Принцип работы топливной форсунки Common Rail
Регулировка момента начала и объема впрыска в топливных форсунках системы Common Rail осуществляется путем подачи управляющих сигналов электронным блоком управления двигателя (ЭБУ) на катушку электромагнита или пьезоэлемент форсунки.
Сама форсунка условно может разделена на три блока – бесштифтовой распылитель, гидравлическая система и исполнительный механизм (электромагнитный клапан или пьезоэлемент).
Однако, вопреки распространенному убеждению, управление движением иглы распылителя, а следовательно и состоянием форсунки осуществляется с помощью давления топлива, подаваемого в нее через входной штуцер. Такое управление иглой распылителя позволяет достичь большой скорости работы форсунки, которая недоступна путем прямого воздействия на иглу силы, создаваемой якорем электромагнита или пьезоэлементом.
Попытаемся объяснить принцип такого управления иглой, который также называется гидравлическим. Топливо, подаваемое под высоким давлением в форсунку, по системе каналов в ее корпусе подается в камеры, одна из которых находится над иглой распылителя (точнее говоря, над управляющим плунжером, жестко соединенным с иглой) и называется камерой гидроуправления, а вторая – в нижней части корпуса форсунки.
Давление топлива в первой камере толкает иглу распылителя вниз, прижимая ее к корпусу, давление во второй пытается поднять ее. В исходном состоянии давление в обоих камерах равно, но т.к. площадь управляющего плунжера в верхней камере больше площади иглы в нижней, сила, действующая на иглу сверху больше силы, действующей снизу, и игла надежно прижимается к седлу, герметично запирая форсунку. По команде от ЭБУ электромагнитный клапан или пьезоэлемент открывает жиклер, соединяющий камеру гидроуправления с каналом слива топлива, давление в ней падает и сила, создаваемая топливом, находящимся во нижей камере, поднимает иглу распылителя, обеспечивая впрыск топлива в камеру сгорания.
Важным элементом топливной форсунки является распылитель. Для обеспечения качественного впрыска, количество, диаметр, форма и направление сопел должно быть оптимально подобрано для каждого типа двигателя и режиму его работы. В форсунках системы впрыска Common Rail используются распылители с подыгольным объемом и запирающим конусом.
Наконечник распылителя с подыгольным объемом имеет полусферическую форму, что дает большую свободу в выборе диаметра, длины, количества, а также направления сопел. Однако, при такой конструкции распылителя после окончания впрыска под иглой распылителя остается большое количество топлива, которое, испаряясь, значительно повышает уровень эмиссии CO и CH в выхлопных газах.
Наконечник распылителя с запирающим конусом имеет коническую форму. Благодаря такому решению, максимально уменьшается остаточный объем, и, как следствие, уровень CO и CH в выхлопе. Однако, распылители этого типа имеют значительно меньший предел механической и тепловой нагрузки.
