§ 4. Форсунки

Рис.34. Закрита форсунка з пружинним запиранням: 1 — штуцер; 2— захисний фільтр; 3— пружина; 4— голка розпилювача; 5— корпус розпилювача; 6— корпус форсунки; А — підвідний канал; Б— відвідний канал

Форсунки призначені для розпилювання палива та утворення факела палива, що забезпечує необхідне сумішоутворення в камері згоряння. Розрізняють форсунки відкритого і закритого типів.

Відкриті форсунки являють собою одне чи кілька соплових отворів, розташованих на кінці нагнітального трубопроводу, тобто об`єм порожнини високого тиску завжди має сполучення з простором камери згоряння. Істотним недоліком форсунки є те, що в результаті розширення об`єму палива в нагнітальному трубопроводі після відсічення відбувається витікання палива через сопло при малих тисках розпилювання. Це приводить до погіршення, неповноти згоряння, закоксування форсунок. Відкриті форсунки застосовують для паливних систем з невеликим об`ємом між плунжером і сопловим отвором.

У автотракторних ДВЗ використовують лише закриті форсунки. У них, завдяки запірному органу — голці, нагнітальна порожнина з’єднується з камерою згоряння тільки в процесі впорскування палива.

Паливо розпилюється розпилювачем, що складається з корпуса і голки. Голка притискається до корпуса пружиною. Принцип дії закритої форсунки з гідравлічним керуванням (рис. 34) полягає в тому, що, коли зусилля на конічному пояску головки, що створюється стисненим паливом, переборює силу пружини, голка розпилювача відходить від сідла, і паливо з великою швидкістю минає через соплові отвори розпилювача. При зниженні тиску у нагнітальному трубопроводі голка розпилювача під дією пружини сідає у сідло і закриває соплові отвори.

Розпилювачі (рис. 35) бувають з одним і декількома отворами. Останні мають від 4 до 10 отворів діаметром 0,15–0,25 мм. До їхніх недоліків відносять засмічування і закоксовування соплових отворів, що приводять до зміни форми і напрямку факелів і повного припинення подачі палива. Розпилювачі з одним отвором звичайно застосовують у двигунах з розділеними камерами згоряння і поділяються на штифтові та безштифтові. Штифт сприяє кращому розпилюванню палива і додає необхідну форму факелу при підйомі голки. Застосовуються розпилювачі з конічним і циліндричним штифтами.

Розпилювачі, у яких голка має плоский кінець, називаються безштифтовими. Вони мають той недолік, що при експлуатації у них порушується герметичність сопла, у зв’язку з чим не забезпечується нормальне розпилювання палива. Зі збільшенням частоти обертання вала паливного насоса, а також при переході до двотактного процесу коливання стовпа палива у нагнітальному трубопроводі починають сильно позначатися на процесі впорскування. Коливання спотворюють закон подачі палива, що заданий профілем кулачка, і можуть викликати додаткове впорскування палива (підвпорскування).

Для реалізації двостадійного впорскування використовують двопружинні форсунки (рис. 36). Попереднє впорскування (при тиску 20–22 МПа) здійснюється при стискуванні верхньої пружини, доки голка не упреться у опорну втулку. Основне впорскування (при тиску 36–42 МПа) відбувається при стискуванні нижньої пружини, при цьому голка переміщується разом з опорною втулкою до упирання у проставку.

а	б
Рис. 35. Розпилювачі закритих форсунок: а — багатоотворовий; б — штифтовий;1 — корпус; 2 — голка; 3 — штифт.

Рис. 36. Двопружинна форсунка: 1 — корпус форсунки; 2— регулювальні шайби; 3— верхня натискна пружина; 4— натискний штифт; 5— напрямна шайба; 6— нижня натискна пружина; 7— натискний стержень; 8— тарілка; 9— проставка; 10 — опорна втулка; 11— корпус розпилювача; 12— гайка розпилювача; 13— голка розпилювача; h₁ — попередній хід голки; h₂ — основний хід голки

Конструкція електрогідравлічної форсунки зображена на рис. 37. При відкритті за допомогою електромагніту кульковим клапаном дросельного отвору відведення палива тиск над голкою падає, і голка підіймається. При закритті клапана тиск над голкою перевищує тиск під голкою, і форсунка закривається.

а

б

Рис. 37. Електрогідравлічна форсунка: а — у закритому стані; б — у відкритому стані; 1 — магістраль зворотного зливу; 2 — штекер; 3 — електромагнітний клапан; 4 — магістраль високого тиску; 5 — кулька клапана; 6 — дросельний отвір відведення палива; 7 — дросельний отвір підведення палива; 8 — камера керівного клапана; 9 — поршень керівного клапана; 10 — канал підведення палива до розпилювача; 11 — голка розпилювача.