Виды форсунок – —

Содержание

Виды и конструкция форсунок систем впрыска

________________________________________________________________

_______________________________________________________________

Виды и конструкция форсунок систем впрыска

Форсунка (или инжектор), являясь конструктивным элементом системы впрыска, предназначена для дозированной подачи топлива, его распыления в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси.

Форсунка используется 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 следующие виды форсунок: электромагнитная, электрогидравлическая и пьезоэлектрическая.

Электромагнитная форсунка

Электромагнитная форсунка устанавливается, как правило, на бензиновых двигателях, в т.ч. оборудованных системой непосредственного впрыска. Форсунка имеет достаточно простое устройство, включающее электромагнитный клапан с иглой и сопло.

Её работа осуществляется следующим образом. В соответствии с заложенным алгоритмом электронный блок управления обеспечивает в нужный момент подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана.

При этом создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло. Производится впрыск топлива. С исчезновением напряжения, пружина возвращает иглу форсунки на седло.

Электрогидравлическая форсунка bosch

Рис.4. Устройство и компоненты электрогидравлической форсунки 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

Электрогидравлическая форсунка используется на дизельных двигателях, в т.ч. оборудованных системой впрыска Common Rail. Конструкция данной модели объединяет электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели.

Принцип работы электрогидравлической форсунки bosch основан на использовании давления топлива, как при впрыске, так и при его прекращении.

В исходном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления.

Впрыск топлива не происходит. При этом давление топлива на иглу ввиду разности площадей контакта меньше давления на поршень.

По команде электронного блока управления срабатывает электромагнитный клапан, открывая сливной дроссель. Топливо из камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль.

При этом впускной дроссель препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали. Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не изменяется, под действием которого игла поднимается и происходит впрыск топлива.

Общий вид форсунки системы Бош Комон Рейл показан на рисунке 4. Форсунка состоит из: электромагнита, якоря электромагнита, маленького шарикового управляющего клапана, запорной иглы, распылителя, поршня управляющего клапана и подпружиненного штока.

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 Common Rail электромагнит при давлении 1350-1800 кгс/см2 не в состоянии поднять запорную иглу, поэтому используется принцип гидроусиления.

Принцип действия электрогидравлической форсунки bosch

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 Бош 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.

Пьезоэлектрическая форсунка

Самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива, является пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка). Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.

Преимуществами пьезофорсунки являются быстрота срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), и как следствие возможность многократного впрыска топлива в течение одного цикла, а также точная дозировка впрыскиваемого топлива.

Это стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой, основанного на изменении длины пьезокристалла под действием напряжения. Конструкция пьезоэлектрической форсунки включает пьезоэлемент, толкатель, переключающий клапан и иглу, помещенные в корпусе.

В работе этой модели, также как и электрогидравлической форсунки, используется гидравлический принцип. В исходном положении игла посажена на седло за счет высокого давления топлива. При подаче электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина, которая передает усилие на поршень толкателя.

Открывается переключающий клапан, топливо поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы падает. Игла за счет давления в нижней части поднимается и производится впрыск топлива.

Количество впрыскиваемого топлива определяется: длительностью воздействия на пьезоэлемент; давлением топлива в топливной рампе.

Пьезоэлемент, являющийся исполнительным элементом форсунки bosch, 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.

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.

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.5. Компоненты пьезоэлектрогидравлической форсунки bosch

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 пьезоэлектрического элемента за один рабочий такт друг за другом производятся несколько впрысков.

Принцип работы пьезофорсунки

Рис.6. Принцип действия 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.

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 «после впрыскивания».

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 Комон Рейл и форсунки.

Другим направлением форсунок 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.

avtodisel.ru

виды форсунок и принцип работы

Форсунка или инжектор — важный механизм топливной системы, предназначенный для своевременной и дозированной подачи и впрыска топливной смеси в камеру сгорания ДВС. Топливными форсунками оснащаются современные инжекторные системы в большинстве дизельных и бензиновых двигателей.

Виды форсунок


По методу впрыска современные топливные форсунки делятся на три вида — электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические.

Электромагнитные форсунки


Такой вид форсунок зачастую устанавливают в бензиновые двигатели. Подобные форсунки имеют простое и понятное устройство, состоящее, собственного говоря, из клапана электромагнитного типа, распылительной иглы и сопла.

Принцип работы электромагнитных форсунок также довольно прост. Подача напряжения на обмотку возбуждения клапана происходит строго в установленное время, в соответствии с заложенной программой.

Напряжение создает определенное магнитное поле, которое затягивает грузик с иглой из клапана, тем самым высвобождая сопло. Результатом всех действий является впрыск нужного количества топлива. По мере снижения напряжения, игла принимает исходное положение.

Электрогидравлические форсунки


Следующий вид форсунок применяется в дизелях, а также в двигателях с топливной системой Common Rail. Электрогидравлические форсунки в отличие от предыдущего вида имеют более сложное устройство, основными элементами которого являются дроссели (впускной и сливной), электромагнитный клапан и камера управления.



В основе работы такого типа форсунок лежит использование высокого давления топливной смеси как в момент впрыска, так и при его остановке. На начальном этапе электромагнитный клапан закрыт, а игла форсунки максимально прижата к своему седлу в камере управления. Прижимной силой является сила давления топлива, которая направлена на поршень, расположенный в камере управления.

Одновременно с этим с другой стороны топливо давит и на иглу, но поскольку площадь поршня заметно больше, чем площадь иглы, то в виду этой разницы сила давления на поршень больше, чем сила давления на иглу, которая плотно прижимается к седлу, перекрывая доступ топливу. В это время подача топлива не осуществляется.

Полученный сигнал от блока управления запускает клапан с одновременным открытием сливного дросселя. Происходит вытекание топлива из камеры управления в сливную магистраль. Дроссель впуска в это время препятствует тому, чтобы давление в камере сгорания и во впускной магистрали быстро выровнялось.

При этом, по мере снижения давления на поршень ослабевает его прижимное усилие, а поскольку давление на иглу не изменяется, то она поднимается, и в этот момент происходит впрыск топлива.

Пьезоэлектрические форсунки


Последний вид форсунок принято считать наиболее совершенным и перспективным среди всех описанных видов. Пьезофорсунки используются на дизельных ДВС с системой подачи топлива Common Rail. Конструктивно такие форсунки состоят из пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана, а также иглы.

Пьезофорсунки работают по принципу гидравлического механизма. Изначально игла размещается в седле при воздействии на нее высокого давления ТС. При поступлении электрического сигнала на пьезоэлемент, происходит его изменение в размере (его длина увеличивается), за счет чего пьезоэлемент буквально толкает поршень толкателя, который в свою очередь давит на поршень переключающего клапана.

Это приводит к открытию переключающего клапана, через него топливо устремляется в сливную магистраль, давление в верхней части иглы снижается и за счет не изменившегося давления снизу, игла поднимается. При подъеме иглы происходит впрыск топлива.

Основным преимуществом такого вида форсунок является их скорость срабатывания (до 4 раз быстрее, чем в клапанной системе), что позволяет обеспечить многократный впрыск за один рабочий цикл двигателя. При этом объем подаваемого топлива зависит от двух параметров — от продолжительности воздействия на пьезоэлемент, и от давления топлива в рампе.

Преимущества и недостатки форсунок


И в завершении хотелось бы сказать несколько слов о том, какие же преимущества и недостатки имеются у топливных форсунок, если сравнивать их с карбюраторами.

Преимущества топливных форсунок:

  • Экономия при расходе топлива благодаря точной системе дозирования;
  • Минимальный уровень токсичности двигателей, оснащенных топливными форсунками;
  • Возможность увеличения мощности силового механизма до 10%;
  • Простота и легкость при запуске в любую погоду;
  • Возможность улучшения динамических показателей любого автомобиля;
  • Отсутствие необходимости в частой замене и чистке

Недостатки форсунок:
  • Возможные сбои в работе или серьезные поломки в результате использования топлива низкого качества, которое губительно сказывается на чувствительном механизме форсунок.
  • Высокая стоимость ремонта и замены форсунки в целом и отдельных ее элементов.

smotr.net

Виды форсунок

 

Форсунка (инжектор), является основным элементом системы впрыска.

Назначение форсунки

Дозированная подача топлива, распыление его в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси. Форсунки нашли свое применение в системах впрыска бензиновых и дизельных двигателей. На современных автомобилях устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска.

Виды форсунок

Форсунки различаются в зависимости от способа осуществления впрыска топлива. Давайте рассмотрим основные виды форсунок:

  • Электромагнитные форсунки;
  • Электрогидравлические форсунки;
  • Пьезоэлектрические форсунки.

Устройство электромагнитной форсунки

1 — сетчатый фильтр; 2 — электрический разъем; 3 – пружина; 4 — обмотка возбуждения; 5 — якорь электромагнита; 6 — корпус форсунки; 7 — игла форсунки; 8 – уплотнение; 9 — сопло форсунки.

el forsunka

Электромагнитная форсунка нашла свое применение на бензиновых двигателях, в том числе оборудованных системой непосредственного впрыска. Электромагнитной форсунка имеет простую конструкцию, которая включает электромагнитный клапан с иглой и соплом.

Как работает электромагнитная форсунка

Работа электромагнитной форсунки осуществляется в соответствии с заложенным алгоритмом в электронный блок управления. Электронный блок в определенный момент подает напряжение на обмотку возбуждения клапана. Вследствие этого создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло форсунки, после чего производится впрыск топлива. Когда напряжение исчезает, пружина возвращает иглу форсунки обратно на седло.

Устройство электрогидравлической форсунки

1 — сопло форсунки; 2 – пружина; 3 — камера управления; 4 — сливной дроссель; 5 — якорь электромагнита; 6 — сливной канал; 7 — электрический разъем; 8 — обмотка возбуждения; 9 — штуцер подвода топлива; 10 — впускной дроссель; 11 – поршень; 12 — игла форсунки.

el gid

Электрогидравлическая форсунка применяется на дизельных двигателях. Электрогидравлическая форсунка включает электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели.

Как работает электрогидравлическая форсунка

Работа электрогидравлической форсунки основана на использовании давления топлива при впрыске. В обычном положении электромагнитный клапан закрыт и игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления. Давление топлива на иглу меньше давления на поршень, благодаря этому впрыск топлива не происходит.

Когда электронный блок управления дает команду на электромагнитный клапан, открывается сливной дроссель. Топливо вытекает из камеры управления через сливной дроссель в сливную магистраль. Впускной дроссель препятствует выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали, вследствие чего давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу форсунки не изменяется. Игла форсунки поднимается и происходит впрыск топлива.

Устройство пьезоэлектрической форсунки

1 — игла форсунки; 2 – уплотнение; 3 — пружина иглы; 4 — блок дросселей; 5 — переключающий клапан; 6 — пружина клапана; 7 — поршень клапана; 8 — поршень толкателя; 9 – пьезоэлектрический элемент; 10 — сливной канал; 11 — сетчатый фильтр; 12 — электрический разъем; 13 — нагнетательный канал.

piezo forsunka

Пьезофорсунка(пьезоэлектрическая форсунка) является самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива в современных автомобилях. Форсунка применяется на дизельных двигателях с системой впрыска Common Rail. Основные преимущества пьезоэлектрической форсунки в точности дозировки и быстроте срабатывания. Благодаря этому пьезофорсунка обеспечивает многократный впрыск на протяжении одного рабочего цикла.

Как работает пьезофорсунка (пьезоэлектрическая форсунка)

Работа пьезофорсунки основана на изменении длины пьезокристалла при подачи напряжения. Пьезоэлектрическая форсунка состоит из: корпуса, пьезоэлемента, толкателя, переключающего клапана и иглы.

Пьезофорсунка работает по гидравлическому принципу. В обычном положении игла прижата к седлу силой высокого давления топлива. Электронный блок подает электрический сигнал на пьезоэлемент и его длина увеличивается, воздействуя на поршень толкателя, открывает переключающий клапан и топливо поступает в сливную магистраль. Давление над иглой падает, и за счет давления в нижней части игла поднимается, что приводит к впрыску топлива. Количество впрыскиваемого топлива зависит от длительности воздействия на пьезоэлемент и давления топлива в топливной рампе.

www.autoezda.com

Устройство форсунки двигателя, бензиновые и дизельные, промывка и чистка

Автомобильная форсунка — устройство, отвечающее за непосредственное распыление топлива внутри камеры сгорания. Непосредственный впрыск — модификация распределенного впрыска горючего, где горючее впрыскивается в цилиндры напрямую. Форсунка — основной связывающий компонент между топливным насосом и мотором. Существует несколько модификаций данного устройства. На современных двигателях используют форсунки, которые оснащены электронным управлением впрыска. Главное предназначение форсунок:

  • обеспечение правильной дозировки топливной смеси;
  • обеспечение правильной струи топливной смеси — кол-во, давление, угол.

Принцип действия форсунки

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.

По методу впрыска современные топливные форсунки делятся на три вида – электромагнитные, электрогидравлические и пьезоэлектрические.

  • Электромагнитные форсунки. Такой вид форсунок зачастую устанавливают в бензиновые двигатели. Подача напряжения на обмотку возбуждения клапана происходит строго в установленное время, в соответствии с заложенной программой. Напряжение создает определенное магнитное поле, которое затягивает грузик с иглой из клапана, тем самым высвобождая сопло. Результатом всех действий является впрыск нужного количества топлива. По мере снижения напряжения, игла принимает исходное положение. Визуальное устройство форсунки бензинового двигателя показано на рисунке слева.
  • Электрогидравлическая форсунка. Использование такой системы можно часто увидеть в автомобилях, оснащённых дизелем. Такие инжекторные форсунки состоят из сливной и впускной дроссели, электромагнитного клапана и камеры. Путем изменения давления топлива легко добиться возможности управлять его подачей на цилиндры, и эта особенность является главным отличием инжектора от аналогичных механизмов. Визуальное устройство форсунки дизельного двигателя показано на рисунке слева.
  • Пьезоэлектрические форсунки. Последний вид форсунок принято считать наиболее совершенным и перспективным среди всех описанных видов. Пьезофорсунки используются только на дизельных двигателях внутреннего сгорания с системой подачи топлива Common Rail. Визуальное устройство форсунки Common Rail показано на рисунке слева.

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. Рекомендуется производить ремонт форсунок у специалистов, например ремонтировать форсунки систем Common Rail лучше тут.

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 топливе;
  • коррозия металлических элементов;
  • износ;
  • засорение фильтров;
  • воздействие высоких температур;
  • проникновение влаги и воды.

Надвигающиеся неполадки можно определить по ряду признаков, таких как появление незапланированных сбоев при старте двигателя, увеличение расхода топлива, появление выхлопа черного цвета, нарушение ритмичности работы мотора на холостом ходу.

Способы чистки форсунок

Существует три метода чистки форсунок:

  • ультразвуковая чистка;
  • промывка инжектора через топливную рампу;
  • добавление в топливо специальной промывки.

Ультразвуковая чистка, пожалуй, самая эффективная, но имеет ряд недостатков. Так, с помощью данного метода очищаются лишь сами форсунки, другие же части топливной системы не затрагиваются. Кроме того, данный метод исключен для форсунок, в конструкции которых содержатся элементы керамики (они разрушаются под действием ультразвука).

Метод чистки инжектора через топливную рампу подразумевает присоединение к ней трубок, через которые подается специальный химический состав под высоким давлением. Подобную процедуру выполняют, как правило, на сервисе. Стоимость ее довольно высока. После данной процедуры в обязательном порядке следует заменить свечи зажигания.

Прочистка форсунок посредством специального химического состава, заливаемого в бак, зачастую малоэффективна. Химические соединения, как правило, не способны справиться с сильным загрязнением. Данный способ хорош в профилактических целях, но не для чистки непосредственно. В состав подобных соединений для чистки входят жидкие компоненты, нацеленные на удаление налета, а также мелкодисперсные частицы с абразивными свойствами. Они должны очищать топливопровод от продуктов окисления и налета, а форсунки под их воздействием должны очищаться от нагара. В результате форма распыла топлива вновь должна приобрести правильную конусообразную форму.

wikers.ru

Форсунки самое простое и самое сложное устройство

Форсунки – самое простое и в то же время самое сложное устройство на автомобиле.

Принцип действия их прост – электромагнит втягивает сердечник, игла открывает «проходное сечение» – бензин поступает во впускной коллектор.

pr7_fat_1.jpg

 

На самом деле все обстоит значительно сложнее. Вспомним школьный курс физики.

Что такое обмотка? Катушка индуктивности. Для тех, кто еще не знал (а так же для тех, кто уже забыл) напомню, как протекает ток через нее.

 При появлении тока через проводник появляется магнитное поле. Изменение магнитного поля вызывает появление ЭДС противоиндукции (закон Фарадея). Ток в катушке нарастает плавно. При достижении максимального магнитного поля (называемого  насыщением) изменение магнитного поля прекращается, ЭДС противоиндукции прекращается, ток (а равно и магнитное поле) достигает своей максимальной величины.

        Как себя ведет в это время игла? Обозначим через «А» ток через форсунку, а через «h» высоту подъема иглы.

pr7_fat_2.jpg

 

Как мы видим, в зоне поднятия и опускания иглы проходное сечение не определено (игла вроде бы не закрыта, но и не поднята полностью). Производительность форсунки непонятна….

        Наша задача —  сократить это время. Как этого добиться? Способ только один – уменьшить индуктивность катушки. Сократить количество витков….  Увеличим ток через обмотку?

 «Перегреем» ее. Ставим токоограничивающий резистор.

pr7_fat_3.jpg

Таким образом, форсунка работает при меньшем, чем 12 в напряжении. К примеру, фирма TOYOTA применяет 5-вольтовые форсунки, а фирма Ситроен – аж 3-х вольтовые!
Токоограничивающий резистор раньше стоял под капотом. Но прогресс не стоит на месте, и его расположение может меняться….Фирма Mitsubishi, например, располагает этот резистор в блоке управления.
И только с появлением новых технологий (сплавов), появилась возможность избавиться от этого резистора. Современные форсунки могут быть и 12-вольтовыми. Обмотка сделана не из меди, а из латунных сплавов.
Таким образом, держа в руках форсунку, определить ее рабочее напряжение невозможно. Наиболее часто на нее подают 12 вольт.
Отсюда появился очень распространенный миф о том, что якобы ультразвуковая очистка «убивает» форсунки. Нет! «Убивает» их не ультразвук, а те «Кулибины», которые подают на них 12 вольт! Ведь вы же не знаете, на какое напряжение рассчитаны форсунки! Лично я решал эту проблему просто – у меня был «убитый» аккумулятор, вольт эдак на 4-6. Форсунка открывается – этого достаточно!
Очень оригинально эту проблема решена в стенде Web Sonic фирмы WeberMS. Этот стенд не определяет напряжение открытия форсунок – он ограничивает ток через них. Напряжение срабатывания получается автоматически.

Чистка форсунок

Не прекращаются споры, что лучше – ультразвук или Wynns? Попробуем разобраться. Для непосвященных поясню – Wynns это способ химической очистки форсунок. Просто он так называется по имени фирмы, являющейся лидером в производстве препаратов для химической очистки форсунок. В данном проекте участвует много фирм (включая наш родной сольвент – хуже, но дешевле!).
Не секрет, что в бензинах всегда присутствует определенное кличество смолистых компонентов, которые образуют нерастворимые отложения на деталях топливного тракта. Так же как и отложения в камере сгорания (клапанах) делятся на два типа – твердые и мягкие. 
Вы когда нибудь видели печную трубу? Снаружи очень мягкий налет, внутри очень твердое вещество. Так же и в форсунках. Смолистые отложения накапливаются во всех деталях топливного тракта – но большее влияние они оказывают именно в зоне иглы форсунки. Изменяют проходное сечение – меняют производительность и форму распыла.
Сначала образуются мягкие отложения. Очень хорошо смываются химическими методами. Например, фирма WYNN,S рекомендует чистку форсунок своим препаратом каждые 20.000 км (по другим источникам от 15.000 до 25.000). Ну а теперь скажите мне – кто из вас видел клиентов, которые следуют этим рекомендациям?
Эти мягкие отложения превращаются в твердые. Химическими методами уже не смываются…. Ультразвук использует разность прохождения звуковой волны в разных средах (ведь металл отличается от твердых отложений!?). Возникают кавитационные пузыри, отрывающие отложения от основного металла. Твердые отложения отрываются от деталей форсунки и превращаются в мягкие. Вот тут и кроется основная проблема ультразвуковой очистки (про химию мы забыли – она с твердыми не борется – не может!).
Как удалить продукты распада из зоны их образования? 
1.Обеспечить противоток жидкости (обратный поступлению топлива). Достижимо только подбором частоты открытия форсунок для обеспечения резонанса (по моим данным, в Москве не применяют).
2. Твердые отложения превратить в мягкие с помощью ультразвука. Ну а мягкие удалить с помощью химии. Наиболее прогрессивный метод. 
3.Никак не удалять. Наиболее распространенная методика (увы….)..

Химия или ультразвук?
Итак, возьмем Винс.
Вариант 1. Клиент каждые 20.000 чистит форсунки (таких не бывает, но теоретически предположим). Химия значительно эффективнее ультразвука. Отложения мягкие — смываются хорошо. Вся смытая гадость поступает в самое узкое место – игла – но тут же вымывается и вреда не наносит.
Вариант 2. Клиент приезжает на сервис после 100.000 км. Химия хорошо смывает все мягкие отложения и даже местами отрывает частицы твердых. Которые задерживаются в самых узких местах – игла. Проработав на лицензированной станции ВИНС, моя личная статистика говорит о том, что в 50 % данный вид очистки случаев не помогает, а в 50% случаев вредит. 

Наиболее актуально данная проблема стоит для форсунок двигателей с непосредственным впрыском топлива (это GDI,NeoDi, D4 –Япония, FSI – Мерседес и примкнувший к нему WV).В этом случае статистика весьма печальна — химия только вредит – смытая грязь забивает ТНВД, форсунки…. Стоимость ремонта после промывки весьма высока.
Но это тема отдельной статьи, которая в скором времени появиться на этом сайте.
 

   Автор:

Федор Рязанов (father), руководитель образовательного центра ИнжекторКар

autodata.ru

Для чего предназначена форсунка в автомобиле?

Предназначение

Форсунки являются неотъемлемым элементом системы впрыска. Они предназначены для дозированной подачи горючего камерам сгорания цилиндров двигателя. Эти устройства применяются как на инжекторных бензиновых, так и на дизельных силовых агрегатах. Их работу контролирует электронный блок управления двигателем. Он и определяет необходимое количество подаваемого бензина или солярки в каждый момент времени.

Виды автомобильных форсунок

Виды автомобильных форсунок

При запуске двигателя форсунки получают импульсы определенной длительности. Во время получения импульса они открываются и подают топливо в цилиндр. Форсунки бывают:

  • Электромагнитными;
  • Электрогидравлическими;
  • Пьезоэлектрическими.

Электромагнитные

Они чаще всего применяются на бензиновых моторах. Блок управления в необходимые моменты осуществляет подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана. Появляется электромагнитное поле, которое способно втянуть якорь с иглой и освободить сопло, преодолевая сопротивление пружины. Бензин впрыскивается в камеры сгорания силового агрегата. После исчезновения электрического разряда сопло вновь закрывается.

Электрогидравлические

Такие конструкции находятся на дизелях. Принцип их работы основывается на применении давления топлива. Когда на клапан электричество не поступает, игла прижимается к седлу благодаря давлению топлива на поршень. Микропроцессор подает команду клапану, а тот открывает специальный дроссель. Горючее начинает поступать в сливную магистраль. Иголка приподнимается, и солярка подается для сжигания.

Пьезоэлектрическое

Эти устройства также находятся на дизельных автомобилях, однако являются более совершенными. В их конструкции используется пьезоэлемент, который может менять свою длину под воздействием электрического напряжения.

autodont.ru

Форсунки двигателя: описание, виды, характеристика

Многим автолюбителям доводилось сталкиваться с проблемой непредвиденного возрастания топливного расхода, дополняющей неожиданное снижение мощности, приводящее к потере машиной способности передвигаться. Указанные признаки являются свидетельством выхода из строя форсунок двигателя.

Существует ли возможность самостоятельно устранить неполадки или понадобится квалифицированная помощь профессионалов автосервиса? Предлагаемая публикация ответит на вопрос.

Форсунки двигателя, возможность самостоятельного ремонта

Разумеется, достаточно состоятельные автолюбители, владеющие дорогостоящим и роскошным средством передвижения, при малейших неисправностях не преминут тотчас же отогнать машину в мастерскую. Однако, подавляющее большинство отечественных собственников железных коней стремятся снизить расходы на содержание транспорта, своими руками выполняя необходимый ремонт.

Следует отметить, что форсунки являются очень важной деталью как дизельных, так и бензиновых двигателей. Они ответственны за качество распыления топливно-воздушной смеси. Поэтому своевременное устранение неисправности способно избавить владельца автомобиля от дорогостоящего ремонта.

Диагностика дизельных форсунок

Если топливо в цилиндры дизельного двигателя поступает несвоевременно, это может вызвать необоснованное возрастание расхода горючего. Поршень начинает перегреваться, что ведет к его разрушению, клапана прогорают, сажевый фильтр выходит из строя. Погрешности функционирования топливных инжекторов вызывают нарушения в системе впрыска, а это является частой причиной неисправности в работе ДВС.

Проверить состояние дизельных форсунок любой автолюбитель может самостоятельно. Для этого необходимо выполнить следующие действия:

  1. запустить двигатель;
  2. довести обороты коленвала до частоты, отчетливо демонстрирующей отклонения в работе дизеля;
  3. последовательно отключить каждую из форсунок. Это осуществляется путем ослабления накидной гайки в том месте, где магистрали высокого давления соединяются с соответствующими штуцерами насоса.

Отключение неисправной форсунки не вызывает изменений нарушенного функционирования мотора. При отсоединении рабочей детали нормальная работа двигателя существенно меняется, что можно определить на слух.

Известен и другой способ, позволяющий обнаружить засоренный инжектор. Он заключается в проверке топливного канала на появление толчков, вызываемых пульсацией горючего из-за проблематичной прокачки через сопло. Штуцер вышедшей из строя секции нагревается несколько сильнее исправных элементов.

Существуют более сложные методы определения неполадок в форсунках двигателя. Однако они требуют специфического оснащения, что вызывает некоторые затруднения у непрофессиональных механиков, желающих самостоятельно произвести диагностику.

Регулировка форсунок

Чтобы не начал троить двигатель, необходимо обеспечить ему качественную подачу топлива. Точная регулировка форсунок, обеспечивающая бесперебойное функционирование мотора, способна уберечь владельца автомобиля от нежелательных расходов, вызванных необходимостью проведения незапланированного капитального ремонта.

При желании каждый автолюбитель может выполнить самостоятельно отладку этого высокотехнологичного механизма. Однако обязательным условием является наличие специально оборудованного стенда и особого инструментария.

Самостоятельная настройка форсунок осуществляется следующим образом:

  • после установления приемлемой герметичности детали выявляются расхождения с установленными параметрами степени давления при открывании и закрывании иглы распылителя. Отклонения от допустимой нормы свидетельствуют о необходимости отладки форсунок дизельного автомобиля;
  • существует два механизма регулировки необходимой степени давления. Для плавного способа используется винт, дополненный контрагайкой. Ступенчатый способ подразумевает применение шайб, толщина которых подбирается отдельно.

Проверка состояния и очистка распылителей на форсунках

Момент подачи горючего исправно функционирующим инжектором сопровождается отчетливым звуком, вызываемым одиночным, коротким и кучным впрыском. Чтобы вовремя предотвратить неприятную ситуацию, влияющую на троение двигателя, частично засоренные или изношенные сопла форсунок требуют своевременной чистки или полной замены непригодной детали.

Самостоятельно проверить состояние распылителей можно следующим образом:

  1. исследуемая деталь тщательно фиксируется на проверочном стенде;
  2. напротив сопла помещается лист белой бумаги;
  3. топливо резко впрыскивается в подготовленное место;
  4. детальное исследование следов или прорывов, оставленных на бумаге струей солярки, позволяет сделать заключение о состоянии распылителей. Количество отпечатков или повреждений на листе должно совпадать с числом отверстий, предусмотренных конструкцией диагностируемой детали. Если их меньше, сопла засорены и требуется чистка.

Отдельно следует отметить, что о состоянии инжектора свидетельствует не только то, сколько следов осталось на бумаге после впрыска. Также тщательно изучается кучность топливных отпечатков и их удаленность от центра. Нормальное функционирование дизельного двигателя зависит от равномерности распыления солярки по окружности.

После демонтажа инжектора можно прочищать отверстия. Не стоит пытаться обойтись без разборки, поскольку все засорения с грязью останутся внутри изделия. Все демонтированные детали рекомендуется основательно промыть керосином. Деревянным скребком нагар с прочими отложениями аккуратно удаляются с поверхности элементов. Небольшой отрезок тонкой стальной проволоки используется для прочищения отверстий.

Большое значение имеет правильный выбор диаметра проволоки. Превышение допустимого размера способно повредить распылитель. Увеличение суммарного сечения или нарушение правильной формы сопловых отверстий способно значительно снизить скорость выхода горючего из форсунки.

Ремонт форсунок

При нежелании или невозможности обратиться в специализированную мастерскую ближайшего автосервиса, можно самостоятельно выполнить все необходимые манипуляции. Однако, требуется соблюдение некоторых правил, без которого проделанная работа пойдет насмарку.

Прежде всего, следует учитывать, что для проведения любых операций с топливной аппаратурой главным условием является соблюдение идеальной чистоты. Посторонний предмет, попавший в систему, способен вывести из строя механизм подачи горючего.

Самостоятельный ремонт топливных форсунок состоит из нескольких основных фаз. Рассмотрим подробнее каждую из них.

Демонтаж форсунок дизельного двигателя и замена распылителя

Для разборки понадобится накидной ключ, надежно обхватывающий все грани гайки. После размещения форсунки его рекомендуется зажать в тиски. Это действие значительно облегчит дальнейшие манипуляции с разбираемой деталью.

Стронутая гайка легко раскручивается руками. Вполне вероятно, что к ней прикипит распылитель. Здесь понадобится эффективный растворитель. Соблюдая определенные меры предосторожности, отмоченный распылитель аккуратно выбивается из гайки.

Очищенные от нагара металлической щеточкой детали тщательно промываются соляркой. Вместо дизтоплива можно использовать очиститель карбюратора. При большом количестве нагара применяется ацетон. Однако, окончательная промывка всех деталей, включая новый распылитель в собранном виде, завершается ополаскиванием очищенным и отстоянным дизтопливом.

Рекомендуется подсушить запчасти воздушным потоком из компрессора, одновременно удаляя затерявшиеся соринки. Использование ветоши нежелательно, поскольку делает возможным попадание мелких ворсинок внутрь корпуса.

На чистом листе бумаги выполняется сборка промытых до идеально чистого состояния деталей. Устанавливается новый распылитель.

После ручной сборки детали слегка затягиваются накидным ключом и головкой. Сильно фиксировать соединение не рекомендуется, поскольку возможно потребуется повторная разборка. О ее необходимости позволяет судить проверка форсунки на специальном стенде.

Отверстия исправного инжектора закрываются чистыми колпачками. После этого динамометрическим ключом затягивается основательно накидная гайка, фиксирующая обновленный распылитель.

Аналогичные операции выполняются на трех оставшихся форсунках. Проверенные детали можно возвращать обратно на положенное место.

Установка форсунок для дизельного двигателя

Итак, все отремонтированные детали прошли основательную проверку. Остается только установить форсунки на предназначенное место.

Предварительно рекомендуется произвести монтаж новых уплотнительных колец. После этого, смазав резьбу графиткой, вручную выполняется вкручивание форсунок. Если процесс вызывает затруднения, необходимо почистить резьбовые соединения на головке. Также обязательным условием является ровное расположение форсунки в самом начале вкручивания.

При невозможности вручную провернуть деталь, не следует прикладывать усилия, используя ключ. Так можно повредить резьбу. При затрудненном ручном вкручивании рекомендуется несколько раз повернуть форсунку в обратном направлении.

Такие манипуляции способны исправить положение. После полного вкручивания детали в резьбовое отверстие головки, выполненного ручным способом, можно основательно затягивать топливную форсунку динамометрическим ключом.

Теперь наступает очередь подсоединения трубопроводов высокого давления. Особых затруднений подобное действие вызывать не должно, поскольку при разборке топливной системы обычно ставятся специальные метки.

Учитывая необходимость идеальной чистоты, все шланги снаружи и внутри промываются очищенным дизтопливом.

Также следует установить на положенные места пластины, удерживающие трубки вкупе и предотвращающие их вибрацию. Если этого не сделать, колебательные движения двигателя отрицательно скажутся на сроке службы шлангов высокого давления, вызывая их разрушение.

Удалив воздух из топливной системы, можно запускать дизель.

Заключение

Этой публикацией рассмотрены простейшие варианты самостоятельного ремонта топливных форсунок, доступные рядовому обывателю, стремящемуся содержать свой автомобиль в рабочем состоянии.

Сложные неисправности требуют профессиональных знаний и навыков, а для их своевременного и безопасного устранения необходимо вмешательство квалифицированных специалистов автосервиса. Ведь лучше заплатить определенную сумму опытному механику ближайшей мастерской, чем тратиться на приобретение нового автомобиля.

avtodvigateli.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о