Принцип роботи паливних форсунок: як паливо потрапляє в циліндри

Сучасні двигуни внутрішнього згоряння неможливо уявити без точних систем подачі пального, які забезпечують стабільну роботу, економічність і екологічність транспортних засобів. Центральним елементом таких систем є паливні автомобільні форсунки, від коректності функціонування яких залежить якість згоряння, рівень потужності, витрата пального та викиди шкідливих речовин. Принцип їхньої роботи базується на точному дозуванні та розпиленні палива в камері згоряння.

Конструкція та робочий цикл автомобільних форсунок

Форсунка — механізм високої точності, конструкція якого включає корпус, розпилювач, голку клапана, пружину та ущільнювачі. Її завдання полягає в перетворенні палива, яке подається під високим тиском, на дрібнодисперсний факел, оптимальний для змішування з повітрям. Подача палива здійснюється паливним насосом високого тиску, що створює необхідні параметри для впорскування.

У момент подачі електричного імпульсу від блоку управління відбувається відкриття електромагнітного або п’єзоелементного клапана, внаслідок чого тиск у камері автомобільної форсунки перевищує силу притискання голки. Це призводить до її підйому й відкриття каналу розпилювача. Паливо, яке знаходиться під високим тиском, проходить крізь калібровані отвори розпилювача та утворює конусоподібний факел. Така форма забезпечує рівномірний розподіл палива в камері згоряння та оптимальні умови для швидкого займання.

Механізм потрапляння палива в циліндри

Рух палива до циліндрів починається з паливного бака, звідки насос низького тиску транспортує його до фільтра тонкого очищення. Далі паливо потрапляє у систему високого тиску, де створюється тиск у межах від 1000 до 2500 бар залежно від типу системи. У системах Common Rail паливо накопичується в рампі, яка виступає буфером і стабілізатором тиску, після чого по магістралях надходить до автомобільних форсунок.

У момент, коли блок управління фіксує оптимальне положення колінчастого вала та необхідні параметри суміші, формується електричний сигнал, що відкриває форсунку. Тривалість імпульсу безпосередньо визначає кількість впорснутого палива, а розмір і форма розпилювальних отворів — якість суміші. Таким чином, паливо розпилюється у камеру згоряння, де змішується зі стисненим повітрям.

Розпилення палива — один з основних етапів роботи автомобільної форсунки, оскільки саме від нього залежить площа контакту палива з повітрям та швидкість займання. Занадто великі краплі призводять до неповного згоряння і надмірних викидів сажі, тоді як надмірне подрібнення може знизити стабільність займання. Тому геометрія розпилювача, точність виготовлення і стабільність тиску в системі мають визначальне значення.

У сучасних дизельних двигунах застосовуються багатоступеневі цикли впорскування, де спочатку подається невелика порція палива для підготовки суміші, а потім основна кількість для створення робочого тиску в циліндрі.

Коли можуть знадобитися ремкомплекти для паливних форсунок

У процесі експлуатації автомобільні форсунки зазнають значних навантажень: високі температури, перепади тиску, контакт із паливом. З часом це призводить до зменшення герметичності, зміни форми факела, підтікання або затримки відкриття клапана. Всі ці несправності можна виправити за допомогою ремкомплектів для форсунок. 

До складу ремкомплектів форсунок зазвичай входять ущільнювальні кільця, шайби, розпилювачі, пружини та інші елементи, які піддаються зносу. Заміна цих деталей дозволяє повернути форсунці первинні характеристики, забезпечити правильне формування суміші та уникнути перевитрати палива.