Vstřikovač naftového motoru: zařízení a princip činnosti

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-19 13:02

Požadavky kladené na moderní dieselové motory z hlediska výkonu, účinnosti a šetrnosti k životnímu prostředí jsou stále vyšší. Aby byly splněny tyto požadavky, musí být zajištěna dobrá tvorba směsi. K tomu jsou motory vybaveny moderními a účinnými systémy vstřikování paliva. Jsou schopny zajistit nejen ten nejjemnější rozstřik díky vyššímu tlaku, ale také s vysokou přesností regulovat vstřikovací moment a množství paliva dodávaného do válců. Takový systém existuje a plně uspokojuje všechny tyto vysoké požadavky. Jedná se o vstřikovač dieselového motoru. Jedná se o samostatný vstřikovací prvek pro každý válec v motoru. Část je řízena elektronickou jednotkou.

Dieselové nápady

O vytvoření uzlu, ve kterém by byla kombinována tryska a palivové čerpadlo,se považoval za tvůrce těchto motorů - Rudolf Diesel.

To by vám umožnilo dostat se pryč od palivového potrubí a vysokotlakého potrubí, a tím zvýšit vstřikovací tlak. Ale v dobách Dieselu příležitosti, které existují dnes, ještě neexistovaly.

Popis systému

Vstřikovací čerpadlo naftového motoru je palivové čerpadlo a vstřikovač, které jsou spojeny v jedné jednotce. Stejně jako u vstřikovacích čerpadel s tryskami může vstřikování založené na těchto prvcích provádět určité úkoly. Systém vytváří dostatečný tlak, dodává určitou část palivové směsi ve správný čas. Pro každou spalovací komoru je samostatné čerpadlo. Proto nyní můžete najít motory, kde není vysokotlaké palivové potrubí, které jsou na pohonných jednotkách s vysokotlakým palivovým čerpadlem.

Historická fakta

Tento vstřikovací systém není novinkou. Vstřikovač naftového motoru byl instalován na automobily koncem 30. let. Poprvé byla konstrukce testována na dieselových motorech pro železniční, námořní a nákladní vozidla. Celou tuto techniku spojovalo jediné – nízká rychlost. Vlastnosti těchto motorů spočívají v přítomnosti samostatného čerpadla pro každý válec a krátkých tlakových vedeních, které jdou do trysky. Prvky jsou poháněny tlačítky a nárazníky.

Sériově se začaly tyto systémy používat na nákladních autech od roku 1944. Na osobních vozech - od roku 1988. V roce 1938 společnost Detroit-Diesel, která tehdy patřila generálMotory, vznikla první taková jednotka, ve které byl použit pohonný systém vznětového motoru s čerpacími tryskami. Navzdory skutečnosti, že zařízení bylo vyvinuto v USA, návrhy tohoto typu byly vyvinuty také v SSSR.

První motory YaAZ-204 byly vybaveny takovými tryskami již v roce 1947. Ale tyto jednotky byly vyrobeny v licenci Detroit-Diesel. Tato pohonná jednotka a poté upravený šestiválcový motor se vyráběl do roku 1992.

V roce 1994 si inženýři Volvo všimli zařízení a funkce vstřikovače vznětového motoru. Společnost vyrábí první nákladní automobil FH12 s tryskami tohoto typu. Poté začnou vybavovat svá nákladní vozidla Scania a Iveco stejnými jednotkami.

Mezi osobními vozy byl tento systém poprvé použit u vozů Volkswagen. Vstřikovač dieselového motoru Volkswagen se objevil v roce 1998. Na konci 90. let zaujímaly motory s takovým systémem 20 % automobilového trhu.

Zařízení

Uvažujme tedy, co je to vstřikovač naftového motoru. Jeho zařízení je extrémně jednoduché. V těle jednotky je přímo tryska, dávkovací jednotka a také pohonná jednotka. Díky tomuto pohonu má jednotkový vstřikovač určité výhody oproti tradičním systémům. Tím se výrazně zkracuje doba pohybu hořlavé kapaliny pod vysokým tlakem. Také zvyšuje hydraulickou účinnost a snižuje hmotnost.

Nejnovější generace trysek je vybavena čerpadly schopnými dodávat dostatečně vysoké tlaky (až 2 500 barů). Mohou okamžitě reagovat na příkazy z ECU, která shromažďuje a analyzuje aktuální informace z externích senzorů. Na základě těchto údajů se určí potřebné množství směsi a doba vstřiku. To umožňuje získat optimální hodnoty výkonu pro dané provozní podmínky. Jednotky navíc pomáhají šetřit naftu, což minimalizuje škodlivé emise do atmosféry a pomáhá snižovat hlučnost běžícího motoru. A konečně, zařízení je velmi kompaktní a lze jej umístit do hlavy válců. Můžete tam také nainstalovat další díly a sestavy.

Dýza je navržena tak, aby poskytovala nejúčinnější tvorbu směsi. Za tímto účelem inženýři zajistili fáze - jedná se o předběžnou, hlavní a dodatečnou injekci. Předběžné zajišťuje plynulé spalování v okamžiku hlavní fáze, kdy je zajištěna kvalitní tvorba pracovní směsi v různých provozních režimech motoru. Další je vyžadován pro regenerační procesy ve filtru pevných částic.

Princip mechanického vstřikovače

Vstřikovač vznětového motoru je instalován přímo v hlavě válců. Na vačkovém hřídeli jsou čtyři speciální vačky. Slouží ke spuštění pohonu vstřikovače. Pomocí vahadel se síla přenáší na vstřikovače čerpadla pomocí plunžrů.

Hnací vačka má speciální profil, který umožňuje prudké zvednutí a následné pomalé spouštění vahadla. Když vstává poslednípíst se rychle stlačí dolů. To vytváří správný tlak. Při pomalém spouštění vahadla dolů se píst zvedne. To umožňuje palivu vstoupit do vysokotlakých komor bez vzduchových bublin.

Samotný proces vstřikování probíhá, když je řídicí napětí přivedeno z ECU na elektromagnetický ventil.

Fáze vstřikování

Podívejme se blíže na princip činnosti vstřikovače vznětového motoru. Když se pod vlivem vahadla pohybuje píst dolů, hořlavá směs proudí kanály do trysek. Když se ventil uzavře, průtok nafty se přeruší. Tlak začne stoupat. Když dosáhne úrovně 13 MPa, stříkací jehla překoná sílu pružiny. Poté začne fáze předvstřiku.

Jakmile se ventil začne otevírat, předfáze končí a palivová směs je vedena přes přívodní potrubí. Tlak začne klesat. V závislosti na provozním režimu motoru lze provést jednu nebo dvě předběžné fáze.

Když se píst posune dolů, začne hlavní vstřikovací zdvih. Ventil se opět uzavře, tlak paliva opět stoupne. Po dosažení hladiny 30 MPa jehla rozprašovače překoná tlakovou sílu a zvedne se, čímž zahájí proces vstřikování. Čím vyšší tlak stoupá, tím více paliva bude stlačeno. Množství nafty a vzduchu, které může vstoupit do válce, se zvýší.

Maximální posuv (a provádí se, když motor běží ve špičkovém režimuvýkon), se provádí při tlaku 220 MPa. Otevřením ventilu se dokončí hlavní vstřikovací fáze. Tlak klesá, jehla se zavře.

Další fáze vstřikování se provede, když se píst posune dále dolů. Princip činnosti zařízení v této fázi je stejný jako u hlavní injekce. Častěji se algoritmus provádí ve dvou fázích.

Pokud vezmeme v úvahu zařízení čerpadlo-vstřikovač vznětového motoru TDI, pak může být vybaveno senzorem, který hlídá zdvih jehly. Polohu ručičky potřebuje řídící jednotka, kde jsou elektronicky řízena i palivová čerpadla.

Výhody

Zatímco systém Common Rail využívá vstřikování z baterie, vstřikovač jednotky dodává palivovou směs pod vyšším tlakem kvůli absenci dlouhých potrubí.

Často mohou být zničeny během provozu vozu. Toto je slabý článek klasických energetických systémů. Vstřikovač čerpadla umožňuje přivedení většího množství paliva do spalovací komory. Díky tomu bude postřik efektivnější. Motory vybavené takovými jednotkami jsou výkonnější.

Navíc motory s tímto typem vstřikování jsou méně hlučné než jejich protějšky. Ale se systémem Common Rail nebo vstřikovacím čerpadlem bude vstřikovač čerpadla stále kompaktnější.

Vady

Má to ale i nevýhody. Nejzávažnější nevýhodou jsou vysoké nároky na kvalitu paliva. Stačí sebemenší zablokování, aby systém přestal fungovat. Druhým negativem je cena.

Opravit tuto přesnou sestavu mimo továrnu je téměř nemožné. Další nevýhodou je, že když jsou tyto uzly vystaveny vysokému tlaku, často rozbijí přistávací otvory v bloku motoru.

Jak udržovat vstřikovač čerpadla?

Jak je vidět, tyto uzly jsou velmi náročné na kvalitu nafty a ta není u nás a v SNS zdaleka tak vysoká. Abyste nemuseli často měnit tento drahý prvek, doporučuje se pravidelně měnit palivové, vzduchové a všechny ostatní filtry, nakupovat originální spotřební materiál.

O spláchnutí

Majitelé automobilů se často zajímají o to, jak propláchnout vstřikovací čerpadlo u dieselového motoru. Odborníci nedoporučují proplachování – to není dobré pro žádnou trysku. Je lepší měnit filtry a tankovat na osvědčených čerpacích stanicích.

Splachování na lavici je vhodné v případě nekvalitní atomizace - nestabilní volnoběh a podobné problémy. Oplach v ultrazvukové lázni je povolen, když je jehla zcela zaseknutá. Pokud tryska nalévá, pak zde nic nepomůže. K praní můžete použít aktuálně oblíbené produkty LAVR a VINS

Obecně platí, že pokud vstřikovač nefunguje, je nejlepší jej nechat opravit a vyměnit díly, které jsou nefunkční. Proplachování pomáhá pouze v případě, že uzel nějak funguje.

Závěr

Zjistili jsme tedy, co je to vstřikovač naftového motoru a jaké je jeho zařízení. Jak vidíte, jedná se o nedílnou součást systému napájení vznětového motoru. On mátechnologicky vyspělejší design, ale velmi náročný na kvalitu paliva.