Benzininių ir dyzelinių variklių kuro purkštukai. Bendra informacija

Purkštuvai - pavara, suprojektuota kurui įpurkšti kuro sistemos įleidimo kanale arba vidaus degimo variklio cilindruose. Yra šie šių prietaisų tipai - mechaniniai, elektromagnetiniai, hidrauliniai, pjezoelektriniai. Benzininių ir dyzelinių variklių purkštukai skiriasi savo darbo būdu. Be to, skirtingų markių automobiliuose purkštukai dirba su skirtinga įtampa ir slėgiu. Mes jums pasakysime apie visa tai ir dar daugiau šioje medžiagoje.

Apie ką mes kalbėsime:

• Purkštukų tipai
• Tiesioginis įpurškimas
• Privalumai ir trūkumai
• Purkštukų vieta
• Injektorių valymas
• Purkštuko įtampa
• Purkštuko valdymas

Purkštukų tipai

Apibūdinkime kiekvieną iš išvardytų tipų atskirai ir pradėkime nuo elektromagnetiniai purkštuvai... Jie montuojami benzininiuose varikliuose. Purkštukai susideda iš šių komponentų - elektromagnetinio vožtuvo, purškimo adatos ir purkštuko.

Elektromagnetinis įpurškimo antgalis

Dyzelinis elektrohidraulinis antgalis

Jų darbo principas yra gana paprastas. Gavus komandą iš automobilio valdiklio, į elektromagnetinį vožtuvą įjungiama įtampa, dėl kurios joje susidaro magnetinis laukas, kuris traukia adatą, taip išlaisvindamas kanalą antgalyje. Atitinkamai pro jį praeina kuras. Kai tik išnyksta vožtuvo įtampa, adata dar kartą uždaro purkštuką, veikiant grįžtamajai spyruoklei, ir benzinas nebetiekiamas į cilindrus.

Skirtingų transporto priemonių gamintojų purkštukams tiekiama skirtinga įtampa. Į tai reikia atsižvelgti keičiant ir valant purkštukus.

Kitas tipas yra elektrohidrauliniai purkštukai... Jie naudojami dyzeliniuose varikliuose, įskaitant tuos, kurie remiasi „Common Rail“ sistema. Tokie purkštukai yra sudėtingesnio dizaino. Visų pirma, jie apima įleidimo ir išleidimo droselius, elektromagnetinį vožtuvą ir valdymo kamerą. Purkštuvas veikia taip.

Pjezoelektrinis antgalis

Judėjimas pagrįstas degalų slėgio naudojimu tiek įpurškimo metu, tiek jį sustabdžius. Pradinėje padėtyje elektromagnetinis vožtuvas yra išjungtas ir atitinkamai uždarytas. Tokiu atveju purkštuko adata prispaudžiama prie savo lizdo, esant natūraliam kuro slėgiui ant stūmoklio valdymo kameroje. Tai yra, nėra kuro įpurškimo. Kadangi adatos skersmuo yra daug mažesnis nei stūmoklio skersmuo, ant jos yra didesnis slėgis.

Kai elektromagnetinis vožtuvas yra nukreiptas iš ECU signalo, jis atidaro drenažo droselį. Atitinkamai kuras pradeda tekėti į išleidimo liniją. Tačiau įsiurbimo droselis neleidžia greitai išlyginti slėgio tarp valdymo kameros ir įsiurbimo kolektoriaus. Atitinkamai slėgis ant stūmoklio lėtai mažėja, o adatos slėgis nesikeičia. Todėl adata pakyla esant slėgio skirtumui ir įvyksta kuro įpurškimas.

Trečiasis tipas yra pjezoelektriniai purkštukai... Jie laikomi pažangiausiais ir naudojami dyzeliniams varikliams, turintiems „common rail“ kuro sistemą. Tokio purkštuko konstrukcijoje yra pjezoelektrinis elementas, stūmiklis, perjungimo vožtuvas ir adata.

Pjezoelektrinių purkštukų elektrinė varža yra kelios dešimtys kOhm.

Tuo metu, kai kuras nepraeina per purkštuką, jo adata tvirtai sėdi savo sėdynėje, nes jį spaudžia aukštas kuro slėgis. Kai iš ECU gaunamas signalas į pjezoelektrinį elementą, kuris yra pavara, tada tuo metu jis padidėja (ilgis) ir taip stumia stūmoklį.Dėl to atidaromas vožtuvas, per kurį kuras patenka į išleidimo liniją. Adatos viršuje slėgis sumažėja ir adata pakyla. Tokiu atveju įpurškiamas kuras.

Pagrindinis pjezoelektrinių purkštukų privalumas yra didelis jų atsakymo greitis (maždaug 4 kartus greičiau nei hidraulinis). Tai leidžia atlikti kelis degalų įpurškimus per vieną variklio ciklą. Šėrimo metu tiekiamo kuro kiekį galima kontroliuoti dviem būdais - pjezoelektrinio elemento veikimo laiku, taip pat kuro slėgiu bėgyje. Tačiau pjezoelektriniai purkštuvai turi vieną reikšmingą trūkumą - jų negalima taisyti.

Įpurškimo variklio elektromagnetinio purkštuko veikimas

Inžektoriaus veikimas „Common Rail“ sistemoje

Kadangi dyzelinių purkštukų veikimo principas yra šiek tiek sudėtingesnis nei benzininių, tikslinga išsamiau apsvarstyti jų veikimo algoritmą, naudojant „Common Rail“ purkštukų ankstyvųjų išmetimų pavyzdį.

Kaip veikia dyzelino purkštukas

Remiantis gauta informacija, ECU valdo įvairius variklio elementus, įskaitant degalų purkštukus. Visų pirma, kuriam laikui ir tiksliai kada juos atidaryti (atidarymo momentas).

Dyzelino purkštukas veikia trimis etapais:

Siurblio antgalis

• Prieš injekciją... Tai būtina, kad kuro ir oro mišinys turėtų norimą kokybę ir santykį. Šiame etape į degimo kamerą tiekiamas nedidelis kuro kiekis, siekiant padidinti temperatūrą ir slėgį joje. Tai daroma siekiant pagreitinti degalų uždegimą pagrindinės įpurškimo metu.
• Pagrindinė injekcija... Remiantis aukštu slėgiu, gautu ankstesniame etape, sukuriamas aukštos kokybės homogeniškas degus mišinys. Visiškas jo degimas užtikrina maksimalią variklio galią ir sumažina kenksmingų dujų išmetimą.
• Papildoma injekcija... Šiame etape valomas dyzelino dalelių filtras. Po pagrindinės injekcijos slėgis degimo kameroje smarkiai sumažėja, o purkštuko adata grįžta į savo vietą. Dėl to kuras nebeteka į degimo kamerą.

Toliau pereikime prie algoritmo, pagal kurį veikia dyzelinio variklio purkštukas, svarstymo:

1. Paskirstymo veleno kumštelis pajudina purkštuko stūmoklį, išlaisvindamas jo degalų kanalus.
2. Kuras patenka į purkštuką.
3. Vožtuvas užsidaro, kuras nebetenka ir purkštuke pradeda kauptis slėgis.
4. Pasiekus ribinį slėgį (kiekvienam modeliui jis yra skirtingas ir siekia kelis MPa), antgalio adata pakyla ir įvyksta išankstinė injekcija (kai kuriais atvejais gali būti dvi išankstinės injekcijos).
5. Vožtuvas vėl atsidaro ir bandomasis įpurškimas baigiasi.
6. Kuras patenka į vamzdyną, jo slėgis sumažėja.
7. Vožtuvas užsidaro, dėl to kuro slėgis vėl pradeda kilti.
8. Pasiekus darbinį slėgį (daugiau nei naudojant išankstinį įpurškimą), purkštuko adatos spyruoklė atleidžiama ir įvyksta pagrindinis kuro įpurškimas. Kuo didesnis slėgis purkštuke, tuo daugiau degalų pateks į degimo kamerą ir, atitinkamai, išsivystys didesnė variklio galia.
9. Vožtuvas užsidaro, baigiasi pagrindinė įpurškimo fazė, sumažėja slėgis, purkštuko adata grįžta į pradinę padėtį.
10. Papildomas kuro įpurškimas įvyksta (paprastai yra du).

Bet kuriam kuro purkštuvui būdingi šie techniniai parametrai:

• Spektaklis. Tai yra svarbiausias parametras, apibūdinantis kuro kiekį, kurį purkštuvas praleidžia per laiko vienetą. Paprastai matuojama kubiniais centimetrais degalų per minutę.
• Dinamiškas darbo diapazonas... Šis indikatorius apibūdina mažiausią degalų įpurškimo laiką. Tai yra laikas tarp kuro purkštuko atidarymo ir uždarymo. Paprastai matuojama milisekundėmis.
• Purškimo kampas... Nuo to priklauso degimo kameroje susidariusio kuro mišinio kokybė. Nurodoma laipsniais.
• Purškimo degiklio diapazonas... Šis rodiklis nustato frakciją, kurioje bus išskaidytos kuro dalelės, ir kaip jos bus tiekiamos į degimo kamerą. Atitinkamai šis rodiklis taip pat yra labai svarbus susidarant aukštos kokybės kuro mišiniui. Matuojamas kaip įprastas atstumas milimetrais arba jų dariniai.

Kiekvienas purkštukų gamintojas turi savo žymėjimą, kad užšifruotų savo gaminių techninius duomenis. Todėl pirkdami paklauskite pardavėjo atitinkamos informacijos arba internete.

Jei bent vienas iš išvardytų parametrų viršija leistinas ribas, purkštukas veiks neteisingai ir sudarys nekokybišką kuro-oro mišinį. O tai savo ruožtu neigiamai paveiks jūsų automobilio variklio veikimą.

Taip pat yra atskiras purkštukų tipas tiesioginio įpurškimo varikliams. Pagrindinis jų skirtumas yra didelis atsako greitis, taip pat padidėjusi įtampa, kuria jie dirba. Panagrinėkime juos išsamiau.

Tiesioginio įpurškimo variklio purkštukai

FSI purkštuvo įtaisas

Šie purkštukai taip pat turi kitą pavadinimą - GDI (FSI). Jis buvo išrastas „Mitsubishi“ žarnose, kai jo inžinieriai pradėjo gaminti variklius su tiesioginiu degalų įpurškimu, super liesos mišrainės... Jų darbas pagrįstas tiksliu darbinės adatos pakėlimo ir nuleidimo paspaudimo laiku.

Taigi, įprastuose įpurškimo varikliuose purkštuko atidarymo laikas yra apie 2 ... 6 ms. O purkštukai varikliuose, veikiančiuose labai liesais mišiniais - apie 0,5 ms. Todėl įprastas standartinio 12 V maitinimas purkštuvu nebegali užtikrinti reikiamo atsako greičio. Norėdami įvykdyti šią užduotį, jie dirba „Peak-n-Hold“ technologijos, o tai reiškia „didžiausia įtampa ir palaikymas“.

Šio metodo esmė yra tokia. Ant purkštuvo naudojama aukšta įtampa (pavyzdžiui, apie 100 V įtampa tiekiama minėtos „Mitsubishi“ įmonės purkštukams). Dėl to ritė labai greitai pasiekia sodrumą. Tuo pačiu metu jo apvija neišdega dėl esamos galinės EMF. Norėdami laikyti šerdį ritėje, reikia mažesnio vertės magnetinio lauko. Atitinkamai reikia mažiau srovės.

Srovės ir įtampos prie GDI purkštuvo diagrama

Tai yra, ritėje veikianti srovė pirmiausia labai greitai pakyla, o po to greitai krinta. Šiuo metu prasideda sulaikymo fazė. Tai reiškia, kad kuro įpurškimo laikas yra nuo impulso pradžios iki antrojo indukcinio sprogo. Tokius metodus naudoja automobilių gamintojai „Mitsubishi“ ir „General Motors“.

Tačiau „Mercedes“ ir „VW“ gamintojai naudojasi „BOSCH“ kompanijos kūriniais. Pagal jų metodą sistema ne sumažina įtampą, o naudoja impulso pločio moduliacija (PWM). Šio algoritmo įgyvendinimo užduotis yra paskirta specialiam blokui - „Driver Injector“. Paprastai jis yra šalia purkštukų (pavyzdžiui, „Toyota“ ir „Mercedes“ įmonės įrenginį padaro horizontalioje padėtyje amortizatoriaus taurės srityje, o tai yra optimalus sprendimas šiandien).

PWM ant FSI purkštuko

Visi FSI varikliai, didesni nei 90 AG įrengta patobulinta kuro sistema. Jo skirtumas yra:

• dalys aukšto slėgio siurblio ir purkštukų rampų turi specialią antikorozinę dangą, apsaugančią jas nuo kuro, kurio etanolio kiekis yra iki 10%, poveikio;
• pakeista aukšto slėgio siurblio valdymas;
• kuro nutekėjimo vamzdynas (į baką), kuris nutekėjo išilgai stūmoklio, buvo pašalintas kaip nereikalingas;
• Kuras, išleistas per apsauginį vožtuvą, sumontuotą ant purkštuko bėgio, gana trumpu vamzdynu nukreipiamas į žemo slėgio grandinę prieš aukšto slėgio siurblį.

Kalbant apie GDI variklių veikimą, verta paminėti, kad jis yra labai jautrus kuro kokybei, laiku pakeisti kuro filtrą. Nepamirškite laiku išvalyti kuro sistemos ir pakeisti alyvos.

Kuro purkštukų privalumai ir trūkumai

Neabejotinai kuro purkštukai siūlo pranašumų prieš tradicinį karbiuratorių.Jie visų pirma apima:

• degalus galima sutaupyti tiksliai matuojant;
• žemas išmetamųjų dujų išmetimo į atmosferą lygis, didelis ekologiškumas (lambda yra 0,98 ... 1,2);
• variklio galios padidėjimas;
• variklio užvedimo paprastumas bet kokiu oru;
• nereikia rankiniu būdu reguliuoti įpurškimo sistemos;
• plačios galimybės valdyti variklį įvairiais režimais (tai yra pagerinti jo dinamines ir galios charakteristikas);
• įpurškimo variklių išmetamųjų dujų sudėtis atitinka šiuolaikinius šio parametro ir kenksmingumo aplinkai reikalavimus.

Tačiau purkštukai turi ir trūkumų. Tarp jų:

• didelė jų užsikimšimo tikimybė naudojant žemos kokybės degalus;
• didelė kaina, palyginti su senomis karbiuratorių sistemomis;
• žemas purkštuko ir jo atskirų mazgų išlaikomumas;
• diagnostikos ir remonto poreikis naudojant specialią brangią įrangą;
• didelė priklausomybė nuo nuolatinio maitinimo tiekimo automobilių tinkle (šiuolaikinėse sistemose, valdomose elektroniniais prietaisais).

Nepaisant esamų trūkumų, purkštukai šiandien naudojami daugumoje automobilių benzininių ir dyzelinių variklių kaip technologiškai pažangesnės ir ekologiškesnės kuro įpurškimo sistemos. Kalbant apie dyzelinius variklius, senieji mechaniniai purkštuvai buvo pakeisti naujesniais su elektroniniu valdymu.

Purkštukų vieta

Priklausomai nuo purkštukų tipo ir įpurškimo būdo, purkštukų vieta gali skirtis. Visų pirma:

• Jei automobilis naudoja centrinis kuro įpurškimas, tada tam naudojamas vienas ar du purkštukai, esantis įsiurbimo kolektoriaus viduje, šalia droselio vožtuvo. Tokia sistema buvo naudojama senesniems automobiliams tuo metu, kai gamintojai pradėjo atsisakyti karbiuratorių variklių, naudodami įpurškiamus.
• Su paskirstyta injekcija degalai kiekvienam cilindrui turi savo purkštuką. Šiuo atveju tai galima pamatyti įsiurbimo kolektoriaus pagrinde.
• Jei variklis naudoja tiesioginis kuro įpurškimastada purkštukai yra viršutinėje cilindro sienelių srityje... Tokiu atveju jie tiesiogiai įpurškia degalų į degimo kamerą.

Nepriklausomai nuo to, kur purkštukas sumontuotas, jo veikimo metu jis tampa purvinas. Todėl būtina periodiškai tikrinti jų būklę ir veikimą. Atitinkamuose svetainės straipsniuose galite išsamiai sužinoti: kaip patikrinti „common rail“ dyzelinių purkštukų būklę, patikrinti siurblio purkštukus ar purkštukus.

Injektorių valymas

Norėdami išvalyti purkštukus, naudojami du metodai: ultragarsinis ir cheminis valymas. Kiekvieną iš šių metodų galima naudoti skirtingomis sąlygomis. Taigi kuro sistemos ir ypač purkštukų užteršimo procese ant sienų susidaro kietos ir minkštos nuosėdos. Iš pradžių atsiranda minkštos, kurios, veikiamos chemikalų, lengvai nuplaunamos. Sutankėjus minkštoms nuosėdoms, jos virsta kietomis ir jas galima pašalinti tik valant ultragarsu.

Idealiu atveju sausas purkštukų valymas turėtų būti atliekamas maždaug kas 20 tūkstančių kilometrų. Ir ultragarsu ne daugiau kaip 1-2 kartus per visą veikimo laikotarpį, nes jis ardo apvijos izoliaciją.

Jei buvo naudojamas purkštukas daugiau nei 100 tūkstančių kilometrų, tada cheminis valymas yra ne tik nepraktiškas, bet ir kenksmingas... Jo metu didelės kietųjų nuosėdų dalelės gali nulūžti, o išėjusios jos gali tiesiog užkimšti adatą. Tai ypač pasakytina apie purkštukus su tiesioginiu degalų įpurškimu.

Švarių (kairėje) ir nešvarių purkštukų (dešinėje) palyginimas

Naudojant ultragarsinį valymą, svarbu žinoti, kokia įprasta darbine įtampa veikia purkštukas. Faktas yra tas, kad standartinė 12 V įtampa neužtikrina didelio purkštuvo atidarymo ir uždarymo greičio. Todėl šiais laikais daugelis automobilių gamintojų naudoja sumažintą įtampą. Pavyzdžiui, „Toyota“ purkštukai veikia esant 5 V įtampai, o „Citroen“ purkštuvai - 3 V. Todėl jiems negalima tiekti bendros 12 V įtampos, nes jie tiesiog perdegs. Mes kalbėsime apie įtampą per purkštukus šiek tiek žemiau.

Geriausias valymas bus nuoseklus ultragarso ir cheminio valymo metodo naudojimas... Taigi, pirmajame etape kietos nuosėdos virsta minkštomis, o antroje - pašalinamos chemikalų pagalba.

Yra ir specialių į kuro baką įpilamų priedų... Jų funkcija yra nuplauti purkštukus, kai pro juos praeina kuras su valymo priemone.

Laikotarpis tarp periodiško tokių priedų naudojimo skiriasi ir priklauso nuo konkrečios automobilio markės bei naudojamų degalų. Tačiau jūs turite suprasti, kad šis metodas yra mažiau efektyvus nei aprašyti aukščiau. Tikslinga jį naudoti keičiant kuro filtrus arba periodiškai nuvažiavus kelis tūkstančius kilometrų. Daugiau informacijos apie purkštuko valymą savo rankomis rasite čia.

Purkštuko įtampa

Panagrinėkime išsamiau klausimą, kokia įtampa tiekiama variklio purkštukams. Visų pirma, jūs turite suprasti, kad juos valdo elektriniai impulsai. Be to, akumuliatoriaus „+“ per saugiklį tiekiamas tiesiai į purkštuvą, tačiau „-“ valdo ECU. Tai yra, skirtingu metu purkštuvo įtampa yra pastovi. Tačiau, jei matuojama osciloskopas (šiuo atveju multimetras gali nieko nerodyti, nes impulsai yra labai trumpalaikiai), tada šis prietaisas parodys vidutinę vertę. Tai priklausys nuo dažnio, kuriuo impulsai bus siunčiami į purkštuvą.

Įtampos impulsų ant purkštukų grafikai

Paveiksle pavaizduoti grafikai padės mums atsakyti į klausimą - kokia įtampa tiekiama purkštuvui. Kuo ilgesni purkštuvo įtampos impulsai, tuo didesnė vidutinė darbinė įtampa. (daugumos mašinų pulso trukmė yra per 1 ... 15 ms). Ilgi impulsai gaunami esant dideliam variklio sūkių skaičiui. Atitinkamai, kuo didesnis tas pats greitis, tuo didesnė vidutinė darbinė įtampa purkštukuose. Tai reiškia, kad purkštukams tiekiama veikianti 12 V įtampa (iš tikrųjų šiek tiek mažiau dėl nedidelio įtampos kritimo valdymo tranzistoriuje), tačiau impulsas.

Kai kurie automobilių savininkai bando atidaryti purkštuką paprasčiausiai paduodami akumuliatoriaus srovę, kad jį išvalytų. Reikia suprasti, kad stresas negalima iš akumuliatoriaus tiesiogiai tiekti į purkštuvą, nes yra pavojus, kad jis suges (jo apvija išdegs). Impulsas į prietaisą tiekiamas per tranzistoriaus jungiklį. Jis veikia trumpai, nes antgalio apvija greitai įkaista ir gali tiesiog perdegti. Variklio veikimo metu atidarymo laiką kontroliuoja ECU, o natūralų jo aušinimą, nors ir nereikšmingą, vykdo įeinantys degalai.

Kaip minėta pirmiau, automobilių gamintojai naudoja purkštukus su skirtinga darbine įtampa. Todėl idealus sprendimas būtų pažvelgti į šią informaciją automobilio instrukcija arba gamintojo svetainėje. Jei nerandate šios informacijos, reikia atsargiai pasirinkti įtampą, skirtą atidaryti purkštuką.

Praktiškai patyrę vairuotojai pataria naudoti specialų stovą, kad atidarytų purkštuką.Tačiau galite susitvarkyti naudodami paprastesnius įrenginius. Pavyzdžiui, įsigykite kinišką maitinimo šaltinį, kurio išėjimo įtampa gali būti reguliuojama per 3 ... 12 V (paprastai 1,5 V pakopomis). Prijungimo schemoje būtinai turi būti mygtukas be stabilios padėties (pavyzdžiui, iš buto varpo). Norėdami atidaryti purkštuką, pirmiausia naudokite mažiausią įtampą, padidindami ją, jei purkštukas neatidarė.

Jei turite mažo pasipriešinimo purkštukus, galite juos atidaryti tiesiogine prasme sekundės daliai. Didelio atsparumo purkštukus galima laikyti atidarytus ilgiau - 2 ... 3 sekundes.

Taip pat galite naudoti atsuktuvo akumuliatorių. Išardę pamatysite vadinamuosius „bankus“ - mažas baterijas. Kiekvienas iš jų sukuria 1,2 V įtampą, sujungdami juos nuosekliai, galite pasiekti reikiamą įtampą, kad atidarytumėte purkštuką.

Purkštuko valdymas

Kaip minėta pirmiau, purkštukus valdo transporto priemonės elektroninis valdymo blokas (ECU). Remiantis daugelio jutiklių informacija, jo procesorius priima sprendimus, kuriuos impulsus taikyti purkštuvui. Nuo to priklauso variklio sūkiai ir jo darbo režimas.

Taigi, valdiklio įvesties duomenys yra:

• alkūninio veleno padėtis ir greitis;
• masinis variklio sunaudoto oro kiekis;
• aušinimo skysčio temperatūra;
• droselio padėtis;
• deguonies kiekis išmetamosiose dujose (esant grįžtamojo ryšio sistemai);
• detonacijos buvimas variklyje;
• įtampa automobilio elektros grandinėje;
• mašinos greitis;
• paskirstymo veleno padėtis;
• oro kondicionieriaus veikimas;
• įeinančio oro temperatūra;
• važiuojate nelygiu keliu (su grubiu kelio jutikliu).

ECU valdiklyje įmontuota programa leidžia pasirinkti optimalų variklio darbo režimą, siekiant taupyti degalus, pasirinkti vardinį variklio darbo režimą ir užtikrinti patogų automobilio valdymą.

Išvada

Nepaisant jo įtaiso paprastumo, netinkamai prižiūrimi degalų purkštukai gali sukelti daug rūpesčių automobilio savininkui. Taigi, jei jie bus užsikimšę, automobilis praras savo dinamines savybes, pasirodys per didelės degalų sąnaudos ir išmetamosiose dujose bus didelis degimo kiekis. Todėl rekomenduojame stebėti automobilio variklio purkštukų būklę ir periodiškai juos valyti. Atminkite, kad gedimai iš esmės nereikšmingų ir pigių dalių gali sukelti problemų dėl brangesnių jūsų automobilio dalių.