Технические характеристики форсунки дизельных двигателей

Почему форсунки на дизельном двигателе выходят из строя?

Форсунки на дизельном моторе выходят быстрее, чем на бензиновом моторе. Это обусловлено тем, что у этих моторов разный принцип работы. Но в обоих случаях виной всему является некачественное топливо или несвоевременная замена фильтра очистки топлива. Если обслуживать машину вовремя, то форсунки должны отработать без замены и ремонта не менее 150 000 км. Если же использовать еще и качественное топливо, то заводские форсунки должны ездить 200-300 тыс. км.

Это интересно: Как поменять батарейку в ключе Mazda 3?

Но, как правило, топливо используется не самое качественное, а фильтра меняются редко. Поэтому форсунки в современных дизелях едва ли выхаживают 150 тыс. км. После чего загрязняются и начинают дозировать топливо неправильно. Чтобы это исправить, придется как минимум произвести их механическую очистку от отложений и грязи. Данную процедуру лучше не откладывать в долгий ящик, а работу доверить людям, разбирающимся в этом.

Вероятные неисправности

1. Наиболее частая причина поломки форсунки – нарушение плотности посадки иглы во втулке форсунки. В случае если ее значение несколько уменьшено, через новый зазор протекает много топлива. Обнаружить утечку топлива можно несколькими способами:

• найти информацию, указывающую какое давление при открытии иглы должно быть в форсунке (для каждого агрегата он будет различным);
• проверить форсунку на специальном испытательном стенде;
• создать на форсунке заведомо высокое давление;
• измерить время (секундомером), через которое давление упадет от рекомендуемого на 50 атмосфер.

2. Если обнаружится износ седла клапана, ремонт бесполезен, поскольку такой ремонт дорогостоящий и обойдется больше половины от стоимости новой форсунки. Иногда дизельный инжектор дает небольшую или очень обильную течь горючего. Во втором случае необходим ремонт или полная замена форсунки, а в первом – проблему можно решить собственными силами.

Течи горючего из топливной форсунки

Также дизельные инжекторы могут давать как незначительную, так и обильную течь. В первом случае потребуется ремонт, во втором можно обойтись способом притирки иглы к седлу. Форсунки текут по причине нарушения уплотнения в области торца иглы, который еще называется уплотняющим конусом.

Проверку плотности притирки торца можно проверить путем плавного и поэтапного наращивания давления горючего. Конец распылителя должен оставаться полностью сухим при достижении такого показателя, который составляет до 10 кгс/см2 меньше, чем необходимое давление впрыска.

В том случае, если замечено подтекание дизельной форсунки, тогда осуществляется аккуратная притирка иглы к седлу. Для этого используется тонкая шлифовальная паста ГОИ, которую дополнительно разводят с керосином. В процессе притирки необходимо избегать попадания пасты в зазор, который присутствует между иглой и направляющей втулкой. По окончании все элементы промываются в керосине или чистой солярке, затем их обтирают соответствующими салфетками. Далее необходимо обдуть все части сжатым воздухом и произвести повторную проверку на наличие течи.

Проверка дизельных форсунок

При наличии признаков неисправности форсунок, производят их проверку. Проведение процедуры может быть осуществлено как в гаражных условиях, так и на СТО при помощи диагностического стенда. Второй способ наиболее оптимальный, но имеет недостатки в виде высокой стоимости услуг и значительной удаленности сервиса. Существуют следующие способы проверки исправности форсунок:

1. На заведенном дизеле ставят такие обороты, когда сбои его работы слышны особо отчетливо. Форсунки последовательно отключают от магистрали высокого давления, ослабляя накидную гайку крепления на соответствующем штуцере насоса. При отсоединении неисправной форсунки характер работы двигателя не поменяется.

2. Проверка максиметром который выполнен в виде специальной форсунки, имеющей тарировочную шкалу для установки необходимого давления впрыска дизтоплива. Прибор представляет собой контрольный образец, при помощи которого анализируется эффективность распыла и соответствие фактического давления с требуемым в момент впрыска.

3. Проверка при помощи контрольного образца рабочей форсунки, которую сравнивают с остальными. Для этого на топливную аппаратуру устанавливают тройник, при помощи которого одновременно устанавливают рабочую и тестируемую форсунку. Ослабляют затяжки гаек на остальных трубопроводах, ведущих от насоса высокого давления к нетестируемым форсункам, перекрыв подачу топлива. На декомпрессионном механизме ставят максимальную подачу топлива и начинают вращение коленвала мотора. При неисправности форсунка покажет отличия от эталона по моменту начала и качеству впрыска.

Проверка дизельных форсунок на перелив (слив в обратку)

По мере износа дизельных форсунок со временем возникает проблема, связанная с тем, что топливо из них попадает обратно в систему, из-за чего насос не может нагнетать нужного рабочего давления. Следствием этого может быть проблемы с запуском и работой дизельного двигателя.

Перед проверкой вам необходимо будет купить медицинский шприц объемом 20 мл и систему для капельниц (для подключения шприца вам понадобится трубочка длиной 45 см). Чтобы найти форсунку, которая скидывает в обратку больше топлива, чем ей положено, необходимо воспользоваться следующим алгоритмом действий:

• вынуть поршень из шприца;
• на запущенном двигателе с помощью системы подключить шприц к “обратке” форсунки (трубочку вставить в горлышко шприца);
• в течение двух минут держать шприц, чтобы в него набиралось топливо (при условии что оно будет набираться);
• повторять процедуру поочередно для всех форсунок либо соорудить систему для всех сразу.

На основании информации о количестве топлива в шприце можно сделать соответствующие выводы:

Проверка перелива в обратку

• если шприц пустой — значит, форсунка полностью исправна;
• количество топлива в шприце объемом от 2 до 4 мл также в пределах нормы;
• в случае, если объем топлива в шприце превышает 10. 15 мл, это означает, что форсунка частично или полностью вышла из строя, и ее необходимо заменить/отремонтировать (если льет 20 мл, то ремонтировать бесполезно, поскольку это говорит об износе седла клапана форсунки), так как она не держит давление топлива.

Однако такая простая проверка без гидростенда и тест плана не дает полной картины. Ведь на самом деле при работе двигателя количество сбрасываемого топлива зависит от многих факторов, она может быть забита и её нужно чистить или она подвисает и требуется в ремонте либо замене. Поэтому данный способ проверки форсунок на дизеле в домашних условиях позволяет лишь судить лишь об их пропускных способностях. В идеале количество пропускаемого ими объема топлива должно быть одинаковым и находиться в пределах до 4 мл за 2 минуты.

Точный объем топлива, которое может подавать в обратную магистраль вы можете найти в мануале своего автомобиля или двигателя.

Для того, чтобы форсунки эксплуатировались как можно дольше, заправляйтесь качественным дизельным топливом. Ведь оно напрямую зависит от на работу всей системы. Кроме этого, ставьте оригинальные топливные фильтры и не забывайте вовремя их менять.

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

Устройство и принцип работы

Конструктивно, форсунка включает в себя следующие элементы:

Плунжер – создаёт давление топлива. Его движение происходит при вращении кулачков рапредвала, а обратное движение – при помощи пружины плунжера.

Клапан управления – регулирует впрыск топлива в двигатель. Клапаны бывают электромагнитные и пьезоэлектрические. Основной элемент клапана управления – это игла клапана.

Запорный поршень – реализует поддержку давления топлива на иглу распылителя при необходимости.

Обратный клапан – также поддерживает давление топлива на иглу распылителя.

Игла распылителя – непосредственно обеспечивает впрыск топливной смеси в камеру возгорания.

Пружина форсунки – с её помощью игла распылителя «садится» на седло. Силу пружины поддерживает давление топлива.

Форсунки управляются с помощью системы управления двигателем на основе сигналов от датчиков инжекторной системы.

Топливная форсунка способствует правильному приготовлению воздушно-топливной смеси, для чего в процессе впрыска существует три фазы:

Предварительный впрыск – необходим, чтобы смесь при основном впрыске сгорала плавно. Сгорание небольшого количества топлива повышает давление и температуру в камере, что помогает ускорить воспламенение топлива при основном впрыске.

Основной впрыск – эта фаза обеспечивает качественное приготовление смеси при разных режимах работы двигателя. Высокое давление, достигающееся на этой фазе, помогает получить однородную горючую смесь. А полное сгорание уменьшает выброс вредных веществ и увеличивает мощность двигателя.

Дополнительный впрыск – нужен для очистки сажевого фильтра. На этой фазе давление резко падает, а игла возвращается на начальную позицию. Это предотвращает поступление топлива в камеру с плохим распылом и под низким давлением.

Рассмотрим этапы процесса работы топливной форсунки.

Кулачок распредвала передвигает плунжер форсунки вниз.

Топливо течёт в каналы форсунки.

Происходит закрытие клапана и отсечка топлива, начинает нагнетаться давление.

Когда давление достигает 13 МПа, то игла поднимается и при этом осуществляется предварительный впрыск горючей смеси. Может быть 1-2 предварительных впрыска, что зависит от режима работы.

Клапан открывается и предварительный впрыск заканчивается, а топливо переходит в питающую магистраль, и его давление снижается.

Клапан закрывается и давление снова начинает возрастать.

Когда давление достигнет 30 Мпа, игла распылителя поднимется, преодолевая силу пружины, и производит основной впрыск топлива. Чем больше давление, тем больше топлива сожмётся и больше поступит в камеру. Максимальное давление – 220 МПа. Оно обеспечивает самую высокую мощность двигателя.

Клапан открывается, и основной впрыск завершается, при этом снижается давление, и закрывается игла распыления.

При дальнейшем передвижении плунжера вниз, происходит дополнительный впрыск топлива. Обычно осуществляется два дополнительных впрыска.

Основные характеристики форсунок:

Динамический диапазон работы – характеризует минимальное время впрыска топлива.Время открытия / закрытия форсунки – характеризует время, которое необходимо для открытия / закрытия форсунки.

Угол распыла – характеризует, под каким углом осуществляется распыление топливной смеси.

Дальнобойность факела топлива – характеризует процесс распыления.Мелкость распыления и распределения топлива в факеле – характеризует качество приготовления горючей смеси и работы самой форсунки.

Технология ремонта форсунок дизельных двигателей

Стоит знать, что если автомобилист самостоятельно не ремонтировал форсунки, то лучше обратиться в специализированный автосервис, а вот переоценка собственных сил, как правило, приводит в лучшем случае к потере времени и покупке новой форсунки. В худшем случае — это может стать следствием более серьезного повреждения двигателя.

В зависимости от рода и степени неисправности дизельного двигателя технология ремонта современных топливных систем осуществляется в следующей последовательности:

1. Вначале работу двигателя проверяют на общем стенде диагностики автомобиля, что позволяет локализовать существующую неисправность и отбросить все ложные симптомы срабатывания на отказ, к примеру, из-за сбоев в работе бортовой электроники.
2. При подтверждении того, что неисправность в работе возникла в контуре топливоподачи дизельного двигателя, автомобиль подключают к специализированному диагностическому стенду для топливных систем, где и происходит определение основных причин и выявление дефектов в работе инжектора.
3. Если причины отказа в работе форсунки возникли из-за их несильного засорения, то тогда просто производят химическую промывку топливной системы двигателя без демонтажа и прямо на автомобиле при помощи специальных фирменных растворов. Хотя эта методика не даёт 100% результата при более сложном засорении, но она рекомендуется при проведении планового технического обслуживания автомобиля через каждые 30 000 км пробега в целях профилактики. При этом химическая промывка является самым недорогим способом обслуживания топливных систем дизельных двигателей.
4. Наличие серьезных неисправностей требуют более основательного ремонта форсунок, чтобы устранить все причины, связанные с плохим впрыском дизельных двигателей. Для этого их полностью демонтируют с агрегата и при необходимости очищают от мазута и налетов грязи.
5. Далее, форсунки полностью разбирают и при этом тщательно осматривают все детали, выявляя возможные механические повреждения и различные дефекты, которые могли стать причиной отказа.
6. Для очистки от несмываемых налетов или различного вида нагаров детали инжектора помещают в специальную ванну, где производят полную очистку с помощью ультразвука. Время пребывания деталей и узлов в ультразвуковой ванне напрямую зависит от степени загрязнения и должно быть достаточно, чтобы полностью убрать налет смолистых отложений с узлов и корпуса форсунки.
7. Перед сборкой производят замену всех деталей и узлов инжектора, у которых при осмотре были выявлены механические повреждения или другие дефекты.
8. После проведения всех ремонтных работ, соблюдая технологическую последовательность, топливные форсунки аккуратно собирают, при этом обязательно комплектуют новыми резинотехническими уплотнителями.
9. Перед установкой на двигатель, форсунки проверяют на работоспособность с помощью испытательных стендов, при необходимости производят регулировку и записывают выходные параметры для пьезоэлектрических типов форсунок.
10. Отремонтированные форсунки устанавливают непосредственно на двигатель, при этом рекомендуется обязательно произвести замену на новые, уплотнительных медных шайб и болтов крепления. В заключение производят при необходимости наладку блоков управления двигателя.

Как правило, ремонт комплекта топливных форсунок дизельных двигателей на специализированом авторемонтном центре занимает не более двух дней, а общая стоимость ремонтных работ составит в районе 30% от цены нового комплекта инжектора.

Признаки неисправности

Несмотря на предельную точность, дизельные системы впрыска очень хрупкие. Это и становится причиной их быстрого выхода из строя. Особенно актуально это для электронных и электромеханических форсунок, которые не переносят низкокачественного топлива, агрессивного стиля вождения и засорения.

Первый, явный признак неисправной форсунки — повышенная, неестественная резвость автомобиля. Электроника неправильно определяет дозировку и переливает топливо. Долго это не продолжается: процесс принимает обратный эффект. Увеличивается дымность выхлопа, особенно при резком задействовании педали газа. Повышается расход масла, в которое начинает просачиваться солярка.

Второй признак — нестабильность холостого хода. Автомобиль начнёт хуже заводиться по утрам, при прогреве — дымить. Грамотная диагностика дизельных форсунок должна обязательно проводиться с учётом этих факторов.

Таким образом, «симптоматический ряд» кратко можно описать так:

• рывки и толчки во время езды;
• холостой режим двигателя нестабилен;
• из выхлопной системы выделяется избыточное количество дыма;
• ощущается потеря тяги или её резкое увеличение;
• отказывают отдельные цилиндры.

Основные неисправности

Неисправность форсунок – это основная причина остановок и поломок двигателя автомобиля. При включённом двигателе такие неисправности очень просто заметить.

Признаки неисправности форсунок:

На неполных нагрузках появился дымный выхлоп (увеличилась токсичность).

Мощность двигателя снизилась.

Высокая температура и стуки отработанных газов.

При увеличенных нагрузках появились рывки и провалы в работе двигателя.

На небольших оборотах работа двигателя стала неустойчивой.

Неисправность форсунок может привести к потере её качеств: нарушиться герметичность, появятся подтёки, изменится угол распыления топлива, прекратится любая подача топлива в камеру возгорания, топливо будет неравномерно распределяться в камере.

Эксплуатационные неисправности разделяются на две категории:

Неисправности, вызваны использованием некачественного топлива, что нарушает распыление и становится причиной перегрева (износ элементов форсунки, заедания иглы, оплавление металла и др.).

Неисправности, вызваны неверной сборкой аппаратуры или её неправильным монтажом (перекосы деталей, закупорка топливных каналов, отсутствие плотности соединительных деталей, защемление иглы и др.)

Рассмотрим основные варианты неисправности форсунок.

Сама распространённая неисправность форсунок – это их загрязнение. Так как они находятся при воздействии высокой температуры, то при использовании некачественного топлива, на них образовываются твёрдые отложения, перекрывающие отверстия и нарушающие герметичность. Общее загрязнение топливной системы ведёт за собой засорение фильтра и каналов форсунок. Чтобы восстановить нормальную работу форсунок, их следует промыть.

Нарушение герметичности иглы – также довольно частая причина выхода форсунок из строя. Она обусловливается износом иглы. Решить эту проблему можно заменив иглу и распылитель.

Нарушение регулировки давления – происходит из-за износа пружины и её ослабления или износа иглы и штанги. Устранить такую проблему можно изменив натяжение пружины при помощи винта регулировки.

Заедание иглы – это следствие перегрева или работы с иглой, которая неплотно закрывается. Поэтому в пространство распылителя попадают газы из цилиндра. Для решения такой проблемы либо очищают детали, либо производят замену иглы.

Заменять форсунки рекомендуется после каждых 100-150 тыс. км пробега. Но, как правило, они ещё могут поработать 30-50 тыс. км после истечения официальной гарантии.

Чтобы форсунки не засорялись и работали исправно, их необходимо периодически обслуживать. Периодичность обслуживания дизельных форсунок для различных двигателей разная и находится в пределах от 500 до 5000 часов.

Вопросы по теме

Фильтр:ВсеОткрытРешеноЗакрытЖдет ответа

Превышена коррекция форсунки — ошибка ОтвеченоПользователь отвечен 6 дней ago • Топливная система

9 просм.1 ответ.1 голос.

Каков срок службы форсунок? ОтвеченоПользователь отвечен 6 дней ago • Топливная система

6 просм.1 ответ. голос.

От какого авто могут подойти форсунки бензиновые на Ford Focus 2? ОтвеченоПользователь отвечен 6 дней ago • Топливная система

6 просм.1 ответ. голос.

Попала вода в форсунки, это опасно? ОтвеченоПользователь отвечен 6 дней ago • Топливная система

7 просм.1 ответ. голос.

Шум от форсунок Chevrolet Cobalt II ОтвеченоПользователь отвечен 6 дней ago • Топливная система

5 просм.1 ответ. голос.

Как промыть форсунки на Audi 100 и будет ли от этого толк? ОтвеченоПользователь отвечен 6 дней ago • Топливная система

6 просм.1 ответ. голос.

Задать вопрос

Ремонт или покупка новой детали?

Сегодня большая часть дизельных форсунок производится четырьмя фирмами: Siemens, Bosch, а также Denso и Delphi. Конечно, у них есть конкуренты, но все же именно эта четверка занимает большую часть рынка. По этой причине на многих, если не большинстве, автомобилях стоят форсунки именно этих производителей

Почему это так важно? Дело в том, что топливная аппаратура далеко не всех производителей поддается ремонту. Давайте разберемся:

• Bosch Common Rail. Одна из самых распространенных на данный момент форсунок. Ее можно отреставрировать без особых проблем. Чаще всего выходит из строя мультипликатор, седло, шток. Последний элемент не подлежит реставрации. При ремонте форсунки распылитель или меняют, или чистят ультразвуком;
• Denso Common Rail. Японские форсунки все чаще устанавливают на европейские автомобили. По качеству они значительно превосходят аналоги из своей ценовой категории. Форсунки практически не поддаются ремонту. Во-первых, на них мало запчастей. Во-вторых, со сборкой и разборкой детали справится лишь толковый мастер с большим опытом – в форсунке очень много мелких деталей и для ее разборки нужно специальные ключи;
• Delphi Common Rail. В этих форсунках нередко выходит из строя клапан, чуть реже – распылитель. И то, и то иногда можно найти в специализированных магазинах, но зачастую приходится заказывать в сети. После чистки и замены деталей автолюбитель получает новую форсунку в старом корпусе. Это обойдется вдвое дешевле покупки полностью новой детали;
• Пьезоэлектрические форсунки. Наибольший опыт в создании форсунок нового поколения сегодня имеют Bosch и Siemens. Форсунки с пьезо-кристаллами все чаще устанавливают на новые модели авто европейских концернов. Как правило, в них выходит из гидроаккумулятор. Чуть реже ломается клапан и заклинивает распылитель. Ремонтировать пьезоэлектрические форсунки легко (банальное «разобрал, поменял, собрал»), но запчасти для ремонта редко бывают в продаже.

Обращайте внимание на фирму-производителя форсунок. Если это Bosch, то деталь почти наверняка можно отремонтировать

Это дешевле, чем покупка новой форсунки. Ремонт детали от Delphi еще дешевле, но в подавляющем большинстве случаев сопряжен с ожиданием поставки запчастей. Если же на автомобиле стоит отработавшая свое форсунка Denso, то ее лучше выбросить и искать замену. Различные форсунки с пометкой Piezo приходится менять на новые, но в ближайшем времени стоит ожидать того, что запчасти для них начнут появляться в магазинах.

Заключение

Самостоятельный ремонт форсунок — мера скорее вынужденная. Такой сервис в кустарных условиях может принести успех только в случае высочайшей квалификации мастера. Главная проблема гаражного ремонта — отсутствие высокоточного стендового оборудования для диагностики. Ремонтник не может объективно оценить эффективность сервисных мероприятий.

Если есть возможность обратиться на СТО, не пренебрегайте ею: компьютерное оборудование и стенды очистки продлят жизнь форсункам, избавят от потенциального дорогостоящего ремонта. Та же ультразвуковая чистка может избавить автомобилиста от проблем двигателя на несколько сезонов.