Форсунка

6.4 Форсунка

6.4.1 Конструкция

Форсунки служат для непосредственного впрыскивания топлива в цилиндр двигателя, распыливания его на частицы с размером не более 5-30 мк и распределения их внутри камеры сгорания.

Представленная на рис. 6.4.1. форсунка размещается в крышке цилиндра и состоит из двух основных элементов – корпуса 1 и распылителя 2, прижимаемого к корпусу накидной гайкой 3. Топливо от насоса подводится через штуцер 5 к каналу 4, откуда попадает в концевую выточку 10 на торце распылителя и по трём каналам 8 подаётся в полость 9 распылителя. Клапан 12 служит для выпуска воздуха.

Игла 10 распылителя через болт 6 нагружена пружиной 11, затяг которой может регулироваться болтом 6.

Изменением силы затяга регулируется давление отрыва иглы от седла (начальное давление впрыска – P_фо).

При закрытом положении игла своим конусом сидит на конусе сопла и препятствует

Рис. 6.4.1. проникновению топлива в ниже расположенную камеру сопловых отверстий.

Положение иглы определяется действием двух сил: силы затяга пружины P_пр, прижимающей иглу к седлу, и силы давления топлива P_ф, действующей на дифференциальную площадку

 – см. рис. 6.4.2.

С повышением давления до

игла поднимается до упора и сила давления топлива теперь будет действовать уже на всю площадь поперечного сечения иглы

,

удерживая её в этом положении до падения давления до P_фз.

Последнее находится из следующего выражения

.

Таким образом, давление закрытия иглы ниже давления, при котором она открывается и распыливание топлива в этой фазе впрыска существенно хуже.

Высота подъёма игла форсунки ограничивается упором в зависимости от размеров форсунки и количества пропускаемого ею топлива находится в пределах 0,5-1,5 мм. С увеличением хода иглы растут динамические силы её удара о седло и упор, что приводит к появлению наклёпа и потери плотности посадки иглы. Посадочный конус иглы обычно принимается равным 60°. Посадочный конус седла в целях достижения узкой притирочной поверхности посадки, при которой достигается наиболее высокая плотность, принимается не менее на 2° меньше.

Игла и её направляющее отверстие в распылителе являются прецизионными и изготовлены с высокой точностью. Путём селективного подбора выбирают пару «игла-направляющая» такой, чтобы зазор между ними укладывался в заданный технологический допуск, величина которого зависит от размеров, теплового режима работы, вязкости используемого топлива и находится в пределах 5-12 микрон.

Скомплектованная таким образом пара является «неразлучной» и при эксплуатации из замена должна производится только парами, перекомплектации.

По типу запорных органов и распыливающих отверстий применяются следующие виды распылителей:

- клапанные многодырчатые (рис. 6.4.2) – получили наибольшее распространение в основном в двигателях с непосредственным впрыском, количество отверстий –  Рис. 6.4.2 от 1 до 9, диаметр 0,20-1,5 мм.

- клапанные однодырчатые (рис. 6.4.3,а) – применяются в предкамерных двигателях, для которых наилучшей формой распыливания является сосредоточенный факел с малым углом конуса и с большой пробивной способностью.

- штифтовые, имеющие одно сопловое отверстие – применяются в сравнительно маломощных дизелях с раздельными камерами сгорания. Штифтовой распылитель с цилиндрическим штифтом (рис. 6.4.3, б) имеет постоянное сечение истечения и образует сосредоточенный факел с малым углом конуса. У штифтового распылителя (рис. 6.4.3, в) штифт выполнен в виде двух усечённых конусов, сложенных меньшими основаниями. Штифты выполняются с различными углами при вершине нижнего конуса (от 0 до 50°), благодаря этому в процессе движения штифта угол конуса распыливаемого факела изменяется в широких пределах, захватываю всё большее пространство камеры сгорания.

Рис. 6.4.3. Виды распылителей:

а). клапанный однодырчатый; б). штифтовой цилиндрический; в). штифтовой конический.