Diislipihustid: disainifunktsioonid
Diiselpihusti on diiselmootori toitesüsteemi üks peamisi elemente. Düüs (pihusti) tagab diislikütuse otsese tarnimise diiselmootori põlemiskambrisse, samuti tarnitud kütuse kõrge sagedusega (üle 2 tuhande impulsi minutis) doseerimise. Pihusti pihustab tõhusalt kütust kolvi kohal olevasse ruumi. Sellise pihustamise tulemusena omandab kütus põleti kuju. Üksteisest erinevate kütusevarustussüsteemide pihustitel on konstruktsiooniomadused ja need erinevad nende juhtimise viisi poolest. Injektorid jagunevad kahte rühma:
- mehaaniline;
- elektromehaaniline;
Soovitame lugeda ka artiklit diiselmootori toitesüsteemi seadme kohta. Sellest artiklist saate teada diiselmootorite sisepõlemismootorite kõrgsurvekütuse etteandesüsteemide komponentide ja tööpõhimõtete kohta.
Artikli sisu
Mehaanilise düüsi tööpõhimõte
Düüsi mehaanilise juhtimisega diiselmootori toitesüsteemi tööpõhimõte on järgmine. Kütus juhitakse kõrgsurvekütusepumbale (TNVD) kütusepaagist. Toite eest vastutab rõhutõstepump, mis loob madala rõhu, mis on vajalik diislikütuse pumpamiseks läbi kütusetorude.
Lisaks jaotab ja pumpab kõrgsurve kütusepump vajalikus järjestuses kütust kõrge rõhu all mehaanilise düüsini viivas torus. Iga seda tüüpi otsik avaneb järgmiseks osa diislikütuse sissepritseks silindritesse kõrge kütuserõhu mõjul. Rõhu langus põhjustab diislikütuse pihusti sulgemise.
Lihtsal mehaanilisel pihustil on korpus, pihusti, nõel ja üks vedru. Seadmes liigub lukustusnõel vabalt piki pihusti juhtkanalit. Düüsi otsik kattub tihedalt hetkel, kui sissepritsepumbast puudub vajalik rõhk. Allosas toetub nõel pihustitihendile, millel on kooniline kuju. Nõela kinnitamine toimub peale kinnitatud vedru abil.
Pihusti on süstimisdüüsi seadme muude elementide hulgas üks olulisemaid komponente. Pihustitel võib olla erinev arv pihustusavasid, need võivad erineda kütusevarustuse reguleerimise viisist.
Lihtsad diiselmootorid, millel on poolitatud põlemiskamber, saavad sageli ühe ava ja nõelaga. Diiselmootorid, mis põhinevad kütuse otsesissepritsel, on varustatud mitme pihustusavaga düüsidega. Sellise pihusti aukude arv on vahemikus kaks kuni kuus.
Kütusevarustust reguleeritakse sõltuvalt pihusti konstruktsioonist, kuna selliseid lahendusi on kahte peamist tüüpi:
- pihusti kanalite kattumise võimalusega;
- kattuva helitugevusega nebulisaator;
Esimesel juhul lülitab düüsi nõel kütusevarustuse välja, sulgedes iga augu. Teist tüüpi otsik tähendab, et nõel katab pihusti põhjas teatud tüüpi kambri.
Sissepritsepumba poolt süstitava kütuse rõhk põhjustab nõela tõusu, kuna sellise nõela pinnal on spetsiaalne aste. Diislikütus tungib kehasse kindlaksmääratud sammu all. Sel hetkel, kui kütuserõhk on tugevam kui survevedru tekitatav jõud, liigub nõel üles. See avab pihustuskanali. Surve all olev diislikütus läbib pihusti ja seda pihustatakse põleti kujul. Nii töötab kütuse sissepritse.
Lisaks läbib pihusti ja siseneb põlemiskambrisse teatud kogus kütust, mida toidetakse kõrgsurvepumbaga. Peale seda hakkab rõhk nõela astmele langema, mille tulemusena naaseb nõel vedru jõu toimel algasendisse ja sulgeb kanali tihedalt. Seejärel peatatakse diislikütuse tarnimine pihustisse täielikult.
Kahe vedruga pihusti
Diisli silindrites kütuse etteande ja sellele järgneva kütuse põlemise efektiivsust saab mõjutada pihusti erinevate omaduste muutmine, nagu pihustikanalite struktuur ja arv, vedrujõud jne. Üheks disainilahenduseks oli spetsiaalse nõela tõsteanduri sisseviimine düüsiseadmesse. Seda tõusu võtavad arvesse spetsiaalsed elektroonilised juhtseadmed, mis suhtlevad sissepritsepumbaga.
Kahe vedruga diislipihustitest on saanud järjekordne arendusring. Selliste pihustite konstruktsioon on keerulisem, kuid tulemuseks on suurem paindlikkus kütuse kohaletoimetamise protsessis. Töösegu põlemine muutub pehmemaks, diiselmootor töötab vaiksemalt.
Nende pihustite töö eripäraks on nõela kaheastmeline tõstmine. Selgub, et kõrgsurvekütusepumba poolt sissepritsitud kütus ületab esmalt ühe ja seejärel teise vedru takistusjõu survejõu. Tühikäigurežiimis ja mootori madalal koormusel toimub sissepritse ainult läbi esimese etapi, varustades mootorisse väikese koguse diislikütust. Kui mootor läheb koormusrežiimile, tõuseb kõrgsurvekütusepumba poolt pumbatava kütuse rõhk, kütust tarnitakse juba kahes doseeritud portsjonis. Esimene sissepritse väikese mahuga (1/5 kogumahust) ja seejärel peamine (umbes 80% diislikütusest). Sissepritse rõhu erinevus esimese ja teise astme avamisel ei ole eriti suur, mis tagab sujuva kütuse kohaletoimetamise.
Selline lähenemine võimaldas suurendada segu põlemise ühtlust, tõhusust ja kasulikkust. Diiselmootor hakkas vähem kütust tarbima, mürgiste lisandite hulk heitgaasides vähenes. Kahe vedruga diislipihusteid kasutati aktiivselt kütuse otsesissepritsega seadmetes kuni Common Raili-nimeliste toitesüsteemide tulekuni.
Elektromehaaniline diislipihusti
Diisel-sisepõlemismootorite kütusevarustussüsteemide edasiarendamine on viinud düüside tekkeni, milles diislikütust juhitakse silindritesse elektromehaaniliste düüside abil. Sellistes pihustites avab ja sulgeb düüsi nõel pihustile juurdepääsu mitte kütuse rõhu mõjul ja vedrujõu vastu, vaid spetsiaalse juhitava solenoidklapi abil. Klappi juhib mootori ECU, ilma milleta kütus pihustisse ei sisene.
Juhtseade vastutab kütuse sissepritse käivitamise ja kütuse etteande kestuse eest. Selgub, et ECU doseerib diiselmootori jaoks diislikütust, andes pihusti klapile teatud arvu impulsse. Impulsside parameetrid sõltuvad otseselt mootori väntvõlli pöörlemissagedusest, mis režiimis diiselmootor töötab, milline on sisepõlemismootori temperatuur jne.
Common Rail toitesüsteemis suudab elektromehaaniline pihusti kütust varustada ühe tsükli jooksul mitme eraldi impulsi (sissepritse) kaudu. Kütuse sissepritse tsükli kohta toimub kuni 7 korda. Ka sissepritserõhk on võrreldes varasemate süsteemidega oluliselt suurenenud.
Tänu doseeritud ülitäpse gaaside kolvi etteandele, kasvab segu põlemise tulemusena kütuse-õhu segu sujuvalt, kütuse-õhu segu ise jaotub ühtlasemalt diisli silindritele, on parem pihustatud ja põleb täielikult läbi.
Järgmine video illustreerib selgelt elektromehaanilise pihusti tööpõhimõtet, kasutades näitena bensiinimootorit. Peamine erinevus seisneb selles, et kütuse rõhk diislipihustis on palju suurem.
Selline lähenemine võimaldas lõpuks viia sissepritse juhtimise ülesande pihustitelt ja kõrgsurvekütusepumpadelt elektroonilisele seadmele. Elektrooniline sissepritse töötab palju täpsemalt, sarnaste lahendustega diiselmootor on muutunud veelgi võimsamaks, ökonoomsemaks ja keskkonnasõbralikumaks. Arendajatel õnnestus diiselmootori töö ajal märkimisväärselt vähendada vibratsiooni ja müra, suurendada sisepõlemismootori üldist ressurssi.
Pumba otsik
Üks diiseljõusüsteemide sortidest on konstruktsioonid, milles puudub kõrgsurvekütusepump. Nn diiselseadme pihustid vastutavad kõrge sissepritserõhu loomise eest. Süsteemi tööpõhimõte seisneb selles, et madalsurvepump suunab diislikütuse esmalt otse pihustisse, millel on kõrge sissepritserõhu tekitamiseks juba oma kolvipaar. Düüsi kolvipaar töötab nukkvõlli nukkide otsesel kokkupuutel sellele. See süsteem võimaldab teil saavutada diislikütuse pihustamise parima kvaliteedi tänu võimalusele luua väga kõrge sissepritserõhk.
Soovitame lugeda ka artiklit, kuidas diislikütuse tahkete osakeste filtrit ise puhastada. Sellest artiklist saate teada peamistest filtrielemendi puhastamise viisidest nii eemaldamisega kui ka otse autol.
Kütuse sissepritsepumba väljajätmine kütusevarustussüsteemist võimaldab muuta kapoti all oleva diiselmootori paigutuse kompaktsemaks, vabaneda kütusepumba ajamist ja jõuvõtust selle pidevaks pöörlemiseks. Samuti on saanud võimalikuks elektrisüsteemist eemaldada lahendused, mis jaotavad kütuse sissepritsepumbast silindritesse. Ühikpihustitega süsteemis on pihustid elektriventiiliga, mis võimaldab kütust ette anda kahe impulsiga.
Põhimõte sarnaneb kahe vedruga mehaanilise otsiku tööga. Lahendus võimaldab esmalt teostada täiendava sissepritse ja alles seejärel varustada põhiosa kütusest silindrisse. Pump-pihustid teostavad kütuse etteande sissepritse alguse kõige täpsemalt määratud hetkel, parema doseeringuga diislikütust. Sellise süsteemiga diiselmootor on ökonoomne, töötab sujuvalt ja vaikselt, kahjulike ainete sisaldus heitgaasides on viidud miinimumini.
Lahenduse peamiseks puuduseks võib pidada seda, et pumba pihusti sissepritserõhk sõltub otseselt mootori pöörlemiskiirusest. Puuduste nimekirjas on ka: täitmise keerukus, kõrged nõudmised mootoriõlile, kütuse puhtus ja kvaliteet. Töötamise ajal on raskusi remondi- ja hooldusprotsessis ning üldised kõrged kulud võrreldes süsteemidega, mis on varustatud tavalise sissepritsepumbaga.
