поэтому, в реальном времени, момент начала и конца впрыска не является идентичным началу и концу действия импульса. Именно поэтому, открытие клапана для впрыска топлива будет происходить спустя некоторое время. Что является проблемой для данной системы.

Любой вид форсунок должен иметь максимальную скорость отклика системы, другими словами, время открытого состояния запорной иглы составляет несколько миллисекунд, а частота срабатывания колеблется от 6 – 7 до 30 – 50 герц. Одновременно система должна реализовывать определенное количество топлива. Точность подачи количества бензина будет достигаться поддержанием постоянного давления внутри форсунки. Количество используемого топлива будет определяться только показателем времени открытого состояния форсунки.

Обратим внимание и на то, что благодаря использованию электромеханических форсунок имеется возможность снизить рабочее давление в клапанах с 6,5 бар (механические системы), до 5 бар. Исходя из этого, вся система начинает функционировать более надежно, снижается вероятность протечек бензина, увеличивается надежность работы электробензонасоса.

Основные параметры электромагнитной форсунки:

 Постоянное рабочее давление внутри.

 Производительность.

 Минимальное напряжение надёжного срабатывания форсунки.

 Минимальное время цикловой подачи топлива.

 Внутреннее омическое сопротивление Нф форсунки.

Все электромеханические инжекторы делаться на 3 вида:

 - ф. имеющие сферический профиль запорного элемента:

- ф. имеющие штифтовой клапан;

- ф. с дисковым клапаном.

Электрическое сопротивление от 2,4 до 16 Ом.

Каждая электромагнитная форсунка будет определяться следующими характеристиками:

Динамический диапазон функционирования.

Минимальное количество подачи топлива в один цикл.

Временной промежуток, требуемый на открытие.

Временной промежуток на закрытие.

Угол распыления топлива.

Длительность топливного факела.

Степень размера и зернистости распыления.

Свойства распределения топлива в факеле.

Роль иглы в работе форсунки.

Одной из самых важных частей форсунки является игла. Распылитель состоит из 2 частей: иглы и корпуса. Игла инжектора изготавливается из легированной стали. При ее изготовлении предъявляются высочайшие требования к тщательности обработки и степени твердости поверхности, без этого ф. не сможет функционировать при высоких показателях давления и температур. Уровень работы иглы ф. напрямую зависит от зазора между ней и корпусом распылителя. Поэтому данные детали меняются только попарно.

Основные поломки электромагнитных форсунок.