1. Зачем дизелю форсунка?
Дизель — это двигатель внутреннего сгорания, особенностью которого является то, что топливо в камере сгорания воспламеняется не от свечи зажигания, как в бензиновом двигателе, а от высокой температуры при сжатии воздуха в цилиндре. Подаваемый в цилиндр воздух сильно сжимается надвигающимся поршнем, нагреваясь до 600 градусов по Цельсию, и уже в созданную таким образом среду под высоким давлением подается топливо в мелкораспыленном виде, перемешивается и воспламеняется.
Для полноценного сгорания топливной смеси необходимо, чтобы порция топлива распространилась по всему объему камеры сгорания в туманообразном состоянии. Чем меньше диаметр капель, тем лучше они перемешиваются с кислородом горячего воздуха, быстрее нагреваясь, воспламеняются, обеспечивая более полное сгорание.
Топливную смесь впрыскивают в плотную среду сжимаемого воздуха, поэтому впрыск должен быть резким и мощным, за очень короткий промежуток времени от 0,002 до 0,008 с. Скорость струи на выходе достигает 350 м/с, для чего давление впрыска в дизеле 5Д49 создается 320 кг/см2, чтобы обеспечить высокую скорость и дальнобойность струи.
Недостаточная скорость струи на выходе вызовет подтекание и несгорание топлива. Такие остатки, превратившись в нагар, забьют сопловые отверстия.
2. Форсунка топливного насоса высокого давления дизеля 5Д49
Топливные насосы высокого давления* (ТНВД) установлены в лотке дизеля в соответствии с количеством цилиндров*. Под действием кулачков распредвала ТНВД подают топливо из топливного коллектора к форсунке.
Форсунка состоит из стального корпуса, на торец нижней части которого, накручивается колпак.
Колпаком к корпусу форсунки прижимается корпус распылителя и сопловой наконечник. Торцы соплового наконечника, корпуса распылителя и корпуса форсунки притерты с такой высокой точностью, что создается иллюзия, что они намагничены. Эта притирка не позволяет топливу просачиваться между деталями.
Внутри корпуса распылителя игла, закрывающая своим конусом выходное отверстие.
В корпусе распылителя три отверстия, по которым топливо подходит к игле. Игла прижата к своему седлу в корпусе распылителя штангой толкателя и поджатой пружиной. Чтобы исключить протекание, конус иглы на 1–2 градуса больше конуса седла, что обеспечивает плотное прилегание.
Сжатие пружины регулируется затяжкой регулировочного винта. Регулировочный винт в настоящий момент затянут с таким усилием, что топливо сможет пройти в канал под иглу, если создаст усилие в 320 кгс/см2.
Сопловой наконечник распылителя имеет 9 отверстий диаметром 0,35 мм. Отверстия смещены относительно оси распылителя под углом 30 градусов.
По трубке высокого давления топливо подходит к штуцеру и попадает в щелевой фильтр.
В стальном стержне профрезерованы канавки тупикового типа. Одни со стороны входа топлива в щелевой фильтр, другие со стороны выхода. Такая конструкция вынуждает топливо просачиваться между ребрами канавок и корпусом, задерживая частицы размером от 0,02 до 0,1 мм.
3. Как это все работает?
От ТНВД к форсунке топливо нагнетается по трубопроводу высокого давления.
По штуцеру топливо заходит в щелевой фильтр, просачиваясь между ребрами и корпусом попадает в наклонный канал.
Топливо заходит в корпус распылителя через три отверстия, расположенных в верхней части корпуса.
По каналам в корпусе распылителя топливо подходит и останавливается под конусом иглы, запирающим канал.
Пружина оказывает давление через штангу толкателя на иглу, плотно прижимая ее к седлу в корпусе распылителя. Когда давление топлива достигнет 320 кг/см2, игла приподнимется, а топливо, давившее лишь на незначительную часть конуса иглы, увеличит давление, так как площадь воздействия резко увеличится. Игла резко подскочит, преодолевая давление пружины на 0,75–0,8 мм вверх, и топливо через девять отверстий соплового наконечника резко выйдет в виде туманообразного облака в камеру сгорания.
Давление под иглой резко снизится, и пружина через штангу толкателя опустит иглу в первоначальное положение. Высоту подъема иглы ограничивает торец корпуса форсунки.
Остатки топлива, просочившегося через зазоры деталей форсунки, поднимутся, смазав штангу толкателя и через отверстия и канал внутри регулировочного винта, уйдут в сливную трубку.
Благодаря наличию колодца в цилиндровой крышке, форсунку можно завести в камеру сгорания под углом 30 градусов, не закрывая крышкой закрытия цилиндровой втулки. Это облегчает обслуживание форсунки. Плотность посадки обеспечивает конусная поверхность корпуса форсунки и уплотнительное резиновое кольцо.
В заключение обращу внимание читателей на наличие терминов, отмеченных снежинкой*, описание назначения которых можно будет встретить в предыдущих статьях, или информацию о них можно почерпнуть в наших коротких развивающих фильмах на нашем телеграм-канале https://t.me/mihailsilko24 или в набирающем в последнее время популярность «Рутубе» https://rutube.ru/channel/22129608/.
Приглашаем посмотреть более 50-ти коротких обучающих фильмов, посвященных назначению, устройству и принципу работы различных узлов и агрегатов тепловозов и электровозов. Отписаться никогда не поздно, так что заходите на наш канал))). До скорых встреч!