Форсунка дизельного двигателя что это такое - Авто журнал "Гараж"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Форсунка дизельного двигателя что это такое

Какие бывают топливные дизельные форсунки

Топливные форсунки — один из главных элементов системы питания дизельного двигателя. С течением времени, конструкция и принцип работы форсунок неоднократно менялись, у каждого нового поколения появлялись свои особенности. Рассмотрим основные типы форсунок, которые встречаются в топливной системе дизельных ДВС.

Зачем вообще нужны форсунки

Форсунки обеспечивают прямую подачу топлива в камеры сгорания и его равномерное распределение по стенкам. Распыление топлива происходит через специальные сопла (распылитель форсунки). Сопла формируют строго заданный топливный факел, в результате чего топливо и воздух смешиваются эффективнее, а смесь сгорает лучше.

Основное отличие форсунок для бензиновых и дизельных систем заключается в рабочем давлении топливной магистрали. Так, если бензонасос создает давление в 1-2 атмосферы в бензиновых двигателях, то топливный насос высокого давления (ТНВД) нагнетает дизтопливо до отметки в несколько сотен атмосфер.

Выделяют несколько типов дизельных форсунок, в зависимости от принципа их работы и особенностей конструкции:

  • механические
  • электромагнитные
  • пьезоэлектрические
  • насос-форсунки

Механические форсунки

Имеют самую простую и надежную конструкцию и длительный стаж применения в автомобилестроении (несколько десятилетий). Принцип работы механической форсунки: клапан ее открывается, как только достигнуто необходимое давление.

Корпус форсунки оканчивается соплом и подпружинной иглой. В опущенном состоянии игла закрывает доступ топлива к соплу. Как только давление поднимается благодаря работе ТНВД, игла приподнимается, топливо поступает на распылитель для последующего впрыска. С падением давления, игла снова опускается, перекрывая доступ топлива к распылителю форсунки.

Такое простое конструктивное решение: корпус, распылитель, игла плюс пружина — позволяет применять механические форсунки на самых простых моделях дизельных ДВС.

Но вследствие ужесточающихся с каждым годом требований к экономичности и экологичности дизелей, производители были вынуждены искать новые решения, ведь механические форсунки не обеспечивают достаточно контроля над смешиванием топливной смеси.

Электромагнитные форсунки

Речь идет о форсунке, в которой солярка подается в цилиндры посредством опускания и поднимания иглы, но управляется она не пружиной, а с помощью специального элекромагнитного клапана, который регулируется электронным блоком управления двигателя. Следовательно, без соответствующего сигнала топливо не попадет в распылитель.

То есть дозирование топлива, начало его впрыска и длительность подачи определяется ЭБУ двигателя. Необходимые параметры определяются частотой вращения коленвала, режимом работы мотора, температурой ДВС и другими важными параметрами.

При этом в системе Common Rail за один цикл электромеханическая форсунка способна подавать топливо посредством нескольких впрысков (до 7 раз). Такая дозированная и точная подача горючего в цилиндр способствует его лучшему распределению по стенкам камеры сгорания и более полноценной переработке.

Таким образом, за счет управления процессом впрыска под контролем ЭБУ, конструкторам удалось существенно увеличить мощность дизельного двигателя, сделать его более экономичным и экологичным. С появлением электромагнитных форсунок связана и более культурная (не такая шумная, как раньше) работа дизеля, и даже повышение его общего ресурса.

Пьезоэлектрические форсунки

Самое современное изобретение в категории современных дизельных моторов с системой прямого впрыска топлива в цилиндры. Принцип работы пьезоэлектрических форсунок фактически дублирует электромагнитные форсунки, но вместо электрического магнита клапан, регулирующий впрыск горючего, приводит пьезоэлектрический кристалл.

Дело в том, что отдельные кристаллы способны менять свою форму под действием электрического заряда. При конструировании пьезоэлектрических форсунок был учтен этот принцип. В результате появилось устройство, где кристалл удлинялся под действием электричества, что и приводит в действие запорные механизмы форсунки.

Основное преимущества пьезоэлектрических форсунок — скорость срабатывания клапана. Это позволило совершать многократный впрыск за один цикл подачи горючего в цилиндр (до девяти раз!). В результате качество смеси дизтоплива и воздуха улучшается, мощность и эффективность работы дизельного ДВС увеличиваются.

К основному недостатку относят высокую стоимость пьезоэлектрических форсунок. Они крайне чувствительны к качеству топлива, не поддаются ремонту и восстановлению, а их замена обходится владельцу в круглую сумму.

Насос — форсунки

Насос-форсунка это не отдельный вид форсунки, а целая отдельная система подачи топлива в дизельном ДВС. Особенность такой системы — отсутствие ТНВД. Высокое давление впрыска обеспечивают сами дизельные насос-форсунки.

Принцип их работы заключается в следующем: насос низкого давления подает горючее на форсунку, а затем собственная плунжерная пара форсунки от прямого воздействия кулачков распредвала нагнетает необходимое для впрыска давление. В итоге качество распыления топлива в камере улучшается.

Электрический клапан в устройстве насос-форсунки обеспечивает возможность дозированного впрыска, топливо можно подавать в цилиндр за два впрыска.

К другим преимуществам насос-форсунок можно отнести исключение из системы питания дизеля такого узла, как ТНВД, что облегчает конструкцию и уменьшает габариты самого двигателя. Мотор с насос-форсунками работает мягче и экономичнее, а содержание выхлопа максимально экологично.

Главным недостаткам системы насос-форсунок считается прямая зависимость давления впрыска от частоты вращения коленвала. Кроме того, насос-форсунки очень требовательны к качеству топлива и моторного масла. Ремонтировать и заменять их обходится очень дорого, поэтому на сегодняшний день многие автопроизводители отказываются от насос-форсунок в пользу классической схемы «ТНВД + форсунки».

  • Особенности и виды форсунок Bosch, Delphie, Denso мы рассматривали здесь.

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог

Все о ремонте топливных систем дизельных двигателей. Исследование ЗР

С момента своего появления два десятка лет назад дизельная аппаратура Common Rail сменила уже несколько поколений. Ее современные компоненты — высокотехнологичные узлы, которые требуют особого подхода при ремонте. Поэтому крайне важно проводить их лечение в соответствующих условиях, а не на коленке. Производители позаботились о разработке технологий ремонта, поставке запчастей и даже о создании сетей специализированных СТО.

Читать еще:  Ваз 2107 какие двигатели устанавливались

При схожих устройстве и принципе работы форсунки и ТНВД Common Rail разных производителей могут иметь довольно серьезные конструктивные особенности. Это обуславливает специфику их восстановления, хотя общий подход одинаковый. В качестве примера рассмотрим технологии ремонта форсунок и ТНВД фирмы Bosch — одного из самых крупных производителей компонентов топливной аппаратуры.

Цена ошибки

Прежде чем грешить на систему питания, необходимо провести полноценную диагностику двигателя. А у дизеля с этим всё не так просто (ЗР, № 9, 2017). Некорректная работа форсунок или ТНВД может быть вызвана неисправностями других систем мотора. Их надо выявить до снятия топливных компонентов, иначе можно сильно осложнить себе жизнь.

Снятие форсунок на моторе с большим пробегом — целая история. Они часто закисают в своих колодцах. Даже профессионал рискует при извлечении форсунки незаметно деформировать ее корпус. А это поставит крест на ее корректной работе и возможности ремонта. Будет очень обидно (и накладно!), если по этой причине умрет исправный в остальном узел.

Снятие и установка ТНВД тоже требуют опыта, ведь нужно как минимум правильно выставить метки на механизме ГРМ. Кроме того, если отремонтировать неисправный топливный компонент, но не вычислить истинного виновника проблемы, беда повторится — а это новые траты на диагностику и ремонт.

Форс-мажор

Перед началом ремонта снятую форсунку обязательно ставят на стенд: проверяют ее герметичность и заданные параметры топливоподачи для основных режимов работы ­двигателя. У пьезофорсунок проверяют ­также сопротивление изоляции.

Сейчас ремонт возможен только для электромагнитных форсунок Bosch — большинства серий, за редким исключением (это, например, некоторые неразборные форсунки для коммерческого транспорта). Производитель разрабатывает технологии и оборудование для восстановления пьезофорсунок, но срок окончания этих работ пока неизвестен.

Форсунка Common Rail — очень специ­фический и технологичный компонент. Для ремонта требуется разношерстный фирменный специнструмент и оборудование, а также строгое соблюдение пошаговых измерений при сборке и моментов затяжки элементов. Вдобавок современная дизельная аппаратура проектируется с жесткими параметрами. К примеру, в топливную магистраль после фильтра не должны попадать частицы размером более трех (!) микрон. То есть при ремонте форсунок необходимо создать практически стерильные условия. Поэтому производители обязывают авторизованные СТО использовать помещения, подготовленные и оборудованные по особым требованиям (среди непременных условий — например, фильтрация воздуха и спецодежда для персонала).

Для электромагнитных инжекторов доступен весь спектр запчастей, их можно заменить по отдельности или в составе определенных пар. Не поставляют только корпус: он слишком дорогой — такой ремонт форсунки экономически нецелесообразен. В случае деформации корпуса восстановить его невозможно.

Даже при грамотном извлечении из двигателя и при разборке/сборке форсунка деформируется (в допустимых пределах). По этой причине Bosch формально заявляет о возможности только одного ремонта форсунки. Однако практика показывает, что при соблюдении технологии корпус выдерживает до трех вмешательств.

Наибольшему износу в форсунке подвержена механическая часть, электрическая страдает крайне редко. Самая частая причина ремонта — размытие седла шарикового клапана. Это происходит из-за гигантской разницы давлений топлива в этой зоне — неизбежно идет кавитационный износ, который усугубляется попаданием воды и абразивных частиц в дизтопливо.

Чуть меньше страдает пара игла/распылитель. Ее износ идет по похожему сценарию. Результат — увеличение размеров каналов в распылителе и затирание иглы, из-за которого она начинает перемещаться недостаточно плавно и даже подклинивать. А носик распылителя, который находится непосредственно в камере сгорания, может пострадать из-за аномальных рабочих процессов в цилиндре, например из-за локального повышения температуры.

При ремонте используют пакет обязательно заменяемых запчастей и пакет рекомендованных к замене. Первая группа — одноразовые элементы. Это, например, гайки электромагнита и распылителя, уплотнительные кольца высокого давления. По умолчанию меняют также шарик клапана. Он подвержен значительному износу, причем не всегда очевидному, — разумно обновить этот нагруженный элемент.

В пакет элементов, чье обновление желательно, входит так называемая клапанная группа (клапан со штоком) и пара распылитель/игла. Эти компоненты идут с завода только в сборе, так как их прецизионно подбирают друг к другу для получения точных зазоров. При полной разборке форсунки не менять эти элементы неразумно. Они также страдают от естественного износа. Итоговая цена при таком подходе значительно повысится, но зато это убережет от повторного разбора форсунки в ближайшей перспективе для замены этих компонентов и более значительных затрат.

Сейчас Bosch внедряет новый подход к ремонту, который подразумевает частичное объединение обоих пакетов запчастей. Таким образом, перечень обязательно заменяемых запчастей расширится, что положительно отразится на ресурсе форсунок. Причем цена потолстевшего пакета почти не увеличится, так как каждый компонент в составе пакета обойдется клиенту дешевле. Стоимость работ остается прежней. Такие ремкомплекты уже доступны для многих моделей форсунок, а для других — находятся в процессе подготовки.

После ремонта форсунки снова проверяют на стенде, на сей раз — по расширенному тест-плану. После удачного прохождения им присваивают коды коррекции, которые надо внести в контроллер двигателя, чтобы обеспечить равномерную цикловую подачу топлива по цилиндрам.

Под давлением обстоятельств

На первый взгляд, современный дизельный ТНВД страшен и сложен. Однако по сравнению с форсункой он куда проще — как конструктивно, так и в ремонте. Его можно разобрать и собрать без применения множества спецприспособлений. Однако требование чистоты в ремзоне никто не отменял, хотя для работ с ТНВД уже не нужно стерильное помещение, какое требуется для форсунок.

Читать еще:  Что делать при неисправности двигателя

Входную диагностику ТНВД проводят на стенде: проверяют производительность насоса и работу его дозирующего блока в различных режимах.

Пул доступных ремонтных запчастей зависит от конструкции ТНВД. Сейчас в нашей стране на легковых автомобилях используются в основном насосы Bosch последних двух поколений: CP3 и CP4.

Насос СР3 появился в начале 2000‑х годов. Его главная конструктивная особенность — невозможность отдельной замены плунжерных пар, поскольку их гильзы вышлифованы непосредственно в корпусе насоса. При повреждении плунжера и зéркала его цилиндра ремонт экономически нецелесо­образен — нужно менять корпус в сборе, а его не поставляют в запчасти. Одна из причин — высокая цена. Зато все остальные компоненты СР3 есть в свободном доступе (по отдельности): вал, подшипники, уплотнения, встроенный подкачивающий насос и дозирующий блок. И заменить их довольно просто.

Насос последнего поколения СР4 появился в 2010 году. Любой его элемент можно обновить. В корпус встроены блоки с плунжерами, заменить которые несложно. Но рядовой потребитель может свободно купить для этого насоса только дозирующий блок, остальные компоненты поставляются исключительно в авторизованные техцентры «Бош Дизель Сервис». Причем они привязаны к базам данных и технической информации по ремонту.

У CP3 и CP4 нет откровенно слабых мест — при правильной эксплуатации все детали изнашиваются более-менее равномерно. Поэтому список ремонтных операций и запчастей для замены составляется индивидуально в каждом конкретном ­случае — по результатам дефектовки. Помимо одноразовых элементов (например, уплотнителей) желательно по умолчанию обновлять подшипники с обоймами и их упорные кольца.

У ТНВД первым сдается в основном навесное оборудование, в частности дозирующий блок. Заменить его можно в обычном сервисе при условии соблюдения хотя бы элементарной чистоты. Ведь грязь, попавшая внутрь клапана при снятии старого блока и установке нового, может мгновенно прикончить недешевый узел.

Увы, рядовые ремонтники нередко не соблюдают требуемый момент затяжки встроенного в ТНВД подкачивающего насоса. В результате он может перекоситься, и тогда его шестерня начнет контактировать со стенкой корпуса, — а металлическую стружку, которая в этом случае непременно образуется, разнесет по всей топливной системе.

После ремонта ТНВД опять ставят на стенд, чтобы провести выходной контроль по полному тест-плану.

Разовая оплата

Услуги «Бош Дизель Сервисов» недешевы. Ремонт одной форсунки обойдется примерно в 8000–15 000 рублей, а ТНВД — от 7000 рублей.

В идеале следует отдавать предпочтение СТО, куда можно пригнать автомобиль для полноценной диагностики. Это некая подстраховка, поскольку одна станция будет делать все работы под ключ, а при ремонте дизельного мотора это очень важно. Попытки сэкономить часто заканчиваются потерей времени и больших денег. Причиной может стать некачественная диагностика или ремонт, а также грубые ошибки при демонтаже и установке компонентов на автомобиль.

Если в вашем регионе есть «Бош Сервисы», занимающиеся исключительно ремонтом предварительно демонтированной с автомобиля дизельной аппаратуры, лучше пойти другим путем и поручить диагностику, а также снятие и установку элементов клубному техцентру, обслуживающему автомобили конкретной (вашей) марки. В этом случае вы сведете риски к минимуму.

Одно из достоинств авторизованных сервисов — постоянный контроль фирмы-изготовителя. Нарушители правил игры очень быстро теряют свою лицензию.

Благодарим компанию Bosch за помощь в подготовке материала.

Проверка форсунок дизельного двигателя

Подавляющее большинство машин имеет двигатель работающий на дизельном топливе (ДТ). Его система питания топливом заметно отличается от бензинового. Без преувеличения можно сказать, что главенствующую роль в ней занимает форсунка. Ее предназначение – подать в цилиндр двигателя дозу ДТ при определенных параметрах. Когда она исправна — двигатель легко заводится и работает ровно на всех оборотах. Но не исключены моменты, когда в ее работе по различным причинам происходит сбой. В этом случае ремонта не избежать.

Признаки неисправности

Достоверно определить техническое состояние и отказ в работе форсунки практически не возможно. Дело в том, что узлы и агрегаты топливной системы тесно связаны между собой. Возникновение неполадки в любом из них сразу сказываются на работе двигателя. Поэтому его реакция на выход из строя любого элемента топливной системы будет примерно одинаковой.

Имеется ряд косвенных признаков, указывающих на возможный выход форсунки из строя:

  • трудный запуск двигателя;
  • ощутимая потеря его мощности;
  • заметный перерасход ДТ;
  • сильное дымление при работе двигателя.

Эти признаки в состоянии заметить даже не опытный автолюбитель. Как он должен поступать дальше, рассмотрим чуть позднее.

Водители-профессионалы могут более точно определять, какая форсунка является нерабочей. Для этого они на ощупь проверяют пульсацию топлива в топливопроводе при работающем двигателе или откручивают накидную гайку штуцера. Таким образом можно узнать, проходит ли ДТ через форсунку.

Диагностика

Как проверить форсунки на дизеле?

Выявить истинное состояние форсунки и определить возможность дальнейшей эксплуатации сможет диагностика. Процесс диагностики имеет множество нюансов, поэтому она проводится только лишь на специализированных СТО. Работоспособность проверяется на специальных испытательных стендах.

Параметры, подлежащие проверке, таковы:

  • качество распыления топлива;
  • давление топлива при впрыске;
  • функционирование системы отсечки топлива;
  • работа запорного клапана;
  • состояние распылителя.

Насколько сложна диагностика, показывает этот ее далеко не полный список. Кроме этого необходимо учитывать, что каждый из этих параметров для проверки требует специального оборудования.

Читать еще:  Что такое без топливный двигатель

Если Вас волнует вопрос, как проверить форсунки на дизельном двигателе, обращайтесь в наш автосервис, и мы выполни задачу быстро и качественно. Наш специализированный сервисный центр оснащен самыми современными стендами и приборами по проверке и диагностике. Работу выполняют подготовленные мастера, имеющие многолетний опыт.

Ремонт и регулировка дизельных форсунок

Для начала рассмотрим вопрос ремонта форсунок для дизеля.

В практике существует два вида ремонта – капитальный и замена неисправной форсунки рабочей. При первом виде ремонта вся форсунка полностью разбирается, дефектуется и обнаруженные неисправные детали заменяются новыми. После этого предстоит проверка форсунок дизельного двигателя на испытательном стенде. При соответствии всех проверяемых параметров Техническим условиям (ТУ), форсунка устанавливается в двигатель.

Сложность ремонта заключается во многих аспектах. Осуществить его качественно позволяет наличие знаний, опыта, использование специального инструмента и еще ряд других факторов.

Ремонт и регулировка форсунок дизельного двигателя

Немаловажным вопросом является и регулировка дизельной форсунки.

Почему ее нужно обязательно регулировать? Основными и главными рабочими частями любой форсунки являются игла и взаимодействующая с ней пружина. От силы давления, создаваемой пружиной будет зависеть количество впрыскиваемого в цилиндр двигателя топлива и его давление во время впрыска. От этих параметров зависит вся работа двигателя. Для того, чтобы их показатели соответствовали требованиям ТУ и проводится регулировка.

При регулировке используется несколько специальных стендов, на которых приводятся в норму:

  • момент впрыска топлива;
  • давление топлива в момент впрыска;
  • гидравлическая плотность плунжерной пары;
  • качество распыления топлива;
  • угол конуса распыляемого топлива;
  • герметичность форсунки.

Становится понятным, что такие работы можно выполнить только на специализированном СТО.

Замена форсунки на дизельном двигателе

Она производится при обнаружении нерабочей. Операция сама по себе простая, но в гаражных условиях ее проводить не рекомендуется. Необходимо помнить, что сама форсунка изготовлена из высокопрочной стали, а головка блока цилиндров (ГБЦ), куда она вкручивается, из сплава алюминия. Достаточно приложить при закручивании чуть-чуть больше усилия, чем требуется, на головке сразу образуется трещина. Она не устраняется. ГБЦ придется менять.

Хотите знать, сколько стоит замена форсунок на дизеле? Затраты на такой ремонт будут внушительными.

Мы ремонтируем форсунки

И делаем это успешно на протяжении многих лет. Многочисленные отзывы благодарных клиентов – подтверждение сказанного. Наши мастера-профессионалы не только делают качественный ремонт, но и всегда дадут консультацию клиентам по интересующим их вопросам. Высокое и добросовестное качество работ обуславливается гарантией, которую дадут специалисты нашего сервисного центра по окончанию ремонтных работ.

Сервис оснащен самым современным оборудованием по диагностике и ремонту топливной аппаратуры. Демократичные цены не оставляют без внимания ни одного клиента. Наличие скидок и проводимые акции так же делают наш сервис более привлекательным.

Промывка дизельных форсунок

Проблемы дизельного двигателя, связанные с загрязнением форсунок, могут диагностироваться по следующим параметрам:

• Начинается избыточное потребление дизельного топлива.
• Двигатель плохо запускается.
• Двигатель работает со сбоями в холостом режиме.
• Происходит неполное сгорание дизельного топлива и из выхлопной трубы идет темный дым.
• Дизель начинает двоить или троить.

Нужно учитывать, что форсунки дизельного двигателя работают в жестких условиях. Высокое давление, высокая температура в камере сгорания – все эти факторы приводят не только к механической выработке деталей дизельной форсунки, но и к появлению отложений на деталях дизельной форсунки.

Распылитель форсунки закоксовывается, происходит износ запорной иглы, закоксовываются внутренние каналы форсунки. Кроме этого под действием высоких температур происходит деформация распылителя. Нужно понимать, что исправить деформацию и износ деталей при помощи промывки дизельных форсунок невозможно. Промывка может устранить только внешний налет с рабочих поверхностей дизельных форсунок.

Удалить отложения с поверхностей форсунки можно тремя способами

Способ первый – заливка специальной промывочной жидкости в бак автомобиля. Однако такой способ не является достаточно эффективным. Это скорее превентивная мера, направленная на снижение риска возникновения отложений. Но, естественно, она не дает никакой гарантии, что форсунки не будут загрязняться.

Более того, простая заливка промывочной жидкости в бак, если подозревается серьезное загрязнение, может привести к нежелательным последствиям. Промывка не будет действовать точечно. А начнет снимать отложения не только на форсунках, но и на поверхностях других элементов топливной системы дизеля. И потом вся эта грязь попадает в камеры сгорания и не факт, что это не вызовет последствий.

Второй способ – подключение двигателя к специальной установке. Такая промывка дизельных форсунок имеет то преимущество, что установка подключается непосредственно к двигателю, минуя всю топливную систему. В этом случае идет удаление отложений и нагара с поверхности форсунок, поверхности клапанов. Получается, что количество растворенной и размягченной грязи, которое может попасть в камеры сгорания – минимальное.

К сожалению, этот способ тоже не дает полной гарантии оптимальной работы форсунок после промывки. Кроме этого нет четкой диагностики, какая именно форсунка или форсунки, работают плохо. И в чем выражена визуально эта плохая работа. Невозможно проверить, насколько параметры факела распыления соответствуют норме. Или сбой в работе дизеля может быть не связан с закоксованием рабочих поверхностей форсунок. А это может быть банальный износ деталей форсунки.

Третий способ – промывка дизельных форсунок при помощи ультразвуковой установки. Этот метод предполагает предварительное тестирование форсунок на специальной установке для диагностики возможных проблем. После этого форсунки подвергаются ультразвуковой очистке, которая основана на физических и механических особенностях кавитации.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector