11 Декабрь, 2012 | 21:56

Форсунки Common Rail: устройство и принцип работы

Форсунка Common Rail BoshТопливные форсунки системы Common Rail связаны короткими магистралями высокого давления с топливным аккумулятором. Момент начала впрыска и его продолжительность, а, следовательно, и объем впрыскиваемого топлива, устанавливается электронным блоком управления двигателя (ЭБУ), который подает сигналы на электромагнитный клапан форсунки.

Также, в системах впрыска Common Rail используются и более современные пьезоэлектрические форсунки, которые примерно в 4 раза "быстрее" форсунок с электромагнитным клапаном, и позволяют сделать несколько (до 5-ти) предварительных впрыскиваний продолжительностью до 1 мс.

Конструкции и принцип действия форсунки с э/м клапаном и пьезофорсунки схожи между собой. Топливо под высоким давлением подается в управляющую камеру и к распылителю. При работе двигателя на иглу распылителя с одной стороны действуют силы пружины и давления топлива в управляющей камере, находящейся непосредственно над иглой, которые прижимают ее к седлу, а с другой – сила давления топлива на конус иглы. Когда управляющий клапан форсунки обесточен, давление топлива в управляющей камере равно давлению в камере рядом с конусом иглы распылителя. Но, т.к. площадь поверхности иглы распылителя в управляющей камере больше, чем рядом с конусом, суммарная сила, создаваемая давлением топлива, направлена вниз и надежно прижимает иглу распылителя к седлу, закрывая форсунку. По сигналу от ЭБУ электромагнитный клапан открывает дроссельное отверстие в управляющей камере, топливо, находящееся в ней, "уходит в обратку", и игла под действием давления рядом с конусом, приподнимается, открывая форсунку.

Такое гидромеханическое (непрямое) управление иглой используют потому, что усилие электромагнитного клапана слишком мало, чтобы быстро перемещать иглу распылителя.

Конструкционно пьезоэлектрическая форсунка отличается от форсунки с клапаном только тем, что дроссельное отверстие в управляющей камере в ней открывается с помощью пьезокристалла, который удлиняется при подаче на его торцы напряжения. Время изменения размера пьезокристалла после приложения напряжения в разы меньше, чем время перемещения якоря электромагнита, что делает пьезоэлектрическую форсунку примерно в 4 раза быстрее электромагнитной.

В процессе работы форсунки все утечки, которые возникают в ее корпусе, отводятся с сливную магистраль. К таким утечкам относятся:

  • управляющая подача, т.е. топливо, которое непосредственно поднимает иглу распылителя;
  • утечки через иглу распылителя;
  • утечки через закрытый управляющий клапан.