Mlaznice za gorivo za benzinske i dizelske motore - opći podaci

Mlaznice su pokretač namijenjen raspršivanju goriva u usisnom kanalu sustava za gorivo ili u cilindrima motora s unutarnjim izgaranjem. Postoje sljedeće vrste ovih uređaja - mehanički, elektromagnetski, hidraulični, piezoelektrični. Mlaznice za benzinske i dizelske motore razlikuju se u načinu rada. Također, u različitim markama automobila mlaznice rade s različitim naponima i pritiscima. O svemu tome i mnogo više reći ćemo vam u ovom materijalu.

O čemu ćemo razgovarati:

  • Vrste mlaznica
  • Izravno ubrizgavanje
  • Prednosti i nedostatci
  • Mjesto mlaznica
  • Čišćenje mlaznica
  • Napon mlaznice
  • Upravljanje mlaznicom

Mlaznice za gorivo

Vrste mlaznica

Okarakteriziramo svaku od navedenih vrsta zasebno i krenimo od elektromagnetskih mlaznica . Ugrađuju se u benzinske motore. Mlaznice se sastoje od sljedećih komponenata - magnetskog ventila, igle za raspršivanje i mlaznice.

Elektromagnetska mlaznica

Mlaznica za elektromagnetsko ubrizgavanje

Elektrohidraulična mlaznica

Dizel elektro-hidraulična mlaznica

Načelo njihovog rada prilično je jednostavno. Kad se od ECU automobila primi naredba, na elektromagnetski ventil se primjenjuje napon, zbog čega se u njemu stvara magnetsko polje koje uvlači iglu, oslobađajući tako kanal u mlaznici. Sukladno tome, gorivo prolazi kroz njega. Čim nestane napon na ventilu, igla ponovo zatvara mlaznicu pod utjecajem povratne opruge i benzin se više ne dovodi u cilindre.

Na mlaznice različitih proizvođača vozila primjenjuju se različiti naponi. To se mora uzeti u obzir prilikom zamjene mlaznica, kao i kod čišćenja.

Sljedeća vrsta su elektrohidrauličke mlaznice . Koriste se u dizelskim motorima, uključujući i one koji se temelje na Common Rail sustavu. Takve mlaznice imaju složeniji dizajn. Posebno uključuju ulazne i izlazne prigušnice, magnetni ventil i kontrolnu komoru. Injektor radi na sljedeći način.

Piezoelektrična mlaznica

Piezoelektrična mlaznica

Pokret se temelji na korištenju tlaka goriva tijekom ubrizgavanja i kad je zaustavljen. U početnom položaju, elektromagnetski ventil je deaktiviran i prema tome zatvoren. U tom je slučaju igla mlaznice pritisnuta na svoje sjedalo pod prirodnim pritiskom goriva na klipu u upravljačkoj komori. Odnosno, nema ubrizgavanja goriva. Budući da je promjer igle mnogo manji od promjera klipa, na njega se vrši veći pritisak.

Kad se na elektromagnetski ventil primijeni signal iz ECU-a, on otvara prigušnicu za ispuštanje. Sukladno tome, gorivo počinje teći u odvodni vod. Međutim, usisni leptir sprječava brzo izjednačavanje tlaka između upravljačke komore i usisnog razvodnika. Sukladno tome, tlak na klipu polako opada, dok se tlak na igli ne mijenja. Stoga se igla podiže pod diferencijalnim tlakom i dolazi do ubrizgavanja goriva.

Treći tip su piezoelektrične mlaznice . Smatraju se najnaprednijima i koriste se na dizelskim motorima opremljenim Common Rail sustavom opskrbe gorivom. Dizajn takve mlaznice uključuje piezoelektrični element, potisnik, preklopni ventil i iglu.

Električni otpor piezoelektričnih mlaznica iznosi nekoliko desetaka kOhm.

U trenutku kada gorivo ne protječe kroz mlaznicu, njegova igla čvrsto sjeda u svoje sjedalo, jer ga pritiska visoki tlak goriva. Kad se iz ECU-a primi signal na piezoelektrični element, koji je pokretač, tada se u tom trenutku povećava veličina (duljina), a time i potiskuje klip. Kao rezultat, ventil se otvara i kroz njega gorivo ulazi u odvodni vod. Pritisak na vrhu igle se smanjuje i igla raste. U tom se slučaju ubrizgava gorivo.

Glavna prednost piezoelektričnih mlaznica je njihova velika brzina odziva (približno 4 puta brža od hidrauličkih). To omogućuje višestruko ubrizgavanje goriva u jednom ciklusu motora. U procesu hranjenja, količina isporučenog goriva može se kontrolirati na dva načina - vremenom izloženosti piezoelektričnom elementu, kao i tlakom goriva u tračnici. Međutim, piezoelektrične mlaznice imaju jedan značajan nedostatak - nisu popravljivi.

Rad elektromagnetske mlaznice motora za ubrizgavanje

Rad injektora u Common Rail sustavu

Budući da je princip rada dizelskih mlaznica nešto složeniji od principa ubrizgavanja benzina, ima smisla detaljnije razmotriti algoritam njihovog rada na primjeru Common Rail mlaznica za rano puštanje.

Kako radi injektor za dizel

Na temelju primljenih informacija, ECU kontrolira različite elemente motora, uključujući mlaznice za gorivo. Konkretno, u kojem vremenskom razdoblju i točno kada ih treba otvoriti (trenutak otvaranja).

Dizelska mlaznica radi u tri faze:

Mlaznica pumpe

Mlaznica pumpe

  • Prije injekcije . Potrebno je kako bi smjesa goriva i zraka imala željenu kvalitetu i omjer. U ovoj se fazi u komoru za izgaranje ulijeva mala količina goriva kako bi se povećala temperatura i tlak. To se radi za ubrzavanje paljenja goriva tijekom glavnog ubrizgavanja.
  • Glavna injekcija . Na temelju visokog tlaka dobivenog u prethodnom koraku stvara se visokokvalitetna homogena zapaljiva smjesa. Potpuno izgaranje osigurava maksimalnu snagu motora i smanjuje emisiju štetnih plinova.
  • Dodatna injekcija . U ovoj se fazi čisti filter za čestice. Nakon glavnog ubrizgavanja, tlak u komori za izgaranje naglo pada, a igla injektora vraća se na svoje mjesto. Kao rezultat, gorivo prestaje dolaziti u komoru za izgaranje.

Dalje, prijeđimo na razmatranje algoritma u skladu s kojim radi mlaznica dizelskog motora:

  1. Bregasto bregasto vratilo pomiče klip injektora, oslobađajući kanale za gorivo.
  2. Gorivo ulazi u mlaznicu.
  3. Ventil se zatvara, gorivo prestaje teći i tlak počinje nakupljati u mlaznici.
  4. Kad se postigne granični tlak (za svaki model on je različit i iznosi nekoliko MPa), igla mlaznice se podiže i dolazi do preliminarnog ubrizgavanja (u nekim slučajevima mogu biti dva preliminarna ubrizgavanja).
  5. Ventil se ponovno otvara i pred-ubrizgavanje završava.
  6. Gorivo ulazi u vod, njegov tlak se smanjuje.
  7. Ventil se zatvara, uslijed čega tlak goriva ponovno počinje rasti.
  8. Kad se postigne radni tlak (više nego kod prethodnog ubrizgavanja), opruga igle mlaznice se otpušta i odvija se glavno ubrizgavanje goriva. Što je veći tlak u mlaznici, to će više goriva ući u komoru za sagorijevanje i, shodno tome, razvijat će se veća snaga motora.
  9. Ventil se zatvara, završava glavna faza ubrizgavanja, tlak pada, igla mlaznice se vraća u prvobitni položaj.
  10. Događa se dodatno ubrizgavanje goriva (obično ih ima dvoje).

Bilo koja mlaznica za gorivo karakterizira sljedeće tehničke parametre:

  • Izvođenje. Ovo je najvažniji parametar koji karakterizira količinu goriva koju mlaznica prolazi u jedinici vremena. Obično se mjeri u kubnim centimetrima goriva u minuti.
  • Dinamički opseg rada . Ovaj pokazatelj karakterizira minimalno vrijeme ubrizgavanja goriva. Odnosno vrijeme između otvaranja i zatvaranja mlaznice za gorivo. Obično se mjeri u milisekundama.
  • Kut raspršivanja . O tome ovisi kvaliteta smjese goriva koja nastaje u komori za izgaranje. Označeno u stupnjevima.
  • Raspon gorionika s raspršivačem . Ovaj pokazatelj određuje udio u kojem će se nalaziti atomizirane čestice goriva i način njihovog unosa u komoru za izgaranje. Sukladno tome, ovaj je pokazatelj također kritičan za stvaranje visokokvalitetne smjese goriva. Mjereno kao uobičajena udaljenost u milimetrima ili njihovi derivati.
Svaki proizvođač mlaznica ima vlastite oznake za šifriranje tehničkih podataka svojih proizvoda. Stoga prilikom kupnje pitajte prodavatelja za relevantne informacije ili na Internetu.

Ako barem jedan od navedenih parametara prijeđe dopuštene granice, mlaznica će raditi neispravno i tvoriti smjesu goriva i zraka niske kvalitete. A to će pak negativno utjecati na rad motora vašeg automobila.

Postoji i zasebna vrsta mlaznica za ubrizgavajuće motore s izravnim ubrizgavanjem. Njihova glavna razlika je njihova velika brzina odziva, kao i povećani napon na kojem rade. Razmotrimo ih detaljnije.

Mlaznice za motor s izravnim ubrizgavanjem

FSI injektor

Uređaj za ubrizgavanje FSI

Ove mlaznice imaju i drugo ime - GDI (FSI). Izumljen je u utrobi Mitsubishija kada su njegovi inženjeri počeli proizvoditi motore s izravnim ubrizgavanjem goriva, radeći na ultra mršavim smjesama . Njihov se rad temelji na preciznom vremenu pokretanja podizanja i spuštanja radne igle.

Dakle, kod konvencionalnih motora s ubrizgavanjem, vrijeme otvaranja mlaznice je oko 2 ... 6 ms. I mlaznice u motore koji rade na super nemasne smjese - oko 0,5 ms. Stoga uobičajeno napajanje mlaznice standardnih 12 V više ne može osigurati potrebnu brzinu odziva. Da bi ispunili ovaj zadatak, rade pomoću tehnologije Peak-n-Hold , što znači "vršni napon i zadržavanje".

Bit ove metode je sljedeća. Na brizgaljku se primjenjuje visoki napon (na primjer, na mlaznice spomenute tvrtke Mitsubishi primjenjuje se napon od oko 100 V). Kao rezultat, zavojnica vrlo brzo postiže zasićenje. Istodobno, njegov namot ne izgara zbog postojećeg stražnjeg EMP-a. A za zadržavanje jezgre u zavojnici potrebno je magnetsko polje niže vrijednosti. Sukladno tome, potrebno je manje struje.

Grafikon struje i napona GDI mlaznice

Grafikon struje i napona na GDI mlaznici

Odnosno, radna struja u zavojnici prvo se vrlo brzo povećava, a zatim brzo opada. U ovom trenutku započinje faza zadržavanja. Odnosno, vrijeme ubrizgavanja goriva je od početka impulsa do drugog induktivnog praska. Takve metode koriste proizvođači automobila Mitsubishi i General Motors.

Međutim, proizvođači Mercedes i VW koriste se razvojem tvrtke BOSCH. Prema njihovoj metodi, sustav ne smanjuje napon, već koristi modulaciju širine impulsa (PWM). Zadatak implementacije ovog algoritma dodijeljen je posebnom bloku - Driver Injector. U pravilu se nalazi u blizini mlaznica (na primjer, tvrtke Toyota i Mercedes postavljaju jedinicu u vodoravni položaj u područje čaše amortizera, što je danas optimalno rješenje).

Modul širine impulsa injektora FSI

PWM na FSI injektoru

Svi FSI motori iznad 90 KS opremljen poboljšanim sustavom goriva. Njegova razlika je:

  • dijelovi visokotlačne rampe pumpe i mlaznice imaju poseban antikorozivni premaz koji ih štiti od utjecaja goriva s udjelom etanola do 10%;
  • promijenjena kontrola visokotlačne pumpe;
  • odvodni odvod goriva (do spremnika) koji je procurio duž klipa eliminiran je kao nepotreban;
  • Gorivo koje se ispušta kroz sigurnosni ventil postavljen na šinu mlaznice preusmjerava se relativno kratkim cjevovodom u niskotlačni krug, uzvodno od visokotlačne pumpe.

Što se tiče rada GDI motora, valja napomenuti da je vrlo osjetljiv na kvalitetu goriva, pravovremenu zamjenu filtra za gorivo. Ne zaboravite pravovremeno očistiti sustav goriva i zamijeniti ulje.

Prednosti i nedostaci mlaznica za gorivo

Nesumnjivo, mlaznice za gorivo nude prednosti u odnosu na tradicionalni rasplinjač. Posebno uključuju:

  • ušteda goriva omogućena preciznim doziranjem;
  • niska razina emisija ispušnih plinova u atmosferu, velika ekološka prihvatljivost (lambda je u rasponu od 0,98 ... 1,2);
  • povećanje snage motora;
  • jednostavnost pokretanja motora u bilo kojem vremenu;
  • nema potrebe za ručnim podešavanjem sustava ubrizgavanja;
  • široke mogućnosti upravljanja motorom u različitim načinima rada (odnosno poboljšanje njegovih dinamičkih i energetskih karakteristika);
  • Sastav ispušnih plinova motora za ubrizgavanje zadovoljava suvremene zahtjeve u pogledu ovog parametra i štetnosti za okoliš.

Međutim, mlaznice imaju i svoje nedostatke. Među njima:

  • velika vjerojatnost njihovog začepljenja pri korištenju goriva niske kvalitete;
  • visoka cijena u usporedbi sa starim sustavima rasplinjača;
  • niska održivost mlaznice i njezinih pojedinih jedinica;
  • potreba za dijagnostikom i popravcima pomoću posebne skupe opreme;
  • velika ovisnost o stalnoj dostupnosti napajanja u automobilskoj mreži (u modernim sustavima kojima upravljaju elektronički uređaji).

Međutim, unatoč postojećim nedostacima, danas se mlaznice koriste u većini automobilskih benzinskih i dizelskih motora kao tehnološki napredniji i ekološki prihvatljiviji sustavi ubrizgavanja goriva. Što se tiče dizelskih motora, stare mehaničke mlaznice zamijenjene su novijima s elektroničkim upravljanjem.

Mjesto mlaznica

Ovisno o vrsti mlaznica i načinu ubrizgavanja, položaj mlaznica može varirati. Posebno:

  • Ako automobil koristi središnje ubrizgavanje goriva , tada se za to koriste jedna ili dvije mlaznice, smještene unutar usisnog razvodnika , u neposrednoj blizini prigušnog ventila. Takav se sustav koristio na starijim automobilima u vrijeme kada su proizvođači počeli napuštati motore s rasplinjačima u korist onih s ubrizgavanjem.
  • S višetočkovnim ubrizgavanjem goriva , za svaki cilindar ugrađuje se zasebna mlaznica. U ovom slučaju to se može vidjeti na dnu usisnog razvodnika .
  • Ako motor koristi izravno ubrizgavanje goriva , mlaznice se nalaze u gornjem dijelu stijenki cilindra . U tom slučaju oni izravno ubrizgavaju gorivo u komoru za izgaranje.

Bez obzira gdje je mlaznica instalirana, ona se tijekom svog rada zaprlja. Zbog toga je potrebno povremeno provjeravati njihovo stanje i performanse. U relevantnim člancima na web mjestu možete detaljno saznati: kako provjeriti stanje dizelskih mlaznica common rail, provjeriti mlaznice pumpe ili provjeriti mlaznice za ubrizgavanje.

Čišćenje mlaznica

Za čišćenje mlaznica koriste se dvije metode - ultrazvučno i kemijsko čišćenje. Svaka od ovih metoda može se koristiti pod različitim uvjetima. Dakle, u procesu onečišćenja sustava za gorivo, a posebno mlaznica, na zidovima nastaju tvrde i meke naslage. Isprva se pojavljuju mekani koji se lako isperu pod utjecajem kemikalija. Kad se meke naslage zbijeju, pretvaraju se u tvrde i riješiti ih se možete samo uz pomoć ultrazvučnog čišćenja.

U idealnom slučaju, kemijsko čišćenje mlaznica trebalo bi provoditi otprilike svakih 20 tisuća kilometara. I ultrazvučno ne više od 1-2 puta tijekom cijelog razdoblja rada, jer uništava izolaciju namota.

Ako se mlaznica koristi više od 100 tisuća kilometara , tada kemijsko čišćenje za nju nije samo nepraktično, već i štetno . U tom procesu velike čestice čvrstih naslaga mogu se odlomiti, a kad izađu, jednostavno mogu začepiti iglu. To se posebno odnosi na mlaznice s izravnim ubrizgavanjem goriva.

Čišćenje mlaznica

Usporedba čistih (lijevo) i prljavih mlaznica (desno)

Kada koristite ultrazvučno čišćenje, važno je znati na kojem normalnom radnom naponu mlaznica radi. Činjenica je da standardni napon od 12 V ne osigurava veliku brzinu otvaranja i zatvaranja mlaznice. Stoga danas mnogi proizvođači automobila koriste smanjeni napon. Na primjer, Toyotine mlaznice rade na 5 V, dok Citroenove mlaznice rade na 3 V. Stoga ih se ne može opskrbiti zajedničkim naponom od 12 V, jer će jednostavno pregorjeti. O naponu na mlaznicama govorit ćemo malo ispod.

Najbolje čišćenje bit će dosljedna uporaba ultrazvučnih i kemijskih metoda čišćenja . Dakle, u prvoj fazi tvrde naslage pretvaraju se u mekane, a u drugoj se uklanjaju uz pomoć kemikalija.

Postoje i posebni aditivi za dodavanje u spremnik za gorivo . Njihova je funkcija isprati mlaznice kada gorivo s sredstvom za čišćenje prolazi kroz njih.

Razdoblje između periodične upotrebe takvih aditiva različito je i ovisi o određenoj marki automobila i korištenom gorivu. Međutim, morate shvatiti da je ova metoda manje učinkovita od gore opisanih. Ima smisla koristiti ga prilikom zamjene filtara za gorivo ili povremeno nakon nekoliko tisuća kilometara. Više informacija o tome kako očistiti mlaznicu vlastitim rukama možete pronaći ovdje.

Napon mlaznice

Zadržimo se detaljnije na pitanju koji se napon napaja u mlaznice motora. Prije svega, morate shvatiti da se njima upravlja električnim impulsima. Štoviše, "+" iz akumulatora dovodi se izravno na mlaznicu kroz osigurač, ali "-" kontrolira ECU. Odnosno, u različito vrijeme napon na mlaznici je konstantan. Međutim, ako mjerite pomoću osciloskopa (multimetar u ovom slučaju možda neće pokazati ništa, jer su impulsi vrlo kratki), tada će ovaj uređaj prikazati prosječnu vrijednost. Ovisit će o frekvenciji kojom se impulsi šalju na mlaznicu.

Napon mlaznice

Grafikoni impulsa napona mlaznice

Grafikoni prikazani na slici pomoći će nam odgovoriti na pitanje - koji se napon dovodi na mlaznicu. Što su dulji naponski impulsi dovedeni do mlaznice, to je veći prosječni radni napon (trajanje impulsa za većinu strojeva je unutar 1 ... 15 ms). A dugi impulsi daju se pri velikim radnim brzinama motora. Sukladno tome, što su veće te iste brzine, to će biti i prosječni radni napon na mlaznicama. Odnosno, radnih 12 V opskrbljuje se mlaznicama (zapravo malo manje zbog laganog pada napona na upravljačkom tranzistoru), međutim, u impulsu.

Neki vlasnici automobila pokušavaju otvoriti mlaznicu jednostavnim nanošenjem struje iz baterije kako bi je očistili. Mora se shvatiti da se napon ne može primijeniti izravno s akumulatora na mlaznicu , jer postoji rizik da on ne uspije (njegov namot će pregorjeti). Puls se u uređaj napaja preko tranzistorske sklopke. Djeluje kratko, jer se namotaj u mlaznici brzo zagrijava i jednostavno može pregorjeti. U procesu rada motora, vrijeme otvaranja kontrolira ECU, a njegovo prirodno hlađenje, iako beznačajno, provodi dolazno gorivo.

Kao što je gore rečeno, proizvođači automobila koriste mlaznice s različitim radnim naponima. Stoga bi idealno rješenje bilo pogledati ove podatke u priručniku za automobil ili na web mjestu proizvođača. Ako ne možete pronaći ove podatke, odabiru napona za otvaranje mlaznice mora se pristupiti pažljivo.

U praksi, iskusni vozači savjetuju korištenje posebnog postolja za otvaranje mlaznice. Međutim, možete se snaći i s jednostavnijim uređajima. Na primjer, kupite kinesko napajanje s izlaznim naponom koji se može podesiti unutar 3 ... 12 V (obično u koracima od 1,5 V). Dijagram povezivanja mora nužno imati gumb bez stabilnog položaja (na primjer, sa zvona u stanu). Da biste otvorili mlaznicu, prvo primijenite najmanji napon, povećavajući ga ako se mlaznica nije otvorila.

Ako imate mlaznice s malom impedancijom, možete ih otvoriti doslovno na djelić sekunde. Injektori s velikim otporom mogu se držati otvorenima dulje - 2 ... 3 sekunde.

Također možete koristiti bateriju za odvijač. Nakon rastavljanja vidjet ćete takozvane "banke" - male baterije. Svaki od njih proizvodi napon od 1,2 V. Spajanjem u seriju možete postići potreban napon za otvaranje mlaznice.

Upravljanje mlaznicom

Kao što je gore spomenuto, mlaznicama upravlja elektronička upravljačka jedinica vozila (ECU). Na temelju podataka brojnih senzora, njegov procesor donosi odluke koje će impulse primijeniti na mlaznicu. O tome ovise brzina motora i način rada.

Dakle, ulazni podaci za kontroler su:

Plamenik goriva
  • položaj i brzina radilice;
  • masena količina zraka koju motor troši;
  • temperatura rashladne tekućine;
  • položaj leptira za gas;
  • sadržaj kisika u ispušnim plinovima (u prisutnosti povratnog sustava);
  • prisutnost detonacije u motoru;
  • napon u električnom krugu automobila;
  • brzina stroja;
  • položaj bregastog vratila;
  • rad klima uređaja;
  • temperatura dolaznog zraka;
  • vožnja neravnom cestom (sa senzorom neravne ceste).

Program ugrađen u kontroler ECU omogućuje vam odabir optimalnog načina rada motora kako biste uštedjeli gorivo, odabrali nominalni način rada motora i osigurali ugodan rad automobila.

Zaključak

Unatoč jednostavnosti svog uređaja, mlaznice za gorivo, ako se ne održavaju na odgovarajući način, mogu donijeti puno problema vlasniku automobila. Dakle, ako su začepljeni, automobil će izgubiti svoje dinamičke karakteristike, pojavit će se prekomjerna potrošnja goriva, a u ispušnim plinovima bit će velika količina sagorijevanja. Stoga vam preporučujemo da nadgledate stanje mlaznica za gorivo vašeg automobila i povremeno ih čistite. Zapamtite, kvarovi na ovim u biti trivijalnim i jeftinim dijelovima mogu se pretvoriti u probleme sa skupljim dijelovima vašeg automobila.