Форсунки судовых дизелей бывают двух типов: открытые и закрытые. Форсунки открытого типа из-за существенных недостатков в последнее время на дизелях не устанавливают.
При использовании форсунок открытого типа топливо от топливного насоса высокого давления через форсуночную трубку подается к форсунке, подводящий канал которой является продолжением трубки, далее топливо поступает на распылитель и в цилиндр. Ввиду отсутствия запорного устройства топливо начинает поступать в цилиндр, как только давление в топливопроводе станет больше давления в цилиндре. Поэтому первые частицы топлива, поступающего в цилиндр, имеют сравнительно большие размеры, плохо перемешиваются с воздухом и сгорают неполностью. То же самое происходит и в конце подачи, когда давление топлива снова падает. Для уменьшения отрицательного влияния этих явлений на качество распыливания и сгорания топлива топливные насосы дизелей с форсунками открытого типа имеют кулачные шайбы специального профиля, позволяющие сократить время нарастания давления и подачи топлива в цилиндр до минимальных значений.
У форсунок закрытого типа на пути топлива перед соплом устанавливают специальный запорный клапан игольчатого типа, нагруженный пружиной. Первоначальная затяжка пружины зависит от типа двигателя, способа смесеобразования и других причин и принимается от 140 до 300 бар; для некоторых дизелей — до 400 бар. Высота подъема иглы игольчатого клапана зависит прежде всего от количества подаваемого топлива в цилиндр за один впрыск и колеблется от 0,35 до 1,1 мм— более высокий подъем иглы привел бы к перегрузке и быстрому износу пружины. Закрытые форсунки позволяют подавать топливо в цилиндр при высоких давлениях даже при работе двигателя на малых оборотах. Сопло у форсунок небольших дизелей выполняют обычно вместе с распылителем, у форсунок крупных дизелей — отдельной деталью, которую по мере износа отверстий заменяют.
Форсунки больших дизелей имеют специальные каналы для подачи охлаждающей жидкости в район распылителя и сопла. Охлаждение форсунки уменьшает нагарообразование в районе сопла и возможность закоксовывания его отверстий. В качестве охлаждающей жидкости применяют дизельное топливо или пресную воду. При охлаждении форсунок водой устанавливают обычно индивидуальную систему охлаждения с собственным холодильником для охлаждения пресной воды. Периодически путем анализа проверяют, нет ли в охлаждающей воде топлива, и в случае его появления немедленно выясняют, в какой форсунке появилась неплотность, и заменяют ее.
Все форсунки закрытого типа работают по одинаковому принципу и отличаются только устройством распылителей, которые бывают дырчатыми и штифтовыми. Устройство многодырчатого и штифтового распылителей показано на рис. 54. Топливо от топливного насоса по каналу 1 проходит в полость 3. Когда общее усилие, действующее на конусную площадку 4, превышает упругость пружины, игольчатый клапан 2 приподнимается и топливо попадает в камеру сгорания в первом случае через отверстия, а во втором — через щелевой канал 5 (между игольчатым клапаном и распылителем). Форсунки со штифтовыми распылителями не нашли широкого применения, так как вследствие интенсивного износа распылителя ширина канала увеличивается и качество распыла ухудшается.
Конструкция стандартной форсунки закрытого типа двигателей ДР 30/50-3 показана на рис. 55. К стальному кованому корпусу 4 форсунки при помощи нажимной гайки 3 крепится распылитель 2 с игольчатым клапаном 1, который через толкатель 5 нагружен пружиной 6, натяжение пружины регулируют винтом 7 и фиксируют контргайкой 11. Топливо от топливного насоса подается через щелевой фильтр 8 по каналу А в полость под игольчатый клапан 1. Когда усилие, созданное давлением топлива на конусную площадку иглы, превысит начальное натяжение пружины (200—205 бар), игла поднимается и топливо через восемь сопловых отверстий диаметром 0,35 мм попадет в камеру сгорания. Угол между отверстиями 140°. Подъем иглы равен 0,5 мм и ограничен нижним торцом корпуса 4 форсунки. Топливо, просочившееся через зазор между иглой и распылителем, отводится по каналу В в присоединенную к корпусу с помощью штуцера 12 сливную трубку. Уплотнение сливной трубки осуществляется прокладками 13.
Для прокачивания форсунки после профилактики и ремонта служит невозвратный шариковый клапан 9, прижимаемый к гнезду болтом 10. Уплотнение между форсункой и цилиндровой крышкой — красномедная прокладка 14.
Подобные форсунки просты по конструкции, однако имеют ряд недостатков, главными из которых следует считать: отсутствие специальной ограничительной шайбы подъема иглы, что приводит к износу корпуса форсунки; при износе отверстий распылителя приходится заменять весь комплект (у форсунок с отдельно выполненным соплом заменяют только последний). Отсутствие специального охлаждения тоже упрощает конструкцию форсунки, однако приводит к нагарообразованию и закоксовыванию отверстий распылителя.
В последнее время получили распространение гидрозапорные и гидромеханические форсунки.
У гидрозапорных форсунок для регулирования давления начала впрыска применяется гидравлический запор (вместо пружины), у гидромеханических форсунок — пружина в комплекте с гидравлическим запором.
Схема гидрозапорной форсунки с гидравлически управляемой иглой показана на рис. 56. Топливо по топливоподающему каналу попадает в полость Б под иглу форсунки. Запирающая жидкость поступает в полость В и действует на поверхность А, площадь которой и давление запирающей жидкости определяют расчетным путем. Игла приподнимается тогда, когда усилие, создаваемое давлением топлива на конусную площадку иглы, превышает усилие, создаваемое запирающей жидкостью на поверхность А. Жидкость для запирания иглы подается специальным насосом. Иногда для запирания форсунки используют то же топливо, которое подается к форсунке топливными насосами высокого давления.
Преимущества гидрозапорных топливных систем перед механическими: увеличивается срок службы распылителей благодаря смазке иглы гидросмесью, свободной от механических и химических примесей; можно изменять давление запирания в соответствии с режимом работы двигателя; обеспечивается одинаковое усилие запирания игл по всем форсункам; повышается экономичность дизеля за счет улучшения качества впрыска.
