Причины засорения форсунок
Некачественное топливо — вот одна из главных причин поломки форсунок. Огромное количество смол, которые оседают внутри форсунок, снижают пропускную способность, они не позволяют герметично закрываться клапанам, и тем самым меняется угол струи впрыскиваемого топлива.
При запуске двигателя в зимнее время, вышедший из строя клапан, является причиной переобогащения смеси, вследствие чего происходит повышенный расход топлива и повышается токсичность отработавших газов. При некорректном распылении топлива происходят нарушения в процессе смесеобразования, а это является первой причиной ухудшения практически всех показателей двигателя.
Засорение форсунок происходит при использовании поддельных топливных фильтров, либо же если просто авто-владелец забыл поменять во время фильтр.
При давлении в системе топлива может просто произойти разрыв фильтра, и грязь, естественно, попадёт в форсунки.
Назначение форсунок
К основным функциям, возложенным на форсунку относят:
- подача топлива в цилиндр;
- герметизация камеры сгорания;
- распыление на мелкодисперсные частички;
- максимально равномерное распределение солярки по камере сгорания;
- резкое начало впрыска топлива и такое же быстрое завершение процесса;
- точное дозирование необходимого количества горючего.
Для стабильной работы двигателя, форсунка должна обеспечивать оптимальную дисперсность. Чем выше степень дробления капель солярки, тем больше их общая площадь поверхности. Это позволяет топливу сгореть в более короткий промежуток времени, что положительно сказывается на экологичности, динамике и экономичности. При этом капли не должны быть слишком мелкими, так как в таком случае они не достигнут краев камеры сгорания. На данный момент топливные форсунки впрыскивают солярку со скоростью, достаточной чтобы обеспечить полное заполнение всего объема при размере частиц от 30 до 50 мкм.
Принцип работы дизельных форсунок
Основной их задачей является максимально мелкое (дисперсное) распыление топлива. Дизель работает на солярке, в отличие от бензина это смесь тяжёлых фракций переработки нефти. Она крайне неохотно смешивается с воздухом для образования пригодной для полного и быстрого сгорания консистенции.
Наиболее простым устройством обладают форсунки гидромеханического типа. Солярка поступает к ним раздельно от индивидуальных секций топливного насоса высокого давления (ТНВД). При достижении в нужный момент некоторого порогового давления форсунка открывается, и топливо, дозированное нагнетателем насоса, впрыскивается в камеру сгорания, одновременно распыляясь на мельчайшие капельки.
После чего давление падает и клапан инжектора закрывается возвратной пружиной. Возможно двухступенчатое срабатывание, когда предварительно подаётся небольшая пилотная порция солярки, после чего срабатывает вторая пружина, и на распылитель поступает основной топливный заряд. Так повышается оптимальность работы двигателя.
Более совершенной системой впрыска стала её организация по принципу общей рампы высокого давления, так называемая Common Rail. Здесь ТНВД создаёт требуемый напор на все форсунки одновременно, а срабатывают они в нужный момент по электрическому сигналу от блока управления.
Стало возможным более точное распределение смеси по цилиндрам, плавное дозирование за счёт многократной подачи в рамках одного цикла и качественное сгорание дизтоплива при более мягкой работе мотора. Обеспечивается это наличием в каждом инжекторе электромагнита, который управляет запорным клапаном.
https://youtube.com/watch?v=2FalEjr0oAI
Следующим шагом стало появление пьезоэлектрического привода для иглы распылителя. Используется эффект изменения некоторыми кристаллами своих геометрических размеров при подаче на них электрического напряжения.
В отличие от электромагнитного привода, такая организация позволяет резко повысить быстродействие клапанов. Стало возможным увеличить количество порций топлива, подаваемых за один такт работы цилиндра. Мера вынужденная из-за постоянно повышающихся требований по экологичности дизелей. Такие форсунки отличаются высокой ценой и неремонтопригодностью.
Отдельным классом стоят так называемые насос-форсунки. Их отличает отсутствие в системе ТНВД, его роль выполняется при механическом воздействии кулачков распределительного вала на встроенную в каждый топливный инжектор плунжерную пару.
Применяются относительно редко из-за целого ряда недостатков. Из преимуществ здесь только отсутствие общего насоса высокого давления, что несколько упрощает аппаратуру.
Разновидности
В зависимости от способа управления подачей топлива форсунки делят на несколько видов:
Механические модели
Этот вид распространен на дизельных двигателях. Он функционирует в результате воздействия топливного давления на запорный механизм. В процессе повышения показателей игла направляется вверх, провоцируя впрыск. После падения давления она занимает предыдущую позицию.
Механические модели распространены в дизельных двигателях.
Механические форсунки менее эффективны в сравнении с другими типами, поэтому редко используются в современных транспортных средствах. При этом детали обладают простой и надежной конструкцией, которая обеспечивает большой срок службы.
Электромагнитные
Подобный тип инжекторов встречается на бензиновых автомобилях, включая модели с непосредственной подачей горючего. С учетом выполняемых функций форсунки бывают пусковыми и рабочими. Вторая разновидность осуществляет точечный или индивидуальный впрыск.
Конструкция детали включает следующие составляющие:
- Корпус.
- Отсек для подсоединения к электрической цепи.
- Иглу.
- Уплотнители.
- Сопло.
- Обмотку возбуждения клапана.
- Фильтр-сетку и другие элементы.
Электромагнитные форсунки встречаются на бензиновых автомобилях.
В нужный момент моторный блок отправляет напряжение на обмотку, способствуя появлению электромагнитного поля, которое влияет на якорь с иглой. В это время усилие сжатия пружины уменьшается, якорь втягивается, а игла поднимается, открывая сопло инжектора. Дальше срабатывает клапан управления форсункой и осуществляется подача горючего под пиковым давлением. После прекращения подачи энергии на обмотку пружина возвращает иглу в начальное положение.
Электрогидравлические
Модели электрогидравлического типа встречаются на дизельных агрегатах. Их можно установить на типовой ТНВД и комплекс Common Rail , особенность которого — подача топлива в камеру сгорания под высоким давлением .
В устройстве предусмотрены такие детали:
- Сопло, через которое происходит непосредственная подача топлива.
- Пружина, применяемая при передачи усилия на открывающий клапан.
- Камера управления, где находится поршень, находящийся под давлением топлива.
- Сливной дроссель.
- Якорь электромагнитного элемента.
- Обмотка возбуждения, которое создает электромагнитное поле.
- Штуцер впрыска горючего.
Электрогидравлические устройства устанавливают на дизельные агрегаты.
Во время срабатывания цикла клапан находится в закрытом состоянии. Горючее в системе воздействует на поршень камеры управления, а игла форсунки плотно прижимается к седлу. Блок управления мотора отправляет напряжение на обмотку, а сливной дроссель повторно открывается. В результате горючее передается в магистраль.
Впускной механизм препятствует мгновенному выравниванию давления в камере и на впуске. Поэтому в течение некоторого времени усилие, которое воздействует на поршень, снижается, а давление на иглу сохраняется. Из-за разницы показателей игла поднимается и регулирует впрыск топлива.
Пьезоэлектрические детали
Устройство встречается только на автодизелях и считается самым продвинутым типом инжекторов. Данная разновидность способствует мгновенному срабатыванию системы впрыска, подбору точной дозировки и многократной подаче горючего. Такие форсунки распространены в дизельных агрегатах с технологией Common Rail.
Для сборки пьезоэлектрических механизмов используют:
- Иглу.
- Дроссельный блок.
- Пружины и поршни клапана.
- Сливную магистраль.
- Фильтр.
- Нагнетательную магистраль и другие детали.
Пьезоэлектрические детали считаются самым продвинутым типом инжекторов.
Форсунка функционирует по принципу изменения длины пьезоэлемента при подаче напряжения. В базовом положении игла находится на седле. Когда электронный блок управления отправляет сигнал на пьезоэлемент, последний оказывает влияние на поршень. Переключающий клапан срабатывает, и топливо переходит на слив.
Подготовка топливных форсунок к замене
Процесс разборки инжектора начинается с подготовки приспособлений. Специфика разборки может отличаться для разных моделей авто и типов впускных комплексов.
Проверенные бренды
Чтобы распылитель прослужил максимально долго, важно выбирать оригинальную продукцию. И это касается как электрических, так и механических моделей
Из качественных аналогов можно купить устройства от компаний Siemens, Bosch, Delphi, OMVI, Hana.
Как снять форсунку
Перед демонтажом детали следует спустить давление в системе. На многих моделях авто предусмотрен специальный механизм на топливной рейке. Это особый клапан, который срабатывает после нажатия и способствует вытеканию топлива.
Затем стоит достать рампу, где удерживаются распылители. Разборка производится посредством отключения разъемов с проводами. Извлечь элементы можно поворотом или раскачиванием механизма.
Замена на новую
Разобравшись, как снять форсунку, остается установить на ее место новую деталь. Для безошибочного выполнения действия нужно иметь базовые навыки в решении таких задач. Алгоритм действий может отличаться для каждой модели транспортного средства.
Если производится плановая чистка, нужно снять уплотнительные кольца со всех распылителей и выбросить их.
Промывка топливной системы дизеля своими руками
Появление первых симптомов загрязнения форсунок требует от автовладельца не только диагностики неисправности, но и проведения комплекса мероприятий по промывке топливной системы.
От своевременности выполнения этой работы зависят будущие расходы автовладельца. Хроническое загрязнение приводит к поломке дорогостоящих деталей и необходимости их замены.
Самостоятельная очистка топливной системы дизельного двигателя чаще всего производится с применением специальных присадок, которые добавляются в топливный бак, смешиваются с горючим и обеспечивают качественную очистку от различного «мусора».
После применения присадки можно использовать автомобиль в обычном режиме, будучи уверенным в эффективном действии изделия.
Промывочный состав смешивается с горючим, проходит весь путь по топливной системе дизеля, подается к форсункам и в цилиндры, где сгорает под действием давления.
Для получения результата желательно отдавать предпочтение изделиям известных брендов.
Экономия в этом вопросе может привести к отсутствию результатов или еще большому загрязнению системы.
Специалисты отмечают, что такой способ малоэффективен, ведь убрать 100% загрязнений не получится.
Но с определенным процентом «мусора» присадка справляется, устраняя главные признаки неисправности — рост расхода топлива, уменьшение динамики и падение мощности двигателя.
Хороший результат дает регулярное применение присадок, выполняющих профилактическую функцию. В результате топливная система длительное время сохраняется чистой, а в ее промывке на СТО нет необходимости.
Если автовладелец длительное время не обслуживал систему, убрать стойкие загрязнения вряд ли получится. В такой ситуации лучше обратиться на сервис, где очистка производится с помощью специального оборудования.
Нельзя не отметить еще ряд способов промывки форсунок дизеля. Один из них — демонтаж изделий для их прямой очистки посредством имитации работы.
Такой вариант подходит для двигателей старого образца, но в случае с новыми дизельными моторами он опасен. Главный риск заключается в сложности демонтажа форсунки. Даже если последнюю и получится снять, остается высокий риск повреждения устройства.
В итоге придется покупать новую деталь, стоимость которой в несколько раз перекроет экономию самостоятельной замены.
Существует еще один вариант очистки — применение промывочной жидкости.
Ниже рассмотрим принцип выполнения работы на примере состава от производителя Wynns.
Алгоритм действий:
- Берите пару бензиностойких шлангов, имеющих длину 70-80 см. Диаметр одной трубки должен быть 0,8 см, а второй — 1,0 см.
- Снимите родные трубки с ТНВД и наденьте на их места приобретенные изделия. Вторые края шлангов поставьте в емкость с залитым в нее средством.
- На более толстую трубку, которая подает жидкость в ТНВД, поставьте стандартный фильтр с Жигулей. При этом будьте внимательны — шланг должен доставать до дна емкости, чтобы исключить захват воздуха. При этом сама бутылка должна закрепляться под капотом.
- Заведите двигатель и оставьте его поработать в течение 15 минут на ХХ. После этого несколько раз нажмите на педаль акселератора, выждите еще 3-4 минуты и глушите мотор.
- Подождите 15-20 минут, пока жидкость полностью не остынет, а отложения не отстанут от поверхности.
- Проводите рассмотренные выше процедуры до момента, пока не кончится состав для промывки.
Внимательно следите за наличием смеси. Нельзя допустить, чтобы дизельный мотор заглох из-за нехватки жидкости. На многих современных авто во внутренней части ТНВД установлена электроника, охлаждаемая топливом.
В случае дефицита промывочной жидкости или горючего она может пострадать. Чтобы оптимизировать промывку, можно сделать специальный змеевик и опустить его в ведро для обеспечения качественного охлаждения жидкости. 
После выработки состава верните топливные трубки на прежние места и заведите мотор. Как только работа дизельного двигателя нормализуется, глушите его.
Работа по самостоятельной промывке топливной системы завершена, а автомобиль готов к эксплуатации.
Будьте осторожны и помните об опасности рабочей жидкости. Она помогает отмыть руки, но после ее применения желательно обдать кожу чистой водой и смазать кремом.
Если ТНВД машины сильно загрязнен, рекомендуется взять две банки с жидкостью, после чего действовать по описанном выше алгоритму. Выработайте содержимое банки до конца, чтобы мотор не заглох.
После этого глушите дизельный двигатель, и на следующий день выполняйте ту же манипуляцию, но уже с применением второй банки.
По завершении работы остается все вернуть на место.
Проверка дизельных форсунок на перелив (слив в обратку)
По мере износа дизельных форсунок со временем возникает проблема, связанная с тем, что топливо из них попадает обратно в систему, из-за чего насос не может нагнетать нужного рабочего давления. Следствием этого может быть проблемы с запуском и работой дизельного двигателя.
Перед проверкой вам необходимо будет купить медицинский шприц объемом 20 мл и систему для капельниц (для подключения шприца вам понадобится трубочка длиной 45 см). Чтобы найти форсунку, которая скидывает в обратку больше топлива, чем ей положено, необходимо воспользоваться следующим алгоритмом действий:
- вынуть поршень из шприца;
- на запущенном двигателе с помощью системы подключить шприц к “обратке” форсунки (трубочку вставить в горлышко шприца);
- в течение двух минут держать шприц, чтобы в него набиралось топливо (при условии что оно будет набираться);
- повторять процедуру поочередно для всех форсунок либо соорудить систему для всех сразу.
На основании информации о количестве топлива в шприце можно сделать соответствующие выводы:
Проверка перелива в обратку
- если шприц пустой — значит, форсунка полностью исправна;
- количество топлива в шприце объемом от 2 до 4 мл также в пределах нормы;
- в случае, если объем топлива в шприце превышает 10…15 мл, это означает, что форсунка частично или полностью вышла из строя, и ее необходимо заменить/отремонтировать (если льет 20 мл, то ремонтировать бесполезно, поскольку это говорит об износе седла клапана форсунки), так как она не держит давление топлива.
Однако такая простая проверка без гидростенда и тест плана не дает полной картины. Ведь на самом деле при работе двигателя количество сбрасываемого топлива зависит от многих факторов, она может быть забита и её нужно чистить или она подвисает и требуется в ремонте либо замене. Поэтому данный способ проверки форсунок на дизеле в домашних условиях позволяет лишь судить лишь об их пропускных способностях. В идеале количество пропускаемого ими объема топлива должно быть одинаковым и находиться в пределах до 4 мл за 2 минуты.
Точный объем топлива, которое может подавать в обратную магистраль вы можете найти в мануале своего автомобиля или двигателя.
Для того, чтобы форсунки эксплуатировались как можно дольше, заправляйтесь качественным дизельным топливом. Ведь оно напрямую зависит от на работу всей системы. Кроме этого, ставьте оригинальные топливные фильтры и не забывайте вовремя их менять.
Важные моменты
Существует несколько нюансов, которые обязательно следует учитывать при разборке форсунки. Если этого не сделать, простейшая процедура замены клапана может доставить водителю массу проблем:
- разбирать форсунку следует на ровном столе, который хорошо освещается, причём источник света должен находиться не за спиной автовладельца, а перед ним;
- на стол необходимо постелить чистый лист бумаги или белую салфетку (на ней мелкие детали форсунки будут отлично видны и не раскатятся);
Форсунка DELPHI, разобранная на чистом листе бумаги
Медицинский пинцет, которым удобно извлекать возвратные пружины из клапанов форсунок
Снять форсунку и заменить на ней обратный клапан вполне по силам даже начинающему автовладельцу. Всё, что для этого нужно — фирменный ремкомплект DELPHI и немного терпения. Что касается опытных автовладельцев, то у них ремонт одной форсунки отнимает не более 30 минут.
Ремонт составляющих деталей дизельной системы требует определенных знаний. Эта топливная система характеризуется работой форсунка, как одного из главных компонентов.
Аналоги Delphi представляют собой целое семейство многофункциональных механических изделий. Их задача: адаптация для использования в широком диапазонном разнообразии техники. Само устройство отвечает за максимальную способность точной регулировки впрыск топлива под высоким давлением. Выбор в пользу производителя предоставляет ряд преимуществ:
- доступность кованых конструкций кузова;
- давление впрыска до 2000 бар;
- гибкость конфигурации;
- проверенная надежность и долговечность;
- доступ к разнообразным вариациям сопла;
- экономичность технологии;
- соответствие современным экологическим нормам.
Имеющийся опыт в технологии высокого давления впрыска топлива помог компании разработать несколько инновационных изобретений для удовлетворения потребностей клиентов. Современным комплектациям дизельных двигателей характерна топливная система Common rail. Ей свойственно: высокий уровень производительности и экологичности. А качественный ремонт форсунок этого образца – непростая задача.
Для автомехаников вторичного рынка появление этой технологии внесло некоторые сложности в их работу. Механику необходимо ориентироваться в характерных кодах, которые и отличают комплектации форсунок. Какова значимость каждого кода и их значения?
Чем опасны сбои работы форсунок, и какие признаки вероятных проблем
Если электро форсунка льёт, то снижается КПД (коэффициент полезного действия) распыления топлива. Иными словами рассеивается форма пламени. Об этой проблеме сигнализирует чёрный или серый дым. Автомобиль неохотно заводится. Когда льют форсунки, может теряться мощность двигателя.
При льющей форсунке повышается расход топлива. Грязный фильтр может стать проблемой. Форсунка может не лить, а сбои в работе могут возникнуть из-за плохих свечей. Виной может стать топливный насос или ГРМ. Сложность пуска двигателя – это 90% нерабочих форсунок.
О проблемах во время езды может свидетельствовать рывки авто, в частности при наборе скорости. После переключения скоростей, и наборе скорости, машина может дёргаться. Разгон транспортного средства и выполнение манёвров, весьма затруднены. Если ездить с проблемами впрыска, что, кстати, не рекомендуют специалисты, может существенно уменьшиться продолжительность работы двигателя.
Дефекты необходимо безотлагательно исправлять. Страшно подумать, что может произойти на крутом подъёме или опасном спуске, если выйдет из строя форсунка.
Разновидности и принцип работы
В сегодняшних условиях применяются самые разные виды дизельных форсунок. Их большое разнообразие объясняется как крайне широкой сферой применения, так и различиями в задачах, для решения которых они предназначаются.
Механическая форсунка
Традиционный вариант устройства, постепенно уступающий по популярности современным инженерным решениям. Именно его принцип действия был приведен выше при описании рабочего цикла дизельной форсунки. Он базируется на срабатывании клапана при достижении определенного уровня давления.
Механическая форсунка применяется в автомобилестроении в течение нескольких десятков лет. Однако, введение новых экологических стандартов и всеобщее стремление к повышению уровня экономичности дизельных двигателей привело к неуклонному вытеснению этого классического устройства более эффективным разработкам последних лет.
Главное направление совершенствования форсунки в частности и дизельного двигателя в целом – это передача контроля и управления большинством рабочих процессов электронным приборам и датчикам. Кроме того, отдельного упоминания заслуживает форсунка с двумя пружинами, разделяющая подъем иглы на две стадии. В результате обеспечивается гибкость в подаче горючего, более полное сгорание топлива и уменьшение шума при работе агрегата.
Электромеханическая форсунка
Главное отличие от механического варианта состоит в использовании для перемещения иглы форсунки вместо пружины электромагнитного клапана. Он управляется автоматикой, благодаря чему достигается точное определение количества необходимого топлива и оптимальная периодичность его впрыска.
Электромеханическая форсунка напоминает часто используемую в инжекторных бензиновых двигателях электромагнитную версию устройства. Она не используется в дизель-моторах, так как не способна выдерживать высокое давление.
Насос-форсунка
Еще одна вариация традиционного дизельного двигателя. Устройство агрегата не предполагает наличие обычного ТНВД. Вместо него для нагнетания необходимого уровня давления используются специальные насос-форсунки. Фактически, вместо одного топливного насоса высокого давления устанавливаются несколько более простых, каждый из которых обслуживает только одну форсунку.
Такое устройство двигателя позволяет подавать топливо в камеру сгорания под очень высоким давлением. Как следствие – обеспечивается уверенное самовоспламенение и более полное сжигание горючего. Отсутствие ТНВД позволяет сделать двигатель более компактным, что также выступает немаловажным достоинством.
Однако, использование системы насос-форсунка имеет и определенные недостатки. Главные из них – высокая требовательность к качеству применяемого дизельного топлива, а также более значительные расходы на изготовление двигателя в целом. Именно поэтому стремительно растет популярность еще одной разновидности дизельных форсунок и системы, предусматривающей их применение.
Пьезоэлектрическая форсунка
Устройство пьезофорсунки напоминает электромеханические или электромагнитные аналоги. Главное отличие заключается в использовании вместо электромагнитного клапана специального пьезоэлемента, часто называемого пьезоэлектрическим кристаллом. Его наличие обеспечивает крайне высокое быстродействие устройства. Благодаря этому клапан срабатывает в 4 раза чаще, чем в обычных электромагнитных форсунках.
Нет ничего удивительного, что пьезоэлектрические форсунки стали важным элементом системы впрыска Common Rail, которая используется сегодня практически повсеместно. Ее использование позволяет увеличить эффективность работы дизельного двигателя и повысить КПД при одновременном уменьшении расхода топлива и количества вредных выбросов.
