Работа электромагнитной форсунки связана с протекающими одновременно гидравлическими, механическими, электромагнитными и электрическим процессами, поэтому она является одним из наиболее ответственных элементов в системе
впрыскивания топлива.
Форсунки открываются автоматически и осуществляют дозирование и распыление топлива. Обычно форсунки разрабатываются для каждой модели автомобиля и двигателя, они постоянно совершенствуется, 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 и при этом 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 1 (рис.2.2.1) электромагнита, размещенную 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
Рис. 2.2.1. Конструктивная схема электромагнитной форсунки:
1 - обмотка электромагнита; 2 - якорь; 3 - запирающий элемент; 4 - упор; 5 - пружина; 6 - магнитопровод; 7 - выходные контакты; 8 - штуцер для топлива
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 постоянстве давления на входе в форсунку зависит только от длительности управляющего импульса.
В реальной форсунке время открытого состояния клапана 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. 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 ею тока. Для 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, представленной на рис.
Рис. 2.2.2. Электромагнитная форсунка с плоским запирающим элементом:
1 - корпус; 2 - обмотка электромагнита; 3 - запирающий элемент;4 - пружина; 5 - жиклер клапана; 6 - топливный фильтр; 7 - сердечник электромагнита; 8 - топливные каналы; 9 - регулировочный винт; 10 - электрические контакты; 11 - магнитная вставка; d - рабочий ход запирающего элемента
2.2.2, изготовлен из магнитомягкой стали и в центральной части имеет стальную вставку, которая 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 появилась возможность увеличить усилие пружины 4, что повысило герметичность клапана. Усилие пружины может регулироваться специальным винтом 9, закрытым пробкой. Внутри форсунки размещен топливный фильтр 6 в виде кольца из порошкового материала, так как при попадании загрязнений (частиц размером более 30-40 мкм) клапан форсунки может потерять герметичность.
Форсунки с конусным запирающим элементом получили наибольшее распространение. Форсунка имеет нижний подвод топлива, обеспечивающий его постоянную циркуляцию через форсунку, лучшее охлаждение электромагнитной системы и лучшие условия для отвода пузырьков газа.
Преимущество сферического запирающего элемента состоит в том, что сферические элементы обладают хорошими герметизирующими свойствами и способностью к центрированию в седле клапана.
Форсунки для распределенного и центрального впрыскивания отличаются по размерам, способу крепления на двигателе, способу подвода топлива и по сопротивлению
обмоток электромагнита.
Дополнительная пусковая форсунка отличается по конструкции от рабочих. Обычно она состоит из корпуса с фланцем крепления 4 (рис. 2.2.3), в который завальцован пластмассовый каркас 1 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.
Рис. 2.2.3. Пусковая форсунка:
1 - пластмассовый каркас; 2 - обмотка электромагнита; 3 - фланец крепления форсунки;4 - распылитель; 5 - пружина; 6 - запирающий элемент; 7 - топливоподводящий штуцер с фильтрующим элементом; 8 - электрические контакты