Degalų sistema yra vienas iš svarbiausių komponentų bet kurioje transporto priemonėje su vidaus degimo varikliu. Taip užtikrinama, kad variklis gautų reikiamą kuro kiekį ir tinkama forma, kad veiktų efektyviai ir tausoja aplinką. Degalų purkštukas yra įtaisas, kuris kontroliuoja tikslų kuro dozavimą į variklį. Purkštuko paskirtis - purkšti degalus į smulkią rūką, kad būtų užtikrintas efektyvus ir tolygus jų degimas vidaus degimo variklyje. Degalų purkštuko užduotis yra užtikrinti, kad variklis tinkamu momentu gautų pakankamai degalų, kad pagamintų reikiamą galią.
Degalų purkštukas yra vienas iš svarbiausių automobilio degalų sistemos komponentų, leidžiantis tiksliai ir efektyviai įpurkšti kurą į variklį. Purkštuko funkcija yra užtikrinti, kad degalai į cilindrą pasiektų reikiamu laiku ir reikiamu kiekiu, kad būtų užtikrintas maksimalus variklio darbas ir degalų efektyvumas.
Kuro purkštuko konstrukcija ir komponentai
Kuro purkštuko konstrukcija yra gana sudėtinga ir apima keletą komponentų, kurie visi veikia kartu, kad būtų pasiektas optimalus degalų purškimas. Kuro purkštukų veikimo principas pagrįstas tiksliu kuro dozavimu ir purškimu pagal variklio darbo sąlygas.
- Kuro purkštuko korpusas yra pagrindinis komponentas, kuriame yra visi vidiniai mechanizmai, valdantys degalų judėjimą ir įpurškimą.
- Injektoriaus vidinis vožtuvas (arba adatinis vožtuvas) yra vienas iš svarbiausių komponentų. Jis kontroliuoja kuro srauto atidarymą ir uždarymą per purkštuko korpusą. Atsidarius vožtuvui degalai įleidžiami per purkštuką, po to išpurškiami į smulkią rūką.
- Purkštuko antgalis yra komponentas, kuris purškia degalus. Purkštukas turi daug mažų skylučių arba kanalų, per kuriuos degalai purškiami į smulkią dulksną, kad jie susimaišytų su oru ir efektyviai pasiektų variklį.
- Sandarikliai ir O žiedai: Purkštukas turi kelis sandariklius ir O žiedus, kad būtų išvengta degalų nuotėkio. Šie sandarikliai užtikrina, kad degalai negalėtų išeiti iš purkštukų jungčių ir kad sistema veiktų švariai ir efektyviai.
Daugumoje šiuolaikinių kuro purkštukų yra sumontuoti elektromagnetiniai vožtuvai, kurie veikia elektra. Kai variklio valdymo blokas (ECU) siunčia signalą, jis įjungia solenoidinį vožtuvą, kuris atidaro arba uždaro degalų srautą.
Dyzelinio kuro purkštukų tipai ir pritaikymas
Dyzelinio kuro purkštukai purškia degalus į dyzelinio variklio degimo kamerą. Jie turi didelę įtaką degiojo mišinio sudėčiai ir degimui, taip pat variklio galiai, degiojo mišinio sudėčiai ir variklio triukšmui. Kad purkštukai optimaliai atliktų savo funkcijas, jie turi būti pritaikyti varikliui.
Kaištiniai purkštukai
Kaištiniai purkštukai naudojami varikliams su prieškameriais arba sukūrinėmis kameromis (padalyta degimo kamera, netiesioginis įpurškimas). Šiuose varikliuose degalus susmulkina oro turbulencijos. Įpurškimo srauto charakteristika šį degalų išpurškimo procesą gali dar pagerinti. Standartinio kaištinio purkštuko adatos gale yra kaištis, kuris, esant nedideliam laisvumui, įlenda į purkštuko korpuso purškimo skylutę. Tai kaištinis purkštukas, turintis specialius kaiščio matmenis. Kaiščio forma leidžia formuoti įpurškimo proceso charakteristiką. Didėjant slėgiui ir adatai kylant, praleidimo skersplotis didėja. Tik prieš adatos eigos pabaigą įpurškimo procesas sukuria „minkštesnį“ degimą, nes slėgis degimo kameroje kyla lėčiau. Taigi dalinių apkrovų zonoje sumažėja degimo triukšmas. Ant šio purkštuko droselinio kaiščio yra nušlifuota plokštuma, kuri papildomai atsidarant (esant nedidelei adatos eigai) žiediniam plyšiui atidaro pratekėjimo kanalą. Dėl padidėjusio tūrinio srauto šioje zonoje išvengiama teršalų prilipimo. Žiedinis plyšys tarp purškimo skylutės ir droselinio kaiščio yra labai mažas (10 μm). Nušlifuota plokštuma dažniausiai būna lygiagreti adatos ašiai. Specialiomis geometrinėmis priemonėmis, pvz., suapvalintais kaiščiais arba profiliuotais paviršiais, galima priderinti purkštuką prie variklio reikalavimų.
Daugiasraučiai purkštukai
Daugiasraučiai purkštukai naudojami tiesioginio įpurškimo sistemas turinčiuose varikliuose. Įstatymo padėtį dažniausiai nulemia variklio konstrukcija. Purškimo skylutės išdėstytos aplink purkštuko snapelį. Purškimo skylučių skersmuo viduje yra truputį didesnis nei išorėje. Šį skirtumą parodo k koeficientas. Purškimo įtekėjimo skylučių briaunelės gali būti suapvalinamos hidroerozinio apdirbimo būdu - skystyje esančios abrazyvinės dalelės suapvalina briaunas.
Purkštukai turi būti kruopščiai pritaikyti nurodytoms variklio darbo sąlygoms. Degalai, esantys žemiau purkštuko adatos lizdo, išgaruoja pasibaigus degimui, todėl smarkiai padidina angliavandenilių emisiją. Šių purkštukų purškimo skylutės išdėstytos aplink snapelio ertmę. Jei snapelis apvalus, purškimo skylutės gręžiamos mechaniškai arba elektroeroziniu būdu, atsižvelgiant į konstrukciją. Purkštukų su kūginiu snapeliu skylutės gręžiamos elektroeroziniu būdu. Kad būtų mažesnis liekamasis kuro kiekis, kartu ir mažesnė CH emisija, purškimo skylučių įtekėjimo angos yra purkštuko korpuso lizde. Esant uždarytam purkštukui, jo adata uždengia šias angas. Tad nėra tiesioginio snapelio ertmės ir degimo kameros sujungimo. Snapelio ertmės tūris yra stipriai sumažintas, palyginti su purkštukais, kurių skylutės išeina į snapelio ertmę, taip pat yra daug mažesnė apkrovos riba, todėl jie gali būti gaminami tik su 1 mm skersmens skylutėmis. Snapelio forma yra kūginė.
Į lengvųjų automobilių variklius įpurškiamų degalų čiurkšlė dažniausiai būna ilga ir plona, nes šių variklių degimo kamerose yra sukuriamas stiprus sūkurys. Sunkvežimių varikliuose sūkurys daug mažesnis. Todėl čiurkšlė yra trumpesnė ir platesnė. Net ir esant dideliam sūkuriui, įpurškiamų degalų srautai neturi susidurti vienas su kitu. Priešingu atveju degalai būtų purškiami į zonas, kuriose degimas jau vyksta ir todėl trūksta oro. Daugiasraučiuose purkštukuose būna iki šešių (lengvųjų automobilių) arba dešimties (sunkvežimių) skylučių.
Purkštukų priežiūra ir galimos problemos
Degalų purkštukai nuolat veikia pulsuojamosios variklio ir įpurškimo sistemos mechaninės ir šiluminės apkrovos, kadangi degimo kameroje jie nepridengti. Stabdant varikliu, kai degalai nepurškiami, purkštuko temperatūra smarkiai padidėja. Laikui bėgant degalų purkštukai gali surinkti nešvarumus ir šiukšles, dėl kurių jie negali tinkamai veikti. Problemos su degalų purkštukais gali būti užsikimšimas, nuotėkis arba solenoidinio vožtuvo gedimas.
Atsižvelgiant į ypač dinamišką naujų, labai apkrautų variklių ir funkcionalių įpurškimo sistemų (pvz., daugkartinio įpurškimo) kūrimą, būtina nuolat tobulinti purkštukus. Yra įvairių purkštukų tobulinimo sričių ir kūrimo įrankių. Be to, nuolat kuriamos naujos medžiagos, atsparios didelei ilgalaikei apkrovai. Daugkartinis įpurškimas taip pat turi įtakos purkštukų konstrukcijai. Kitokių degalų (pvz., sintetinių) naudojimas turi įtakos purkštuko konstrukcijai dėl skirtingos klampos arba kitokių srauto savybių.
Degalų įpurškimo sistemos
Yra keletas pagrindinių degalų įpurškimo sistemų tipų:
- Port Fuel Injection (PFI) sistema: Šioje sistemoje naudojami purkštukai, kurie purškia degalus į įsiurbimo kolektorių tiesiai prie vožtuvų šalia įsiurbimo kolektoriaus. Tai tradicinė sistema, naudojama daugelyje turistinių ir mažesnių transporto priemonių.
- Tiesioginio kuro įpurškimo sistema (GDI): Šioje sistemoje degalai įpurškiami tiesiai į variklio cilindrą, o ne į įsiurbimo kolektorių.
- Common Rail (CR) sistema: Tai speciali sistema, naudojama dyzeliniuose varikliuose. Ji leidžia kurą įpurkšti į skirtingus cilindrus skirtingu laiku ir slėgiu, priklausomai nuo variklio darbo sąlygų.
Gamykliškai restauruoti kuro purkštukai
Purkštukų sandarinimo komponentai
Tinkamam purkštukų veikimui užtikrinti svarbūs įvairūs sandarinimo elementai. Tarp jų yra varinės tarpinės, kurių matmenys gali skirtis, pavyzdžiui, 7.5*16*2mm ar 7.5*16*1.5mm. Taip pat naudojami sandarinimo žiedai, pavyzdžiui, perpildymo žarnos sandarinimo žiedas. CR (Common Rail) sistemose naudojami specialūs purkštukų sandarinimo komplektai.
Toliau pateikiama lentelė su kai kuriais purkštukų sandarinimo komponentais ir jų matmenimis:
| Komponentas | Matmenys | Pastabos |
|---|---|---|
| Varinė tarpinė | 7.5*16*2mm | Dažnai naudojama |
| Varinė tarpinė | 7.5*16*1.5mm | Dažnai naudojama |
| Varinė tarpinė | 7.5*14*2.25mm | Naudojama |
| Varinė tarpinė | 15*21*2mm | Naudojama AR*Fiat 1.9JTD * C * Peugeot 1.9TD (mot. |
| Perpildymo žarnos sandarinimo žiedas | 2.75mm. x 1.5mm. | Renault Master III 2.3dCi 02/11m-> |
| CR (Common Rail) purkštuvo sandarinimo kompl. | Nenurodyta | Dyzeliniams varikliams |