Топливная система претерпела значительные изменения со времён создания первого автомобиля. Такие преобразования коснулись и механизма впрыска, который стал более совершенным. Дозированная подача топливной смеси позволяет плавно регулировать обороты, что приводит к меньшему расходу горючего. Для решения таких задач используются форсунки двигателя, которые и составляют инжекторную систему. Эта технология давно пришла на смену карбюратору и превосходит его по всем параметрам.

Назначение форсунок в работе двигателя

Дозированная подача обеспечивает лёгкость в управлении машиной благодаря детально рассчитанным порциям топлива. Назначение подобной системы позволяет не только уменьшить выброс вредных веществ, но и сделать вождение безопасным. Заложенная в управляющий блок микропрограмма делает автомобиль отзывчивым на малейшие изменения в движении. Набор мощности двигателем в этом случае происходит более динамично, что позволяет учесть малейшие особенности дороги.

Каждая форсунка высокого давления является важным механизмом топливной системы. Точно рассчитанная подача горючего имеет огромное значение для силовой установки машины и позволяет увеличить срок её службы. В современных автомобилях инжектор (форсунка) управляется электроникой и бывает нескольких видов. Подобное оснащение успешно используется на бензиновых и дизельных двс, что делает такую технологию наиболее перспективной. В зависимости от вида и характеристик двигателя, форсунки различаются по методу впрыска, каждый из которых имеет свои особенности.

Электромагнитная форсунка

Такой тип инжектора использует бензиновые форсунки и получил широкое распространение. Простая конструкция этого оборудования показывает отличные результаты в автомобильной технике, оснащённой системой непосредственного впрыска. Любая электромагнитная форсунка состоит из управляемого клапана, иглы и сопла. Функционирование этой системы выполняется в соответствии с заложенной программой, что позволяет добиться высокой точности подачи горючего.

Электронный блок полностью контролирует все операции, что исключает любые ошибки при впрыске топливной смеси. Согласно заложенной программе напряжение подаётся на обмотку клапана, что приводит к созданию электромагнитного поля. Под его воздействием сопло освобождается, вследствие чего и производится впрыск топлива. Прекращение подачи напряжения приводит к обратному результату, и пружина возвращает иглу в прежнее положение. Такой метод впрыска топливной смеси имеет высокую точность и задействован на большей части бензиновых двигателей.

Электрогидравлическая форсунка

Использование такой системы можно часто увидеть в автомобилях, оснащённых дизелем. Эту технологию также допускается применять на агрегатах, имеющих систему впрыска Common Rail. Такие инжекторные форсунки состоят из сливной и впускной дроссели, электромагнитного клапана и камеры. Путём изменения давления топлива легко добиться возможности управлять его подачей на цилиндры, и эта особенность является главным отличием инжектора от аналогичных механизмов.

Понять, как осуществляется управление форсункой электрогидравлического типа достаточно просто. В состоянии ожидания электромагнитный клапан всегда закрыт, причём игла форсунки высокого давления прижата к седлу топливом. В этом положении подача горючего невозможна по элементарным физическим причинам. Давление в системе, воздействующее на иглу намного меньше чем на поршень, что не позволяет запустить механизму впрыска.

При подаче сигнала с управляющего блока происходит включение электромагнитного клапана, которое заключается в открытии дроссельной заслонки. Подобный принцип работы форсунки не допускает мгновенного выравнивания давления, что приводит к подъёму иглы и подаче топлива.

Пьезоэлектрическая форсунка

Практичное устройство современной форсунки представляет собой наиболее совершенную технологию впрыска. Установка подобного оборудования выполняется на дизельные двигатели, оснащённые системой Common Rail. Состоят такие виды форсунок из переключающего клапана, пьезоэлемента, толкателя и иглы. Скорость циклов впрыска подобного устройства в 4 раза превосходит срабатывание механизмов других типов. Такие возможности позволяют реализовать многократный впрыск топлива за один цикл, а дозировка горючего более совершенна.

Получить такие возможности удалось благодаря использованию особых компонентов. Подача напряжения влияет на характеристики сердечника что обеспечивает впрыск топлива. Пьезокристалл, изменяясь в размерах, давит на поршень толкателя в результате чего открывается клапан и горючее поступает в сливную магистраль. За счёт увеличения давления в топливной системе подымается игла, и происходит впрыск горючей смеси.

В работе такого устройства также используется гидравлический принцип, в основе которого лежит разница давления. Для точно рассчитанного срабатывания не менее важен и пьезоэлемент, в состав которого входят цирконий и палладиум. Такая технология обеспечивает огромную скорость срабатывания и довольно большое усилие, направленное на открытие клапана. Для регулировки количества горючего для впрыска используется соотношение давления в рампе и время воздействия на пьезоэлемент.

Принцип работы форсунок

Система впрыска топлива отвечает за подачу горючего в цилиндр или впускной коллектор двигателя. Чтобы понять, как работает форсунка инжектора, требуется рассмотреть описание топливной системы. Управляемый процесс подачи горючего наиболее важная часть в обеспечении работоспособности двигателя. Инжектор обычно устанавливают перед расположением дроссельной заслонки, именно на этом месте в более старых моделях устанавливался карбюратор. Система впрыска топлива может иметь различную конфигурацию, так насос-форсунка или ТНВД значительно отличаются от Common Rail.

Распределённый впрыск топлива присущ большинству современных автомобилей. Существуют несколько типов форсунок, принцип работы которых имеет свои особенности.

• Одновременный – подача горючего осуществляется сразу на все цилиндры, что характеризуется равными показателями расхода топлива на каждый инжектор;
• Попарно-параллельный – открытие канала выполняется в парном режиме, причём одна форсунка осуществляет подачу топлива перед циклом впуска, а другая выпуска;
• Фазированный – каждый из инжекторов автоматически открывается перед впуском, обеспечивая высокую точность впрыска;
• Прямой – подача топлива происходит напрямую в камеру сгорания, что является наиболее продуктивным вариантом.

С помощью насоса высокого давления происходит подача горючего на форсунку, которая может иметь механическое или электрическое исполнение. Ведущие производители автомобилей с начала 90-х перестали устанавливать механические форсунки ввиду несовершенства этой технологии. Ужесточение требований к выхлопным газам и изменение характеристик такой форсунки в процессе эксплуатации привели к переходу на более современные методы подачи горючего.

Устройство инжектора и его назначение

Использование сразу двух топливных форсунок получило широкое распространение и считается самым удобным в работе двигателя. Что касается устройства инжектора, наиболее востребованы одноканальные модели. В такой системе впрыска под определённым давлением подходит распыляемая жидкость, пар или газ, необходимый для распыления. При более детальном рассмотрении схемы инжектора будет хорошо заметен гидравлический разъем, который служит для установки на посадочное место форсунки, которая крепится на рампе.

Такая система имеет высокие требования к герметичности, и уплотнительные кольца обеспечивают надёжную установку инжектора. В нижней части такого устройства имеются специальная распылительная пластина, а электрический разъём используется для управления соленоидом. С помощью насоса регулируется давление форсунок, которое зависит от типа топливной системы. Наиболее важным элементом инжектора является сопло, обеспечивающее впрыск горючего.

Среди таких устройств, форсунки высокого давления занимают особое место. Системы Common Rail или ТНВД создают необходимые условия для впрыска, а струя распыла топлива зависит от геометрии камеры внутреннего сгорания. Детали инжектора, кроме функциональных элементов, включают фильтрующую сетку, распылитель и пружину, обеспечивающую обратное движение иглы.

Преимущества использования инжектора

Ресурс, которым обладают форсунки высокого давления, не идёт ни в какое сравнение с карбюраторной моделью управления. Система, контролируемая электроникой, имеет ряд преимуществ, которые ощутимы сразу после запуска двигателя.

• Система дозированного впрыска даёт ощутимую экономию топлива;
• Увеличение мощности силового агрегата и его динамических показателей;
• Огромный ресурс работы и отсутствие необходимости в обслуживании;
• Простота запуска силовой установи независимо от погодных условий;
• Меньший износ двигателя и плавность при наборе скорости;
• Приемлемый уровень выхлопных газов.

Эффективность работы инжекторного двигателя превосходит системы прошлого поколения и представляет собой точно отлаженный механизм. Электронное управление даёт возможность задействовать форсунки низкого давления или систему Common Rail для наиболее точной подачи топлива. Карбюратор чрезвычайно редко выходит из строя, а отсутствие необходимости периодической настройки делает такую систему удобной в эксплуатации.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

swapmotor.ru

устройство, неисправности, чистка и проверка

Топливная форсунка (ТФ), или инжектор, относится к деталям топливной системы впрыска. Она управляет дозированием и подачей ГСМ с его последующим разбрызгиванием в камере сгорания и соединением с воздухом в единую смесь.

ТФ выступают в роли главных исполнительных деталей, относящихся к системе впрыска. Благодаря им происходит разделение топлива на мельчайшие частицы путем разбрызгивания и его поступление в двигатель. Форсунки для любого типа моторов выполняют одинаковое назначение, однако различаются конструкционно и по принципу действия.

Данный вид изделий отличается индивидуальным изготовлением под конкретный тип силового агрегата. Иначе говоря, универсальной модели этого устройства не существует, поэтому переставлять их с бензинового мотора на дизельный нельзя. В качестве исключения можно привести пример гидромеханических моделей от BOSCH, устанавливаемых на механические системы, работающие на непрерывном впрыске. Они находят широкое применение для различных силовых агрегатов в качестве составного элемента системы «K-Jetronic», хотя и имеют несколько модификаций, не связанных между собой.

Расположение и принцип работы

Схематично форсунка – это электромагнитный клапан, управляемый программно. Она обеспечивает подачу топлива в цилиндры в установленных дозах, причем установленная система впрыска определяет вид используемых изделий.

Топливо в форсунку подается под давлением. При этом блок управления мотором посылает электроимпульсы на электромагнит инжектора, которые активируют работу игольчатого клапана, отвечающего за состояние канала (открыто/закрыто). Количество поступающего топлива определяется длительностью поступающего импульса, влияющего на промежуток нахождения игольчатого клапана в открытом состоянии.

Расположение форсунок зависит от конкретного типа системы впрыска:

• Центральный – размещаются перед дроссельной заслонкой во впускном трубопроводе.

• Распределенный –всем цилиндрам соответствует отдельная форсунка, размещаемая у основания впускного трубопровода и осуществляющая впрыск ГСМ.

• Непосредственный –форсунки находятся вверху стенок цилиндра, что обеспечивает впрыск напрямую в камеру сгорания.

Форсунки для бензиновых моторов

Бензиновые моторы комплектуются следующими типами инжекторов:

• Одноточечные – подают топливо, расположены до дроссельной заслонки.

• Многоточечные – за подачу ГСМ на цилиндры отвечают несколько форсунок, располагаемых перед трубопроводами.

ТФ обеспечивают подачу бензина в камеру сгорания силовой установки, при этом конструкция таких деталей неразборная и не предусматривает ремонт. По стоимости они дешевле тех, что устанавливаются на дизельных моторах.

Как деталь, обеспечивающая нормальную работу топливной системы автомобиля, форсунки часто выходят из строя по причине загрязнения расположенных на них фильтрующих элементов продуктами сгорания. Подобные отложения перекрывают распылительные каналы, что нарушает работу ключевого элемента – игольчатого клапана и прерывает поступление топлива в камеру сгорания.

Форсунки для дизельных моторов

Правильную работу топливной системы дизельных двигателей обеспечивают два типа устанавливаемых на них форсунок:

• Электромагнитные, за работу которых отвечает специальный клапан, регулирующий поднятие и опускание иглы.

• Пьезоэлектрические, работающие за счет гидравлики.

Правильная настройка форсунок, а также степень их износа влияет на работу дизельного мотора, выдаваемую им мощность и объем расходуемого горючего.

Поломку или неисправность работы дизельной форсунки автовладелец может заметить по ряду признаков:

• Увеличился расход топлива при нормальной тяге.

• Машина не хочет двигаться с места и дымит.

• У авто вибрирует двигатель.

Проблемы и неисправности форсунок двигателя

Для поддержания нормальной работы топливной системы необходимо проводить периодическую чистку форсунок. По мнению специалистов, процедура должна выполняться каждые 20-30 тыс. км пробега, но на практике необходимость в таких работах возникает уже после 10-15 тыс. км. пробега. Это связано с некачественным топливом, плохим состоянием дорог и не всегда правильным уходом за машиной.

К самым актуальным проблемам, преследующими форсунки любого типа, относится появление на стенках деталей отложений, являющихся следствием использования низкокачественного топлива. Результатом является появление загрязнений в системе подачи горючей жидкости и возникновение перебоев в работе, потеря мощности мотором, чрезмерный расход ГСМ.

Причинами, влияющими на работу форсунок, могут быть:

• Чрезмерное содержание серы в ГСМ.

• Коррозия металлических элементов.

• Износ.

• Засорение фильтров.

• Неверная установка.

• Воздействие высоких температур.

• Проникновение влаги и воды.

Надвигающиеся неполадки можно определить по ряду признаков:

• Появление незапланированных сбоев при старте двигателя.

• Существенное увеличение расхода топлива в сравнении с номинальными значениями.

• Появление выхлопов черного цвета.

• Появление сбоев, нарушающих ритмичность работы мотора на холостом ходу.

Способы чистки форсунок

Для решения вышеназванных проблем требуется периодическая промывка топливных форсунок. Для устранения загрязнений применяют ультразвуковую очистку, используют особую жидкость, выполняя процедуру вручную, либо добавляют специальные присадки, позволяющие очистить форсунки без разбора мотора.

Заливка промывки в бензобак

Наиболее простой и щадящий способ очистки загрязненных форсунок. Принцип действия добавляемого состава заключается в постоянном растворении с его помощью имеющихся отложений в системе впрыска, а также частичное предотвращение их появления в будущем.

Такая методика хороша для новых машин либо автомобилей с небольшим пробегом. В этом случае добавление промывки в бак с топливом выступает профилактикой, позволяющей поддерживать силовую установку и топливную систему машины в чистоте. Для машин с серьезными загрязнениями топливной системы данный способ не подходит, а в ряде случаев может нанести вред, усугубив имеющиеся проблемы. При большом количестве загрязнений смытые отложения попадают в форсунки и забивают их еще больше.

Чистка без снятия с двигателя

Промывка ТФ без разбора двигателя выполняется путем подключения промывочной установки непосредственно к мотору. Такой подход позволяет отмыть скопившуюся грязь на форсунках и топливной рампе. Двигатель на полчаса запускается на холостом ходу, подача смеси происходит под давлением.

Данный способ не используется на сильно изношенных двигателях, а также не подходит для автомобилей с установленной системой КЕ-Jetronik.

Чистка со снятием форсунок

При сильных загрязнениях двигатель разбирают на специальном стенде, снимают форсунки и выполняют их индивидуальную очистку. Подобные манипуляции дополнительно позволяют определить наличие неисправностей в работе форсунок с их последующей заменой.

Чистка ультразвуком

Очистка форсунок выполняется в ультразвуковой ванне для предварительно снятых деталей. Вариант подходит при сильных загрязнениях, не убирающихся очистителем.
Операции по очистке форсунок без снятия с двигателя в среднем обходятся владельцу автомобиля в 15-20 у.е. Стоимость диагностики с последующей чистой для одной форсунки в ультразвуке либо на стенде составляет около 4-6 у.е. Комплексные работы по промывке и замене отдельных деталей позволяют обеспечить бесперебойную работу топливной системе еще на полгода, добавив 10-15 тыс. км. пробега.

avtoexperts.ru

причины и варианты решения проблемы

Вопросы, рассмотренные в материале:

• Какие функции выполняет форсунка в автомобиле
• Как проверить, что форсунка льет
• Как прочистить форсунку
• Почему лучше обратиться на СТО, когда форсунка льет в цилиндр дизельного двигателя

Топливная система автомобиля с момента его изобретения значительно изменилась. Современный автомобиль может тратить меньше топлива за счет плавной регулировки оборотов благодаря дозированной подаче смеси. За эту функцию отвечают форсунки двигателя, составляющие инжекторную систему. Данная технология заменила собой классическую карбюраторную схему, превосходя последнюю по всем пунктам. Однако и инжектор подвержен поломкам. В частности, иногда возникает ситуация, когда форсунка льет в цилиндр мотора. Почему это происходит и как с этим бороться? Об этом пойдет речь в данной статье.

Какие функции выполняет форсунка в автомобиле

Абсолютно во всех современных ДВС, как дизельных, так и бензиновых, имеется механизм впрыска топлива. Форсунка в данной системе играет роль насоса, подавая очень тонкую струю горючего под большим давлением и являясь одним из основных элементов инжекторной системы.

Форсунка двигателя — это электромагнитный клапан, который работает в соответствии со специальной программой, заложенной в блок управления двигателем. Данный клапан и обеспечивает дозированную подачу топлива в цилиндры. И под инжектором сегодня понимается как раз организованная система форсунок.

По предназначению данные элементы могут быть:

• для распределенного впрыска;
• для центрального впрыска;
• для непосредственного впрыска.

Подача топлива к каждой форсунке осуществляется под определенным давлением благодаря подаче электрических импульсов от блока управления на электромагнит. Эти импульсы соответственно открывают и закрывают игольчатый клапан в нужные моменты и таким образом регулируют поступление топлива по форсуночному каналу в цилиндр. Чем дольше действует импульс, тем дольше будет открыт клапан и тем больше топлива поступит в элемент впрыска. Длительность регулируется блоком управления двигателя. Помимо длительности поступления горючего механизм форсунок позволяет создавать различные формы факела топлива и давать струю под разными углами. Данные изменяемые параметры оказывают значительное влияние на создание топливной смеси в двигателе.

Далеко не все автовладельцы могут сразу найти инжекторную систему в двигателе. Расположение форсунок зависит от используемого в конкретном случае типа впрыска:

• При центральной схеме впрыска 1-2 распылителя размещены во впускном трубопроводе около дросселя, полностью заменяя собой карбюратор.
• При распределенной схеме каждый цилиндр снабжен отдельной форсункой. В данном случае инжектор расположен возле основания впускного трубопровода, куда и впрыскивается топливо.
• При непосредственной схеме инжектор размещен на стенках цилиндра в верхней его части. Впрыск производится напрямую в камеру сгорания.

Таким образом, элементы впрыска являются важной составляющей современного двигателя, бесперебойная работа которого полностью зависит от данных элементов. Поэтому инжектор нуждается в периодическом осмотре и промывке.

Основные признаки, что форсунка льет, в том числе в цилиндр

Если инжектор пропускает топливо не в те моменты, когда это требуется, в простонародье говорят, что «форсунка льет в цилиндр». При этом топливо плохо распыляется либо просто льется небольшой струей в камеру сгорания. По каким признакам определяется этот сбой? В первую очередь на холостом ходу либо при малых нагрузках появляются характерные подергивания двигателя. По мере разогрева мотора степень подергиваний уменьшается благодаря намного лучшему испарению топлива в разогретом двигателе, даже в случае нарушений впрыска.

Другой признак льющего в цилиндр инжектора заключается в трудностях с запуском двигателя — завести его удается лишь со второй-третьей попытки. Причем раньше таких проблем в точно таких же условиях не возникало. Причина в том, что форсунка льет даже при неработающем двигателе, что приводит к падению давления в рампе. А поскольку топливный насос действует при запуске всего несколько секунд и после этого программно выключается, он не может восстановить требуемое давление. И в таком случае лишь многократным запуском двигателя удается выровнять давление в рампе до нормы.

Помимо этого сильно обедняется топливовоздушная смесь, даже если лить в цилиндр начала лишь одна из форсунок. Горение обедненной смеси значительно ухудшается, зато возрастает чувствительность к детонации, о чем будет сигнализировать соответствующий датчик. К сожалению, многие автовладельцы игнорируют данный сигнал, полагая, что датчик просто неисправен.

Рекомендуем

Иногда вспышка в моторе может возникнуть еще до начала работы стартера, что служит еще одним признаком подтекающего инжектора. При этом холостая искра при повороте ключа зажигания успевает поджечь вытекшее топливо.

Как проверить, что форсунка льет

Инжектор может лить в цилиндр как в бензиновых, так и в дизельных двигателях. Чтобы обеспечить мотору стабильную и бесперебойную работу, инжектор должен четко отмерять и своевременно впрыскивать порцию топлива в камеру сгорания. Льющий в цилиндр инжектор снижает КПД распыла горючего (нарушается форма факела). Также появляется черный или серый дым, повышается расход топлива и снижается мощность двигателя. Сам мотор заводится с трудом. Проверить детали впрыска можно несколькими способами.

1. Проверка инжектора без снятия. 

Это самый простой способ, позволяющий быстро проверить форсунки, не снимая их. Основным критерием здесь является звук, издаваемый работающим двигателем. При наличии высокочастотного приглушенного шума, доносящегося из-под капота, скорее всего, одна из форсунок неисправна или льет в цилиндр и нуждается в чистке.

2. Проверка питания. 

В случае проблем с запуском двигателя и при безотказной работе инжектора желательно также провести диагностику подачи питания. Порядок действий здесь следующий:

• отключение колодки от инжектора;
• подключение к аккумулятору двух проводов, одновременно соединяемых с элементами впрыска;
• запуск двигателя и наблюдение за пропуском топлива или его отсутствием.

По результатам наблюдения можно сделать вывод:

• вытекающее топливо говорит о неисправности электрической цепи автомобиля;
• отсутствие подтекания означает, что проблем нет.

3. Диагностика с помощью омметра. 

В данном случае для проверки используется омметр.

Этим способом определяются неисправности инжектора (в частности, когда он льет в цилиндр) по измерению его сопротивления. Происходит это в несколько этапов:

• Для конкретного автомобиля узнается стандартное значение сопротивления на форсунке. К примеру, у ВАЗ это значение составляет 11–15 Ом, у иномарок же оно может отличаться как в большую, так и в меньшую сторону.
• Система обесточивается, для чего с АКБ снимается клемма.
• С помощью тонкой отвертки с элемента впрыска снимается электроразъем. Для этого достаточно отстегнуть специальный зажим, расположенный на колодке.
• К элементам впрыска подсоединяются провода измерительного прибора, производятся замеры.

Путем таких измерений определяются текущие значения сопротивления и сравниваются с паспортными. При обнаружении отклонения неисправный элемент необходимо снять и заменить на новый. Затем операция по проверке сопротивления повторяется. При этом нужно оценить работу самого двигателя. Его характеристики должны поменяться в случае правильно выполненных действий.

Рекомендуем

4. Проверка инжектора на рампе. 

В этом случае снимается вся топливная рейка, а форсунки, льющие в цилиндр, отсоединяют единым блоком вместе с рампой. Контакты электрической цепи, снятые во время демонтажа, затем снова подключаются к рампе. Также на аккумулятор обратно накидывается снятая ранее клемма «-».

Дальнейший порядок действий:

• Рампу размещают на двигателе таким образом, чтобы была возможность поставить под форсунки емкость со шкалой.
• К рампе подсоединяют шланги для подачи топлива, надежно зафиксировав их концы.
• Двигатель заводится стартером. Рекомендуется для этого привлечь помощника.
• Пока помощник запускает стартер, проверяется КПД работы инжектора. Топливо при этом должно равномерно поступать на все форсунки.
• Двигатель глушится, после чего анализируется уровень топлива в емкостях под инжектором. В норме этот уровень должен быть одинаковым.

Как прочистить форсунку

Из всех поломок инжектора 60 % неисправностей возникают по причине его засорения — он начинает лить в цилиндр. Для борьбы со столь распространенной проблемой придумали несколько способов очистки форсунок.

Перечислим те из них, которые можно реализовать в гаражных условиях:

• Прочистка элементов впрыска на ультразвуковой установке (ультразвуковая промывка). Этот способ, основанный на эффекте кавитации, достаточно трудоемкий и требующий специального оборудования. Используется ультразвуковая ванна, в которой льющие в цилиндр форсунки многократно промываются. Такой очисткой в результате обеспечивается неплохое распыление.
• Промывка инжектора без снятия. Производится с использованием очищающих присадок, которые добавляются в топливный бак. Такая присадка нормализует работу всего двигателя, в том числе элементы впрыска, которые льют в цилиндр. В продаже сегодня предлагается очень большой выбор подобных чистящих средств.

Какой из этих способов лучше? По этому поводу до сих пор существуют разногласия. Объективно можно отметить тот факт, что ультразвуковая промывка чаще всего применяется при серьезных проблемах с двигателем (например, его нечеткой работе). Промывка форсунок присадками, наоборот, более эффективна в рамках профилактической чистки мотора. В этом случае она хорошо справляется с нагаром, образующимся на клапанах. Однако загрязненный инжектор, который льет в цилиндр, данным способом очищается поверхностно. С устранением более глубокой стадии засорения присадки могут не справиться. Более того, очистка производится вслепую: направленно воздействовать на проблемный участок не получится. Поэтому, когда требуется детально проверить и определить пропускную способность датчиков, в основном прибегают к обработке ультразвуком. Она производится в специализированных автосервисах, имеющих соответствующее программное обеспечение для вычислений.

Разумеется, более качественный способ очистки в ультразвуковой ванне будет стоить в 2-3 раза дороже простой обработки жидкостью. Но здесь таится другая опасность. Изношенные и неисправные форсунки, льющие в цилиндры, кавитационное воздействие может испортить окончательно, в результате чего эти элементы утратят свою герметичность.

Почему, если форсунка льет в цилиндр дизельного двигателя, лучше обратиться на СТО

Современный элемент впрыска в дизельном двигателе является очень точным механизмом, способным работать при повышенных температурах с топливом соответствующего качества. И одна из проблем, с которой сталкиваются владельцы дизелей, — форсунки начинают лить в цилиндры. Обращаясь с данной проблемой в автосервис, люди зачастую не могут внятно обосновать свою уверенность в том, что неисправен именно инжектор. Ведь без специального оборудования определить, что инжектор льет в цилиндр, практически нереально. А внешние симптомы неисправностей инжектора зачастую неотличимы от признаков неполадок в топливной системе дизельного двигателя.

Большая часть современных дизельных авто укомплектована топливными системами Common Rail от Bosch, Delphi или Denso. Составляющие этих систем обладают высокой чувствительностью к качеству используемого дизельного топлива. Даже небольшая доля механических примесей приводит к тому, что форсунка льет в цилиндр. Признаки неисправности дизеля (а именно инжекторной системы) будут совпадать с описанными ранее. Источником проблем являются заклинившие или вышедшие из строя детали, а также увеличение диаметра сопла инжектора. При этом двигатель внезапно начинает «троить», а из выхлопной трубы валит черный дым. Если инжектор сильно льет в цилиндр и не распыляет топливо, это может привести к более серьезной проблеме — оплавлению поршней.

Как уже упоминалось, когда форсунка льет в цилиндр, давление в системе падает ниже минимально допустимого. Решение проблемы зависит от двух моментов. В первом случае инжектор льет в обратном направлении, во втором случае он льет в цилиндр. Правильно выявить истинную причину неисправности топливной системы дизеля можно только в результате диагностики на специальном стенде. По выявленной проблеме будет решаться вопрос о ремонте форсунки либо ее полной замене.

Проблему с льющим в цилиндр инжектором дизеля не рекомендуют устранять самостоятельно. Дело в том, что в процессе ремонта форсунка полностью разбирается и при обратной сборке необходимо строго соблюдать регламентированные размеры и моменты затяжек. Отклонение хотя бы одного параметра может привести к разбалансированности в работе форсунки, в результате чего поршни могут прогореть. Если инжектор льет «в обратку», а не в цилиндр, он испытывается на стенде. Испытания заключаются в определении количества выливаемого в обратном направлении топлива за определенный интервал времени для каждого элемента впрыска. Полученные данные сверяются с паспортными значениями от производителя.

Рекомендуем

Итак, появились первые признаки нарушения в работе дизельной топливной системы (в частности, форсунка льет в цилиндр). Что делать в этом случае? Единственным правильным решением будет обращение в специализированную мастерскую. Стоимость проверки или замены инжектора сегодня доступна для каждого автовладельца, а решение остальных проблем возьмут на себя специалисты.

rad-star.ru

Топливная форсунка. Назначение, устройство, принцип работы

Форсунка — это элемент системы впрыска, предназначенный для дозированной подачи топлива, его распыления в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси.

Форсунки используются в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных двигателях устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска.

В зависимости от способа осуществления впрыска различают:

• электромагнитные форсунки
• электрогидравлические форсунки
• пьезоэлектрические

Общий вид форсунки системы «коммон рейл» фирмы «Бош» показан на рисунке.

Рис. Разрез электрогидравлической форсунки фирмы Бош:
1 – отводящий дроссель; 2 – игла; 3 – распылитель; 4 – пружина запирания иглы; 5 – поршень управляющего клапана; 6 – втулка поршня; 7 – подводящий дроссель; 8 – шариковый управляющий клапан; 9 – шток; 10 – якорь; 11 – электромагнит; 12 – пружина клапана

Форсунка состоит из:

• электромагнита 11
• якоря электромагнита 10
• маленького шарикового управляющего клапана 8
• запорной иглы 2
• распылителя 3
• поршня управляющего клапана 5
• подпружиненного штока 9

Шарик клапана прижимается к седлу с усилием пружины и электромагнита. Сила пружины рассчитана на давление до 100 кг/см2, что значительно ниже давления в линии высокого давления (250…1800 кг/см2), поэтому только при приложении усилия электромагнита шариковый клапан не отойдет от седла, отделяя аккумулятор от линии слива. Игла распылителя форсунки в нерабочем состоянии прижимается к седлу пружиной распылителя – это предотвращает попадание воздуха в форсунку при пуске двигателя.

В отличие от бензиновых электромеханических фор­сунок, в форсунках «Коммон Рейл» электромагнит при давлении 1350 … 1800 кгс/см2 не в состоянии поднять за­порную иглу, поэтому используется принцип гидроусиления.

Рис. Принцип действия электрогидравлической форсунки:
а – форсунка в закрытом состоянии; b – форсунка в открытом состоянии; c – фаза закрытия форсунки

При создании давления в аккумуляторе, оно действует как на конусную поверхность иглы, так и на поршень управляющего клапана 5. Поскольку площадь рабочей поверхности поршня на 50% больше площади конусной поверхности иглы, игла распылителя продолжает прижиматься к седлу.

При подаче напряжения от блока управления на электромагнит 11, шток 9 якоря штока поднимается и открывается шариковый управляющий клапан 8. Давление в камере управления 7 падает в результате открытия дроссельного отверстия и топливо пропускается из зоны над поршнем управляющего клапана в зону слива. Давление на поршень управляющего клапана падает, так как подводящее дроссельное отверстие управляющего клапана имеет меньшее сечение чем отводящее. Запорная игла 2 при этом под действием высокого давления в кармане распылителя 3 открывается. Количество подаваемого топлива зависит от времени подачи напряжения в электромагнит 11, а значит от времени открытия шарикового управляющего клапана 8. При прекращении подачи напряжения на электромагнит 11, якорь под действием пружины опускается вниз, при этом шариковый управляющий клапан закрывается, давление в камере управления восстанавливается через специальный жиклер. Под действием давления топлива на поршень управляющего клапана 5, имеющего диаметр больше диаметра иглы, последняя закрывается.

На входе топлива в форсунку установлен аварийный ограничитель подачи топлива. Он предотвращает опорожнение аккумулятора через форсунку с зависшей иглой или клапаном управления, а также повреждение соответствующего цилиндра дизеля. В нем используется принцип возникновения разницы давлений по обе стороны от клапана 1 при прохождении топлива через его жиклеры 2. Сечение жиклеров, за­тяжка пружины 3 и диаметр клапана подобраны по максимальной продолжительности и расходу, т.е. подаче топлива.

Рис. Аварийный ограничитель подачи топлива через форсунку

В системах «коммон рейл» первых поколений общее количество горючей смеси, впрыскиваемой в цилиндр, разделялось на предварительное и основное. Однако более гармоничной является такая схема сгорания, когда во время одного рабочего такта горючая смесь будет разделена на возможно большее количество частей. До сих пор добиться этого было невозможно по причине инерционности традиционных форсунок с электромагнитным управлением.

Одним из путей совершенствования системы «коммон рейл» является увеличение быстродействия открытия форсунки. Минимальное время открытия форсунки для электромагнита с подвижным сердечником составляет 0,5 мс, что не позволяет оперативно изменять подачу топлива. Для более быстрого срабатывания форсунки в настоящее время применяется пьезокерамическая форсунка, которая работает вчетверо быстрее.

Известно, что при подаче электрического напряжения на пьезокерамическую пластинку она на несколько микрон изменяет свою толщину.

Пьезоэлемент, являющийся исполнительным элементом форсунки, представляет собой параллелепипед длиной 30…40 мм, состоящий из спеченных между собой 300 керамических пластинок (кристаллов), расширяющийся на 80 мкм всего за 0,1 мс, чего достаточно  чтобы воздействовать на иглу форсунки с усилием 6300 Н. При этом для управления пьезоэлементом используют напряжение бортовой сети автомобиля.

Рис. Пьезоэлемент

Для усиления пьезоэффекта в керамику добавляют палладиум и цирконий. Пьезоэлемент потребляет энергию только при подаче напряжения и регенерирует ее при выключении напряжения, таким образом, являясь регенератором энергии.

Использование пьезоэлемента, кроме быстроты срабатывания, обеспечивает большую силу открытия клапана сброса давления над иглой форсунки и высокую точность хода для быстрого сброса давления подачи топлива.

Электрогидравлическая форсунка с пьезоэлементом показана на. Основными составляющими форсунки являются модуль исполнительного элемента, состоящего из пьезоэлектрического элемента и его составляющих, модуль плунжера, состоящего из поршней, амортизатора давления и пружины, клапан переключения, игла. Для окончательной очистки топлива применяется специальный стержневой фильтр.

Рис. Разрез пьезоэлектрогидравличе­ской форсунки:
1 ­– патрубок рециркуляции; 2 – электрический разъем; 3 – стержневой фильтр; 4 – корпус форсунки; 5 – пьезоэлектричесий элемент; 6 – сопряженный поршень; 7 – поршень клапана; 8 – клапан переключения; 9 – игла форсунки; 10 – амортизатор давления

Увеличение длины модуля исполнительного элемента преобразуется модулем соединителя в гидравлическое давление и перемещение, воздействующие на клапан переключения. Модуль плунжера действует как гидравлический цилиндр. На него постоянно воздействует давление подачи топлива 10 кгс/ см2 через редукционный клапан в обратной магистрали.

Топливо выполняет роль амортизатора давления между плунжером соединителя выпускного дросселя 8 и плунжером клапана 5 в модуле плунжера. Из пустого закрытого инжектора (присутствует воздух) воздух удаляется при стартерном пуске двигателя (с частотой вращения вала стартера). Помимо этого, инжектор наполняется топливом, подаваемым погруженным в топливном баке насосом, проходящим через управляемый обратный клапан против направления потока топлива.

Клапан переключения состоит из пластины клапана, плунжера клапана 5, пружины клапана и пластины дросселя 3. Топливо под давлением протекает через впускной дроссель 4 в пластине дросселя к игле форсунки и в камеру над иглой форсунки. Благодаря этому происходит выравнивание давления над и под иглой форсунки. Игла форсунки удерживается в закрытом положении силой пружины форсунки. При нажиме плунжера клапана 5 открывается канал выпускного дросселя и топливо под давлением вытекает через выпускной дроссель 8 большего размера, расположенный над иглой форсунки. Топливо под давлением поднимает иглу форсунки, в результате чего происходит впрыск. Благодаря быстрым командам на переключение пьезо-электрического элемента за один рабочий такт друг за другом производятся несколько впрысков.

Рис. Принцип работы пьезофорсунки:
1 – игла форсунки; 2 – пружина форсунки; 3 – пластина дросселя; 4 — впускной дроссель; 5 – плунжер клапана; 6 – линия высокого давления; 7 – соединительный элемент; 8 – выпускной дроссель; а – форсунка закрыта; б — форсунка открыта

Из-за особенностей процесса сгорания, присущих дизельным двигателям с турбонаддувом, для уменьшения шума и снижения выброса оксидов азота в цилиндры двигателя перед впрыском основной дозы топлива подается небольшая капля топлива (1…2 мм3) «пилотный впрыск», которая плавно перетекает в распыление остальной части топлива. Предварительный впрыск позволяет топливу воспламеняться быстрее. Давление и температура при этом возрастают медленнее чем при обычном впрыске, что уменьшает «жесткость» работы двигателя и его шум с одновременным снижением выбросов окислов азота. Характер процесса двойного впрыска показан на рисунке:

Рис. График процесса двойного впрыска и характер распыления топлива

При холодном двигателе и в режиме, приближенном к холостому ходу, происходит два предварительных впрыска. При увеличении нагрузки предварительные впрыски один за одним прекращаются, пока при полной нагрузке двигатель не перейдет в режим основного впрыска. Оба дополнительных впрыска необходимы для регенерации сажевого фильтра.

Благодаря тому, что пьезофорсунки имеют намного меньшее время срабатывания, чем традиционные электромагнитные, стало возможным разделение горючей смеси на несколько отдельных микродоз: после многократных предварительных впрыскиваний очень небольших количеств горючей смеси следуют либо основное впрыскивание, либо при необходимости многие так называемые «послевпрыскивания».

Рис. Характер протекания процесса многоступенчатого впрыска

Время между предварительным впрыскиванием и основным впрыскиванием составляет 100 мс. Объем топлива, попадающего в цилиндр в момент каждого предварительного впрыскивания, составляет 1,5 мм3. Это делается для равномерного распределения давления в камере сгорания и, соответственно, уменьшения шума, создаваемого в процессе сгорания. После впрыскивания, в свою очередь, служат для снижения токсичности отработавших газов. Если в конце цикла сгорания произвести еще одно впрыскивание в цилиндр, то оставшиеся частицы сгорают лучше. Кроме того, в случае, когда во впускной системе установлен фильтр для улавливания несгоревших частиц, такая технология за счет высокой температуры способствует его очистке. Это особенно актуально для двигателей с большим рабочим объемом.

Более того, сейчас стало возможным использовать до семи тактов впрыска вместо трех за один рабочий процесс. Благодаря этому появляются новые возможности для увеличения номинальной мощности двигателя и еще более точного контроля за составом отработавших газов.

Новое поколение форсунок позволяет регулировать не только количество впрыска по времени и его фазы, но и управлять подъемом иглы, что позволяет более четко управлять процессом впрыска.

В настоящее время производители дизельной топливной аппаратуры, например фирма Бош, разработала системы Common Rail с давлением впрыска до 2500 кгс/см2. В этих системах форсунка отличается от традиционной тем, что максимальное давление создается не гидроаккумуляторе, а в самой форсунке. Она снабжена миниатюрным гидроусилителем давления и двумя электромагнитными клапанами, позволяющими варьировать момент впрыска и количество топлива в пределах одного рабочего цикла. Таким образом, здесь совмещены принципы работы Common Rail и форсунки.

Другим направлением форсунок фирмы Bosch является устройство в форсунках небольшого напорного резервуара, сокращающего обратный ход к циклу низкого давления. Это позволяет увеличить давление впрыска и КПД системы.

Форсунки с повышенным давлением впрыска соответствуют нормам Евро-6.

Где в автомобиле находятся форсунки?

Видео-урок: Система питания дизеля

ustroistvo-avtomobilya.ru