Виды, устройство и принцип работы топливных форсунок

Конструкция насос-форсунки

Конструкционно насос-форсунка состоит из плунжера, управляющего клапана, запорного и обратного поршней, обратного клапана и иглы распылителя.

Плунжер отвечает за создание давление — именно он крепится к кулачкам распредвала и от них получает энергию для поступательного движения. Возврат в исходную позицию осуществляет плунжерная пружина.

Управляющий клапан регулирует впрыск топлива, а его основным элементом является игла. Сигналы клапану отправляет ЭБУ автомобиля, который полностью управляет работой двигателя.

У форсунки тоже есть пружина, которая прижимает распылитель к седлу в момент впрыска топлива. Пружина сжимается за счет давления топлива. Корректную работу системы обеспечивают запорный поршень и обратный клапан. В нужный момент через иглу распылителя в камеру сгорания под высоким давлением попадает топливо.

Как работает насос-форсунка

В начале процесса работы двигателя кулачковый механизм распредвала инициирует движение коромысла и плунжера вместе с ним. Топливо течет по каналам форсунки. Отсечка топлива осуществляется закрытием клапана. Когда давление топлива в форсунке составляет 13 МПа — подпружиненная игла распылителя занимает верхнее положение, начиная первичный впрыск горючего.

Первичный впрыск топлива инициируется управляющим клапаном. Давление падает по мере увеличения потока топлива по питающей магистрали. Предварительных впрыска может быть два — это определяется режимом работы мотора. Далее плунжер продолжает идти вниз. Закрытие клапана повышает рабочее давление в камере сгорания до 30 МПа. После чего происходит следующий ход иглы распылителя, совершая впрыск основной порции топлива в магистраль.

Количество топлива для каждого впрыска регулируется давлением. После нагнетания до уровня около 220 МПа подача топлива становится наиболее интенсивной, а мощность мотора выходит на пиковые значения. Завершает подачу основной порции топлива открытие клапана. Давление топлива в системе понижается, а игла распылителя закрывается.

Основные проблемы топливных форсунок

Понять, что с форсункой возникли проблемы, можно по следующим «симптомам»:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Чистка форсунки не снимая с двигателя

Очистить инжекторы вполне возможно и без полной разборки узлов впрыска. При этом очищающая жидкость (сольвент) позволяет двигателю работать в процессе промывки.

Растворитель отложений подаётся из отдельной установки, промышленной или самодельной, в напорную магистраль рампы. Излишки смеси поступают обратно в расходный бачок через трубопровод обратки.

Данный способ имеет как достоинства, так и недостатки. Преимуществом будет экономия на сборочно-разборочных процедурах, а также неизбежных при этом затратах на расходные материалы и детали. Заодно очистятся и прочие элементы, например клапаны газораспределительного механизма, рампа и регулятор давления. Снимется также нагар с поршней и камеры сгорания.

Недостатком станет недостаточная эффективность раствора, вынужденного сочетать моющие свойства с топливными функциями, а также некоторая рискованность процедуры, когда отмытый шлак путешествует по элементам топливной системы и попадает в масло. Нелегко придётся и катализатору.

Дополнительным неудобством станет также и отсутствие визуального контроля за эффектом очистки. О результатах можно будет судить только по косвенным признакам. Таким образом данный способ можно рекомендовать только как профилактическую процедуру с обязательной заменой масла в двигателе.

Зачем нужны топливные форсунки

 Электрогидравлические форсунки

 Данный тип форсунок объединил две предыдущие технологии, и полностью приспособлен к использованию на «дизелях». Большое давление в топливной системе, уравнивается тем, что давление на иглу происходит сверху и снизу. Тем самым, в верхней камере и в нижней образуется одинаковое давление. Но в нижнюю камеру, топливо попадает через узкий канал, увеличивая время на уравновешивание давления в двух камерах. На фото: Электрогидравлические форсунки дизельного мотора  При срабатывании электромагнитного клапана, из-за равного давления — большая мощность не требуется, игла открывает доступ к соплу и позволяет топливу из нижней камеры поступить в цилиндр. Но верхняя камера напрямую соединена с топливной магистралью и быстро заполняется, увеличивая давление на иглу. После закрытия, нижняя камера наполняется топливом через узкий канал, и давление уравнивается.  Форсунки показали себя надежным механизмом, эффективным при использовании на любых двигателях, но применяется на современных дизельных двигателях. Так как, на бензиновых системах достаточно и электромагнитных форсунок. Кроме этого, электрогидравлические форсунки применяются в двигателях с системой непосредственного впрыска топлива в цилиндры.

 Пьезоэлектрические форсунки

 Пьезоэлектрические форсунки — это самое современное изобретение, применяющееся на массовом производстве современных дизельных моторах, оснащенных системой непосредственного впрыска в цилиндры. По принципу работы. Они полностью повторяют электрогидравлические форсунки, за единственным исключением — в качестве привода клапана используется не электромагнит, а пьезоэлектрический кристалл. На фото: Пьезоэлектрические форсунки дизельного мотора  Уже давно известен эффект, при котором, некоторые кристаллы способны менять свою форму под воздействием электрического разряда. Этот же эффект наблюдается и в обратную сторону. Если воздействовать на такой кристалл механическим способом — то вырабатывается электрический разряд. При конструировании, были использованы кристаллы, способные увеличивать свою длину под воздействием электричества, приводя в действие механизмы клапана в форсунке.  Основным преимуществом новой технологии, стала быстрота срабатывания клапана, что позволило производить многократный впрыск за один такт. Современные системы способны срабатывать до девяти раз за один такт. Это значительно улучшило качество топливной смеси, и позволяет еще больше улучшить характеристики дизельных агрегатов.  Но к сожалению, даже современные технологии не застрахованы от поломок, а новые форсунки данного типа обходятся потребителю в круглую сумму. Поэтому, ремонт пьезоэлектрических форсунок — это целесообразное решение, а для ознакомления с ремонтными мастерскими, можно посетить данный сайт www.spbparts.ru.

Разновидности форсунок Bosch

Для автомобилей ВАЗ форсунки bosch производятся в трех основных вариантах:

  1. Bosch 0280 158 022. Предназначена для работы под контроллером Январь 7,2. Допускается использовать на двигателях до 1,6 литра и шеснадцатиклапанным исполнением. Номинальное давление форсунки bosch составляет 3,8 атмосферы;
  2. Bosch 0280 158 017. Форсунка имеет тонкий факел. Устанавливается на восьмиклапанный двигатель. В остальном повторяет предыдущую модель;
  3. Bosch 0280 158 996. Серийно устанавливалась до 2006 года. Работает с более ранней версией контроллера Январь 5.1. Имеет более толстое уплотнительное кольцо. Сопло форсунки бош удлиненно.

Указание номера форсунки

Как самостоятельно почистить устройство подачи топлива

Тот же стенд имеет функцию очистки форсунок. Но при желании это можно сделать и в гаражных условиях. Используется стандартная чистящая жидкость и несложное приспособление, собранное из подручных средств.

Самодельная установка представляет собой автомобильный электрический бензонасос, помещённый в сосуд с очистителем инжекторов. Шланг от насоса подсоединяется к входному штуцеру форсунки, а на её питающий разъём через микропереключатель кнопочного типа подаётся питание от аккумулятора.

Многократно прогнав через распылитель содержащую мощные растворители отложений жидкость можно добиться существенного восстановления распылительных свойств прибора, что станет ясно по изменению формы факела.

Неподдающуюся очистке форсунку придётся заменить, не всегда её дефект связан с загрязнением, возможна коррозия или механический износ.

Как чистить форсунки

Чаще всего проблемой в работе форсунок является их банальная загрязненность. Поэтому, чтобы восстановить их работоспособность и вернуть номинальную производительность форсунки, достаточно произвести чистку. Это можно сделать двумя путями — не вынимая с двигателя (добавив в топливо специальный очиститель) и в снятом состоянии (пропуская чистящее средство по отдельно взятой форсунке или ультразвуком). Для очистки используются следующие методы:

  • механический;
  • ультразвуковой;
  • с помощью химических составов.

В данной статье мы поговорим лишь о некоторых, поскольку зачастую для чистки форсунок необходимо дополнительное профессиональное оборудование. Подробную информацию о самостоятельной чистке вы найдете в другом материале. Здесь же коснемся этих способов вкратце.

Чистка форсунки в домашних условиях

Отдельно взятую форсунку можно чистить с помощью специальных химических составов. Например, тех же присадок, которые добавляются в топливо для очищения системы или так называемый “Очиститель карбюратора”. Действовать в данном случае необходимо по следующему алгоритму:

  • заранее подготовить “Очиститель карбюратора” (или его аналог в виде баллончика с разбрызгивателем), контактную кнопку без фиксации замкнутого положения, шприц объемом 5 мл или больше, трубочку для продолжения горлышка шприца с уплотнением, пустую тару, желательно большого объема (5-10 литров), зарядное устройство от мобильного телефона с обрезанным штекером, контактные провода с клеммами;
  • далее необходимо вставить испытуемую форсунку в заднюю часть шприца (как можно более плотнее, с резинкой или без нее);
  • после этого подключить клеммы через кнопку к зарядному устройству и включить его в розетку;
  • вставить трубочку в распылитель средства для очистки, а обратную часть форсунки развернуть в подготовленную пустую тару;
  • после этого нажать на распылитель с тем, чтобы некоторое количество вещества попало в форсунку;
  • нажать на кнопку контакта, чтобы привести в действие форсунку.

Если форсунка исправна, с ее обратной стороны должно под напором выйти моющее средство. Процедуру продувки необходимо повторить несколько раз для достижения необходимой степени чистоты.

Если в вашем автомобиле установлены низкоомные форсунки, то нажимать кнопку открытия форсунки необходимо на долю секунды. Если же у вас высокоомные форсунки, то держать кнопку можно 2-3 секунды.

Кроме выше перечисленных методов проверки также можно упомянуть о проверке токсичности газов и дымности, — низкий уровень CO при прогазовке, является признаком плохой работы форсунок. Данный метод практикуется на некоторых СТО, в качестве контроля работы двигателя. Поскольку нужны как определенные знания, так и оборудования, то рассматривать его в качестве одно из вариантов самостоятельной диагностики не будем.

Также нельзя обойти стороной и не уделить внимание проверке форсунок по коррекции топливоподачи и лямбде, но тут такая же ситуация как и токсичностью, потребуется не только диагностическое оборудование, но и уметь разбираться во всех цифрах что будет показывать вам диагностика

Принцип функционирования форсунок

Топливо от рамы к каждой отдельно взятой форсунке подается под необходимым определенным давлением. От блока управления на электромагнит форсунок поступают электрические импульсы. Именно они задействуют игольчатый клапан, предназначение которого – открывать и закрывать форсуночный канал. От длительности поступления электрического импульса зависит длительность открытия игольчатого клапана и количество подаваемого топлива. Эту длительность регулирует блок, управляющий двигателем. Кроме того, разные типы форсунок могут создавать несколько форм факела топлива, а также менять его направление. А это очень сильно влияет на смесеобразование в двигателе.

Причины неисправности инжекторных форсунок

Устройство форсунки

Современные топливные форсунки в бензиновых двигателях бывают двух типов — электромагнитные и механические. Первая представляет собой электромагнитный клапан, который управляется системой ЭБУ автомобиля. При подаче соответствующих сигналов клапан открывается на определенный угол, регулируя количество подаваемого топлива в цилиндр. Вторая лишь подает топливо в канал. В ее конструкции имеется игла со ступенькой. Когда давления достаточно, топливо преодолевает сопротивление пружины, и игла поднимается. Соответственно, распылитель открывается и топливо подается в камеру. В настоящее время широкую популярность приобрели электромагнитные форсунки, как более технологичные. Поэтому далее будем рассматривать проверку и чистку на их примере.

Неисправностей электромагнитной форсунки может быть всего несколько:

  • отсутствие сигнала от ЭБУ;
  • неисправность или полный выход из строя обмотки;
  • засорение выпускного отверстия форсунки.

Как показывает практика, именно последний вариант является наиболее частой причиной полного или частичного выхода форсунки из строя.

Как определить неработающую форсунку на работающем двигателе

Допустим, вы нашли признак неисправности форсунки и теперь хотите узнать, как проверить форсунки двигателя? Хочется сразу отметить, что сами форсунки бывают нескольких типов (механические и электромагнитные) и конструкция их имеет значительные отличия, а значит и методы проверки у них также должны отличаться. Проверить форсунки можно несколькими методами: проверка форсунок без снятия с двигателя, проверка снятых форсунок, проверка форсунка в домашних условиях, бензиновых или дизельных форсунок, и т.д. Мы разберем наиболее популярные из методик.

Чтобы узнать, как проверить работоспособность форсунки инжектора, не обязательно их снимать. Этот способ, один из самых простых проверок, и подразумевает проверку по звуку (или анализ издаваемых шумов мотором при работе). Как правило забитые или поврежденные форсунки издают приглушенный высокочастотный шум (звук, как правило, доносится из блока цилиндров).

Проверка подачи питания на форсунки

Проверка подачи питания на форсунки проводится в случае работы самих форсунок при поломке какого либо из инжекторов. Для проверки необходимо осуществить следующий порядок действий:

  • отключите колодки;
  • подключите к АКБ 2 провода, конец которых закрепляется на форсунках;
  • включите двигатель.

После включение двигателя, необходимо обратить внимание на возможное вытекание топливной смеси – происходить это может по причине неисправностей в электрической цепи.

Проверка мультиметром(тестером) сопротивления на обмотке

Проверка мультиметром (тестером) сопротивления на обмотке также позволяет проверить форсунки двигателя не снимая их. Для этого нужно убедиться в уровне сопротивления ваших форсунок. Далее выполняем следующие действия:

  • при выключенном двигателе, сбрасываем минус клемму с аккумулятора;
  • следом отключаем электрический разъем на самой форсунке (находится на колодке, в виде зажима);
  • на мультиметре устанавливаем значение наших форсунок и подключаем его контакты непосредственно к самой форсунке.

В норме, при высоком импедансе значение должно быть равно 11-17 Ом, при низком 2-5 Ом. При несоответствии значений, такую форсунку необходимо заменить.

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.

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.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector