Система впрыска насос-форсунками

Система впрыска насос-форсунками – это современная система впрыска горючего, которая используется на дизельных силовых агрегатах. Данная система отличается от Common Rail тем, что в этом случае одно устройство – насос-форсунка – выполняет сразу две функции: создает высокое давление и впрыск топлива.

Применение такой системы впрыска позволяет добиться нескольких преимуществ: снизить расход топлива, уровень шума и выброс токсичных веществ, а также повысить мощность мотора.

В системе предусмотрена отдельная форсунка на каждый цилиндр силового агрегата. Привод насос-форсунки реализовывается от распредвала, который имеет соответствующие кулачки. Воздействие от кулачков к насос-форсунке передается через коромысло.

Насос-форсунка: устройство системы

Конструкция предусматривает несколько элементов:

  • плунжер;
  • клапан управления;
  • поршень запорный;
  • игла распылителя;
  • обратный клапан.

Система впрыска насос-форсунками

Функции по созданию давления топлива выполняет плунжер. За счет вращения кулачков распредвала осуществляется поступательное движение плунжера, а за счет плунжерной пружины – возвратное движение.

Клапан управления используется для осуществления управления впрыском топлива. Различают два вида клапана: пьезоэлектрический и электромагнитный. Более современным является пьезоэлектрический клапан. Он пришел на смену электромагнитному клапану. Его основным преимуществом является быстродействие. Главным элементом конструкции клапана является его игла.

Пружина форсунки используется для посадки иглы распылителя на седло. При необходимости усилие пружины поддерживается давлением топлива. Эта функция реализуется благодаря запорному поршню и обратному клапану. Непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания реализуется с помощью иглы распылителя.

Управление насос-форсунками выполняет система управления силовым агрегатом. Блок управления, считывая сигналы датчиков, управляет клапаном насос-форсунки.

Благодаря конструкции насос-форсунки, стало возможным обеспечить оптимальное образование топливо-воздушной смеси. Процесс впрыска топлива предусматривает следующие фазы:

  1. предварительный впрыск – обеспечивает плавность сгорания топливо-воздушной смеси при основном впрыске;
  2. основной впрыск – обеспечивает эффективное смесеобразование на разных режимах работы мотора;
  3. дополнительный впрыск – предназначен для очистки сажевого фильтра от накопленной сажи (регенерация).

Работа насос-форсунки реализуется по следующему алгоритму. Кулачек распредвала через коромысло передвигает плунжер вниз. По каналам форсунки перетекает топливо. При закрытии клапана поток топлива прекращается. Это приводит к повышению давления топлива. Когда давление достигнет отметки 13 МПа, игла распылителя, преодолевая усилие пружины, поднимается, осуществляя предварительный впрыск.

При открытии клапана предварительный впрыск горючего прекращается. Горючее переливается в питающую магистраль. Происходит снижение давления топлива. В зависимости от режима работы мотора может выполняться 1 либо 2 предварительных впрыска.

Система впрыска насос-форсунками

Основной впрыск происходит при дальнейшем движении плунжера вниз. Снова закрывается клапан, что приводит к росту давления топлива. Когда давление достигнет отметки 30 МПа, игла распылителя, преодолевая усилие пружины и давление горючего, поднимается, осуществляя основной впрыск.

От давления зависит объем впрыскиваемого в камеру сгорания топлива. При максимальном значении в 220 МПа впрыскивается наибольший объем горючего, соответственно, достигается максимальная мощность силовой установки.

При открытии клапана завершается основной впрыск топлива. При этом давление падает и закрывается игла распылителя.

При дальнейшем движении плунжера вниз выполняется дополнительный впрыск. В данном случае принцип работы насос-форсунки аналогичен основному впрыску. Как правило, производится 2 дополнительных впрыска топлива.