Форсунки используются для непосредственного впрыска топлива в цилиндр двигателя, распиливая его на частицы размером не более 5-30 микрон и распределяя их внутри камеры сгорания.
Конструкция
Показано на рис. 1 форсунка расположена в крышке цилиндра и состоит из двух основных элементов корпуса 1 и распылителя 2, прижатых к корпусу накидной гайкой 3. Топливо от насоса подается через штуцер 5 в канал 4, от где он входит в кольцевую канавку 10 на конце небулайзера и по трем каналам 8 поступает в полость 9 шприца. Клапан 12 служит для выпуска воздуха.
Рис. 1 сопло
Игла 10 распылителя через болт 6 нагружена пружиной 11, натяжение которой можно регулировать болтом 6. Изменением усилия затяжки регулируют давление отрыва иглы от седла (начальное давление впрыска Pf.В закрытом положении игла своим конусом сидит на конусе форсунки и препятствует попаданию топлива в нижнюю камеру форсунки.
Положение иглы определяется действием двух сил: силы натяжения пружины Рпр, прижимающей иглу к седлу, и силы давления топлива Рф, действующей на платформу дифференциала:
fi–fi′ = π di2/4–πdk2/4 – см рис. 2
При повышении давления до:
Рфо = Рпр/πди2/4 — πдк2/4
игла поднимается до упора и сила давления топлива теперь будет действовать на всю площадь поперечного сечения иглы:
fi = πdi2/4,
удерживайте его в этом положении до тех пор, пока давление не упадет до Pfz.
Последний находится из следующего выражения:
Pfz = Pпр/πdk2/4.
Таким образом, давление закрытия иглы ниже давления ее открытия, и распыление топлива в этой фазе впрыска значительно хуже.
Высота подъема иглы форсунки ограничена упором и в зависимости от размера форсунки и количества проходящего через нее топлива находится в пределах 0,5-1,5 мм. С увеличением хода иглы увеличиваются динамические силы ее воздействия на седло и упор, что приводит к появлению наклепа и потере герметичности посадки иглы. Посадочный конус иглы обычно принимают равным 60°. Посадочный конус для достижения узкой притирки посадочной поверхности, где достигается наибольшая плотность, берется на 2° меньше.
Игла и ее направляющее отверстие в атомайзере прецизионные и изготовлены с высокой точностью. При выборочном отборе пару «игольчатых направляющих» подбирают так, чтобы зазор между ними укладывался в заданный технологический допуск, величина которого зависит от размера, теплового режима работы, вязкости используемого топлива и находится в пределах 5 -12 мкм.
Собранные таким образом пары являются «неразборными» и в процессе эксплуатации их можно заменять только парами, без повторной сборки.
Рис. 2 распылителя
В зависимости от типа запорных органов и распылительных отверстий применяются следующие типы опрыскивателей:
Клапан многоотверстный (рис. 2) — применяется в основном в двигателях с непосредственным впрыском, количество отверстий от 1 до 9, диаметр 0,20-1,5 мм.
Клапан одноотверстный (рис. 3, а); используется в форкамерных двигателях, где наилучшей формой распыления является концентрированная горелка с малым углом конуса и высокой проникающей силой.
Палка с одним отверстием для насадки; применяется в дизельных двигателях относительно малой мощности с раздельными камерами сгорания. Штыревой распылитель с цилиндрическим штифтом (рис. 3, б) имеет постоянное проходное сечение и образует концентрированную горелку с малым углом конуса. В стержневом распылителе (рис. 3, в) стержень выполнен в виде двух усеченных конусов, сложенных меньшими основаниями. Штифты выполнены с разными углами на вершине нижнего конуса (от 0 до 50°), за счет этого при движении штифта угол конуса распыляемой горелки изменяется на широкой площади, захватывая увеличение пространства в камере сгорания.
Рис. 3 типа атомайзеров:
а — клапан с одним отверстием, б — штифт цилиндрический, в — штифт конический
