Датчики основных систем управлением двигателя. Назначение, устройство, принцип работы х.х., электромагнит форсунки.

Электромагнитные форсунки

Работа электромагнитной форсунки связана с протекающими одновременно гидравлическими, механическими, электромагнитными и электрическими процессами, поэтому она является одним из наиболее ответственных элементов в системе впрыска топлива.

Форсунки открываются автоматически, с их помощью осуществляют­ся дозирование и распиливание топлива. Обычно форсунки разрабатыва­ются для каждой модели автомобиля и двигателя; они постоянно совершенствуются, поэтому можно отметить большое разнообразие их конструкций.

Форсунки работают в импульсном режиме при частоте срабатывания от 10 до 200 Гц в условиях вибрации двигателя, повышенных температур. Форсунки должны обеспечивать линейность характеристики дозирования топлива в пределах 2-5 % на протяжении всего срока службы (около 600 млн циклов срабатывания).

Сигнал на начало впрыскивания топлива подается на обмотку / (рис. 1) электромагнита, размешенную в металлическом корпусе. В корпусе расположен также запирающий элемент 3 клапана, прижимае­мый к седлу пружиной 5. Когда на обмотку электромагнита от электронного блока управления подается электрический импульс прямоугольной формы определенной длительности, запирающий элемент перемещается, преодолевая сопротивле­ние пружины, и открывает отверстие распылите­ля. Топливо поступает в двигатель. После прекра­щения электрического сигнала запирающий элемент под действием пружины возвращается в седло. Количество впрыскиваемого топлива за цикл при постоянном давлении на входе в форсун­ку зависит только от длительности управляющего импульса.

Рис. 1. Электромагнитная форсунка:

/ - обмотка электромагнита, 2 - якорь, 3 — запирающий элемент; 4- упор; 5 - пружина; 6- магнитопроеод; 7- выводы; 8 - штуцер для топлива

В действительности время открытого состояния клапана форсунки не совпадает с длительностью управляющего импульса. После подачи управляющего электрического импульса на форсунку в обмотке электромагнита возникает ток самоиндукции, препятствующий нарастанию магнитного потока в системе. Открытие клапана происходит с задержкой по времени (рис. 2). При прекращении подачи управляющего импульса в результате самоиндукции сохраняющийся магнитный поток будет препятствовать быстрому отпусканию запирающего элемента.

Повысить быстродействие электромагнитной форсунки можно за счет уменьшения числа витков обмотки электромагнита и ее индуктивности. Однако при этом уменьшается сопротивление обмотки и увеличивается сила потребляемого ей тока. Дня ограничения силы тока последовательно с обмоткой включают резистор.

В электромагнитных форсунках используются три вида запирающих .элементов клапана: плоский (дисковый), конусный (штифтовый), сферический (шариковый).

Плоский запирающий элемент 3 форсунки (рис. 3, а) изготовлен из магнитомягкой стали, а в центральной его часта имеется стальная вставка, что предотвращает появление кольцевой выработки в месте его посадки на седло клапана. Рабочий ход запирающего элемента составляет 0,15 мм и ограничивается специальным дистанционным кольцом. В форсунке применена поляризованная электромагнитная система, которая кроме обмотки электромагнита включает кольцевую вставку из магнитотвердого сплава, создающего поляризующий магнитный поток. При этом появляется возможность увеличить усилие пружины 4, в результате улучшается герметичность клапана. Усилие пружины может регулироваться винтом 9, закрытым пробкой. Внутри форсунки размещен топливный фильтр 6 в виде кольца из порошкообразного материала, так как при попадании загрязнений (частиц размером более 30-40 мкм) клапан форсунки может потерять герметичность.

Форсунки с конусным запирающим элементом (рис. 3, б) наиболее распространены. Топливо подводится к ним снизу. Применение таких форсунок обеспечивает постоянную циркуляцию топлива через них, лучшее охлаждение электромагнитной системы и лучшие условия для отвода пузырьков газа.

Преимущество сферического запирающего элемента в форсунке (рис. 3, в) состоит в том, что сферические элементы обладают хорошими герметизирующими свойствами и способностью к центрированию в седле клапана.

Форсунки для распределенного и центрального впрыска отличаются по размерам, способами крепления на двигателе, подвода топлива и по сопротивлению обмоток электромагнита.

Пусковая форсунка (рис. 4) отличается от рабочих по конструкции. Обычно она имеет корпус с фланцем 3 крепления, в который завальцован пластмассовый каркас / обмотки 2 электромагнита. Запирающий эле­мент 6 клапана является якорем элек­тромагнита. В нижней части корпуса расположен центробежный распыли­тель. При подаче топлива пусковая форсунка постоянно находится в открытом состоянии.

Впрыск топлива в цилиндры ди­зелей с микропроцессорным управлением осуществляют аккумулятор­ными топливными системами через электрогидравлические форсунки (рис. 5) с электронным управлением.

Игла / форсунки перекрывает подачу топлива к распыливающим отверстиям. Сводный торец поршня 2, сопряженного с иглой, входит в управляющую камеру 3. В управляю­щую камеру топливо поступает из аккумулятора через канал с повышен­ным гидравлическим сопротивлени­ем, создаваемым жиклером 7. Камера 3 сообщается со сливным каналом, в котором расположен нормально закрытый затвор управляющего клапана 4 с возвратной пружиной 6, приводимого в действие электромаг­нитом с обмоткой 5.

Слив из камеры 3 осуществляется посредством управляющего клапана. Давление под иглой становится боль­ше, чем в камере 3, поэтому игла У поднимается вверх, и топливо подается в цилиндр двигателя. Когда управляющий клапан закрывается, игла перемещается вниз под действием большего давления топлива в управляющей камере. Движение иглы / вниз происходит также под действием пружины 9 или за счет пониженного давления топлива под иглой вследствие наличия калибро­ванного жиклера в 8 канале.