(495) 647-14-00
Skype nevi6631
(929) 588-38-58
Фартех в Твиттере Фартех в Вконтакте Фартех в Фейсбуке Фартех в Живом Журнале Фартех в Гугль +

zakaz@farlam.ru

      Открытие дизель центра

 


Насос форсунки и распылители форсунок

Форсунки и установленные в них распылители являются элементами топливной системы, непосредственно обеспечивающими впрыск топлива. Они оказывают непосредственное влияние на процесс сгорания и, следовательно, на мощность двигателя. на выброс вредных веществ с ОГ и шумность. Для обеспечения оптимальной работы форсунок и их распылителей требуется не только множество вариантов конструкций, но также исключительно точная адаптация к данному двигателю. Форсунки и их распылители должны отвечать следующим требованиям:

  • обеспечение требуемой характеристики впрыска топлива (распределение давления впрыска и количеству впрыскиваемого топлива по углу п.к.в.);
  • необходимые тонкость распыливания и распределение топлива по камере сгорания;
  • уплотнение форсунки в камере сгорания.

Топливо впрыскивается в камеру сгорания через распылители форсунок, которые в топливных системах с индивидуальными ТНВД устанавливаются отдельно в головке блока цилиндров. В топливных системах Common Rail и с насос-форсунками распылители интегрированы в корпус форсунки. Игла распылителя форсунки поднимается под действием давления топлива, и количество впрыскиваемого топлива в основном определяется сопловыми отверстиями и продолжительностью впрыска. Распылители должны соответствовать различным условиям, определяемым конструкцией двигателя, и которыми являются:

Рис.30 Пример использования форсунки в дизеле с непосредственным впрыском топлива. 1 - форсунка с пружиной, фильтром и соединениями, 2 - распылитель форсунки, 3 - головка блока цилиндров, 4 - камера сгорания.

  • тип камеры сгорания (предкамера, вихревая камера, открытая камера - непосредственный впрыск топлива);
  • форма камеры сгорания;
  • форма и направления факела распыливания топлива;
  • проникающая способность” факела и тонкость распыливания топлива;
  • продолжительность впрыска;
  • количество впрыскиваемого топлива по углу п.к.в.

Необходимая гибкость и минимум вариантов индивидуальных деталей обеспечиваются стандартами размеров и отдельных узлов.

Форсунки и распылители форсунок: применение.

Топливная система

Штифтовые распылители

Сопловые распылители

Стандартные форсунки

Форсунки со ступенчатым упором

Двухпружинные форсунки

Одноплунжерные ТНВД

X

X

X

X

X

Стандартные рядные ТНВД

X

X

X

X

X

ТНВД с дозирующей муфтой

-

X

X

X

X

ТНВД распределительного типа с аксиальным расположением плунжера (VE)

X

X

X

X

X

Роторные ТНВД распределительного типа (VR)

-

X

X

X

X

Топливные системы с индивидуальными ТНВД

-

X

X

X

-

Топливные системы с насос-форсунками

-

X

-

-

-

Топливная система Common Rail

-

X

-

-

-

Форсунки

Форсунки могут комбинироваться с различными распылителями, при этом форсунки подразделяются на стандартные (с одной пружиной) и форсунки с двумя пружинами.

Вариант конструкции форсунки со ступенчатым упором особенно подходит для установки в условиях стесненного пространства.

Форсунки могут использоваться как с датчиками подъема иглы, так и без них.

Распылитель является встроенным элементом в таких топливных системах, как системы с насос-форсунками и Common Rail, и не нуждаются в отдельном корпусе.

Форсунки могут быть прикреплены к головке блока цилиндров посредством фланцев, специальных прижимов, ввертных штуцеров или завернутых по резьбе в головку блока цилиндров. Подсоединение трубопровода высокого давления осуществляется к штуцеру, расположенному по центру корпуса форсунки или сбоку.

Рис.31 Стандартная форсунка. 1 - пластинчато-щелевой фильтр, 2 - впускной канал, 3 - нажимной штифт, 4 - проставка, 4 - наконечник иглы, 6 - гайка крепления распылителя, 7 - игла распылителя, 8 - седло распылителя 9 - сопловое отверстие, 10 - корпус распылителя, 11 - фиксирующий штифт, 12 - пружина, 13-регулировочная шайба, 14-канал отвода топлива, 15 - резьба соединения для отвода топлива, 16 - корпус форсунки, 17 - резьба центрального штуцера для соединения с трубопроводом высокого давления, 18-уплотнительный конус.

Стандартные форсунки

Применение, устройство и конструкция

Описанные здесь стандартные форсунки имеют следующие характеристики:

  • корпусы цилиндрической формы диаметрами 17, 21 и 26 мм;
  • пружины с нижним упором (с небольшой движущейся массой);
  • с фиксацией для предотвращения отклонения от оси (для дизелей с непосредственным впрыском топлива);
  • возможность множества комбинаций благодаря наличию стандартизованных деталей (пружины, нажимные штифты, гайки крепления распылителей).

Форсунка в сборе включает в себя собственно распылитель и корпус форсунки. Форсунка содержит следующие элементы (рис. 31):

  • корпус форсунки (16);
  • проставка (4);
  • гайка (6) крепления распылителя;
  • нажимной штифт (3);
  • пружина (12);
  • регулировочная шайба (13);
  • фиксирующие штифты (11).

Распылитель центрируется в корпусе форсунки и закрепляется гайкой. При завертывании гайки крепления распылителя проставка прижимается к уплотнительным поверхностям корпуса распылителя и гайки его крепления. Проставка служит как упор при подъеме иглы распылителя, а также центрирует корпус распылителя своими фиксирующими штифтами.

Нажимной штифт центрирует пружину, посредством чего может направляться наконечником (5) иглы форсунки. Распылитель соединяется с линией высокого давления ТНВД через впускной канал в корпусе форсунки, в проставке и в корпусе самого распылителя. В случае необходимости в корпусе форсунки может быть установлен пластинчато-щелевой фильтр, служащий для удаления содержащихся в топливе частиц грязи.
форсунки может быть установлен пластинчато-щелевой фильтр, служащий для удаления содержащихся в топливе частиц грязи.

Рис.32 Форсунка со ступенчатым упором. 1 - ступенчатый упор, 2 - впускной канал, 3 - нажимной штифт, 4 - регулировочная шайба, 5 - гайка крепления распылителя, 6 - корпус распылителя, 7 - фиксирующие штифты, 8 - пружина, 9 - канал отвода топлива, 10 - штуцер линии высокого давления, 11 - корпус форсунки, 12 - резьба под штифт для снятия форсунки.

Принцип работы

Пружина в корпусе форсунки через нажимной штифт прикладывает давление на иглу распылителя. Предварительное сжатие пружины определяет давление начала подъема иглы. Предварительное сжатие может регулироваться установкой соответствующей регулировочной шайбы.

На своем пути к седлу распылителя (8) (рис. 31) топливо проходит через пластинчато-щелевой фильтр (1), канал (2) в корпусе форсунки, канал в проставке (4) и канал в корпусе распылителя (10). Во время впрыска топлива игла распылителя (7) поднимается под действием давления (примерно 110-140 бар для штифтовых форсунок и приблизительно 150-300 бар для сопловых форсунок), и топливо впрыскивается через сопловые отверстия (9) в камеру сгорания. Процесс впрыска топлива прекращается, как только падение давления впрыска оказывается достаточным, для того чтобы пружина (12) смогла посадить иглу распылителя обратно на седло. Начало впрыска, таким образом, управляется давлением топлива, а количество впрыскиваемого топлива есть функция продолжительности впрыска.

Форсунки со ступенчатым упором

Применение, устройство и конструкция

Такие форсунки применяются, главным образом, в дизелях коммерческих автомобилей с четырьмя клапанами на цилиндр, в которых из-за недостатка пространства форсунка в сборе должна быть установлена вертикально. Название “ступень” следует из формы корпуса форсунки.

Устройство, конструкция и принцип работы форсунки соответствуют стандартной форсунке, а основное отличие заключается в расположении соединений топливных трубопроводов высокого давления. В то время как в стандартных форсунках резьбовое соединение с трубопроводом высокого давления осуществляется на стороне, противоположной распылителю, в рассматриваемых форсунках соединение осуществляется через штуцер в корпусе. Это обычно позволяет иметь очень короткие трубопроводы высокого давления, что уменьшает мертвый объем и, в свою очередь, дает положительный эффект при осуществлении процесса впрыска топлива, Форсунки со ступенчатым упором используются как с линией отвода избыточного топлива, так и без нее.

Рис.33 Расположение факелов распыливания в камере сгорания. 1 - корпус форсунки, 2 - прокладка, 3 - сопловой распылитель. y - угол смещения оси распылителя форсунки, u - угол раскрытия конусов распыливания.

Сопловые распылители

Применение

Сопловые распылители используются в дизелях с непосредственным впрыском топлива (DI). Место установки форсунки обычно определяется конструкцией двигателя, а сопловые отверстия расположены под разными углами и должны быть правильно ориентированы по отношению к камере сгорания (рис. 33).

Сопловые распылители подразделяются на распылители с подигольным объемом и распылители с уменьшенным подигольным объемом.

Кроме того, распылители отличаются своими размерами: тип Р с диаметром иглы 4 мм (оба типа распылителей, указанных выше); тип S с диаметрами иглы 5 и 6 мм (распылители с подигольным объемом для больших двигателей).

В топливных системах с насос-форсунками и Common Rail сопловые распылители интегрированы в форсунки и, таким образом, также являются частью ее корпуса.

Устройство и конструкция

Сопловые отверстия расположены на огибающей поверхности конуса распылителя (5 на рис 35). Число и диаметр сопловых отверстии зависят от следующих факторов: от количества впрыскиваемого топлива, то есть от величины подачи; от формы камеры сгорания; от степени закрутки потока воздуха в камере сгорания.

Рис.34 Распылитель с подигольным объемом. 1 - нажимной штифт, 2 - упорная поверхность иглы, 3 - впускной канал, 4 - фаска (заплечик), 5 - игла распылителя форсунки, 6 - наконечник корпуса распылителя, 7 - корпус распылителя, 8 - опорная поверхность корпуса распылителя, 9 - камера давления, 10 - направляющая иглы форсунки, 11 - верхняя часть корпуса распылителя, 12 - отверстие для фиксатора, 13 - уплотнительная поверхность, 14 - контактная поверхность нажимного штифта. y - угол раскрытия сопловых отверстий, Ff- сила действия пружины, Fd - сила давления топлива на фаску (заплечик).

Входные кромки сопловых отверстий закругляются методом гидроэрозионной обработки (НЕ-процесс).

В зоне входа в сопловые отверстия, где имеет место большая скорость потока, абразивные частицы в гидроэрозионной среде вызывают удаление материала. НЕ-процесс скругления кромок может быть применен к обоим типам распылителей (с подигольным и подигольным уменьшенным объемами).

Целью скругления входных кромок сопловых отверстий является предотвращение их износа абразивными частицами, содержащимися в топливе и/или уменьшение допуска на отклонение расхода.

Распылители должны быть тщательно подобраны к данному двигателю по условиям его эксплуатации, при этом конструкция распылителей имеет решающее значение для выполнения следующих требований:

  • точное дозирования впрыскиваемого топлива (продолжительность впрыска и количество впрыскиваемого топлива по углу п.к.в.);
  • подготовка топлива (число струй, их фор-а, тонкость распыливания);
  • распределение топлива по камере сгорания;
  • уплотнение форсунки в камере сгорания (в головке блока цилиндров).

По окончании процесса сгорания топливо, оставшееся ниже наконечника иглы, то есть в подигольном объеме, испаряется и дает значительный вклад в эмиссию углеводородов (СН). Следовательно, для снижения эмиссии углеводородов с ОГ необходимо свести остаточный объем к минимуму. Лучшим решением для этого является использование распылителей с уменьшенным подигольным объемом.

Рис.35 Наконечники распылителей и формы подигольных объемов. а - цилиндрический подигольный объем и круглый наконечник,
b - цилиндрический подигольный объем и конический наконечник, с - конический подигольный объем и конический наконечник.
1 - заплечик, 2 - входной участок седла распылителя, 3 - конус иглы распылителя, 4 - наконечник иглы, 5 - сопловое отверстие,
6 - наконечник распылителя круглой формы, 7 - подигольный объем цилиндрической формы (остаточный объем), 8 - вход в сопловое
отверстие, 9 - закругление корпуса распылителя, 10 - коническая часть корпуса распылителя, 11 - седло в корпусе распылителя,
12 - демпфирующий конус, 13 - наконечник распылителя конической формы, 14 - подигольный объем конической формы.

Варианты

Распылитель с подигольным объемом

Сопловые отверстия в распылителях с подигольным объемом расположены вокруг распылителя (рис. 34 и 35).

В случае круглого наконечника распылителя сопловые отверстия сверлятся механически или методом электроискровой обработки.

Сопловые отверстия в конических наконечниках распылителей с подигольным объемом обычно получают методом электроискровой обработки

Подигольный объем распылителей может иметь цилиндрическую или коническую форму при множестве различных размеров.

Распылитель с подигольным объемом цилиндрической формы и круглым наконечником корпуса распылителя (рис. 35а). Наконечник включает в себя цилиндрическую и полусферическую части и допускает высокий уровень свободы конструирования в отношении числа сопловых отверстий, длины сопловых отверстий и угла их раскрытия. Наконечник корпуса распылителя является полусферическим и вместе с формой подигольного объема обеспечивает одинаковую длину сопловых отверстий.

Рис.36 Форма наконечника распылителя с уменьшенным подигольным объемом. 1 - форма наконечника, 2 - сопловое отверстие,
3 - подигольный объем.

Распылитель с подигольным объемом цилиндрической формы и коническим наконечником корпуса распылителя (рис. 35Ь). Такая форма распылителя используется исключительно с сопловыми отверстиями длиной 0,6 мм. Коническая форма наконечника корпуса распылителя позволяет увеличить толщину стенки между закруглением (9) и седлом (11) распылителя, увеличивая таким образом прочность его наконечника.

 

Распылитель с подигольным объемом конической формы и коническим наконечником корпуса распылителя (рис. 35с). Такой распылитель имеет остаточный объем меньшего размера, чем у распылителя с подигольным объемом цилиндрической формы. Величина объема в этом случае находится между подигольным уменьшенным объемом и подигольным объемом цилиндрической формы. Для того чтобы достигнуть равномерной толщины стенки наконечника распылителя, рассматриваемому подигольному объему должен соответствовать конический наконечник распылителя.

Рис.37 Пример распылителя с уменьшенным подигольным объемом. 1 - двойная направляющая иглы форсунки, 2 - комплексная геометрия иглы.

Распылитель с уменьшенным подигольным объемом (VCO)

Для минимизирования остаточного объема и, следовательно, для снижения эмиссии углеводородов с ОГ, вход в сопловое отверстие располагается в зоне конусного седла. Таким образом, при закрытой форсунке сопловое отверстие почти полностью перекрывается иглой распылителя. Это означает, что нет прямого соединения между подигольным объемом и камерой сгорания (рис. 36). В таком распылителе остаточный объем значительно меньше, чем в распылителе с обычным подигольным объемом. Поскольку распылители с уменьшенным подигольным объемом имеют значительно меньший запас прочности, они изготовляются только с сопловыми отверстиями длиной 1 мм. По условиям прочности наконечник корпуса распылителя выполнен коническим, а сопловые отверстия всегда выполняются методом электроискровой обработки.

Специальная геометрия сопловых отверстий используется вместе с двойной направляющей иглы форсунки (1 на рис. 37), то есть имеет место комплексная геометрия иглы (2 на рис. 37) для обеспечения наилучшего распыливания топливного факела и, соответственно, хорошего смесеобразования.

Максимально допустимая температура для сопловых распылителей находится в области 300°С по условиям термоустойчивости материала. Для особо сложных случаев фирма Bosch имеет теплозащитные втулки (вставки) и охлаждаемые гильзы для больших мощных двигателей.



Лидеры продажи


 

Copyright 2006-2017 ООО "ФАРЛАМ" т.: +7 (495) 647-1400  Карта сайта

Информация на данном интернет-сайте носит исключительно информационный (ознакомительный) характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Для получения исчерпывающей информации о стоимости и характеристиках товаров обращайтесь к менеджерам по продажам