Форсунки, устанавливаемые на дизели до 2008 г., состоят:
- из корпуса с распылителем и накидной гайкой;
- иглы распылителя со штоком;
- пружины с опорной шайбой, регулировочным винтом с контргайкой и втулкой;
- колпачковой гайки и топливоприемного штуцера с сетчатым фильтром.
Распылитель и игла форсунки изготовлены из специальной стали и очень точно (с зазором 2...3 мкм) подогнаны друг к другу, они являются третьей прецизионной невзаимозаменяемой парой в системе питания дизеля. Форсунки устанавливают в отверстиях головок в латунных стаканах, омываемых жидкостью системы охлаждения двигателя. В гнезде каждая форсунка закрепляется на головке с помощью прижимной скобы, притягиваемой гайкой на шпильке. Сопло распылителя с распыляющими отверстиями входит внутрь цилиндра над камерой сгорания.
При работе двигателя топливо, подаваемое насосом к форсунке, проходит через фильтр приемного штуцера и по топливным каналам корпуса и распылителя поступает в его нижнюю полость. При достижении необходимого давления (16,5—17 МПа), определяемого натяжением пружины, игла под давлением топлива на ее поясок поднимается до упора в выступ корпуса, открывая конусным концом топливный канал. Топливо через распиливающие отверстия в мелкораспыленном состоянии впрыскивается в камеру сгорания. После прекращения подачи топлива насосной секцией и падения давления игла опускается на седло, прекращая подачу топлива. Топливо, просочившееся через неплотности в верхнюю часть форсунки, сливается по трубопроводу обратно в бак.
В форсунках, устанавливаемых на дизели, соответствующие стандарту Евро-3, требуемый момент начала впрыскивания и величина подачи топлива обеспечиваются действием электромагнитного клапана форсунки. Момент начала впрыскивания устанавливается системой электронного управления работой дизеля. Формирование электронным блоком сигналов управления форсунками происходит на основании считывания сигналов, передаваемых датчиками частоты вращения коленчатого вала и первичного вала редуктора привода топливного насоса высокого давления, установленными под определенным углом друг к другу. Работа форсунки показана на рис. 6.4.
Рис. 6.4. Схема работы форсунки с электромагнитным клапаном: а - схема прохождения топлива при отсутствии впрыска топлива; б - схема прохождения топлива в момент впрыска топлива; 1 - клеммы электрического подсоединения; 2 - электромагнитный клапан; 3 - магистраль высокого давления; 4 - шарик клапана; 5 - дроссельное отверстие подачи топлива; 6 - поршень, управляющий клапаном; 7 - канал подвода топлива к распылителю; 8 - распылитель (игла и корпус); 9 - фаска (заплечик) иглы распылителя; 10 - камера управляющего клапана; 11 - дроссельное отверстие отвода топлива; 12 - магистраль обратного слива топлива
Топливо подается по магистрали высокого давления 3 через подводящий канал к распылителю форсунки 8, а также через дроссельное отверстие подачи топлива 5 в камеру управляющего клапаном поршня 6 через дроссельное отверстие отвода топлива, которое может открываться электромагнитным клапаном. Камера соединяется с магистралью обратного слива 12. При закрытом дроссельном отверстии 5 гидравлическая сила, действующая сверху на управляющий клапаном поршень, превышает силу давления топлива, действующую снизу на фаску (заплечик) 9 иглы распылителя форсунки. Вследствие этого игла прижимается к седлу распылителя и плотно закрывает отверстия распылителя. При этом топливо не попадает в камеру сгорания.
При срабатывании электромагнитного клапана 2 якорь электромагнита сдвигается вверх и шарик 4 поднимается, открывая дроссельное отверстие 11. Соответственно снижаются как давление в камере управляющего клапана, так и гидравлическая сила, действующая на поршень. Под действием давления топлива на конус игла распылителя отходит от седла, и топливо через отверстия распылителя впрыскивается в камеру сгорания цилиндра. Управляющая подача — это дополнительное количество топлива, предназначенного для подъема иглы, которое после использования отводится в магистраль обратного слива топлива. Количество топлива, поступившего в цилиндр, пропорционально времени включения электромагнитного клапана и величине давления в аккумуляторе топлива и не зависит ни от частоты вращения коленчатого вала двигателя, ни от режима работы топливного насоса высокого давления.
Когда электромагнитный клапан обесточивается, пружина прижимает якорь вниз и шарик клапана 4 закрывает дроссельное отверстие 5. При этом давление в камере управляющего клапана становится таким же, что и в аккумуляторе. Под действием повышенного давления управляющий поршень вместе с иглой распылителя смещается вниз, игла плотно прижимается к седлу распылителя и закрывает его отверстия. Впрыскивание топлива прекращается.