Конспект лекции форсунки дизелей. назначение принцип действия конструкции

Промывка инжектора

Отдельно хотелось бы отметить, что в иномарках с большим пробегом очистка с присадками может полностью вывести всю систему из строя, когда вся грязь из не промываемой системы смывается со стенок топливного бака, и устремляется к фильтру, и далее в форсунки. Сетка на форсунках забивается, и топливо перестаёт поступать. Другой способ — это промывка инжектора без демонтажа, т.е. инжектор, остаётся не разобранным. Сначала отключают бензобак, затем штатный топливный насос и перекрывается канал слива топлива в бак. Одновременно с этим топливо-провод машины соединяется с профессиональным стендом, который подаёт в систему специальную жидкость. Два прогона жидкости с двумя перерывами — по 15-20 минут на каждые 15-20 тыс. километров пробега, и ваша топливная система будет подготовлена к зиме. Ультразвуковой стенд — вот ещё один из способов чистки. Форсунки снимают и помещают в ванну с моющим раствором, где под действием ультразвука даже самые сильные отложения разрушаются. На этом же стенде можно проверить качество чистки. Опыт показал, что ультразвуковой метод наиболее эффективен, и он даже может вернуть к жизни форсунки, которые уже не подлежат ремонту.

Источник

Разновидности и принцип работы

Механическая форсунка

Традиционный вариант устройства, постепенно уступающий по популярности современным инженерным решениям. Именно его принцип действия был приведен выше при описании рабочего цикла дизельной форсунки. Он базируется на срабатывании клапана при достижении определенного уровня давления.

Механическая форсунка применяется в автомобилестроении в течение нескольких десятков лет. Однако, введение новых экологических стандартов и всеобщее стремление к повышению уровня экономичности дизельных двигателей привело к неуклонному вытеснению этого классического устройства более эффективным разработкам последних лет.

Главное направление совершенствования форсунки в частности и дизельного двигателя в целом – это передача контроля и управления большинством рабочих процессов электронным приборам и датчикам. Кроме того, отдельного упоминания заслуживает форсунка с двумя пружинами, разделяющая подъем иглы на две стадии. В результате обеспечивается гибкость в подаче горючего, более полное сгорание топлива и уменьшение шума при работе агрегата.

Электромеханическая форсунка

Главное отличие от механического варианта состоит в использовании для перемещения иглы форсунки вместо пружины электромагнитного клапана. Он управляется автоматикой, благодаря чему достигается точное определение количества необходимого топлива и оптимальная периодичность его впрыска.

Электромеханическая форсунка напоминает часто используемую в инжекторных бензиновых двигателях электромагнитную версию устройства. Она не используется в дизель-моторах, так как не способна выдерживать высокое давление.

Насос-форсунка

Еще одна вариация традиционного дизельного двигателя. Устройство агрегата не предполагает наличие обычного ТНВД. Вместо него для нагнетания необходимого уровня давления используются специальные насос-форсунки. Фактически, вместо одного топливного насоса высокого давления устанавливаются несколько более простых, каждый из которых обслуживает только одну форсунку.

Такое устройство двигателя позволяет подавать топливо в камеру сгорания под очень высоким давлением. Как следствие – обеспечивается уверенное самовоспламенение и более полное сжигание горючего. Отсутствие ТНВД позволяет сделать двигатель более компактным, что также выступает немаловажным достоинством.

Однако, использование системы насос-форсунка имеет и определенные недостатки. Главные из них – высокая требовательность к качеству применяемого дизельного топлива, а также более значительные расходы на изготовление двигателя в целом. Именно поэтому стремительно растет популярность еще одной разновидности дизельных форсунок и системы, предусматривающей их применение.

Пьезоэлектрическая форсунка

Устройство пьезофорсунки напоминает электромеханические или электромагнитные аналоги. Главное отличие заключается в использовании вместо электромагнитного клапана специального пьезоэлемента, часто называемого пьезоэлектрическим кристаллом. Его наличие обеспечивает крайне высокое быстродействие устройства. Благодаря этому клапан срабатывает в 4 раза чаще, чем в обычных электромагнитных форсунках.

Нет ничего удивительного, что пьезоэлектрические форсунки стали важным элементом системы впрыска Common Rail, которая используется сегодня практически повсеместно. Ее использование позволяет увеличить эффективность работы дизельного двигателя и повысить КПД при одновременном уменьшении расхода топлива и количества вредных выбросов.

Принцип работы дизельных форсунок и частые неисправности

Начнем с того, что большинство форсунок для дизеля (за исключением насос-форсунок и систем Cоmmon Rail) устроены и работают по схожему принципу. Это значит, что их ремонт также предполагает похожие действия. Для лучшего понимания начнем с принципов работы.

Подача топлива на форсунки в дизелях реализована посредством его нагнетания под высоким давлением. Такое давление на каждую форсунку создает:

• топливный насос высокого давления ТНВД;
• насос-форсунки сами сжимают и впрыскивают топливо;
• в системах Cоmmon Rail давление топлива поддерживается постоянно в специальном «аккумуляторе» высокого давления;

Теперь давайте рассмотрим работу наиболее распространенной системы питания с обычным ТНВД. Если просто, такой насос имеет механический привод и вращается от двигателя. Вращение шкива ТНВД позволяет плунжерным парам в устройстве насоса сильно сжимать дизельное топливо и выдавать давление около 300 кг/см². Затем происходит распределение дизтоплива на форсунки, что соответствует тактам работы двигателя.

Топливо поступает от насоса по магистралям высокого давления к форсунке, установленной на каждом цилиндре, после чего проходит через отдельный канал и оказывается внутри дизельной форсунки (в полости распылителя). Внутри распылителя конструктивным элементом является специальная конусная игла. Такая игла форсунки снизу притирается к седлу с очень большой точностью. Сверху иглу прижимает пружина. Указанная пружина давит на иглу через отдельную шайбу.

Шайба может иметь разную толщину, что определяет степень давления пружины на иглу. По этой причине шайбу называют регулировочной, так как от давления пружины будет зависеть и давление топлива, от которого сработает игла форсунки.

Срабатывание иглы происходит в результате того, что внутри форсунки накапливается нагнетаемое ТНВД топливо. Если иначе, когда горючее доходит до конуса иглы, дальнейший проход солярки становится невозможным, так как канал перекрыт иглой, плотно прижимаемой к седлу усилием пружины.

Однако ТНВД продолжает работать и нагнетать топливо, происходит рост давления, которое в определенный момент становится сильнее давления пружины. В результате игла приподнимается, горючее проходит в пространство между седлом и конусом иглы, попадает под высоким давлением в отверстия распылителя и далее происходит впрыск распыленного топливного заряда.

Время впрыска зависит от того, когда давление топлива внутри форсунки понизится до такой степени, чтобы пружина снова прижала иглу к седлу. Получается, канал для выхода топлива перекрывается, давление снова начнет расти и процесс повторяется.

Синхронная работа всего механизма предполагает точный впрыск топлива в цилиндре, в котором поршень приближается к ВМТ. Следующий впрыск в этом цилиндре в заданный момент будет возможен только при условии того, что игла закроется своевременно, то есть сразу после того, как давление топлива упадет.

Например, если впрыск произойдет раньше, процесс сгорания топлива в цилиндре нарушается, дизель громко и жестко работает. Более того, значительно усиливается износ не только ДВС, но и проблемной форсунки.

Дело в том, что через неплотно закрытое седло происходит прорыв газов, механизм разрушается, подвергается сильному загрязнению от скопления нагара. На начальном этапе нагар удаляют путем промывки форсунок дизельного двигателя, то есть без ремонта.

При этом важно понимать, что нагарообразование является не причиной, а только результатом неполадок внутри самой форсунки. Другими словами, необходимо решать проблему точного срабатывания иглы, усилия пружины и эффективного перекрытия седла

Источник

Нет питания на форсунках?

Характерным признаком того, что пропало питание форсунки дизельного двигателя, служит отсутствие его запуска при вращении стартером. Подобные симптомы часто проявляются и на бензиновых моторах с инжектором. Однако точно утверждать, что для восстановления работоспособности топливной аппаратуры необходим ремонт питания форсунки дизельного двигателя, можно только после получения результатов диагностики.

Для проверки состояния топливной аппаратуры владельцам автомобилей следует обратиться в авторизованный сервисный . Для оперативного и точного выявления причины неполадки и связанного с этим ремонта питания форсунки дизельного двигателя мы задействуем:

• команду опытных мотористов и инженеров, постоянно повышающих квалификацию в производственных цехах производителей;
• универсальный стенд Hartridge AVM 10/8 для разносторонней проверки топливной аппаратуры Delphi;
• стенд Hartridge AVM2-PC, поставляемый авторизованным сервис-центрам Delphi и Siemens VDO;
• стенд Bosch EPS-815 для проверки и корректировки параметров системы Common Rail;
• собственный склад оригинальных запасных частей, поставляемых от производителей Bosch, Stanadyne, Delphi, Denso.

В случае, когда в дороге внезапно пропало питание форсунки, неисправный элемент можно определить путем простых измерений. Между концами обмотки электромагнита, выведенной на контакты разъема, присутствует сопротивление порядка 11 – 15 Ом (измерение производится при снятой минусовой клемме АКБ). На многих автомобилях подачу электропитания на форсунки можно проверить путем подключения контрольной 12-вольтовой лампочки к контактам разъема электропитания – при наличии напряжения во время поворота коленвала двигателя стартером лампочка будет мигать. Следует помнить, что согласно ТУ, подача напряжения 12 В на контактные разъемы форсунок некоторых производителей недопустима. Если все предохранители и реле цепи исправны, в большинстве случаев ремонт питания форсунки дизельного двигателя связан с заменой электропроводки или вышедшего из строя ЭБУ.

Наиболее верное решение в ситуации, когда пропало питание форсунки – обращение в наш сервисный центр. Опытным мастерам хорошо известны нюансы проверки элементов топливной аппаратуры ведущих мировых производителей, имеется необходимое проверочное и ремонтное оборудование, инструмент и оригинальные запчасти для замены.

Экскурс по брендам

Дизельная форсунка не является той запчастью, на которой можно экономить. Если есть возможность купить оригинал или стоящий аналог, то выбор должен быть очевидным. Однако и здесь есть возможность немного сэкономить и взять неплохой бюджетный аналог

При выборе форсунки сперва нужно обратить внимание на продукцию следующих брендов:

• Siemens (Германия);
• Denso (Япония);
• Delphi (Великобритания);
• Bosch (Германия).

Выше указаны премированные производители, которым доверяют тысячи автолюбителей во всем мире. Продукция очень качественная и по сути является все тем же оригиналом – часть форсунок немецкого производства идет прямо на заводы автоконцернов. Автолюбители могут найти в магазинах и электронных каталогах и более доступные в ценовом плане аналоги под именами нескольких известных брендов. А именно:

• Monark (Германия);
• Hans Pries (Германия);
• Lucas (Великобритания).

Как показывает практика, замен форсункам в сборе или отдельным их элементам от четверки производителей из первого списка может не быть. Самый верный вариант один: не искать ближайших аналогов, а брать конкретную запчасть. Если ее не будет в наличии, лучше сделать заказ и ждать поставки, или же снять рабочую деталь с автомобиля в разборке.

Ремонт дизельных форсунок своими руками

В ряде случаев ремонт насос форсунок своими руками, восстановление форсунок Делфи или Бош, а также работы с элементами Common Rail потребуют специального оборудования. Такое оборудование зачастую отсутствует в гаражных условиях, то есть ремонт лучше производить в специализированном сервисе.

Что касается необходимости отремонтировать механические форсунки, с такой работой можно справиться самостоятельно, имея необходимые запчасти и минимум инструментов. Давайте рассмотрим этот процесс.

Под воздействием бокового усилия конус иглы в момент прижимания к седлу будет прилегать к одной стороне седла сильнее по сравнению с другой стороной. В результате как седло, так и конусный оконечник иглы подвергается неравномерному износу, форма меняется с круга на овал. Нормального прилегания в таких условиях добиться не удается, форсунку нужно восстанавливать.

Для устранения неисправности потребуется снять форсунки, отвернуть гайку распылителя и заменить распылитель. При этом зачастую также нужно произвести замену нажимного штифта и проставки

Параллельно осуществляется развертка или замена прижимной пружины.
Перед началом работ важно знать, что устройство форсунки не предполагает наличия уплотнителей, то есть максимально плотная подгонка соединяемых деталей и герметизация возможны благодаря высокому качеству обработки сопрягаемых поверхностей.
Также отметим, что игла распылителя перемещается в направляющем канале, причем отверстие имеет небольшой зазор. Этот зазор также не имеет уплотнений, то есть лишнее дизтопливо внутри форсунки попадает в место нахождения пружины.
Для сохранения подвижности иглы реализован специальный канал обратного слива, что позволяет удалить лишнее дизтопливо, которое далее возвращается по системе «обратки» в топливный бак.

КАК ЗАМЕНИТЬ РАСПЫЛИТЕЛЬ?

Иногда из строя выходят распылители. Нередко проблема выявляется при выполнении ремонта ТНВД КамАЗа. Понадобятся такие инструменты: емкость с топливом, накидные ключи, тиски. Японские форсунки в тисках лучше не зажимать – они достаточно хрупкие. Сначала в них фиксируют ключ, и уже потом помещают хрупкий элемент.

Ситуация с немецкими двигателями прямо противоположная. Их можно зажимать в тиски, но для ремонта используются исключительно удлиненные головки и рожковые ключи.

• Ослабить накидную гайку, аккуратно открутить.
• Снять промежуточный корпус и промыть его в топливе.
• Слить остатки.
• Новый распылитель промыть.
• Собрать форсунку, проверить работоспособность.
• Перед установкой смазать посадочное место смазкой. Закручивание осуществляется руками, должен быть легкий ход.

Процесс сборки как новых, так и отремонтированных дизельных форсунок Бош не представляет сложностей

Перед установкой очень важно промыть трубки топливом. После присоединения надевают зажимы для предотвращения вибрации

Лишний воздух удаляется – можно запускать двигатель.

Рабочие параметры и неисправности инжекторов

Одной из основных характеристик форсунки является факел распыла. Для обеспечения корректной работы двигателя топливо должно распыляться под высоким давлением и на большую площадь. При этом размеры капель горючего должны быть как можно меньше. Это позволяет ускорить процесс сгорания и уменьшить расход топлива. Если же подача бензина или дизеля будет осуществляться струей, возникнут провалы в работе мотора, увеличится количество сажи в выхлопе. Происходит это, когда распылитель инжектора загрязняется.

Также важным параметром является время впрыска форсунок, или лаг открытия и закрытия. Он зависит от множества параметров напряжения, уровня давления и типа топлива. Измеряется лаг лабораторным методом, в ходе которого определяется количество пролитого топлива за единицу времени.

Несмотря на сложное устройство, топливные инжекторы имеют длительный срок эксплуатации. В среднем он составляет от 100 до 150 тысяч километров пробега. Основным требованием для обеспечения продолжительности работы форсунок является качество топлива и своевременный технический осмотр автомобиля.

Ремонт дизельных форсунок

Загрязнение каналов внутри форсунки, по которым проходит топливо, способствует ухудшению распыления топлива и нарушению образования воздушно-топливной смеси. Максимально равномерную пульверизацию нарушают смолы, содержащиеся в соляре. Проблему нарушения подачи топлива форсунками помогает устранить промывка. Данная процедура обеспечивает удаление загрязнений внутри топливных каналов. Для ее осуществления применяются следующие способы:

1. Чистка при помощи ультразвука. Эффективный способ удаления грязи, который проводится на специальном оборудовании. Снятые форсунки помещают в специальную жидкость и воздействуют ультразвуковыми колебаниями, при которых грязь в сопле разрушается в течение короткого времени.

2. Промывка топливом, содержащим специальные присадки. Наиболее популярен среди автолюбителей, так как не требует применения дорогого оборудования. Представляет собой добавление присадки в топливо, которое при прохождении через форсунку будет растворять отложения. Эффективность метода не доказана.

3. Промывка на стенде при помощи специальных жидкостей. Очищение происходит при высоком давлении за счет циркуляции. Способ отличается надежностью и высокой эффективностью.

4. Ручная промывка, при которой имитируется работа форсунки. Достаточно эффективный и недорогой способ, не требующий применения специального оборудования. Для его проведения форсунки демонтируют вместе с рейкой и фиксируют над емкостью. Подача очищающей жидкости производится по прозрачной силиконовой трубке. Дозатор форсунки активируют электрическим током, подведенным по проводам от аккумулятора. Полная очистка происходит после 5-10 мин. распыления жидкости. Сам процесс состоит из следующих этапов:

• С форсунки снимают фильтры и резиновые уплотнители, чтобы под воздействием жидкости они не вышли из строя;
• Организуют герметичное соединение баллона с жидкостью и форсунок через силиконовую трубку;
• Подводят электропитание от аккумулятора с помощью пары проводов;
• К разрыву одного провода подводят кнопку для размыкания цепи, второй провод оставляют целым;
• При нажатии кнопки происходит впрыск, который продолжается до момента равномерного распыления струй жидкости.

Достаточно часто некачественный впрыск происходит по причине засорения или износа сопел форсунки, что достаточно хорошо видно в процессе диагностики неисправностей. Для устранения поломки корпус детали разбирают и тщательно промывают в керосине, наружный нагар удаляют деревянным скребком, а отверстия прочищают мягкой стальной проволокой, диаметр которой меньше отверстия сопла. При увеличении размера сопла более чем на 10 %, или разнице в диаметре отверстий на 5%, распылитель заменяют на новый.

Иногда форсунка может давать течь, которую возможно устранить притиркой иглы к седлу. Течь может возникать и при нарушении уплотнения в торце иглы (уплотняющем конусе). Притирка производится разведенной в керосине пастой ГОИ, при которой избегают ее попадания в зазор между направляющей и самой иглой. После притирки все делали промывают в керосине или чистом дизтопливе, продувают сжатым воздухом, и после сборки снова тестируют на герметичность.

Что бы ваши форсунки служили долго, используйте фильтр дизельного топлива тонкой очистки.

Ремонт форсунок

Текущее обслуживание или капитальный ремонт форсунок дизельных двигателей предпочтительно поручить квалифицированным специалистам — они смогут провести восстановление и регулировку детали на высокоточных автоматизированных стендах. Однако определённый комплекс ремонтных процедур можно провести и в кустарных условиях без использования сложной аппаратуры.

Необходимые инструменты и материалы

Для проведения самостоятельного обслуживания распылителей дизельного мотора автовладельцу потребуются:

• набор рожковых или накидных ключей;
• отвёртки под прямой и крестовый шлиц;
• чистая сухая ветошь;
• максиметр;
• промывочная жидкость для ДДВС.

Рекомендуется проводить работы в сухом и освещённом, защищённом от пыли гараже.

Демонтаж форсунки

Диагностика дизельных форсунок и их обслуживание подразумевают снятие распылителей с ДВС. Перед началом работ рекомендуется тщательно вымыть двигатель и моторный отсек, чтобы избежать попадания мусора, инородных частиц. С особым пристрастием нужно промыть ГБЦ. На трубки высокого давления необходимо нанести разметку, которая поможет не запутаться при обратной сборке.

Перед снятием необходимо закрыть штуцеры форсунок (используйте пластиковые колпачки) во избежание загрязнений. Для демонтажа распылителей не рекомендуется использовать обычные рожковые ключи — неопытный ремонтник может сорвать резьбу с форсунок. Если должная квалификация отсутствует, используйте накидные ключи и инструмент — «головку» с длинной ручкой.

Удалив форсунки из отверстий, просушите их и уберите наружные загрязнения ветошью. В отверстия форсунок заложены уплотнительные кольца. При ремонте деталей впрыска они заменяются на новые в обязательном порядке. Не допускайте, чтобы грязь с колечек попадала в систему впрыска во время снятия.

Проверка работоспособности форсунки

Существует несколько методов проверки работоспособности распылителя. Проще всего проверить форсунку на работающем моторе:

1. Запустите «движок» на холостом ходу.
2. Начинайте поочерёдно выкручивать распылители один за другим.
3. Если после снятия работа мотора ухудшилась, то удалённая форсунка исправна и её нужно вернуть на место.
4. Методом исключения Вы найдете форсунку, демонтаж которой не изменит режим работы ДДВС. Это и будет сломанное устройство.

Можно для диагностики использовать мультиметр. Заранее необходимо скинуть клеммы АКБ и отключить проводку форсунок, после чего «чекнуть» прибором каждую деталь. На форсунках высокого сопротивления значения прибора будут находиться в диапазоне 11 — 17 ом; при низком импедансе мультиметр покажет до 5 ом.

Большим преимуществом будет наличие максиметра. Прибор способен показать текущее давление, при котором срабатывает распылитель. Также поможет выявить дефекты, касающиеся угла распыления и конфигурации струи впрыска.

Это интересно: Обзор Audi Q5

Устранение возможных неисправностей

Неисправную форсунку необходимо осмотреть. Сначала ищем наличие протечек в корпусе детали. Если таковых нет, приступаем к разборке детали. Крепим деталь в тисках и аккуратным простукиванием выбиваем распылитель. Далее нужна тщательная чистка: вымачиваем части форсунки в солярке или растворителе для удаления нагара. Снимаем гарь и отложения мелкой стальной тёркой. После завершения чистки нужно проверить форсунку на максиметре. Если достигнуты оптимальные параметры впрыска, устройство готово к установке в мотор.

В иных случаях необходимо полностью заменить распылитель на дефектной форсунке. При установке новой запчасти тщательно удалите всю заводскую смазку, иначе устройство не будет работать.

Если форсунка продолжает «лить» даже после замены распылителя и тщательной чистки, обратите внимание на работоспособность пружины со штифтом — возможно, они изношены. Для чистки распылителя пользуйтесь компрессором — напор воздуха выбьет труднодоступную грязь

Для чистки распылителя пользуйтесь компрессором — напор воздуха выбьет труднодоступную грязь.

Установка форсунки

До демонтажа устройства сделайте метки маркером на всех деталях, чтобы избежать путаницы. Особенно внимательно размечайте шланги высокого давления. Форсунка вкручивается от руки насколько хватит сил. Дальнейшая затяжка выполняется ключом-динамометром. Значения затяжки указываются в руководстве по эксплуатации мотора. Когда установите форсунку, выкачайте воздух из топливной системы. На современных авто для этого достаточно несколько раз крутануть стартер; либо воспользуйтесь насосом ручной подкачки (при наличии).

Как отремонтировать форсунки на дизеле

Что касается механических форсунок, то их вполне можно отремонтировать своими руками. Нужно учитывать, что проблема может быть в неплотном прилегании иглы к седлу распылителя (из-за износа нажимного штифта)

Также стоит брать во внимание износ отверстия. Эти дефекты не дают добиться нормального прилегания, а потому деталь нужно восстанавливать

Вначале обозначим основные моменты:

1. Для ремонта придётся снять деталь. После осмотра нужно заменить распылитель, проставку и нажимной штифт. Также на этом этапе рекомендуется провести развёртку и установку новой нажимной пружины.
2. Герметизация и плотное прилегание достигается за счёт качественно обработанных поверхностей, а потому напрямую зависит от завода-изготовителя (не покупайте детали в точках без лицензии).
3. Отверстие в направляющем канале, где ходит игла распылителя, имеет зазор и не имеет уплотнителей. Излишки топлива могут попадать на месторасположение пружины.
4. Лишнее дизтопливо возвращается в бак через специальный канал обратного слива, а потому в форсунке должно поддерживаться стабильное давление.