Dieselový vstřikovač – zařízení a typy

Zavedení palivového systému Common Rail do konstrukce vozů umožnilo snížit náklady na spotřebu motorové nafty přibližně o 12–15 % a zároveň zvýšit výkon elektrárny až o 40 %. Také jeho použití snižuje hlučnost při provozu pohonné jednotky a snižuje toxicitu odpadních látek.

Systém vyvinuli inženýři japonské společnosti Denso v devadesátých letech minulého století. Palivová lišta, jak je Common Rail přeložena z angličtiny, byla vylepšena v italském Fiatu, vývojáři německého koncernu Bosch přidali vlastní řešení a uvedli je do praxe. V současné době se Common Rail používá v naftových motorech mnoha známých firem, včetně Cummins, General Motors, Ford, Daimler atd. Součástí takových systémů jsou i vstřikovače ISF 2.8 a QSB.

Nedá se však říci, že by tento systém byl bez nedostatků. Jedním z hlavních problémů provozu dieselových jednotek s Common Rail je rychlé selhání vstřikovačů. V našem článku budeme hovořit o důvodech poruchy této části a také o způsobech kontroly vstřikovače Common Rail bez jeho vyjmutí z motoru.

Princip činnosti

Všechny komponenty Common Rail jsou harmonicky propojeny, takže provoz trysky je nerozlučně spjat s ostatními komponenty.

Systém se skládá z nízkotlakých okruhů, které zahrnují:

• palivová nádrž;
• palivový filtr;
• nízkotlaké čerpadlo;
• spojovací potrubí.

Common Rail je také vybaven vysokotlakým okruhem, který se skládá z:

• vysokotlaké palivové čerpadlo;
• regulační ventil;
• palivová lišta se snímačem;
• trysky;
• spojovací trubky.

Provoz systému je řízen elektronickou řídicí jednotkou, která sbírá informace ze senzorů. Na základě přijatých dat vydá ECU příkazy:

– vytvoření požadovaných poměrů směsi vzduch-palivo;

– doba otevření trysky atd.

Nízkotlaké čerpadlo, nízkotlaké čerpadlo, odebírá palivo z nádrže a tlačí ho přes filtrační prvek. Po průchodu do vysokotlakého okruhu vstoupí na rampu. Ukazatel provozního tlaku pro toto médium je 135 MPa.

Ventil se po obdržení pokynů z ECU otevře, palivo vstupuje do vstřikovačů, odkud je vstřikováno do válců pohonné jednotky.

Rozbití značky

Intenzivní práce, používání nekvalitní motorové nafty, nefunkčnost částí systému Common Rail a motoru jako celku jsou hlavními důvody selhání vstřikovačů.

Následující příznaky naznačují jeho poruchu:

• Nestabilní chod motoru v režimu volnoběhu;
• problematické startování motoru;
• ztráta energie;
• ve výfuku se objevuje černý kouř, z tlumiče jsou slyšet „výstřely“;
• zhoršení dynamiky vozidla;
• růst spotřeby nafty.

Po zjištění těchto příznaků musí majitel vozu okamžitě začít s odstraňováním závady. Pro přesnou identifikaci poruchy je nutné provést diagnostiku vstřikovače Common Rail.

Vady vstřikovačů

Tryska se obecně skládá z:

• ventil;
• animátor;
• postřikovač.

Často selže vstřikovač paliva Common Rail kvůli vadnému sedlu ventilu. Do této části se dostávají různé druhy nečistot a kovových špon. Používání nekvalitního paliva také negativně ovlivňuje činnost této součásti vstřikovače.

Často se nečistoty do sedla ventilu dostávají ze spojení potrubí s tryskou. Pokud není odstraněna před instalací nového dílu, mohou se dovnitř dostat nečistoty a dostat se do sedla a poškodit ventil. Mezi sedlo a kouli se často dostane kontaminace, která způsobí selhání součásti.

Nečistoty mohou také proniknout do konstrukce vstřikovače Common Rail tím, že jej při výměně přetáhnete hadicí nebo kuželem ze stěn kanálu. Před operací je proto nutné vyčistit celé okolí od nánosů bahna.

V důsledku ucpání kalibračního otvoru je narušen koordinovaný chod mechanismu a do válce se dostává větší množství motorové nafty. Příznakem takové závady je klepavý zvuk ve válci.

Jak najít vadný vstřikovač paliva?

Kontrola funkčnosti dílu se v tomto případě provádí následovně:

• tryska je otočena ze svého sedla a je k ní připojen kus potrubí;
• k výsledné konstrukci je připojena hadice přívodu stlačeného vzduchu vybavená manometrem pro odečítání tlaku;
• vzduch je přiváděn do trysky. Na pracovní části by ručička tlakoměru měla jasně stát na jednom místě bez pohybu. Pokud šipka „kráčí“ po stupnici, znamená to, že vstřikovač nefunguje.

Vadný díl můžete také identifikovat:

– připojením diagnostického počítačového zařízení;

Ne každý může mít po ruce skener do auta, kterým lze zkontrolovat činnost vstřikovače paliva.

V tomto případě lze vadnou část snadno určit následující metodou:

• Zapněte elektrocentrálu a v klidovém režimu nastavte počet otáček na hodnotu, při které se porucha projeví.
• Po uvolnění spojovací matice musíte vypnout vstřikovače jeden po druhém.
• Pokud po odpojení dílu motor nadále funguje nesprávně, pak tento vstřikovač funguje správně, musíte přejít na jiný. Normální provoz motoru ve vypnutém stavu signalizuje závadu tohoto dílu a měl by být vyměněn.

Existují další způsoby, jak ručně zkontrolovat vstřikovač paliva, aniž byste jej vyjímali z motoru.

Při běžícím naftovém motoru musíte rukou cítit palivové potrubí. Přítomnost otřesů a nerovnoměrný průchod paliva kanálem naznačuje, že je zařízení ucpané.

To může být také indikováno zvýšenou teplotou průchozí armatury, kterou se systém snaží „protlačit“ motorovou naftu.

Kontrola zpětného toku vstřikovače Common Rail

K této závadě dochází v důsledku opotřebení součásti. V důsledku toho část paliva proudí zpět a tlak v systému klesá. Abyste mohli takovou poruchu identifikovat, měli byste si zakoupit 20 ml injekční stříkačku a průhledné lékařské zkumavky. Operace se provádí se zapnutou napájecí jednotkou.

• Píst se vyjme ze stříkačky.
• Do hrdla injekční stříkačky je vložena trubice, druhý konec je připojen ke zpětnému zdvihu trysky.
• Měli byste počkat (to bude trvat asi dvě minuty), než se nádoba injekční stříkačky naplní naftou.
• Opakujte stejnou operaci s dalšími tryskami.

Poté by měly být získané výsledky analyzovány.

Mohou to být následující:

• Prázdný zásobník injekční stříkačky znamená, že tryska je v pořádku.
• Plnění do 4 ml znamená, že díl je funkční a lze jej stále používat.
• Přítomnost zpětného objemu ve stříkačce o objemu 15 ml (plus nebo minus) indikuje závadu v trysce. Měl by být opraven nebo vyměněn.
• Přetečení objemu stříkačky znamená, že s dílem nelze nic dělat a vyžaduje výměnu.

Hlavní opravou pro obnovení funkčnosti vstřikovače paliva Common Rail je vyčištění vstupních a výstupních kanálů. Při provádění oprav byste měli také zkontrolovat stav palivového filtru. Vyžadují také včasnou výměnu.

Jak se vyhnout selhání vstřikovače paliva Common Rail

Aby se prodloužila životnost této důležité součásti palivového systému vznětového motoru, měla by být pravidelně prováděna preventivní údržba.

Je to následující:

• musíte odstranit trysku;
• očistěte místo instalace od kontaminace;
• vyjmutou část omyjte petrolejem nebo čistou motorovou naftou;
• vysušte stlačeným vzduchem;
• nainstalovat na pracovišti.

Jak poznamenali technici autoservisů, vnikání nečistot a odpadních produktů do konstrukce vstřikovače je hlavní příčinou selhání součásti.

Měli byste také věnovat pozornost čistotě nafty, kterou je vůz poháněn. Pokud se vstřikovač rychle zašpiní a je nestabilní, můžete přemýšlet o výměně čerpací stanice. Systém Common Rail je schopen podávat vynikající výsledky, ale potřebuje k tomu kvalitní motorovou naftu.

Petrohrad, sv. Maršála Novíková, 41 let, kor. 1, kancelář 7, př. n. l. “Eureka”,

Rostovská oblast, Aksai, sv. Zapadnaya, 46, dálnice M-4 “Don” 346700

Naftová tryska, často nazývaná vstřikovač, je klíčovou součástí dieselového motoru. Jeho hlavním úkolem je přívod paliva do spalovací komory a také jeho přesné dávkování a atomizace. Vzhledem k obtížným provozním podmínkám, které doprovázejí provoz vznětového motoru a projevují se vysokými teplotami a vysokým tlakem, závisí účinnost celé jednotky na kvalitě výroby a účinnosti vstřikovače při plnění jeho funkcí.

Jmenování

Přítomnost vstřikovače paliva v konstrukci je charakteristickým znakem nejen dieselových, ale také benzínových vstřikovacích motorů. Potřeba této části vyplývá z principu činnosti obou typů elektráren, který spočívá v použití systému přímého vstřikování paliva do spalovacích prostor. V tomto případě dochází ke vznícení paliva vlivem vysokého tlaku dosaženého palivovým vstřikovacím čerpadlem. Úroveň tohoto ukazatele u dieselových jednotek je mnohem vyšší než u vstřikovacích benzínových jednotek.

V důsledku toho je efektivní provoz motoru na motorovou naftu možný pouze tehdy, pokud existuje speciální díl schopný zajistit včasnou dodávku požadovaného množství paliva, jeho atomizaci uvnitř komory a těsnost systému.

Témata. Hlavní funkce dieselového vstřikovače již byly uvedeny výše. Jsou následující:

· vstřikování paliva do spalovací komory;

· dávkování paliva, což je stanovení množství potřebného k dosažení požadovaného výkonu;

· atomizace paliva uvnitř spalovací komory, která zajišťuje úplnější a účinnější spalování;

· udržování těsnosti systému přívodu paliva.

Historie vynálezů a vylepšení

První modely vznětových motorů, vyvinuté a vyrobené na konci předminulého století za přímé účasti Rudolfa Diesela, zahrnovaly přítomnost tzv. kompresorové trysky a použití petroleje jako paliva. Nástup vstřikovacích čerpadel paliva umožnil použití mnohem kompaktnějších a pohodlnějších vstřikovačů bez kompresoru.

Zvláště úspěšný se ukázal model vstřikovače vytvořený ve 20. letech minulého století Robertem Boschem. Tato verze naftového vstřikovače se s drobnými úpravami a vylepšeními používá dodnes. Samozřejmě, že provozní a technické parametry moderních dílů, i přes obecnou podobnost designu, výrazně převyšují návrhy Bosch, což se vysvětluje výrazným zlepšením kvality a přesnosti výroby, stejně jako použitím nejnovějších ocelí. a slitin ve výrobním procesu.

Klíčovým vylepšením vstřikovače bylo aktivní použití různé elektroniky. Použití senzorů pro sledování a řízení provozu vznětového motoru jako celku a jeho jednotlivých komponent může výrazně zvýšit účinnost a provozní efektivitu vozidla.

Zařízení

V současné době je nadále aktivně využíváno velké množství různých typů dieselových vstřikovačů různé konstrukce a principů činnosti. Navzdory specifickým rysům každého z nich lze identifikovat několik společných prvků nebo detailů, které jsou téměř vždy přítomny v té či oné podobě. Tyto zahrnují:

· pouzdro, ve kterém jsou umístěny zbývající části a prvky vstřikovače nafty;

· rozprašovač ve tvaru jehly. Účel dílu je zřejmý a spočívá v distribuci paliva v prostoru nad pístem;

· tyč nebo plunžr, který se pohybuje uvnitř těla trysky, díky kterému je vstřikována požadovaná úroveň tlaku;

· pružina aretace jehly. Používá se k upevnění jehly v požadované poloze;

· armatura přívodu paliva. Navrženo pro přívod paliva do trysky;

· regulační ventil. Slouží k efektivnímu řešení dvou hlavních problémů – dávkování paliva a určení pravidelnosti jeho vstřiku do spalovacího prostoru;

· filtr na čištění paliva. Jeden z prvků obecného systému pro čištění paliva používaného ve vznětovém motoru;

· přebytečná zpětná armatura paliva. Účel tohoto prvku vstřikovače je také mimořádně zřejmý – používá se k odstranění paliva ze vstřikovače, které nevstupuje do spalovací komory.

Konstrukce moderních dieselových vstřikovačů vyžaduje přítomnost elektronické řídicí jednotky. Nástroje a senzory, které jsou v něm obsaženy, automaticky regulují procesy probíhající v příslušném mechanismu a zajišťují efektivní provoz jak vstřikovače, tak motoru jako celku.

Pracovní fáze

Provoz dieselového vstřikovače zahrnuje cyklické a postupné opakování 4 pracovních stupňů. Toto číslo zahrnuje:

1. Poloha trysky uzavřená. Počáteční fáze procesu. Zajišťuje vytvoření vysokého tlaku současně ze strany plunžru a pružiny, díky čemuž zůstává tryska uzavřena.

2. Začátek injekce. Automatizace dává signál, v důsledku čehož se píst trysky začíná pohybovat nahoru. V důsledku toho se tlak na jehlu snižuje, začíná také stoupat a zajišťuje, že palivo začne proudit do spalovací komory.

3. Plně otevřená poloha vstřikovače. V této fázi se ovládací píst co nejvíce zvedne a dosáhne horního dorazu. To znamená podobný pohyb jehly a úplné otevření trysky.

4. Konec injekce. Závěrečná fáze pracovního procesu. Spočívá ve sklopení ovládacího pístu a jehly trysky, což má za následek zablokování přístupu paliva do spalovací komory.

Výše uvedené schéma s určitými úpravami poměrně přesně popisuje činnost vstřikovačů nafty jakéhokoli typu. Je důležité pochopit, že počet takových provozních cyklů za určité časové období závisí na typu a výkonu jednotky, typu samotné trysky a velkém množství dalších faktorů.

Odrůdy a princip činnosti

V dnešních podmínkách se používají různé typy dieselových vstřikovačů. Jejich široká rozmanitost je vysvětlena jak extrémně širokým rozsahem použití, tak rozdíly v úkolech, které mají řešit.

Mechanická tryska

Tradiční verze zařízení, která postupně ztrácí na popularitě moderní technická řešení. Je to jeho princip činnosti, který byl uveden výše při popisu pracovního cyklu dieselového vstřikovače. Je založen na spouštění ventilu při dosažení určité úrovně tlaku.

Mechanické vstřikovače se v automobilovém průmyslu používají již několik desetiletí. Zavedení nových ekologických norem a všeobecná touha zlepšit účinnost vznětových motorů však vedly k trvalému vytlačování tohoto klasického zařízení účinnějším vývojem posledních let.

Hlavním směrem zdokonalování vstřikovače konkrétně a vznětového motoru obecně je přenesení řízení a řízení většiny pracovních procesů na elektronická zařízení a senzory. Zvláštní zmínku si navíc zaslouží tryska se dvěma pružinami, která rozděluje zdvih jehly na dva stupně. Výsledkem je flexibilita v dodávce paliva, dokonalejší spalování paliva a snížená hlučnost při provozu jednotky.

Elektromechanický vstřikovač

Hlavním rozdílem od mechanické verze je použití jehly vstřikovače místo pružiny elektromagnetického ventilu k jeho pohybu. Je řízen automaticky, díky čemuž je dosaženo přesného určení množství potřebného paliva a optimální frekvence jeho vstřiku.

Elektromechanický vstřikovač připomíná elektromagnetickou verzi zařízení často používaného u benzínových vstřikovacích motorů. U dieselových motorů se nepoužívá, protože není schopen odolat vysokému tlaku.

Tryska čerpadla

Další varianta tradičního vznětového motoru. Konstrukce jednotky neznamená přítomnost konvenčního vstřikovacího čerpadla. Místo toho se používají speciální čerpací vstřikovače pro vstřikování požadované úrovně tlaku. Ve skutečnosti je místo jednoho vysokotlakého palivového čerpadla instalováno několik jednodušších, z nichž každé obsluhuje pouze jeden vstřikovač.

Tato konstrukce motoru umožňuje přívod paliva do spalovací komory pod velmi vysokým tlakem. Díky tomu je zajištěno spolehlivé samovznícení a dokonalejší spalování paliva. Absence vstřikovacího čerpadla paliva činí motor kompaktnější, což je také důležitá výhoda.

Použití systému čerpadlo-vstřikovač má však také určité nevýhody. Mezi hlavní patří vysoké nároky na kvalitu použité motorové nafty a také vyšší náklady na výrobu motoru jako celku. Proto rychle roste obliba jiného typu dieselových vstřikovačů a systému jejich použití.

Piezoelektrická tryska

Zařízení piezoinjektoru připomíná elektromechanické nebo elektromagnetické analogy. Hlavním rozdílem je použití speciálního piezoelektrického prvku, často nazývaného piezoelektrický krystal, namísto solenoidového ventilu. Jeho přítomnost zajišťuje extrémně vysoký výkon zařízení. Díky tomu je ventil aktivován 4x častěji než u běžných elektromagnetických vstřikovačů.

Není divu, že piezoelektrické vstřikovače se staly důležitým prvkem vstřikovacího systému common rail, který se dnes používá téměř všude. Jeho použití umožňuje zvýšit účinnost vznětového motoru a zvýšit účinnost při současném snížení spotřeby paliva a množství škodlivých emisí.

Příčiny a řešení problémů

Hlavním problémem při použití vstřikovačů je nízká kvalita motorové nafty. Může to být způsobeno prodejem nekvalitního paliva na čerpacích stanicích, používáním různých barviv a přísad do motorové nafty, příliš velkým množstvím těžkých uhlovodíkových frakcí nebo prostou kontaminací paliva drobnými částicemi různých látek.

V kterémkoli z výše uvedených případů vznikají extrémně nepříjemné důsledky ve formě zvýšené úrovně opotřebení a rychlé eroze povrchu dílů a součástí dieselového vstřikovače. Důsledkem toho jsou zjevné problémy v provozu motoru jako celku, které se obvykle vyjadřují takto:

· oslabení nebo kolísání výkonu během provozu vozidla;

Potíže se startováním motoru;

· trhavý pohyb se zvyšující se rychlostí;

· znatelné zvýšení spotřeby nafty;

· zvýšení množství emisí nebo jejich kvality (černý nebo namodralý kouř z výfukového potrubí) atd.

Moderní diagnostické zařízení umožňuje předem identifikovat možné problémy se vstřikovači motoru. Proto je pro dlouhodobý a nepřetržitý provoz jednotky vhodné absolvovat pravidelnou údržbu, a to v renomované specializované organizaci.

K odstranění zjištěných problémů se používají různé moderní a velmi účinné metody, které vyžadují dostupnost vhodného vybavení a dovedností a specialistů, kteří jej obsluhují:

· proplachování pomocí speciálních přísad přidávaných do motorové nafty;

· mytí speciálními technickými kapalinami na stojanu;

· ruční mytí vstřikovačů naftového motoru.

Včasná diagnostika a oprava vstřikovačů zajistí dlouhodobý a bezporuchový provoz. To zase zaručuje majiteli vozidla efektivní a hospodárný provoz celého vznětového motoru instalovaného ve vozidle.