Как влияют форсунки на расход бензина
Перейти к содержимому

Как влияют форсунки на расход бензина

  • автор:

Влияние износа деталей форсунки на топливную экономичность двигателя внутреннего сгорания Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ФОРСУНКА / ЗАПОРНЫЙ КОНУС / ПЛУНЖЕР / РАСПЫЛИТЕЛЬ / ДАВЛЕНИЕ НАЧАЛА ВПРЫСКА / КОНУС РАСПЫЛЕНИЯ / РАСХОД ТОПЛИВА / NOZZLE / LOCKING CONE / PLUNGER-PISTON / SPRAYER / INJECTION PRESSURE / SPRAY CONE / FUEL CONSUMPTION

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Хайбуллин Раиль Раисович

Cтатья посвящена исследованию основных причин, приводящих к износам деталей форсунок дизельных двигателей и влиянию на топливную экономичность двигателей внутреннего сгорания.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Хайбуллин Раиль Раисович

Разработка диагностической модели дизельных форсунок по результатам вибродиагностирования

Лабораторные и производственные исследования повышения производительности процесса восстановления уплотнительных торцов корпусов форсунок

Факторы, определяющие работоспособность форсунок

Сравнительные исследования параметров процесса топливоподачи форсунками закрыто го и клапанного типа автотракторных дизелей

Причины образования кокса в сопловых отверстиях распылителей форсунок дизелей
i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE EFFECT OF NOZZLE COMPONENTS WEAR ON FUEL ECONOMY IN THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE

The paper is concerned with the study of the major reasons causing the nozzle components wear in diesel engines and effecting fuel economy in internal combustion engines.

Текст научной работы на тему «Влияние износа деталей форсунки на топливную экономичность двигателя внутреннего сгорания»

Влияние износа деталей форсунки на топливную экономичность двигателя внутреннего сгорания

Р.Р. Хайбуллин, к.т.н, Оренбургский ГАУ

Основным регулировочным параметром, влияющим на топливную экономичность двигателя, является давление начала впрыска топлива. Однако при длительной работе форсунок жёсткость пружин постепенно снижается. По данным многих исследований, жёсткость снижается на 0,5—0,8 Н/м после наработки трактором 2500— 3000 моточасов. В результате этого снижается давление впрыска и возрастает неравномерность подачи топлива [1, 3].

В результате работы форсунки на пониженном давлении впрыска мощность двигателя снижается в среднем на 10—15%, увеличивается расход топлива, образуется нагар и закоксовывает-ся распылитель [1]. Причиной этого служит не

только снижение жесткости пружины, но и износ поверхностей деталей форсунки.

Заусенцы и микронеровности, которые имеются на поверхности новых или мало работавших деталей, в процессе работы форсунки истираются, т.е. сопряженные детали взаимно прирабатываются. В результате, увеличивается зазор между иглой и стенкой направляющего отверстия корпуса распылителя — топливо просачивается вдоль иглы и, соответственно, быстро снижается давление начала впрыска.

В процессе эксплуатации форсунок сравнительно быстро снижается давление начала впрыска. Примерно через 150—200 моточасов работы двигателя давление начала впрыска топлива снижается на 3,5—4,5 МПа, после чего этот процесс замедляется [2].

Значительному износу форсунки подвергается запорный конус. Причины износа (как у корпуса запорного конуса, так и у иглы) — ударная нагрузка пружины форсунки и абразивное воздействие имеющихся в топливе твердых частиц.

Огромное количество ударов иглы с большой нагрузкой от пружины форсунки воспринимается небольшим притёртым пояском (шириной 0,2—0,25 мм) на игле и запорной фаской корпуса распылителя. Металл при такой большой нагрузке претерпевает наклеп, поверхность его уплотняется, появляются явления усталости металла. При этом микрообъёмы шелушатся, а проходящее с большой скоростью топливо вместе с твердыми абразивными частицами в момент впрыска смывает отслоившиеся частицы металла.

Глубина изношенной поверхности седла в среднем достигает 0,05—0,08 мм. В результате износа запорных поверхностей игла проседает, увеличивается высота её подъёма, ухудшается герметичность сопряжения. Суммарный износ седла распылителя и запорного конуса даёт проседание иглы в пределах 0,15—0,2 мм. Причём распыливающий конус смещается относительно кромки соплового отверстия, и игла не оказывает должного воздействия на струю топлива.

При этом качество распыления топлива ухудшается, а нарушение плотности сопряжения приводит к его подтеканию в распылителе. При работе двигателя этот дефект проявляется дымным выхлопом и увеличением расхода топлива.

В процессе эксплуатации, наряду с износом корпуса распылителя и уплотнительного конуса иглы распылителя, большому износу подвергается нижняя плоскость корпуса форсунки, в которую ударяется игла в момент подъёма.

Уплотнительный торец корпуса по кольцевой площадке сопрягается с корпусом распылителя — он выполнен точно и обработан притиркой. Причём плоскость его расположена строго под углом 90° по отношению к геометрической оси корпуса форсунки. При работе форсунки игла распылителя совершает большое количество подъёмов и опусканий. При этом за один ход плунжера совершается 12—14 колебаний.

Так как давление впрыска большое (у большинства штифтовых форсунок в пределах 125—130 кгс/см2, у многодырчатых — 150—170 кгс/см2), а нагрузка воспринимается небольшой кольцевой площадкой торца корпуса форсунки,

то эта поверхность быстро изнашивается. Глубина износа достигает 0,10—0,15 мм.

Если учесть тот факт, что торец иглы, ударяющийся в корпус, тоже изнашивается, то суммарный износ названных поверхностей может достигать 0,25 мм. С учетом износа запорных конусов иглы и корпуса распылителя величина хода иглы может достигнуть 0,6—0,7 мм (нормально 0,35—0,42 мм) [3].

Увеличение хода иглы распылителя приводит к ряду нарушений в нормальной работе форсунки — увеличивается величина эффективного проходного сечения распылителя, что приводит к увеличению проходной площади [1].

Таким образом, слишком большой подъём иглы, при котором дросселирование топлива в сечении незначительно, приводит к росту сил инерции подвижных масс форсунки, разбиванию седла и к уменьшению срока службы форсунки [2].

Увеличение подъёма иглы приводит к увеличению объёма топлива, освобождаемого иглой при её подъёме. Для заполнения этого объёма расходуется часть топлива, подаваемого насосом. При посадке иглы это топливо выталкивается, тем самым ухудшая экономические показатели дизеля [2].

Поскольку износы рассматриваемых поверхностей в комплекте форсунок многоцилиндрового двигателя будут различными, производительность изменяется неодинаково, следовательно, нарушается равномерность подачи топлива.

Высота подъёма иглы до 0,45—0,50 мм вызывает небольшое увеличение подачи топлива. При значительной высоте подъёма (0,60—0,70 мм) подача топлива на номинальных оборотах во впрыскиваемом цилиндре возрастает на 3,7% [3].

Таким образом, в процессе эксплуатации форсунок необходимо обратить внимание не только на нарушение регулировочных характеристик, но и на износ сопрягаемых деталей, который, как видно из вышеизложенного материала, влияет на повышенный расход дизельного топлива.

1. Файнлейб Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: справочник. Л.: Машиностроение, 1981.

2. Кривенко П.М., Федосов И.М. Ремонт и техническое обслуживание системы питания автотракторных двигателей. М.: Колос, 1980. 288 с.

3. Загородских Б.П., Хатько В.В. Ремонт и регулирование топливной аппаратуры автотранспортных и комбайновых двигателей. М.: Россельиздат, 1986.

Почему двигатель много «ест»?

С проблемой повышенного расхода топлива рано или поздно сталкивается каждый автовладелец. В этой статье мы расскажем из-за чего двигатель начинает потреблять топливо больше нормы и как с этим бороться.

Причина первая – загрязнение топливных форсунок (инжекторов).

При эксплуатации автомобиля топливные форсунки неизбежно загрязняются. Дело в том, что после остановки разогретого двигателя легкие фракции топлива испаряются с нагретых деталей топливной системы, а тяжелые фракции остаются в инжекторах (форсунках), накапливаясь там в виде лаковых и смолистых отложений.

Даже небольшое отложение 4-7 мкм уменьшает пропускную способность канала инжектора (форсунки) на 20-30%. Это приводит к неправильному распылению топлива и к его неполному сгоранию, и как следствие, к падению мощности и повышению расхода топлива. Можно промыть форсунки (инжекторы), обратившись на СТО, а можно сделать это самостоятельно, просто залив в бак мягкую промывку топливной системы «Моторесурс» .

В отличие от большинства аналогов, этот состав не растворяет грязь в топливном баке, что исключает возможность засорение этой грязью топливного фильтра.

Причина вторая – закоксовка поршневых колец.

При эксплуатации автомобиля наибольшему загрязнению подвергаются детали цилиндро-поршневой группы – поршни и поршневые кольца. Связано это с тем, что в камере сгорания масло разрушается из-за воздействия высокой температуры. Продукты деструкции масла и несгоревшие остатки топлива попадают в поршневые канавки и превращаются там в твердые коксовые отложения. В результате кольца теряют свою подвижность – закоксовываются, и нарушается их нормальное прилегание к стенкам цилиндров. Как следствие, в цилиндрах падает компрессия, снижается мощность двигателя, повышается расход топлива и масла, ухудшается запуск двигателя и т.д.

Более интенсивно закоксовка колец происходит во время зимней эксплуатации автомобиля, сопровождающейся постоянными запусками двигателя в мороз.

При сильной закоксовке колец удаление отложений возможно только механическим путем. Это сложно и дорого! Чтобы не доводить двигатель до такого состояния необходимо через каждые 30-50 тыс. км пробега проводить раскоксовку колец. Это легко сделать с помощью состава для раскоксовки двигателя «Раскоксовка – Титан».

Провести раскоксовку колец может любой автомобилист, который в состоянии выкрутить свечи из двигателя. Подробная письменная инструкция по применению состава «Раскоксовка – Титан» есть в каждой упаковке, а видео о порядке проведения раскоксовки смотрите здесь:

Причина третья – износ двигателя.

Любой двигатель со временем изнашивается, и никакое, даже самое дорогое и качественное масло не способно полностью остановить этот процесс. Почему? Да потому, что масляная пленка не может полностью разделить трущиеся детали, из-за этого и происходит их износ. В результате износа поршневых колец и цилиндров зазоры между ними увеличиваются. Газы, возникающие при сгорании топлива, частично прорываются в эти зазоры, и их давление на поршень уменьшается. Из-за износа снижается мощность, КПД двигателя, и повышается расход топлива.

Предотвратить износ двигателя и восстановить параметры изношенного двигателя помогут защитно-восстановительные составы (ЗВС), созданные по технологии ООО «Моторесурс». Производится 2 вида таких составов: ЗВС STANDART походит для двигателей с объемом до 2.5 л и ЗВC SUPER- для двигателей с объемом до 3 л (для дизелей и турбированных двигателей лучше подходит именно этот состав). Автовладельцы препараты такого класса обычно называют присадками. На самом же деле это не присадки, а трибосоставы. В отличии от присадок, которые изменяют свойства масел, трибосоставы на масло не влияют, они изменяют свойства трущихся поверхностей. Попадая в масло под воздействием контактных нагрузок на трущихся поверхностях ЗВС превращается в защитное покрытие из органо-металлокерамики (нанокерамики). Покрытие выводит из контакта металл по металлу и полностью останавливает износ трущихся поверхностей! Покрытие более толстым слоем нарастает там, где выше нагрузка (именно там детали сильнее изнашиваются), и восстанавливает форму изношенной детали, устраняя ее износ.

Конечно при 100% износе двигатель уже невозможно восстановить такой технологией, но если износ не критический, то вы можете восстановить двигатель до состояния нового! В момент испытаний ЗВС компании «Моторесурс» удалось поднять мощность и крутящий момент изношенного двигателя на 20% ,а компрессию в цилиндрах с 8 до 12 атм.

Видео об испытании смотрите здесь:

Повышенный расход топлива: причины и решение

Дата публикации: 14 июня 2017 Современные технологии развиваются с поразительной скоростью, однако пока сложно представить автомобиль, который не нуждается в топливной энергии. Однако даже сегодня водители могут оптимизировать затраты горючего, придерживаясь советов опытных автолюбителей. Первый шаг на пути к экономии – получить карточку Газпромнефть. Также есть и нюансы технического характера, о которых стоит знать.

Основные причины увеличения расхода топлива

Уплотнение форсунки – наиболее распространенная причина, по которой повышается уровень потребления бензина или солярки инжекторным двигателем с центральным впрыском. Определить наличие дефекта поможет разборка системы. Сначала снимают крышку с одной форсунки, затем подключают зажигание и перемыкают контакты на панели, где расположен диагностический разъем. Конструктивное вмешательство поможет вывести топливный насос из ожидания в рабочий режим. Также нужно проконтролировать производительность форсунки. Если бензин капает на дроссельную заслонку, придется менять уплотняющее кольцо. На повышенный расход горючего влияет не только уплотнение форсунки, но и выход из строя радиатора, завоздушенность охлаждающей системы, нестабильная работа термостата. Вычислить наличие этих неисправностей можно посредством датчика. Когда реальный температурный режим выше показателей индикатора, значит, в системе есть нарушение. Помимо этого, на расход и дозировку топлива влияет положение дроссельной заслонки. Если диагностика транспортного средства не выявила вышеперечисленных дефектов, существует вероятность неисправности гофры, через которую подается бензин или солярка. Чтобы исправить поломку, надо завести мотор, следом на поверхность трубки распыляют аэрозоль. Количество оборотов двигателя увеличится, если в гофрированной трубе есть отверстия или микроскопические зазоры.

Свечи зажигания

Засорившийся воздушный фильтр вызывает чрезмерное обогащение горючего, отчего на свечах зажигания появляется характерный налет. На состояние свечей также влияет низкое качество топлива. Светлый цвет нагара свидетельствует о низком уровне давления в топливной системе и мощности мотора. Проблема возникает из-за высокой амортизации топливного насоса или засорения горючей жидкости. При увеличении расхода топлива, необходимо провести полную диагностику транспортного средства. Своевременное устранение поломок и отдельных недочетов поможет сэкономить бензин и отремонтировать автомобиль с наименьшими затратами. Возможно вам будет интересно: Фирменному топливу Газпромнефти в Европе дали высокую оценку или Присадки для дизельного топлива

Форсунки и их влияние на расход топлива в автомобиле

30fab5053f3e6f50775c9001b083c2c8_w650.jpg

Комментарии: 1 11.10.2021 Автомобиль — сложный по конструкции набор механизмов, которые должны функционировать в определенном порядке. В большинстве случаев транспортные средства сходят с конвейера завода в идеальном состоянии — все комплектующие установлены на своих местах, а работа ведущих механизмов отлажена для нормального функционирования. Покупателю остается только радоваться приобретению, пока не наступит момент Х. В ходе эксплуатации любая техника начинает обрастать проблемами. В случае с автомобилем это может быть поломка стеклоочистителей, появление коррозии на кузове или образование трещин на резиновых комплектующих. Но самое страшное — когда дефекты возникают в топливной системе. Даже при использовании самого дорогого и чистого топлива, нельзя избавиться от таких процедур, как замена фильтров или свечей зажигания.

Чуть ли не основную роль в образовании топливовоздушной смеси играет топливная форсунка. Данный механизм проводит впрыск горючего в камеру сгорания. Подобные устройства пришли на смену устаревшему карбюратору. Вместе с этим они имеют ряд преимуществ, с которыми нельзя поспорить. Они не нуждаются в дополнительной настройке, так как регулирование проводится посредством работы электронного блока. Кроме того, топливные форсунки обеспечивают высокий уровень экономичности.

18457802fcf00da9852e73a16476d085_w650.jpgЕще одна особенность — компьютер в автоматическом режиме выбирает оптимальное время впрыска топлива, что положительно сказывается на КПД силового агрегата. В современных транспортных средствах все чаще начала встречаться установка по одной форсунке на каждом цилиндре. Механизмы закрепляются на топливной рампе в верхней части мотора. Напомним, что в топливной системе присутствует 2 фильтра — на насосе и магистрали. Несмотря на обеспечение такой защиты, мелкие частицы все равно могут попадать в форсунки и забивать их. Из-за этого почти сразу нарушается штатный режим функционирования механизмов, что может приводить к сбоям в работе двигателя внутреннего сгорания. a3f20b8194cc2118d2af9222613eb2db_w650.jpgСамый распространенный признак такого неприятного явления — падение мощности мотора. Для того чтобы добиться оптимальной динамики автомобиля, приходится поддерживать высокие обороты силового агрегата. А это, в свою очередь, сказывается на расходе топлива не лучшим образом. Могут встречаться и другие проблемы — неполадки в работе самих форсунок. К примеру, они могут направлять слишком много топлива, из-за чего происходит неполное сгорание смеси. Кроме того, горючее может смывать со стенок масляную пленку, которая является необходимой в этом элементе. Это чревато появлением задиров. Такие дефекты потребуют проведения капитального ремонта мотора. Опытные мастера рекомендуют обслуживать топливную систему с особым вниманием. Лучше всего проводить периодическую чистку форсунок. Это позволит сохранить правильное формирование смеси, оптимальный расход топлива и минимизирует риск образования обогащенной смеси. Подобные процедуры проводят на специальном стенде. Сначала форсунки отключают, снимают и устанавливают на стенд. После чего проводится тестирование, очистка и последующая установка на топливную рампу. Итог. От состояния топливных форсунок зависит расход горючего в автомобиле. Поэтому такие элементы нуждаются в периодической очистке.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *