Насос-форсунки

 

Для оптимізації систем впорскування, збільшення тиску впорскування та скорочення

шляху, який проходить паливо під високим тиском, використовують індивідуальні системи

впорскування. До них належать насос-форсунки та індивідуальні ПНВТ.

Насос-форсунки (12.4) (англ. UIS – Unit Injector System) поєднують у одному агрегаті

ПНВТ та форсунку.

Вона встановлюється у головці циліндрів і приводиться у дію від кулачка розподільного

вала (рис. 12.38) коромислом чи безпосередньо, при цьому відпадає необхідність у

нагнітальному трубопроводі. У насос-форсунці початок і кінець впорскування виходять чіткими

і відповідають геометричним моментам подачі. Це дозволяє підвищити екологічність та

економічність дизелів завдяки високому тиску впорскування, що досягає 200 МПа.

 

Конструктивних схем виконання насос-форсунок багато, але характерною ознакою є засіб

керування – механічний (рис. 12.39) або електронний (рис. 12.40). У першому випадку керування

здійснюється рейкою, яка повертає плунжер аналогічно рядному ПНВТ. До її недоліків

відносяться необхідність їхнього окремого регулювання на двигуні і труднощі забезпечення

рівномірної подачі на багатоциліндровому двигуні.

У другому випадку подачею палива керує електромагнітний клапан аналогічно

електрогідравлічним форсункам.

 

 

Рисунок 12.38. Принцип дії насос-форсунки (а) та її конструктивні характеристики для

ДВЗ легкових (б) і вантажних (в) автомобілів:

1 – розподільний вал; 2 – плунжер; 3 – електромагнітний клапан; 4 – розпилювач; 5 –

коромисло; 6 – камера згоряння

 

 

Рисунок 12.39. Насос-форсунки

з механічним керуванням: а –

АР-21 (Ленінградський

карбюраторний завод); б – Steyr;

1 – плунжер; 2 – механізм

повороту; 3 – рейка; 4 –

штовхач; 5 – фільтри; 6 – втулка

плунжера; 7 – керівна кромка; 8

– клапан тиску; 9 – зворотний

клапан; 10 – розпилювач; 11 –

нагнітальний клапан; 12 – голка

 

 

 

 

Рисунок 12.40. Насос-форсунка з

електронним керуванням (Electronic Unit

Injector фірми Lucas):

1 – головка штовхача; 2 – подушка

штовхача; 3 – пружинна шайба; 4 –

пружина; 5 – плунжер; 6 – впускне вікно;

7 – кільцеві фільтри; 8 – проставка; 9 –

голка; 10 – розпилювач; 11, 12, 13 –

паливні канали; 14 – клапан керування

зливанням; 15 – напрямна клапана; 16 –

зворотна пружина; 17 – електромагнітна

обмотка

 

 

У останні роки поширення одержує система подачі палива НЕUI (Hydraulicaly actuated

Electronic Unit Injection), яку розроблено американською компанією Caterpillar.

Головним елементом НЕUI є насос-форсунка з приводом не від кулачка, а з гідравлічним

– маслом, що подається спеціальним трубопроводом із системи змащення двигуна під тиском 25

МПа. Потрапляючи у насос-форсунку, масло діє на відповідний масляний плунжер, який, у свою

чергу, переміщає паливний плунжер. Останній, внаслідок меншого діаметра, створює високий

тиск впорскування (більше 160 МПа). Електромагнітний клапан насос-форсунки, що дозує

подачу палива, перемістився з паливного каналу в масляний. При цьому він перебуває під значно

меншим, чим раніше, тиском, що дозволяє точно виконати подачу порції палива. Для створення

необхідного тиску у масляній магістралі, що значно вище робочого тиску, у системі змащення

двигуна використається спеціальний насос. Одночасно цей же агрегат трубопроводом подає

паливо під потрібним тиском і до насос-форсунки.

Всі робочі процеси за допомогою датчиків контролює блок електронного керування.

Паливо подається у два етапи – спочатку первинне впорскування невеликої порції, що значно

поліпшує згоряння основної частини палива, що подається пізніше.

У такій системі тиск впорскування палива не залежить від частоти обертання

колінчастого вала двигуна.

Іншою оригінальною розробкою є насос-форсунки HPI (High Pressure Injection), що

розроблені спільно фірмами Scania та Cummins. Керування форсунками здійснюється паливом з

окремої магістралі під тиском 1,8 МПа (рис. 12.41). При цьому тиск впорскування – 150 МПа (у

перспективі – до 240 МПа).

 

 

 

 

Рисунок 12.41. Схема системи HPI