Форсунки являются основными элементами в дизельных и бензиновых инжекторных двигателях. Существует несколько типов форсунок. Они устанавливаются на двигатели разных конструкций. В данной статье будет подробно описано, что собой представляет данная деталь конструкции автомобиля.

Назначение форсунок и их виды
Все инжекторные бензиновые и дизельные двигатели оснащены системой впрыска топлива, которая подразумевает использование форсунок. Этот элемент системы играет не самую последнюю роль. Форсунки предназначены для распыления топлива внутри камеры сгорания. Принцип работы форсунок дизельного и бензинового двигателей аналогичен. Распыление происходит за счет подачи топлива под высоким давлением через сопло форсунки. Благодаря форсункам внутри камеры сгорания возникает топливный факел, то есть происходит разбивка топлива на микроскопические капли, которые смешиваются с воздухом.
Единственно, что отличает работу форсунок бензиновых и дизельных моторов, так это режим работы. Форсунки в бензиновых силовых агрегатах работают под более низким давлением, чем в дизельных.

На сегодняшний день в системах впрыска используется 4 вида форсунок:
  • Механические
  • Электромагнитные
  • Электрогидравлические
  • Пьезоэлектрические

Разберем каждый тип форсунок отдельно, так как каждый из них обладает своими особенностями и применяется в разных сферах.

Механические форсунки
Данный тип форсунок является «классическим» решением. Их используют уже не один год и за это время они не стали менее популярными. Механическая форсунка представляет собой некий клапан, который открывается при достижении определенного давления. Внутри корпуса находится игла. Она закрывает сопло под действие пружины. Давление толкает топливо от ТНВД к кольцевой камере, которая находится между иглой и корпусом. Под действие давления игла приподнимается и открывает сопло. В результате происходит распыление капель топлива по камере сгорания. После снижения давления игла приподнимается и закрывает сопло.
Механическая форсунка обладает высокой надежностью и простой конструкции. Но она не подходит для установки на современные дизельные двигатели, так как не способна обеспечить необходимые характеристики. По этой причине на смену механическим форсункам постепенно приходят другие.

Электромагнитные форсунки
Основное отличие электромагнитной форсунки от механической заключается в том, что открытие сопла происходит после подачи сигнала от контроллера на встроенный электромагнит, который располагается в верхней части форсунки. Якорь электромагнита соединен с иглой. При подаче напряжения на электромагнит игла поднимается и открывает сопло.
Электромагнитные форсунки нашли широкое применение в бензиновых двигателях. В дизельных их не используют, так как они не способны работать под большим давлением.

Электрогидравлические форсунки
В этих форсунках собраны все положительные качества двух предыдущих видов. Давление топлива на иглу осуществляется сразу с двух сторон (снизу и сверху) в местах расположения топливных камер, которые связаны между собой. Следовательно, и давление в них одинаковое. Верхняя камера получила название камерой управления. Она соединена со сливной магистралью посредством электромагнитного клапана. Топливо поступает в верхнюю камеру из впускной магистрали через дроссель (канал с сужением).
Принцип действия электрогидравлической форсунки выглядит следующим образом. Когда клапан находится в закрытом положении, игла опущена и прижата к седлу. Как только клапан получает импульс от контроллера, топливо начинает из камеры управления поступать в сливную магистраль. Это сопровождается падением давления в камере. Теперь на иглу оказывается давление только снизу. Из-за этого игла приподнимается и происходит впрыск топлива. В этот момент камера управления все еще соединена с впускной магистралью. Впускной дроссель не позволяет топливу заполнить камеру.
Электрогидравлические форсунки используются в дизельных двигателях и системах впрыска Common Rail. Данное устройство отличается своей простотой и надежностью. Использование таких форсунок обеспечивает двигателю длительный срок службы.

Пьезоэлектрические форсунки
Эти форсунки являются самыми современными. Их наиболее часто используют в дизельных двигателях с системой впрыска Common Rail. Принцип действия этих форсунок схож с гидроэлектрическими, за исключением одного момента. В качестве элемента, который воздействует на клапан и заставляет его открываться, чтобы топливо из верхней камеры попало в сливную магистраль, выступает пьезоэлектрический кристалл. Уже давно известно, что некоторые кристаллы обладают пьезоэлектрическим эффектом. Внешняя сила воздействует на кристалл, и он поддается деформации, образовывая электрический заряд. Также эти кристаллы способны демонстрировать и обратный эффект. Если на них воздействовать электрическим током, то они начнут изменять свои размеры. В пьезоэлектрических форсунках используются именно такие кристаллы. Они под действием электричества удлиняются и толкают поршень клапана, отвечающего за подачу топлива из камеры управления в сливную магистраль.
Эти форсунки отличаются от остальных своим быстродействием. Длина кристалла изменяется и открывает клапан в 4 раза быстрее, чем это происходит в электромагнитных форсунках. Благодаря пьезоэлектрическим форсункам появилась возможность осуществлять несколько впрысков за один такт двигателя. В результате появились двигателя с форсунками, которые способны за один такт делать до 9 впрысков.