Виды форсунок дизельных: виды, устройство и принцип работы – виды, устройство и принцип работы

Содержание

Что такое автомобильные форсунки — виды, устройство и принцип работы

Форсунка – неотъемлемая часть бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания. Поговорим более подробно, что она из себя представляет, по какому принципу работает, каково их назначение и в каких узлах транспортного средства используется.

Что такое форсунки в автомобиле

В широком смысле форсунка – это нагнетательный насос, который используется для распыления различных жидкостей (а иногда и порошков) под высоким давлением. В автомобильных двигателях эти устройства выполняют ту же самую функцию. Основная область их применения – распыление топливной смеси в инжекторных бензиновых и дизельных двигателях внутреннего сгорания.

Первая механическая форсунка была сконструирована в 1864 году российским ученым Александром Шпаковым, а затем усовершенствована другим отечественным инженером, Владимиром Шуховым. В двигателях внутреннего сгорания устройство впервые применил Рудольф Дизель. С появлением инжекторных моторов оно стало нужно и на бензиновых силовых агрегатах.

Для чего нужны форсунки

Форсунки необходимы для формирования топливной смеси внутри цилиндров. Благодаря работе прибора горючее распыляется, смешивается с воздухом и образует своеобразную парообразную взвесь. Она гораздо легче воспламеняется.

Кроме того, форсунки выполняют и другую важную функцию. Они дозируют топливо, которое поступает в цилиндровую группу.

Устройство форсунки

Что такое форсунки - виды, устройство и принцип работыПо сути, современная форсунка представляет собой клапан на базе электромагнита с программным управлением. Она включает в себя следующие конструктивные элементы:

  • резиновая прокладка;
  • фильтр;
  • коннектор;
  • индукционная катушка с подвижным сердечником, управляемый ЭБУ;
  • возвратная пружина сердечника;
  • входной коллектор;
  • распылительная игла;
  • сопло.

Находятся форсунки на головке цилиндроблока. Сколько их там, зависит от общего количества цилиндров, так как для каждого требуется по одной. В подавляющем большинстве легковых автомобилей их 4.

Похожие статьи

Что касается схемы расположения, то в большинстве «легковушек» форсунки выстроены в один ряд и закреплены на полой металлической трубке, по которой в них и поступает топливо.

Что такое форсунки - виды, устройство и принцип работыУзнать, есть ли форсунки в конкретном двигателе и где они расположены проще всего прочитав технический паспорт транспортного средства.

До того, как форсунки начали использовать на инжекторных двигателях совместно с блоком управления, они имели несколько другое устройство. Вместо индукционной катушки с подвижным сердечником в них стоял клапан высокого давления, который срабатывал после нагнетания горючего топливным насосом при достижении определенного давления. Подобные устройства до сих пор используются на некоторых моделях дизельных двигателей.

Принцип работы форсунки

Работу автомобильной форсунки для большей наглядности можно разделить на несколько этапов:

  • топливо под давлением поступает на входной коллектор устройства;
  • ЭБУ в зависимости от степени нажатия на акселератор посылает на катушку электроток того или иного напряжения;
  • сердечник катушки перемещается, в результате чего игольчатый клапан переходит в открытое положение;
  • топливо начинает поступать в сопло, располагающееся на конце иглы, после чего оказывается в цилиндре и формирует смесь с нагнетенным туда воздухом.

Если речь идет о механической форсунке, то принцип ее работы будет несколько отличаться:

  • под действием топливного насоса на 3-м такте двигателя горючее начинает поступать во входной коллектор форсунки;
  • под воздействием интенсивного давления, обеспеченного насосом, клапан устройства открывается и топливо попадает в цилиндр.

Подобным образом форсунки работают на дизельных двигателях.

Типы форсунок

типы форсунок

В современных транспортных средствах чаще всего используется три типа деталей:

  • электромагнитная;
  • электрогидравлическая;
  • пьезоэлектрическая.

Поговорим про каждый из них более детально.

Электромагнитная

Клапаном, отвечающим за подачу горючего на сопло детали, в данном случае управляет индукционная катушка с подвижным сердечником. А ей, в свою очередь, управляют программные алгоритмы, внесенные в электронный блок управления. Они работают в зависимости от степени нажатия на акселератор.

На сегодняшний день электромагнитные форсунки являются одними из самых распространенных. Именно этот вид устройств устанавливают в подавляющее большинство бензиновых инжекторных моторов, которыми оборудуют легковые автомобили.

Подробнее устройство электромагнитного варианта устройства и принципа его работы описано выше.

Электрогидравлическая

Представляет собой гибрид электромагнитного и механического типа устройств. Используется в современных дизелях, оснащенных ЭБУ.

В основе работы этого типа устройства – разнице давления горючего. Когда клапан находится в закрытом состоянии, давление больше в области поршня, расположенного в камере управления, и менее интенсивно на игле. Когда необходимо произвести впрыск, с блока управления поступает соответствующий сигнал и электромагнитный клапан приоткрывается. При этом он распределяет топливо таким образом, что на поршень оно оказывает меньшее давление, чем на иглу. Благодаря подобному перераспределению он находиться в открытом состоянии. В результате этого игла приподнимается и бензин или ДТ может свободно поступать в цилиндр. Именно в этот момент и происходит собственно впрыск.

Пьезоэлектрическая

Пьезоэлектрическая форсунка

Представляет собой усовершенствованный вариант электрогидравлической форсунки. Имеет по сравнению с ней лучшие характеристики, так как очень быстро срабатывает. Благодаря этому за один такт можно произвести несколько впрысков топлива подряд (обычно 3 – 4). Это особенно важно для дизельных двигателей (что и обусловило область применения этой разновидности детали).

Конструкция пьезоэлектрической форсунки в точности повторяет таковую у электрогидравлической. Главное отличие состоит в том, что в данном случае вместо клапана-электромагнита на устройство устанавливают пьезоэлектрический элемент, который увеличивается в размерах при поступлении на него электрического тока.

Когда клапана находится в закрытом состоянии, на поршень камеры управления топливо оказывает интенсивное давление, а на иглу – низкое. При подаче тока на пьезоэлемент с ЭБУ он увеличивается, толкает поршень и тем самым открывает клапан. Давление перераспределяется – наиболее интенсивное оказывается на иглу. Топливо свободно сквозь нее проходит, в результате чего происходит впрыск.

Таким образом, количество поступающего в цилиндр топлива при использовании этой конструкции определяется длительностью воздействия электрического тока на пьезоэлемент, а также давлением топлива.

Следует отметить, что бывают и другие разновидности форсунок (например, механическая). Однако они постепенно выходят из употребления.

Основные проблемы топливных форсунок

Что такое форсунки - виды, устройство и принцип работыПонять, что с форсункой возникли проблемы, можно по следующим «симптомам»:

  • рывки во время движения;
  • существенное ухудшение динамики;
  • вибрация или «троение» мотора при переключении передачи или снижении скорости;
  • значительное увеличение расхода горючего.

Если речь идет о дизельном моторе, то к перечисленным признакам добавляется появление черного дыма из выхлопной трубы. Он появляется вследствие излишнего поступления топлива в цилиндр, которое просто не успевает полностью сгорать.

Неисправности детали могут возникнуть по самым разным причинам. Вот наиболее распространенные:

  • повышенное количество серы в горючем;
  • коррозия;
  • физический износ;
  • засорение;
  • неправильный монтаж;
  • перегрев;
  • попадание воды.

Если неприятности вызваны появлением окислов на внутренних стенках устройства или его засорением, поможет промывка. Ее можно выполнить несколькими способами.

Первый – залитие в бензобак машины специального очищающего состава. Это наиболее простой метод. Он полезен не только для чистки, но и для предотвращения дальнейшего появления загрязнений. Но он подходит только для относительно новых автомобилей. Это обусловлено тем, что таким способом нельзя удалить загрязнения большой интенсивности.

Второй способ – использование специальной промывочной установки. Она есть на каждой станции технического обслуживания. При этом грязь удаляется и с форсунок, и с топливной рамы. Следует помнить, что такой метод не подходит для сильно изношенных моторов. Также в автосервисе можно почистить форсунки с помощью ультразвука.

Наконец, третий способ – это очистка со снятием. Она подразумевает демонтаж форсунок с головки цилиндроблока и последующую ручную очистку. Метод применяют при наличии сильных загрязнений. Кроме того, он позволяет выявить наличие неисправностей.

Если на форсунке обнаружены физические повреждения или сильный износ, единственный вариант – ее полная замена. Произвести ее можно и самостоятельно, не обращаясь в автосервис. Для этого деталь извлекают из головки цилиндроблока, отсоединяют от системы подачи топлива и проводов, ведущих к ЭБУ, а затем в обратном порядке устанавливают на ее место новую.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Pinterest

Как отремонтировать дизельные форсунки: виды и принципы

Как отремонтировать дизельные форсунки: виды и принципы

Содержание

  • Причины ремонта форсунок дизельных двигателей
  • Признаки неисправности форсунок дизельного двигателя
  • Неисправности форсунок дизельного двигателя
  • Технология ремонта форсунок дизельных двигателей
  • Оборудование для ремонта форсунок дизельных двигателей

Двигатели внутреннего сгорания, построенные по схеме впрыска топлива в камеру сгорания с помощью форсунок, наиболее массово представлены на вторичном рынке автомобильной техники, а тенденция развития современного автопрома, вообще, придерживается концепции по комплектации систем топливоподачи всех новых автомобильных двигателей исключительно форсунками.

Технически сложное устройство называемое форсункой является одними из важнейших функциональных элементов систем подачи топлива непосредственно в камеру сгорания двигателя, делая это под большим давлением. А также форсунки отвечают за своевременное образование топливной смеси и за строгое дозирование порции топлива.

При этом они постоянно работают в интенсивном режиме с большими перегрузками и из-за этого со временем теряют часть своих технических характеристик, что как следствие приводит к сбоям в работе двигателя. Поэтому ремонт форсунок дизельных двигателей является одним из наиболее востребованных видов обслуживания автомобилей.

Причины ремонта форсунок дизельных двигателей

Содержание статьи:

Сейчас читают

Основная проблема заключается в том, что любой мотор автомобиля осуществляет свою каждодневную работу в условиях далеких от идеальных. Поэтому можно определить ряд основных факторов, приводящих к отказу в работе форсунок систем топливоподачи дизельных двигателей, а именно:

  • возможное низкое качество дизтоплива на автозаправках, то есть отступление от заявленных отраслевых стандартов, которое будет способствовать неправильному образованию воздушно-топливной смеси в камере сгорания двигателя, что приедет к очень ранней или поздней фазе её воспламенения и как следствие это приведет к прогоранию деталей форсунки;
  • наличие присадок или красителей в дизельном топливе, которое будет способствовать загрязнению внутренних каналов форсунок при постоянной работе в режиме больших давлений и высоких температур;
  • присутствие в автомобильном топливе тяжелых фракций углеводородов, которые будут постоянно откладываться и постепенно накапливаться на корпусе форсунок при каждом запуске и останове двигателя, так как тяжёлые углеводороды неспособны полностью сгорать, или испаряться. При этом они образуют плохо смываемые смолистые отложения или частицы твердой сажи, таким образом, образовавшийся нарост в канале всего в 5 микрометров снижает пропускную возможность форсунку как минимум на 15%;
  • присутствие мелких фракций различных посторонних веществ, таких как металлические частицы, оторвавшиеся при работе от трущихся деталей топливных насосов, а также ржавчины, отделившейся от стенок топливных баков. Это во время прохождения под высоким давлением с большой скоростью через клапаны и сопла будут приводить к износу деталей и эрозии поверхности узлов топливных форсунок.

Признаки неисправности форсунок дизельного двигателя

В независимости от негативных факторов или различных причин, приводящих к неисправностям, в работе топливных форсунок необходимо четко знать и понимать к каким последствиям это может привести. Так, отказ в работе инжектора будет проявляться следующими внешними признаками при работе автомобиля:

  • хорошо ощутимое ослабление мощности, при нагретом двигателе;
  • различные трудности во время запуска мотора;
  • неравномерная работа двигателя на холостом ходу;
  • рывки при ускорении;
  • заметное увеличение расхода топлива,
  • наличие постоянной вибрации в районе двигателя,
  • возникновение своеобразных цокающих звуков;
  • появление дыма (черного или сизого) из выхлопной трубы,
  • медленное достижение высоких оборотов двигателя;
  • превышение допустимого уровня моторного масла в поддоне двигателя;
  • загорается значок «check engine» на панели приборов.

При появлении подобных симптомов необходимо незамедлительно сделать техническую диагностику в специализированной автомастерской для того, чтобы разобраться и выявить точные причины, которые привели к отказу в работе двигателя.

Как отремонтировать дизельные форсунки: виды и принципы

Неисправности форсунок дизельного двигателя

К основным неисправностям, возникающим при работе форсунок дизельного двигателя можно отнести:

  • деформация со временем уплотнительных колец;
  • наличие остатков продуктов сгорания на деталях распылителя;
  • существенный износ распылителя;
  • оплавление кончика распылителя;
  • наличие механических царапин на поверхности сопла;
  • значительное сужение диаметра сопла инжектора;
  • различные механические повреждения деталей форсунки;
  • односторонний механический износ иголки распылителя;
  • износ поверхности поршня по периферии клапана;
  • уменьшение хода поршня клапана или стержня распылителя;
  • наличие ржавчины в фильтре тонкой очистки;
  • наличие гранул ржавчины на игле и стержне распылителя;
  • эрозия уплотнителя высокого давления;
  • синее пятно на штифте распылителя из-за перегрева;
  • перегорание электрической катушки магнита.

Наличие одной или нескольких неисправностей в работе инжектора вовсе не обязательно потребует его дорогостоящей полной замены, так как даже устранение самой серьезной поломки будет стоить не более трети от цены новой форсунки.

Как отремонтировать дизельные форсунки: виды и принципы

Технология ремонта форсунок дизельных двигателей

Стоит знать, что если автомобилист самостоятельно не ремонтировал форсунки, то лучше обратиться в специализированный автосервис, а вот переоценка собственных сил, как правило, приводит в лучшем случае к потере времени и покупке новой форсунки. В худшем случае — это может стать следствием более серьезного повреждения двигателя.

В зависимости от рода и степени неисправности дизельного двигателя технология ремонта современных топливных систем осуществляется в следующей последовательности:

  • Вначале работу двигателя проверяют на общем стенде диагностики автомобиля, что позволяет локализовать существующую неисправность и отбросить все ложные симптомы срабатывания на отказ, к примеру, из-за сбоев в работе бортовой электроники.
  • При подтверждении того, что неисправность в работе возникла в контуре топливоподачи дизельного двигателя, автомобиль подключают к специализированному диагностическому стенду для топливных систем, где и происходит определение основных причин и выявление дефектов в работе инжектора.
  • Если причины отказа в работе форсунки возникли из-за их несильного засорения, то тогда просто производят химическую промывку топливной системы двигателя без демонтажа и прямо на автомобиле при помощи специальных фирменных растворов. Хотя эта методика не даёт 100% результата при более сложном засорении, но она рекомендуется при проведении планового технического обслуживания автомобиля через каждые 30 000 км пробега в целях профилактики. При этом химическая промывка является самым недорогим способом обслуживания топливных систем дизельных двигателей.
  • Наличие серьезных неисправностей требуют более основательного ремонта форсунок, чтобы устранить все причины, связанные с плохим впрыском дизельных двигателей. Для этого их полностью демонтируют с агрегата и при необходимости очищают от мазута и налетов грязи.
  • Далее, форсунки полностью разбирают и при этом тщательно осматривают все детали, выявляя возможные механические повреждения и различные дефекты, которые могли стать причиной отказа.
  • Для очистки от несмываемых налетов или различного вида нагаров детали инжектора помещают в специальную ванну, где производят полную очистку с помощью ультразвука. Время пребывания деталей и узлов в ультразвуковой ванне напрямую зависит от степени загрязнения и должно быть достаточно, чтобы полностью убрать налет смолистых отложений с узлов и корпуса форсунки.
  • Перед сборкой производят замену всех деталей и узлов инжектора, у которых при осмотре были выявлены механические повреждения или другие дефекты.
  • После проведения всех ремонтных работ, соблюдая технологическую последовательность, топливные форсунки аккуратно собирают, при этом обязательно комплектуют новыми резинотехническими уплотнителями.
  • Перед установкой на двигатель, форсунки проверяют на работоспособность с помощью испытательных стендов, при необходимости производят регулировку и записывают выходные параметры для пьезоэлектрических типов форсунок.
  • Отремонтированные форсунки устанавливают непосредственно на двигатель, при этом рекомендуется обязательно произвести замену на новые, уплотнительных медных шайб и болтов крепления. В заключение производят при необходимости наладку блоков управления двигателя.
  • Как отремонтировать дизельные форсунки: виды и принципы

    Как правило, ремонт комплекта топливных форсунок дизельных двигателей на специализированом авторемонтном центре занимает не более двух дней, а общая стоимость ремонтных работ составит в районе 30% от цены нового комплекта инжектора.

    Оборудование для ремонта форсунок дизельных двигателей

    Существующее сегодня на рынке оборудование для ремонта форсунок дизельных двигателей можно разделить по технологической сложности и функциональным возможностям на несколько категорий, а именно:

    • профессиональные станции для проверки и диагностики всех видов неисправностей топливных систем, как правило, его могут позволить себе крупные сервисные центры;
    • специализированные стенды для испытания форсунок, которые вполне доступны по цене даже для небольших автосервисов;
    • индивидуальные тестеры для диагностики форсунок как минимум должны присутствовать в каждой автомастерской, специализирующейся на ремонте дизельных двигателей;
    • электронные приборы и измерительные инструменты для выполнения регулировок форсунок;
    • инструменты для разборки и сервиса форсунок
    • ультразвуковые ванны для очистки форсунок.

    Только наличие в автосервисе оборудования для диагностики и специализированного инструмента будет, является необходимым условием для проведения качественных работ по ремонту форсунок дизельных двигателей.

    Источник

    Топливная форсунка: виды, конструкция, принцип работы

    Smiley face

    Подача топлива в камеру сгорания цилиндра – дело совсем не такое простое, как кажется на первый взгляд. В двигателях просчитывается не только оптимальное количество бензина (дизтоплива, газа), но и способ его распыления, момент сгорания, распределение факела пламени и множество других факторов. Постоянное усиление экологических требований ставит перед автоинженерами сложные задачи, которые они решают комплексно, в том числе и модифицируя способы впрыска топлива. В результате появляются новые устройства, уже имеющие мало общего со старыми карбюраторными системами.

     

    Немного физики

    Чтобы топливо не просто сгорало, а сгорало с максимальным эффектом, нужно соблюсти несколько условий. И одно из них – распылить жидкое топливо, чтобы мельчайшие капельки моментально воспламенились и как можно сильней толкнули поршень вниз. А для этого нужен маленький взрыв, который и получается, когда горит не жидкость, а пар бензина и мелкая взвесь. Добавим сюда потребность в 15-кратном объеме воздуха, который должен равномерно смешаться с распыляемым топливом, и получим интереснейшую инженерную задачу, над которой бьются лучшие умы.

    Топливная форсунка – именно тот инструмент, который превращает жидкое топливо в мельчайшую влажную пыль, причем форма «факела» строго рассчитывается, как и количество топлива, которое впрыскивается в камеру сгорания. Чем больше топлива – тем мощней будет отдача от его сгорания, так что форсунка выполняет две задачи: подает нужное количество бензина (солярки или газа) в нужное время и в нужной форме. От правильной работы форсунок (и системы подачи топлива в целом) зависит качество работы двигателя, его долговечность, соответствие экологическим нормам и требованиям закона.

    Smiley face

    Современные системы послойного впрыска стали доступны только после эволюции топливных форсунок, после того, как они стали быстрей, точней и мощней. В старых системах реализовать такой способ подачи топлива было невозможно чисто технически. Сложности новой конструкции оправдываются ежедневной экономией и меньшим вредом для природы и окружающих людей.

     

    Виды инжекторных систем

    Системы впрыска с форсунками (инжекторные) пришли на смену карбюраторам, уже не успевавшим за новыми требованиями. Первым вариантом стала система моновпрыска, в которой одна топливная форсунка располагалась во впускном коллекторе на месте карбюратора, после впрыска топливо смешивалось с воздухом и поступало в один из цилиндров.

    Smiley face

    Система моновпрыска.
    1. Подача топлива. 2. Подача воздуха.
    3. Дроссельная заслонка.
    4. Впускной коллектор. 5. Форсунка.
    6. Головка блока цилиндров.

    На смену моновпрыску пришел распределенный впрыск топлива, когда на каждый цилиндр устанавливается отдельная форсунка. На сегодняшний день это самый распространенный вариант (карбюраторные и моноинжекторные автомобили уже не производятся, хоть и используются). Топливо на форсунки поступает либо от топливного насоса высокого давления (ТНВД), либо от подкачивающего топливного насоса, если используются насос-форсунки. Сопло форсунки может быть выведено во впускной коллектор, в форкамеру (в дизельных двигателях) или прямо в цилиндр (системы с непосредственным впрыском).

    Последней модификацией инжекторов стала система Common Rail, при которой топливо от ТНВД поступает в топливную рампу (аккумулятор давления), а форсунки срабатывают в нужное время, независимо от положения распредвала.

    Smiley face

    Система распределенного впрыска.
    1. Подача топлива. 2. Подача воздуха.
    3. Дроссельная заслонка.
    4. Впускной коллектор. 5. Форсунки.
    6. Головка блока цилиндров.

    С помощью Common Rail была решена проблема пульсации топлива (ТНВД не подает его равномерно) и появилась возможность полноценной реализации ступенчатого (трехфазного) впрыска.

     

    Виды топливных форсунок

    По способу приведения в действие все форсунки делятся на механические и электромеханические.

     

    Механические форсунки

    Smiley face

    Механическая форсунка.
    1. Подача топлива. 2. Запорная игла.
    3. Отверстие распылителя

    Приводятся в действие давлением топлива: давление повышается и открывает клапан, который закрывается при снижении давления после выхода топлива из сопла. Одна из разновидностей – форсунки с двумя пружинами, которые дали возможность реализовать двухступенчатую подачу топлива без использования электроники.

    Smiley face

    Механические форсунки уходят в прошлое следом за карбюраторами. На данный момент самыми распространенными стали более современные модели, позволяющие регулировать подачу топлива в каждый из цилиндров в зависимости от условий работы двигателя. Для распределенного впрыска используются электрогидравлические, электромагнитные и пьезоэелктрические форсунки, каждая из которых имеет несколько модификаций, свои плюсы и минусы и особенности использования.

     

    Электромагнитные форсунки

    Smiley face

    Применяются в бензиновых двигателях. За открытие иглы отвечает электромагнит: по сигналу от контроллера на его обмотку подается ток, якорь магнита поднимается и поднимает соединенную с ним иглу. После отключения тока возврат иглы в исходное положение и закрытие сопла форсунки производится за счет пружины. Момент начала и продолжительность впрыска определяются ЭБУ. Давление топлива в таких форсунках составляет в среднем 40 бар, что по сравнению с дизельными двигателями совсем немного.

     

    Электрогидравлические форсунки

    Smiley face

    Устанавливаются на дизельные двигатели, в том числе на систему Common Rail. Принцип работы – уравнивание давления на запорную иглу. Топливо под давлением заполняет камеры над иглой и под ней, и в состоянии покоя это давление одинаково. Игла закрывает сопло благодаря усилию пружины. При подаче сигнала от ЭБУ открывается электромагнитный сливной клапан, и топливо из резервуара над иглой сливается в реверсную магистраль. Давление над иглой падает, а под иглой – нет, игла поднимается и открывает форсунку.

     

    Пьезоэлектрические форсунки

    Smiley face

    Самая современная конструкция, которая используется и в бензиновых, и в дизельных двигателях. Основное ее достоинство – максимальное быстродействие, что позволяет подавать топливо в камеру сгорания в 2-4 приема. За движение иглы отвечает керамический пьезоэлемент, расширяющийся под действием электрического тока. Пьезофорсунки выдерживают самое большое давление – до 2000 бар, и используется в современных высокофорсированных и турбированных двигателях.

     

    Насос-форсунки

    Smiley face

    Насос-форсунка.
    А. Насосная секция. В. Клапанная секция. С. Секция впрыска.
    1. Шариковый упор. 2. Возвратная пружина.
    3. Обратный канал. 4. Регулировочная шайба распылителя.
    5. Распылитель. 6. Входной канал.
    7. Упор клапана управления. 8. Топливный клапан.
    9. Соленоид управления клапаном.

    Как понятно из названия, в данной конструкции сама форсунка соединена с насосом, что позволило уйти от громоздкого и дорогостоящего ТНВД. Насос-форсунки оснащаются плунжером 6-8 мм в диаметре, который приводится в движение от распредвала. За открытие клапана может отвечать и электромагнитная катушка, и пьезокристаллы, в зависимости от конструкции.

     

    Работа форсунки и факел распыла

    Основным показателем качества работы топливной форсунки является факел распыла топлива. Это форма, которую принимает порция жидкости, выходящая из сопла форсунки. В идеале это водяная пыль, образующая облако заданной формы: топливо хорошо смешивается с воздухом, не оседает на стенках камеры сгорания, не льется струей. В зависимости от того, куда выведена форсунка (во впускной коллектор или камеру сгорания), топливо может распыляться разными способами. Количество жидкости, дисперсность и форма факела определяются на этапе конструирования двигателя и отклонение от нормальных параметров сказывается на его работе, производительности и долговечности.

    Smiley face

    Одна их технических характеристик – производительность форсунки. Определяется как объем (в кубических сантиметрах), наполняемый за минуту под давлением 3 бара. Самые распространенные показатели – от 180 до 240.

    Единицы измерения производительности в каталогах могут обозначаться по-разному:

    • см3/мин (cc/min или просто сс в англоязычной транскрипции),
    • lbs/hr (lb/hr, фунт/час, используют американские производители).

    Перевод одного значения в другое делается по следующей формуле:

    • 1 lbs/hr = 10,50 cc/min.
    • 1 cc/min = 0,095 lbs/hr.

     

    Топливные форсунки для ГБО

    Smiley face

    Полноценное использование газа стало возможным после появления системы распределенного впрыска. Это ГБО четвертого поколения, при котором можно добиться оптимального соотношения газа и воздуха, максимального сгорания топливной смеси, избавиться от недостатков предыдущих поколений ГБО – прогорания клапанов, досрочного возгорания смеси, перерасхода топлива. Особенность этой системы в том, что сжиженный газ подается сначала в редуктор, где происходит испарение, а затем – в форсунку.

    Для автомобилей на газу используются форсунки штокового, игольчатого и мембранного типов. Самые простые и дешевые – штоковые форсунки, работающие по тому же принципу, что и бензиновые электромагнитные. На более современные двигатели они уже не устанавливаются: слишком низкая скорость работы и точность подачи топлива, нет возможности открывать форсунку на очень короткое время (для систем с трехфазным впрыском, например). Но эти форсунки отлично справляются с «грязным» газом, перебоями с давлением и прочими недочетами топливной системы.

    Игольчатые форсунки – новое поколение устройств, более точные и надежные, нетребовательные к положению установки. Газ подается через соленоид, внутри которого расположен шток и запорная игла. Во время работы происходит «продувка» форсунки, что помогает поддерживать ее в чистоте и отсрочить время ТО.

    Конструкторы «игрались» с запорными механизмами тарельчатого и мембранного типа, но эти форсунки не оправдали себя ни по сроку службы, ни по скорости, ни по надежности.

    Системы ГБО пятого поколения работают без редуктора, а газ в форсунки подается в жидком виде. Это система жидкого фазированного распределенного впрыска, при которой можно уменьшить расход топлива и улучшить характеристики топливно-воздушной смеси в камере сгорания. Расход газа в системах пятого поколения всего лишь на 10-20% выше, чем расход бензина.

    В большинстве случаев для автомобилей на природном или сжиженном газе лучше использовать специальные газовые форсунки, а не обычные бензиновые, ведь и тип топлива, и требования к нему будут совершенно другими.

     

    Фильтр форсунки

    В конструкции каждой форсунки предусмотрен индивидуальный фильтр. Несмотря на топливные и воздушные фильтры, установленные в автомобиле, фильтр форсунки становится последним барьером для загрязнений и дополнительно продлевает жизнь тонкому и чувствительному устройству.

    Как правило, в форсунках используются обычные пористые фильтры, которые при техобслуживании можно промыть или заменить. Исключение составляют форсунки, работающие на газу, в которых есть возможность очистить проходящее топливо по принципу центрифуги – пропустив его по спирали и отсеяв посторонние включения.

    При техобслуживании форсунок обычно промывают и фильтры, ведь наш бензин и солярка не отличаются высокой чистотой, а системы впрыска на новых автомобилях очень чувствительны к качеству топлива.

     

    Неисправности топливных форсунок

    Современные форсунки, особенно на дизельные двигатели, собираются с точностью до 1 мкм. Такие тонкие зазоры чувствительны к малейшим отложениям, а значит, и к качеству топлива. Главный враг форсунок – грязь. Спасают только качественные топливные фильтры, рассчитанные на высокую степень очистки.

    Smiley face

    Вторая причина выхода форсунок из строя – коррозия металлических деталей. Здесь виновата вода, попавшая в топливо. В новых дизельных двигателях фильтры с сепараторами полностью оправдывают свою стоимость: удаляя воду из топлива, они продлевают срок службы и самих форсунок, и цилиндро-поршневой группы.

    Испортить форсунку может мастер на этапе установки: достаточно не соблюсти момент затяжки, чуть замять уплотнитель или допустить другую ошибку, и форсунка через некоторое время подаст сигнал о проблеме. Но даже при правильной установке уплотнители со временем выходят из строя и прикипают к ГБЦ.

    Опасный момент для систем непосредственного впрыска – замена свечей накаливания. Тонкие длинные стержни свечей ломаются при демонтаже, после чего приходится вынимать остаток из свечного колодца с помощью инструментов. В этот момент легко повредить находящуюся рядом форсунку (опытные мастера знают, как справиться с ситуацией).

    Ошибки тюнинга двигателя, переход на другое топливо (например, на биодизель), проникновение масла в камеру сгорания или, наоборот, разжижение масла топливом, использование некачественных присадок приводит к перегреву форсунки, оплавлению сопла, деформации запорной иглы и распылительных отверстий.

    Признаки проблем с форсунками проявляются нарушениями в режиме работы двигателя: мотор начинает троить, увеличивается расход топлива, затрудняется холодный старт, на холостом ходу появляется вибрация и посторонние шумы, выхлоп становится черного цвета. В этих и других случаях лучше обращаться на СТО сразу, не дожидаясь более серьезных поломок. В большинстве случаев ремонт ограничивается чисткой форсунок или заменой совсем дохлых, а вот затягивание диагностики может привести к капремонту двигателя.

     

    Обратите внимание!

    В зимний сезон у дизельных двигателей появляется дополнительная проблема: парафины в топливе. Несмотря на заявления производителей, полностью удалить парафин из солярки сложно и дорого, и на морозе топливо начинает белеть и загустевать.

    Парафин в дизтопливе вызывает проблемы с фильтром (густая масса напрочь забивает бумажную гофру), насосом и, разумеется, с форсунками, которые во всей цепочке наиболее чувствительны к посторонним примесям. Проникая в инжектор, холодный парафин забивает тонкие каналы форсунок и не дает нормально стартовать двигатель.

    Smiley face

    Для борьбы есть два метода: заправлять свой автомобиль заведомо качественным зимним топливом или использовать предпусковой подогреватель топливного фильтра. Системы подогрева помогают растопить застывшую массу и вернуть топливу нормальную текучесть даже в том случае, если залита некачественная летняя солярка.

    Smiley face

    В летний сезон используется дизтопливо со сравнительно высоким содержанием парафинов, но они не застывают и никак не мешают двигателю работать.

     

    Нужно отметить, что форсунка, несмотря на всю тонкость конструкции, служит достаточно долго: 100-150 тыс. км в среднем, а оригинальные, установленные с завода, могут радовать автовладельца до 200 тыс. км. Это достаточно «живучий» механизм, если регулярно проводить техобслуживание и своевременно ремонтировать.

     

     

     

    Форсунки впрыска топлива. Виды форсунок.

    Топливная форсунка является основным исполнительным устройством в любой системе впрыска. Ее главная задача — распылять топливо на мелкие частицы в нужном месте впускного воздушного тракта или непосредственно в цилиндрах двигателя. Форсунки бензиновых и дизельных двигателей выполняют одинаковые функции, но по принципу действия и конструкции — это совершенно разные устройства. В данной главе описываются форсунки только для бензиновых двигателей.

     ФОРСУНКИ ВПРЫСКА: ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

    Форсунки впрыска бензина (ФВБ) по конструктивному устройству и по типу реализованного в них способа управления подразделяют на гидромеханические, электромагнитные, магнитоэлектрические и электрогидравлические. В современных системах впрыска бензина используются в основном первые два вида.

    По назначению в системе впрыска форсунки бывают пусковыми и рабочими. Рабочие форсунки делят на два вида: центральные форсунки для одноточечного импульсного впрыска и клапанные форсунки для впрыска топлива с распределением по цилиндрам. Разрабатываются рабочие форсунки для впрыска бензина под высоким давлением непосредственно в цилиндры двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

    Следует отметить, что форсунки впрыска бензина изготовляются под каждый тип двигателя индивидуально, т.е. форсунки впрыска не унифицируются и, как правило, не могут переставляться с одного типа двигателя на другой. Исключение составляют универсальные гидромеханические форсунки фирмы BOSCH для механических систем непрерывного впрыска бензина, которые широко применялись на различных двигателях в составе системы «K-Jetronic». Но и эти форсунки име

    устройство, давление, принцип работы, виды и типы

    2829 Просмотров

    Ни для кого не секрет, что в автомобиле есть топливная система, в которую входит много агрегатов и устройство. В данной статье речь пойдет о насос-форсунках для дизельного двигателя. Это оборудование служит для того, чтобы подавать топливо в камеру сгорания. Насос-форсунки считаются самым проблемным оборудованием двигателя машины. Дело в том, что они часто забиваются, и их нужно постоянно прочищать, иначе мотор станет терять мощность, и топливо будет сгорать не полностью. Название насос-форсунка произошло из-за того, что это оборудование работает по принципу насоса.

    Строение и разновидности

    На самом деле это оборудование различается только по принципу, по которому подается топливо в цилиндры. Устройство форсунок для дизеля весьма схоже, но не стоит забывать о таких версиях, как пьезофорсунки. Эти детали очень прихотливы к качеству топлива, что значительно снижает ресурс.

    Независимо от вида привода иглы, топливо в цилиндры попадает под давлением, это является обязательным условием. Помимо этого, не меняется принцип работы насоса. Во всех форсунках топливо накачивается по принципу насоса.

    Дизельный двигатель Honda Vtec

    Дизельный двигатель Honda Vtec

    Как уже сказано существуют разновидности насос-форсунок для дизельного мотора.

    1. Первый вид – это электромагнитный. Здесь игла работает благодаря установленному специальному клапану.
    2. Второй вид – это пьезоэлектрический, здесь движение иглы происходит посредством закона гидравлики.

    Второй вид появился немного позже, чем первый, но сейчас используется чаще. Происходит это потому, что впрыск этого типа происходит в разы быстрее, из-за чего двигатель выдает больше мощности.

    Этот вид больше механический, потому что здесь нет нужды в электронике. Следует отметить, что форсунки для дизельного мотора не отличаются от подобного устройства для бензинового мотора. Какие виды форсунки поставить на автомобиль, выбирает производитель, исходя из многих параметров автомобиля.

    Основной задачей этого оборудования для дизельного двигателя является своевременный впрыск под нужным давлением и регулировка дозы топливной смеси, которая попадет в цилиндры. Насос создает высокое давление, благодаря этому форсунка распыляет дизельное топливо по всей плоскости цилиндра. Сколько топлива нужно двигателю, определяется системой, которая отслеживает показатели двигателя.

    Это оборудование состоит из нескольких агрегатов, которые выполняют свою строго определенную задачу. В состав дизельных форсунок входят: плунжер, клапаны управления, игла распылителя, обратный клапан и запорный поршень. Плунжер создает такое давление в корпусе этого оборудования, какое необходимо для качественного распыла. Распыл нужен, чтобы мотор лучше сжигал топливо.

    Движется плунжер за счет вращения коленчатого вала, а возвращается на место за счет специальной пружины. Игла здесь нужна для того, чтобы топливо попадало именно в камеру сгорания, это очень важно, так происходит полное сгорания топливной смеси. На игле тоже установлена пружина, чтобы игла возвращалась на место в нужное время. Давление этой пружины зависит от давления внутри оборудования. Клапаны управления в этом оборудовании нужны для контролирования этапов впрыска.

    Стадии впрыска

    Для того, чтобы топливо попадало быстрее и равномерно, впрыск производится в три стадии.

    1. Первая стадия — это предварительный впрыск.
    2. Вторая стадия — это основный впрыск.
    3. Третья стадия — это дополнительный впрыск.

    Первая стадия нужна для того, чтобы основной впрыск прошел нормально, и не осталось излишек топлива в камере сгорания. Третья стадия нужна для того, чтобы очистить выхлопы от сажи.

    Как известно раньше дизельные двигатель были громкими, и от них было много выхлопных газов черного цвета. Именно поэтому была придумана такая система впрыска топлива. Многие задаются вопросом, а почему бы не перестать вообще выпускать двигатели на дизеле, они же такие вредные и громкие. Дело в том, что дизельные моторы намного мощнее бензиновых двигателей. Сегодня дизельные моторы выбрасывают в атмосферу примерно одинаковое количество отходов.

    Дизель BMW

    Дизель BMW

    Принцип работы насоса – форсунки для дизельного топлива основан на том, что топливо подается насосом из бака в топливный трубопровод и уже оттуда за счет движения плунжера заполняет магистрали в корпусе форсунки. После заполнения плунжер закрывается, и в форсунке повышается давление. Когда давление становится 13 МПа, открывается игла, и топливо попадает в камеру сгорания. Принцип работы настолько прост, что люди могут улучшать этот механизм постоянно. Таким образом, придумали трехуровневую систему впрыска, которая помогла очистить выхлопные газы. Для того, чтобы контролировать этапы впрыска, были придуманы специальные клапаны.

    Принцип работы форсунки основан на том, что игла открывается в определенный момент. Этот момент определяет сам двигатель и подает сигналы датчикам, которые дают сигналы блоку управления, и игла открывается.

    Такой способ привода иглы был в первом типе, в котором принцип работы основан на электрическом моторе. Во втором типе форсунок движение иглы осуществляется за счет давления в оборудовании. Оно регулируется мотором, это означает, что, когда мотор выдает больше мощности, он требует больше топлива, для этого он быстрее создает нужное давление в оборудовании и потребляет топливо. Эти типы больше механические, потому что здесь электроника не нужна вовсе.

    Достоинства и недостатки

    • Как правило, все механизмы и устройства форсунки имеют ряд достоинств и недостатков. К достоинствам можно отнести самостоятельную регулировку впрыска топлива. Карбюратор, который был до этой системы, приходилось настраивать самостоятельно.
    • Вторым достоинством считаются минимальные выбросы в атмосферу.
    • Третьим достоинством является то, что увеличивается мощность двигателя, ведь в двигатель поступает ровно столько топлива, сколько ему нужно.
    • Четвертым плюсом системы считается то, что двигатель заводится в любое время года и при любых погодных условиях.
    • Пятый минус состоит в том, что в отличие от карбюраторного мотора, этот реже нуждается в очистке и динамичнее разгоняется.

    Дизельные форсунки

    Дизельные форсунки

    Но у системы есть и недостатки.

    • Главным недостатком является потребность в топливе. Под этим понимается то, что расход больше чем у карбюраторного мотора, но заметен он только при условии, если в бак залито высококачественное топливо. Если в баке 92 бензин, то это практически не скажется на расходе топлива.
    • Вторым недостатком считается то, что блок управления может прийти в негодность даже после падения. Это грозит дорогим ремонтом.
    • Ну и третий недостаток заключается в стоимости за ремонт. Дело в том, что если будет неисправен блок управления, то машина просто не заведется. Чаще всего на автомобиль приходится покупать новый блок управления и прошивать его под свою машину. Процедура эта дорогостоящая, поэтому это является существенным недостатком.

    Уход

    Чтобы не довести до замены форсунок, за ними нужно своевременно ухаживать. Делать это можно самостоятельно или же отогнав машину на станцию технического обслуживания. Для того, чтобы самостоятельно провести должный уход, нужно знать их состояние.

    Чаще всего во время ухода прочищаются жиклеры. Они забиваются из-за того, что в топливе содержится много лишнего мусора. В системе автомобиля предусмотрены фильтры, которые время от времени нужно менять, чтобы не прочищать топливные форсунки. Поэтому замена фильтров тоже считается уходом за топливной системой. Жиклеры могут забиваться в три этапа.

    1. Первый этап — это, когда они засорены несильно, и их можно прочистить воздухом.
    2. Второй этап – это, когда потребуется снять топливные форсунки и положить в специальную ванну с раствором, отправить в камеру с ультразвуком. Второй способ применяется, когда жиклеры засорены настолько, что автомобиль не заводится.

    Третий способ, самый простой и используется для профилактики. Принцип очистки заключается в том, чтобы заливать специальные присадки в бак, чтобы прочищалась вся система. Делать это нужно примерно 3 раза в год.

    Восстановление дизельных форсунок

    Восстановление дизельных форсунок

    Резюме

    Прогресс не стоит на месте, и производители автомобиля разработали новую систему впрыска. Этот способ полностью автоматизирован и водителю ничего не приходится настраивать вручную. Основным элементом впрыска этого топлива являются форсунки. Они отвечают за то, чтобы топливо попадало в камеру сгорания в нужный момент. Рабочие форсунки правильно выполняют эту работу, поэтому двигатель едет ровно и на полной мощности. Независимо от этого, за ними нужен уход и постоянное контролирование.

    Ремонт форсунок дизельных двигателей: виды, особенности

    Двигатели внутреннего сгорания, построенные по схеме впрыска топлива в камеру сгорания с помощью форсунок, наиболее массово представлены на вторичном рынке автомобильной техники, а тенденция развития современного автопрома, вообще, придерживается концепции по комплектации систем топливоподачи всех новых автомобильных двигателей исключительно форсунками.

    Технически сложное устройство называемое форсункой является одними из важнейших функциональных элементов систем подачи топлива непосредственно в камеру сгорания двигателя, делая это под большим давлением. А также форсунки отвечают за своевременное образование топливной смеси и за строгое дозирование порции топлива.

    При этом они постоянно работают в интенсивном режиме с большими перегрузками и из-за этого со временем теряют часть своих технических характеристик, что как следствие приводит к сбоям в работе двигателя. Поэтому ремонт форсунок дизельных двигателей является одним из наиболее востребованных видов обслуживания автомобилей.

    Причины ремонта форсунок дизельных двигателей

    Основная проблема заключается в том, что любой мотор автомобиля осуществляет свою каждодневную работу в условиях далеких от идеальных. Поэтому можно определить ряд основных факторов, приводящих к отказу в работе форсунок систем топливоподачи дизельных двигателей, а именно:

    • возможное низкое качество дизтоплива на автозаправках, то есть отступление от заявленных отраслевых стандартов, которое будет способствовать неправильному образованию воздушно-топливной смеси в камере сгорания двигателя, что приедет к очень ранней или поздней фазе её воспламенения и как следствие это приведет к прогоранию деталей форсунки;
    • наличие присадок или красителей в дизельном топливе, которое будет способствовать загрязнению внутренних каналов форсунок при постоянной работе в режиме больших давлений и высоких температур;
    • присутствие в автомобильном топливе тяжелых фракций углеводородов, которые будут постоянно откладываться и постепенно накапливаться на корпусе форсунок при каждом запуске и останове двигателя, так как тяжёлые углеводороды неспособны полностью сгорать, или испаряться. При этом они образуют плохо смываемые смолистые отложения или частицы твердой сажи, таким образом, образовавшийся нарост в канале всего в 5 микрометров снижает пропускную возможность форсунку как минимум на 15%;
    • присутствие мелких фракций различных посторонних веществ, таких как металлические частицы, оторвавшиеся при работе от трущихся деталей топливных насосов, а также ржавчины, отделившейся от стенок топливных баков. Это во время прохождения под высоким давлением с большой скоростью через клапаны и сопла будут приводить к износу деталей и эрозии поверхности узлов топливных форсунок.

    Признаки неисправности форсунок дизельного двигателя

    В независимости от негативных факторов или различных причин, приводящих к неисправностям, в работе топливных форсунок необходимо четко знать и понимать к каким последствиям это может привести. Так, отказ в работе инжектора будет проявляться следующими внешними признаками при работе автомобиля:

    • хорошо ощутимое ослабление мощности, при нагретом двигателе;
    • различные трудности во время запуска мотора;
    • неравномерная работа двигателя на холостом ходу;
    • рывки при ускорении;
    • заметное увеличение расхода топлива,
    • наличие постоянной вибрации в районе двигателя,
    • возникновение своеобразных цокающих звуков;
    • появление дыма (черного или сизого) из выхлопной трубы,
    • медленное достижение высоких оборотов двигателя;
    • превышение допустимого уровня моторного масла в поддоне двигателя;
    • загорается значок «check engine» на панели приборов.

    При появлении подобных симптомов необходимо незамедлительно сделать техническую диагностику в специализированной автомастерской для того, чтобы разобраться и выявить точные причины, которые привели к отказу в работе двигателя.

    Неисправности форсунок дизельного двигателя

    К основным неисправностям, возникающим при работе форсунок дизельного двигателя можно отнести:

    • деформация со временем уплотнительных колец;
    • наличие остатков продуктов сгорания на деталях распылителя;
    • существенный износ распылителя;
    • оплавление кончика распылителя;
    • наличие механических царапин на поверхности сопла;
    • значительное сужение диаметра сопла инжектора;
    • различные механические повреждения деталей форсунки;
    • односторонний механический износ иголки распылителя;
    • износ поверхности поршня по периферии клапана;
    • уменьшение хода поршня клапана или стержня распылителя;
    • наличие ржавчины в фильтре тонкой очистки;
    • наличие гранул ржавчины на игле и стержне распылителя;
    • эрозия уплотнителя высокого давления;
    • синее пятно на штифте распылителя из-за перегрева;
    • перегорание электрической катушки магнита.

    Наличие одной или нескольких неисправностей в работе инжектора вовсе не обязательно потребует его дорогостоящей полной замены, так как даже устранение самой серьезной поломки будет стоить не более трети от цены новой форсунки.

    Технология ремонта форсунок дизельных двигателей

    Стоит знать, что если автомобилист самостоятельно не ремонтировал форсунки, то лучше обратиться в специализированный автосервис, а вот переоценка собственных сил, как правило, приводит в лучшем случае к потере времени и покупке новой форсунки. В худшем случае — это может стать следствием более серьезного повреждения двигателя.

    В зависимости от рода и степени неисправности дизельного двигателя технология ремонта современных топливных систем осуществляется в следующей последовательности:

    1. Вначале работу двигателя проверяют на общем стенде диагностики автомобиля, что позволяет локализовать существующую неисправность и отбросить все ложные симптомы срабатывания на отказ, к примеру, из-за сбоев в работе бортовой электроники.
    2. При подтверждении того, что неисправность в работе возникла в контуре топливоподачи дизельного двигателя, автомобиль подключают к специализированному диагностическому стенду для топливных систем, где и происходит определение основных причин и выявление дефектов в работе инжектора.
    3. Если причины отказа в работе форсунки возникли из-за их несильного засорения, то тогда просто производят химическую промывку топливной системы двигателя без демонтажа и прямо на автомобиле при помощи специальных фирменных растворов. Хотя эта методика не даёт 100% результата при более сложном засорении, но она рекомендуется при проведении планового технического обслуживания автомобиля через каждые 30 000 км пробега в целях профилактики. При этом химическая промывка является самым недорогим способом обслуживания топливных систем дизельных двигателей.
    4. Наличие серьезных неисправностей требуют более основательного ремонта форсунок, чтобы устранить все причины, связанные с плохим впрыском дизельных двигателей. Для этого их полностью демонтируют с агрегата и при необходимости очищают от мазута и налетов грязи.
    5. Далее, форсунки полностью разбирают и при этом тщательно осматривают все детали, выявляя возможные механические повреждения и различные дефекты, которые могли стать причиной отказа.
    6. Для очистки от несмываемых налетов или различного вида нагаров детали инжектора помещают в специальную ванну, где производят полную очистку с помощью ультразвука. Время пребывания деталей и узлов в ультразвуковой ванне напрямую зависит от степени загрязнения и должно быть достаточно, чтобы полностью убрать налет смолистых отложений с узлов и корпуса форсунки.
    7. Перед сборкой производят замену всех деталей и узлов инжектора, у которых при осмотре были выявлены механические повреждения или другие дефекты.
    8. После проведения всех ремонтных работ, соблюдая технологическую последовательность, топливные форсунки аккуратно собирают, при этом обязательно комплектуют новыми резинотехническими уплотнителями.
    9. Перед установкой на двигатель, форсунки проверяют на работоспособность с помощью испытательных стендов, при необходимости производят регулировку и записывают выходные параметры для пьезоэлектрических типов форсунок.
    10. Отремонтированные форсунки устанавливают непосредственно на двигатель, при этом рекомендуется обязательно произвести замену на новые, уплотнительных медных шайб и болтов крепления. В заключение производят при необходимости наладку блоков управления двигателя.

    Как правило, ремонт комплекта топливных форсунок дизельных двигателей на специализированом авторемонтном центре занимает не более двух дней, а общая стоимость ремонтных работ составит в районе 30% от цены нового комплекта инжектора.

    Оборудование для ремонта форсунок дизельных двигателей

    Существующее сегодня на рынке оборудование для ремонта форсунок дизельных двигателей можно разделить по технологической сложности и функциональным возможностям на несколько категорий, а именно:

    • профессиональные станции для проверки и диагностики всех видов неисправностей топливных систем, как правило, его могут позволить себе крупные сервисные центры;
    • специализированные стенды для испытания форсунок, которые вполне доступны по цене даже для небольших автосервисов;
    • индивидуальные тестеры для диагностики форсунок как минимум должны присутствовать в каждой автомастерской, специализирующейся на ремонте дизельных двигателей;
    • электронные приборы и измерительные инструменты для выполнения регулировок форсунок;
    • инструменты для разборки и сервиса форсунок
    • ультразвуковые ванны для очистки форсунок.

    Только наличие в автосервисе оборудования для диагностики и специализированного инструмента будет, является необходимым условием для проведения качественных работ по ремонту форсунок дизельных двигателей.

    Топливные дизельные форсунки

    Топливные форсунки – это устройства, предназначение которых кроется в распылении жидкости или газа.

    В автомобилестроении форсунки используют для распыления бензина, дизельного топлива, мазута или других видов топлива в инжекторных системах. Процесс распыления происходит за счёт высокого давления.

    Кроме распыления, форсунки принимают участие в дозировке топлива, обеспечивают нужные характеристики впрыскивания и герметизируют камеру возгорания.

    Сегодня форсунки – это неотъемлемая часть топливной системы не только в бензиновых, но и в дизельных двигателях. Дизельные топливные форсунки впрыскивают топливо при очень высоком давлении – около 1200 бар. Для сравнения, в форсунках бензиновых двигателях давление впрыска достигает всего нескольких бар, а в форсунках автомобильной мойки – 100-200 бар. Дизельная форсунка может работать с частотой от 400 вплоть до 3000 раз за минуту.

    1. История возникновения.

    Начиная с 60-х годов прошлого века, одной из ключевых проблем всемирного сообщества стала проблема охраны окружающей среды от выхлопных газов автомобилей. Помимо этой проблемы, в 70-х годах наступил топливный кризис, поэтому все вокруг пытались экономить топливо.

    Тогда в целях достижения максимальных мощностей при сгорании топлива, карбюраторы в автомобилях специально слишком обогащали топливно-воздушную смесь. Конечно, это имело свой эффект – автомобили становились намного мощнее. Но также провоцировало избыточные расходы топлива и, как следствие, содержание в отработанных автомобильных газах вредных продуктов горения.

    Именно эти обстоятельства и толкнули производителей автомобилей искать варианты уменьшения загрязнений воздуха автомобильными отходами и экономии топлива. Было понятно, что необходимо модернизировать конструкцию топливной системы, что привело к созданию форсунок. Первые двигатели с форсунками обладали моновпрыском (одна форсунка), а позднее появились системы с распределённым впрыском (несколько форсунок).

    Подобные системы с форсунками использовали ещё в 30-х годах 20 века в авиации, но из-за сложной конструкции и отсутствия нужных технологий, их эволюция далеко не шагнула. Стремительное развитие началось только в 60-х годах.

    В 1951 году Bosch установила инжекторную систему с форсунками на немецкий Goliath 700 Sport. Он стал первым в мире серийным автомобилем, где для впрыска топлива использовали форсунки.

    Позже, в 1954 году такие же системы начала ставить на свои автомобили компания Mercedes-Benz. Первой моделью с инжекторной системой этого производителя стала Mercedes-Benz 300 SL.

    В 1957 году инжекторная система от Rochester была установлена на некоторые модели Pontiac и Chevrolet, но она не оправдала ожиданий, так как оказалась крайне ненадёжной.

    Первая инжекторная система на электронном управлении появилась в 1967 году. Электронасос такой системы производил подачу топлива с постоянным давление 0,2 МПа к форсункам в равные промежутки времени.

    В 1973 году на свет вышла система, в которую устанавливали электромагнитные топливные форсунки.

    С приходом электроники в автомобильную промышленность в последней четверти 20 века, началось массовое внедрение инжекторных систем в транспортные средства. В итоге, системы с карбюраторами были практически вытеснены системами с инжекторами. Большинство современных автотранспортных средств оснащаются именно инжекторными системами.

    Использование в двигателях топливных форсунок имеет ряд преимуществ над карбюраторами. Они заметно экономят топливо, увеличивают мощность автомобиля, сводят к минимуму токсичность отработанных газов, упрощают процесс запуска двигателя, реже требуют обслуживания.

    К недостаткам систем с топливными форсунками можно отнести завышенные требования к качеству топлива и высокую стоимость замены и ремонта.

    2. Устройство и принцип работы

    Конструктивно, форсунка включает в себя следующие элементы:

    Плунжер – создаёт давление топлива. Его движение происходит при вращении кулачков рапредвала, а обратное движение – при помощи пружины плунжера.

    Клапан управления – регулирует впрыск топлива в двигатель. Клапаны бывают электромагнитные и пьезоэлектрические. Основной элемент клапана управления – это игла клапана.

    Запорный поршень – реализует поддержку давления топлива на иглу распылителя при необходимости.

    Обратный клапан – также поддерживает давление топлива на иглу распылителя.

    Игла распылителя – непосредственно обеспечивает впрыск топливной смеси в камеру возгорания.

    Пружина форсунки – с её помощью игла распылителя «садится» на седло. Силу пружины поддерживает давление топлива.

    Форсунки управляются с помощью системы управления двигателем на основе сигналов от датчиков инжекторной системы.

    Топливная форсунка способствует правильному приготовлению воздушно-топливной смеси, для чего в процессе впрыска существует три фазы:

    Предварительный впрыск – необходим, чтобы смесь при основном впрыске сгорала плавно. Сгорание небольшого количества топлива повышает давление и температуру в камере, что помогает ускорить воспламенение топлива при основном впрыске.

    Основной впрыск – эта фаза обеспечивает качественное приготовление смеси при разных режимах работы двигателя. Высокое давление, достигающееся на этой фазе, помогает получить однородную горючую смесь. А полное сгорание уменьшает выброс вредных веществ и увеличивает мощность двигателя.

    Дополнительный впрыск – нужен для очистки сажевого фильтра. На этой фазе давление резко падает, а игла возвращается на начальную позицию. Это предотвращает поступление топлива в камеру с плохим распылом и под низким давлением.

    Рассмотрим этапы процесса работы топливной форсунки.

    Кулачок распредвала передвигает плунжер форсунки вниз.

    Топливо течёт в каналы форсунки.

    Происходит закрытие клапана и отсечка топлива, начинает нагнетаться давление.

    Когда давление достигает 13 МПа, то игла поднимается и при этом осуществляется предварительный впрыск горючей смеси. Может быть 1-2 предварительных впрыска, что зависит от режима работы.

    Клапан открывается и предварительный впрыск заканчивается, а топливо переходит в питающую магистраль, и его давление снижается.

    Клапан закрывается и давление снова начинает возрастать.

    Когда давление достигнет 30 Мпа, игла распылителя поднимется, преодолевая силу пружины, и производит основной впрыск топлива. Чем больше давление, тем больше топлива сожмётся и больше поступит в камеру. Максимальное давление – 220 МПа. Оно обеспечивает самую высокую мощность двигателя.

    Клапан открывается, и основной впрыск завершается, при этом снижается давление, и закрывается игла распыления.

    При дальнейшем передвижении плунжера вниз, происходит дополнительный впрыск топлива. Обычно осуществляется два дополнительных впрыска.

    Основные характеристики форсунок:

    Динамический диапазон работы – характеризует минимальное время впрыска топлива. Время открытия / закрытия форсунки – характеризует время, которое необходимо для открытия / закрытия форсунки.

    Угол распыла – характеризует, под каким углом осуществляется распыление топливной смеси.

    Дальнобойность факела топлива – характеризует процесс распыления. Мелкость распыления и распределения топлива в факеле – характеризует качество приготовления горючей смеси и работы самой форсунки.

    3. Основные виды

    Зависимо от способа приведения в действие, дизельные топливные форсунки бывают:

    Механические (форсунки приводятся в действие давлением; когда давление в транспортной магистрали возрастает, то они открываются, а при снижении этого давления – закрываются).

    Электромеханические (открываются и закрываются по сигналу от электронного контроллера).

    Электромеханические форсунки, в свою очередь делятся на:

    Электрогидравлические – состоят из электромагнитного клапана, дросселей впуска и слива и блока управления. В исходной позиции клапан закрыт и обесточен, а давление на иглу меньше, чем на поршень. По сигналу контроллера клапан открывает дроссель слива, и топливо проходит в сливную магистраль. Впускной дроссель не даёт давлению быстро выровняться и давление на поршень становится ниже, а на иглу – остаётся прежним. Поэтому игла поднимается и происходит впрыск топлива.

    Пьезоэлектрические – состоит из толкателя, переключающего клапана, иглы и пьезоэлемента. В основу работы положен гидравлический принцип. В исходной позиции из-за высокого давления игла находится на седле. В нужное время контроллер подаёт сигнал на пьезоэлемент.

    Его дина увеличивается, и он производит усилие на толкатель. Открывается переключающий клапан и топливо переходит в сливную магистраль. Давление над иглой падает, и она поднимается за счёт давления под ней. Таким образом, происходит впрыскивание топлива. Электромагнитные – состоит из электромагнитного клапана с иглой и сопла. В требуемое время контроллер подаёт сигнал на обмотку клапана, и форсунка приводится в действие, производя впрыск топлива. Когда напряжение исчезает, то форсунка возвращается в исходное положение.

    В дизельных двигателях используются электрогидравлические и пьезоэлектрические форсунки, а электромагнитные используются в бензиновых двигателях. Сегодня самыми совершенными форсунками для произведения впрыскивания топлива, считаются пьезоэлектрические форсунки.

    4. Основные неисправности

    Неисправность форсунок – это основная причина остановок и поломок двигателя автомобиля. При включённом двигателе такие неисправности очень просто заметить.

    Признаки неисправности форсунок:

    На неполных нагрузках появился дымный выхлоп (увеличилась токсичность).

    Мощность двигателя снизилась.

    Высокая температура и стуки отработанных газов.

    При увеличенных нагрузках появились рывки и провалы в работе двигателя.

    На небольших оборотах работа двигателя стала неустойчивой.

    Неисправность форсунок может привести к потере её качеств: нарушиться герметичность, появятся подтёки, изменится угол распыления топлива, прекратится любая подача топлива в камеру возгорания, топливо будет неравномерно распределяться в камере.

    Эксплуатационные неисправности разделяются на две категории:

    Неисправности, вызваны использованием некачественного топлива, что нарушает распыление и становится причиной перегрева (износ элементов форсунки, заедания иглы, оплавление металла и др.).

    Неисправности, вызваны неверной сборкой аппаратуры или её неправильным монтажом (перекосы деталей, закупорка топливных каналов, отсутствие плотности соединительных деталей, защемление иглы и др.)

    Рассмотрим основные варианты неисправности форсунок.

    Сама распространённая неисправность форсунок – это их загрязнение. Так как они находятся при воздействии высокой температуры, то при использовании некачественного топлива, на них образовываются твёрдые отложения, перекрывающие отверстия и нарушающие герметичность. Общее загрязнение топливной системы ведёт за собой засорение фильтра и каналов форсунок. Чтобы восстановить нормальную работу форсунок, их следует промыть.

    Нарушение герметичности иглы – также довольно частая причина выхода форсунок из строя. Она обусловливается износом иглы. Решить эту проблему можно заменив иглу и распылитель.

    Нарушение регулировки давления – происходит из-за износа пружины и её ослабления или износа иглы и штанги. Устранить такую проблему можно изменив натяжение пружины при помощи винта регулировки.

    Заедание иглы – это следствие перегрева или работы с иглой, которая неплотно закрывается. Поэтому в пространство распылителя попадают газы из цилиндра. Для решения такой проблемы либо очищают детали, либо производят замену иглы.

    Заменять форсунки рекомендуется после каждых 100-150 тыс. км пробега. Но, как правило, они ещё могут поработать 30-50 тыс. км после истечения официальной гарантии.

    Чтобы форсунки не засорялись и работали исправно, их необходимо периодически обслуживать. Периодичность обслуживания дизельных форсунок для различных двигателей разная и находится в пределах от 500 до 5000 часов.

    Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о