หัวฉีดเครื่องยนต์ดีเซล: อุปกรณ์และหลักการทำงาน

2024 ผู้เขียน: Erin Ralphs | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-02-19 19:27

ความต้องการเครื่องยนต์ดีเซลยุคใหม่ในแง่ของกำลัง ประสิทธิภาพ และความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมีมากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้ ต้องมีการสร้างส่วนผสมที่ดี ในการทำเช่นนี้ เครื่องยนต์ได้รับการติดตั้งระบบฉีดเชื้อเพลิงที่ทันสมัยและมีประสิทธิภาพ พวกเขาสามารถไม่เพียงแต่ให้สเปรย์ที่ดีที่สุดเนื่องจากแรงดันที่สูงขึ้น แต่ยังควบคุมโมเมนต์การฉีดและปริมาณของเชื้อเพลิงที่จ่ายให้กับกระบอกสูบด้วยความแม่นยำสูง ระบบดังกล่าวมีอยู่จริงและตอบสนองความต้องการที่สูงเหล่านั้นทั้งหมด นี่คือหัวฉีดเครื่องยนต์ดีเซล เป็นองค์ประกอบหัวฉีดแยกสำหรับแต่ละกระบอกสูบในเครื่องยนต์ ชิ้นส่วนถูกควบคุมโดยหน่วยอิเล็กทรอนิกส์

แนวคิดดีเซล

เกี่ยวกับการสร้างโหนดที่จะรวมหัวฉีดและปั๊มเชื้อเพลิงคิดว่าตัวเองเป็นผู้สร้างเครื่องยนต์เหล่านี้ - รูดอล์ฟ ดีเซล

นี้จะช่วยให้คุณหลีกหนีจากท่อน้ำมันเชื้อเพลิงและท่อแรงดันสูง ซึ่งจะเป็นการเพิ่มแรงดันในการฉีด แต่ในสมัยของดีเซล โอกาสที่มีอยู่วันนี้ยังไม่มี

คำอธิบายระบบ

ปั๊มหัวฉีดเครื่องยนต์ดีเซลเป็นปั๊มจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงและหัวฉีดซึ่งรวมกันเป็นหนึ่งหน่วย เช่นเดียวกับปั๊มฉีดที่มีหัวฉีด การฉีดตามองค์ประกอบเหล่านี้สามารถทำงานบางอย่างได้ ระบบจะสร้างแรงดันเพียงพอ จ่ายส่วนหนึ่งของส่วนผสมเชื้อเพลิงในเวลาที่เหมาะสม มีปั๊มแยกสำหรับห้องเผาไหม้แต่ละห้อง นั่นคือเหตุผลที่ตอนนี้คุณสามารถค้นหาเครื่องยนต์ที่ไม่มีท่อเชื้อเพลิงแรงดันสูง ซึ่งอยู่ในหน่วยกำลังที่มีปั๊มเชื้อเพลิงแรงดันสูง

ข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์

ระบบฉีดนี้ไม่ใช่การพัฒนาใหม่ หัวฉีดเครื่องยนต์ดีเซลได้รับการติดตั้งในรถยนต์ในช่วงปลายยุค 30 เป็นครั้งแรกที่การออกแบบได้รับการทดสอบกับเครื่องยนต์ดีเซลสำหรับรถไฟ เรือเดินทะเล และรถบรรทุกสินค้า เทคนิคทั้งหมดนี้รวมกันเป็นหนึ่งเดียว - ความเร็วต่ำ คุณสมบัติของเครื่องยนต์เหล่านี้คือการมีปั๊มแยกสำหรับแต่ละกระบอกสูบและท่อแรงดันสั้นที่ไปยังหัวฉีด องค์ประกอบขับเคลื่อนโดยตัวผลักและบัฟเฟอร์

เริ่มใช้ระบบดังกล่าวกับรถบรรทุกอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี 1944 สำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคล - ตั้งแต่ปี 1988 ในปี ค.ศ. 1938 บริษัทดีทรอยต์-ดีเซล ซึ่งในขณะนั้นเป็นของนายพลมอเตอร์ซึ่งเป็นหน่วยแรกถูกสร้างขึ้นซึ่งใช้ระบบกำลังของเครื่องยนต์ดีเซลพร้อมหัวฉีดปั๊ม แม้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะได้รับการพัฒนาในสหรัฐอเมริกา แต่การออกแบบประเภทนี้ก็ได้รับการพัฒนาในสหภาพโซเวียตด้วย

เครื่องยนต์ YaAZ-204 ตัวแรกได้รับการติดตั้งหัวฉีดดังกล่าวแล้วในปี 1947 แต่หน่วยเหล่านี้ผลิตขึ้นภายใต้ใบอนุญาตของดีทรอยต์-ดีเซล หน่วยกำลังนี้ และเครื่องยนต์หกสูบที่ได้รับการดัดแปลง ถูกผลิตจนถึงปี 1992

ในปี 1994 วิศวกรของ Volvo สังเกตเห็นอุปกรณ์และการทำงานของหัวฉีดเครื่องยนต์ดีเซล บริษัทผลิตรถบรรทุก FH12 คันแรกที่มีหัวฉีดประเภทนี้ จากนั้นพวกเขาจะเริ่มติดตั้งรถบรรทุก Scania และ Iveco ด้วยหน่วยเดียวกัน

ในบรรดารถยนต์นั่งส่วนบุคคล ระบบนี้ถูกใช้ครั้งแรกใน Volkswagens หัวฉีดเครื่องยนต์ดีเซลของ Volkswagen ปรากฏในปี 1998 ในช่วงปลายยุค 90 เครื่องยนต์ที่มีระบบดังกล่าวครองตลาดยานยนต์ 20%

อุปกรณ์

ลองพิจารณาว่าหัวฉีดเครื่องยนต์ดีเซลคืออะไร อุปกรณ์นั้นเรียบง่ายมาก ในร่างกายของตัวเครื่องมีหัวฉีด ชุดจ่ายยา และชุดจ่ายไฟโดยตรง ด้วยไดรฟ์พลังงานนี้ หัวฉีดยูนิตจึงมีข้อดีเหนือระบบแบบเดิม ดังนั้นเวลาในการเคลื่อนที่ของของเหลวไวไฟภายใต้แรงดันสูงจึงลดลงอย่างมาก นอกจากนี้ยังเพิ่มประสิทธิภาพไฮดรอลิกและลดน้ำหนัก

หัวฉีดรุ่นล่าสุดติดตั้งปั๊มที่สามารถส่งแรงดันสูงเพียงพอ (สูงถึง 2,500 บาร์) พวกเขาสามารถตอบสนองต่อคำสั่งจาก ECU ได้ทันที ซึ่งรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลปัจจุบันจากเซ็นเซอร์ภายนอก จากข้อมูลเหล่านี้จะกำหนดปริมาณของส่วนผสมและเวลาฉีดที่ต้องการ ทำให้สามารถรับค่าพลังงานที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสภาวะการทำงานที่กำหนด นอกจากนี้ หน่วยดังกล่าวยังช่วยประหยัดน้ำมันดีเซล ซึ่งช่วยลดการปล่อยมลพิษสู่ชั้นบรรยากาศและช่วยลดเสียงรบกวนจากเครื่องยนต์ที่กำลังทำงานอยู่ และสุดท้าย อุปกรณ์มีขนาดเล็กมากและสามารถวางไว้ในฝาสูบได้ คุณยังสามารถติดตั้งชิ้นส่วนและส่วนประกอบอื่นๆ ได้ที่นั่น

หัวฉีดได้รับการออกแบบมาเพื่อให้เกิดส่วนผสมที่มีประสิทธิภาพสูงสุด สำหรับสิ่งนี้ วิศวกรได้จัดเตรียมขั้นตอนไว้ - นี่คือการฉีดเบื้องต้น หลักและเพิ่มเติม เบื้องต้นให้การเผาไหม้ที่ราบรื่นในช่วงเวลาของเฟสหลักเมื่อมั่นใจถึงการก่อตัวของส่วนผสมการทำงานคุณภาพสูงในโหมดการทำงานของเครื่องยนต์ที่แตกต่างกัน จำเป็นต้องมีเพิ่มเติมสำหรับกระบวนการสร้างใหม่ในตัวกรองอนุภาค

หลักการของหัวฉีดแบบเครื่องกล

หัวฉีดเครื่องยนต์ดีเซลติดตั้งโดยตรงที่ฝาสูบ มีสี่ลูกเบี้ยวพิเศษบนเพลาลูกเบี้ยว พวกเขาทำหน้าที่ในการสตาร์ทไดรฟ์หัวฉีด ด้วยความช่วยเหลือของแขนโยก แรงถูกส่งไปยังปั๊ม-หัวฉีดโดยใช้ลูกสูบ

ลูกเบี้ยวของไดรฟ์มีโปรไฟล์พิเศษที่ให้การยกขึ้นอย่างรวดเร็วแล้วลดระดับโยกลงอย่างช้าๆ เมื่อครั้งสุดท้ายเพิ่มขึ้นลูกสูบถูกกดลงอย่างรวดเร็ว สิ่งนี้สร้างแรงกดดันที่เหมาะสม เมื่อลดตัวโยกลงอย่างช้าๆ ลูกสูบก็จะสูงขึ้น ทำให้เชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องแรงดันสูงโดยไม่มีฟองอากาศ

กระบวนการฉีดเองเกิดขึ้นเมื่อใช้แรงดันควบคุมจาก ECU ไปยังโซลินอยด์วาล์ว

ระยะฉีด

มาดูหลักการทำงานของหัวฉีดดีเซลกันดีกว่า เมื่อลูกสูบเคลื่อนลงภายใต้อิทธิพลของตัวโยก ส่วนผสมที่ติดไฟได้จะไหลผ่านช่องทางเข้าไปในหัวฉีด เมื่อวาล์วปิด กระแสดีเซลจะถูกตัดออก ความดันเริ่มสูงขึ้น เมื่อถึงระดับ 13 MPa เข็มฉีดยาจะเอาชนะแรงสปริง หลังจากนั้นช่วงก่อนฉีดจะเริ่มขึ้น

ทันทีที่วาล์วเริ่มเปิด พรีเฟสจะสิ้นสุดและส่วนผสมของเชื้อเพลิงจะถูกส่งตรงไปยังท่อจ่าย ความดันเริ่มลดลง ขึ้นอยู่กับโหมดการทำงานของเครื่องยนต์ หนึ่งหรือสองขั้นตอนเบื้องต้นสามารถทำได้

เมื่อลูกสูบเคลื่อนลง จังหวะการฉีดหลักจะเริ่มขึ้น วาล์วปิดอีกครั้งแรงดันน้ำมันเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้นอีกครั้ง เมื่อถึงระดับ 30 MPa เข็มฉีดยาจะเอาชนะแรงกดและลอยขึ้น จึงเป็นการเริ่มต้นกระบวนการฉีด ยิ่งแรงดันสูงขึ้น เชื้อเพลิงก็จะยิ่งถูกอัดมากขึ้น ปริมาณน้ำมันดีเซลและอากาศที่เข้าสู่กระบอกสูบเพิ่มขึ้น

อัตราป้อนสูงสุด (และจะทำงานเมื่อมอเตอร์ทำงานในโหมดพีคกำลัง) ดำเนินการที่ความดัน 220 MPa การเปิดวาล์วเสร็จสิ้นขั้นตอนการฉีดหลัก แรงดันตก เข็มปิด

ระยะการฉีดเพิ่มเติมจะดำเนินการเมื่อลูกสูบเคลื่อนลงต่อไป หลักการทำงานของอุปกรณ์ในขั้นตอนนี้เหมือนกับการฉีดหลัก บ่อยครั้งที่อัลกอริทึมดำเนินการในสองขั้นตอน

หากเราพิจารณาอุปกรณ์ของหัวฉีดปั๊มของเครื่องยนต์ดีเซล TDI ก็สามารถติดตั้งเซ็นเซอร์ที่ตรวจสอบการยกของเข็มได้ ชุดควบคุมต้องการตำแหน่งของเข็ม ซึ่งปั๊มเชื้อเพลิงยังถูกควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ด้วย

ผลประโยชน์

ในขณะที่ระบบคอมมอนเรลใช้การฉีดแบตเตอรี่ หัวฉีดยูนิตจะส่งส่วนผสมของเชื้อเพลิงที่แรงดันที่สูงขึ้นเนื่องจากไม่มีสายยาว

พวกมันมักจะถูกทำลายระหว่างการทำงานของรถ นี่คือจุดอ่อนในระบบพลังงานแบบคลาสสิก หัวฉีดของปั๊มช่วยให้สามารถป้อนเชื้อเพลิงเข้าไปในห้องเผาไหม้ได้มากขึ้น ซึ่งจะทำให้การฉีดพ่นมีประสิทธิภาพมากขึ้น มอเตอร์ที่ติดตั้งหน่วยดังกล่าวจะมีประสิทธิภาพมากขึ้น

นอกจากนี้ เครื่องยนต์ที่มีการฉีดประเภทนี้จะมีเสียงดังน้อยกว่าเครื่องยนต์อื่นๆ แต่ด้วยคอมมอนเรลหรือปั๊มฉีด หัวฉีดของปั๊มจะยังคงกะทัดรัดกว่า

ข้อบกพร่อง

แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน ข้อเสียที่ร้ายแรงที่สุดคือความต้องการคุณภาพเชื้อเพลิงที่สูง การอุดตันเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอแล้วที่ระบบจะหยุดทำงาน ค่าลบที่สองคือราคา

แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะซ่อมชิ้นส่วนนี้นอกโรงงาน ข้อเสียอีกประการหนึ่งคือเมื่อสัมผัสกับแรงดันสูง โหนดเหล่านี้มักจะทำลายซ็อกเก็ตเชื่อมโยงไปถึงในบล็อกเครื่องยนต์

วิธีบำรุงรักษาหัวฉีดปั๊ม

อย่างที่คุณเห็น โหนดเหล่านี้ต้องการคุณภาพของดีเซลอย่างมาก และมันอยู่ไกลจากที่สูงในประเทศของเราและใน CIS เพื่อไม่ให้ต้องเปลี่ยนองค์ประกอบที่มีราคาแพงนี้บ่อยๆ ขอแนะนำให้เปลี่ยนน้ำมันเชื้อเพลิง อากาศ และตัวกรองอื่นๆ เป็นประจำ โดยซื้อวัสดุสิ้นเปลืองดั้งเดิม

เกี่ยวกับฟลัช

เจ้าของรถมักสนใจที่จะล้างปั๊มหัวฉีดในเครื่องยนต์ดีเซล ผู้เชี่ยวชาญไม่แนะนำให้ล้าง - ไม่เหมาะสำหรับหัวฉีดใด ๆ ทางที่ดีควรเปลี่ยนไส้กรองและเติมน้ำมันที่ปั๊มน้ำมันที่ผ่านการรับรอง

ฟลัชชิงบนม้านั่งเหมาะถ้ามีการแยกเป็นอะตอมที่มีคุณภาพต่ำ - รอบเดินเบาที่ไม่เสถียรและปัญหาที่คล้ายกัน อนุญาตให้ล้างในอ่างอัลตราโซนิกเมื่อเข็มติดสนิท หากหัวฉีดกำลังเทก็ไม่มีอะไรจะช่วยได้ที่นี่ สำหรับการซักผ้า คุณสามารถใช้ผลิตภัณฑ์ LAVR และ VINS ที่เป็นที่นิยมในปัจจุบันได้

โดยทั่วไปแล้ว ถ้าหัวฉีดไม่ทำงาน แนะนำให้ส่งซ่อมและเปลี่ยนอะไหล่ที่เสีย การล้างจะช่วยได้ก็ต่อเมื่อโหนดทำงานอย่างใด

สรุป

เราจึงได้รู้ว่าหัวฉีดเครื่องยนต์ดีเซลคืออะไรและอุปกรณ์ของมันคืออะไร อย่างที่คุณเห็น นี่คือองค์ประกอบสำคัญของระบบจ่ายไฟของเครื่องยนต์ดีเซล เขามีการออกแบบที่ล้ำหน้าทางเทคโนโลยีมากขึ้น แต่ต้องการคุณภาพเชื้อเพลิงอย่างมาก