Впрыск дизельного топлива насос-форсунками
Устройство, в котором топливный насос высокого давления совмещен в одном корпусе с форсункой, называется системой питания с насос-форсунками.
История изобретения
Большинство источников утверждает, что применение насос-форсунок в серийных двигателях относится к середине 90-х годов, однако есть информация, позволяющая сделать и другие выводы.
С момента изобретения Робертом Бошем рядного плунжерного топливного насоса высокого давления развитие топливной аппаратуры пошло по пути совершенствования ТНВД. В схеме Роберта Боша все форсунки питает один общий насос. Однако в США в 1938 году компанией Detroit Diesel, принадлежащей General Motors, был построен первый в мире серийный дизель с системой питания насос-форсунками.
Давление в системе подачи топлива насос-форсунками такое сильное, что при утечке струя топлива может "прорезать" одновременно, одежду и кожу на руке
В это же время в СССР активно велись работы над созданием собственной топливной аппаратуры для грузовых автомобилей. Но после нескольких неудачных попыток, было решено купить лицензию на отлично зарекомендовавшую себя во время испытаний систему Detroit Diesel серии 3-71 и наладить ее выпуск в Ярославле. Переговоры начались еще 1939 году, но процесс затянулся сначала из-за Финской, а затем и Великой Отечественной войны.
Лишь в 1945 году на завод ЯАЗ приходят первые станки и оборудование для производства американских моторов. В 1947 году были выпущены первые четырехцилиндровые, двухтакные дизельные моторы ЯАЗ 204 с системой питания с насос-форсунками. Этот двигатель, а также сделанный на его базе шестицилиндровый аналог, с некоторыми доработками выпускались до 1992 года.
В 1994 году компания Volvo выпускает свой первый европейский грузовик FH12 с насос-форсунками. Следом за шведами такая система питания появляется на Scania и Iveco.
Под давлением насос-форсунки нередко разрушают посадочные в блоке дизельного двигателя
В сегменте легковых автомобилей первенство в освоении моторов с насос-форсунками принадлежит Volkswagen. На автомобилях этой компании дизельные моторы с насос-форсунками появились в 1998 году.
Механические насос-форсунки
Насос-форсунка состоит из топливного насоса высокого давления и распылительной части в одном корпусе. ТНВД находится в верхней части, распылитель в нижней. Насос-форсунка, как правило, располагается под клапанной крышкой и снаружи ее не видно. Особенность расположения обусловлена тем, что насос приводится в действие при помощи дополнительных кулачков, предусмотренных на распределительном валу.
Принцип работы обычной механической насос-форсунки довольно прост. Кулачок распредвала через рычаг-коромысло толкает плунжер насос-форсунки. Давление в ней резко возрастает и по достижении определенного значения поднимает иглу распылителя и топливо поступает в камеру сгорания. Смесь воспламеняется от сжатия, и расширяющиеся газы толкают поршень.
Электронные насос-форсунки
Современные электронные насос-форсунки работают несколько иначе. Давление создается также, как и в механической - при помощи плунжера, но моментом впрыска заведует электронный блок управления двигателем. Количество подаваемых порций топлива может доходить до десяти за один такт в три основные фазы. Первая – это предварительный впрыск, когда в цилиндр подается небольшая порция топлива, для предварительного разогрева камеры сгорания и лучшего воспламенения поступающей следом, второй, основной порции. Третья фаза предназначена для дожигания не сгоревшего топлива и разогрева (регенерации) сажевого фильтра.
Минимальная стоимость насос-форсунки для VW Passat 2006 года - 18 тысяч рублей
Чтобы обеспечить точное дозирование каждой порции топлива и обеспечить несколько впрысков за один такт используется электромагнитный клапан, который управляет поднятием иглы распылителя.
Достоинства и недостатки насос-форсунки
Насос-форсунки в отличие от аккумуляторного впрыска Common Rail, позволяют впрыскивать топливо под давлением более 2000 бар. Благодаря этому распыление топлива происходит эффективнее, и, следовательно, оно сгорает полнее. Поэтому двигатели с насос-форсунками отличаются высокой удельной мощностью, экономичностью и экологичностью.
Помимо этого двигатели с такой системой впрыска работают тише своих собратьев с Common Rail или механическим ТНВД с механическими форсунками. Кроме того, система впрыска с насос-форсунками гораздо компактнее.
Правда, минусы этой системы не менее серьезные. Самый главный – это предельная требовательность насос-форсунок к качеству топлива. Вода, грязь и суррогатное топливо для них смертельны.
Второй серьезный недостаток - высокая стоимость насос-форсунки. Ремонт этого прецизионного узла трудноосуществим вне заводских условий. Поэтому владельцам автомобилей с такой системой питания приходится приобретать новые насос-форсунки.
Эксплуатация и обслуживание насос-форсунки
Самые распространенные неисправности насос-форсунок связаны с износом клапанного узла и распылителей. Причина выхода из строя этих узлов связана, прежде всего,с плохим качеством топлива и неправильной эксплуатации автомобиля с этой системой.
Чтобы продлить жизнь насос-форсункам, необходимо соблюдать несколько простых правил. Во-первых, заправляться нужно только на проверенных АЗС.
В конце 90-х годов двигатели с насос-форсунками занимали 20% рынка топливной аппаратуры европейских дизелей
Во-вторых, ни в коем случае не добавлять в бак автомобиля с насос-форсунками бензин, керосин, тормозную жидкость и прочие «камазовские» ухищрения для доведения летней солярки до морозоустойчивости зимней.
В-третьих, необходимо сократить интервал замены топливных фильтров. Причем устанавливать можно, только оригинальные, разрешенные заводом-изготовителем. Потому что аналоги зачастую не обеспечивают необходимого уровня фильтрации.
