Устройство и принцип действия системы с насос форсунками

Что такое форсунка

Это устройство, которое предназначено для точной дозировки и распыления под давлением жидкостей, реже порошков и газов. Наибольшее применение они получили в современных двигателях внутреннего сгорания, где для выполнения экологических норм требуется строго дозированная подача распыленного горючего. Мелкодисперсные капли бензина, солярки, сжиженного газа или мазута лучше перемешиваются с воздухом, чем струя, что приводит к более полному сгоранию топливно-воздушной смеси. Увеличивается мощность, улучшается экономичность двигателя внутреннего сгорания. Существенно уменьшаются выбросы токсичных отработанных газов.

История изобретения и совершенствования

Первую в мире форсунку предложил русский изобретатель Александр Иванович Шпаковский. Случилось это в 1864 году. Изделие было создано для распыления порошка, но из-за несовершенства конструкции распространения не получило. Более удачным оказался опыт российского и советского инженера Владимира Григорьевича Шухова, в 1880 году предложившего устройство, работающее с жидким топливом.

Его прибор, который использовался для распыления мазута, благодаря простой конструкции и технологичности, получил широкое применение. В некоторых отраслях техники форсунки Шухова применялись до середины XX века. Все современные конструкции основаны на принципах, заложенных этим конструктором.

Толчок к массовому применению инжекторов дало изобретение Рудольфом Дизелем двигателя с воспламенением от сжатия, названного в его честь дизелем. В первом двигателе сжатый воздух перемешался с угольной пылью, выступавший в качестве горючего материала.

Дизель столкнулся с трудностями в точной дозировке смеси. Решить их удалось, заменив угольную пыль керосином и применив форсунки. С этого момента началось усиленное совершенствование систем впрыска топлива. Первым на этом пути оказался Роберт Бош, который предложил несколько типов впрыскивающих устройств, а главное, сумел соединить форсунки с насосом высокого давления. Этот принцип и лежит в основе современных систем впрыска топлива, когда распыленное горючее впрыскивается в двигатель необходимыми порциями при давлении, превышающим атмосферное.

В дальнейшем инжекторы полностью вытеснили карбюраторы на бензиновых моторах. Дизели получили высокоточные приборы, распыляющие топливо под давлением несколько сотен, а то и тысяч атмосфер. Такие форсунки выдерживают до миллиарда циклов впрыска, изготавливаются с микронными допусками, высокое быстродействие обеспечивает длительность импульса до десятитысячной доли секунды.

Виды форсунок

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

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

Устройство электромагнитной форсунки

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

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

Как работает электромагнитная форсунка

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

Устройство электрогидравлической форсунки

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

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

Как работает электрогидравлическая форсунка

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

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

Устройство пьезоэлектрической форсунки

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

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

Как работает пьезофорсунка (пьезоэлектрическая форсунка)

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

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

Увеличение мощности двигателя

 Современные системы впрыска позволяют поднять давление распыления до 2000 Вар. Выше создать давление не получается из за конструктивных особенностей двигателя внутреннего сгорания.  То есть двигатель может не справиться с возникающим давлением и разрушится

Увеличение объёма воздуха в камере сгорания

Мощность двигателя можно повысить за счет увеличения объема воздуха поступающего в камеру сгорания. Так как воздух содержит кислород. И чем его больше тем интенсивнее происходит сгорание топлива.  Цилиндр имеет рабочий объём, который изменить нельзя. Но можно в этот объём разместить большее количество воздуха. Если предварительно его сжать.

 Происходит это с помощью турбокрмпрессора.  Он создаёт избыточное давление поступающего в цилиндр воздуха. В результате его попадет большее количество. Если бы поршень закачивал воздух самостоятельно. Но в результате попадания воздуха в турбокомпрессор он нагревается от температуры турбины и от создаваемого им сжатия.  Требуется его охлаждение.

При охлаждении движение молекул замедляется. В результате чего они начинают занимать меньший  объём в пространстве. Технически  охлаждение  воздуха происходит  путем применения радиатора.  Его называют интеркулер. В интеркулере воздух охлаждается встречным потоком воздуха. При движении автомобиля. Сжатый воздух дополнительно охлаждается и подаётся в цилиндры. Но применение интеркулера возможно  только при наличии турбокомпрессора. Потому что если применять его отдельно, он затруднит поступление воздуха в цилиндры. И повышения мощности не произойдет.

Топливо попавшее в цилиндр должно сгореть полностью. От этого зависит эффективная работа двигателя. Безусловно дополнительная порция воздуха помогает это сделать. Но не решает проблемы в целом. Двигатель работает в разных режимах. При увеличении оборотов. Уменьшается время на горение топлива. А не полное его сгорания снижает мощность работы. В связи с уменьшением  возникающего давления на поршень. Автомобили несут на себе разную нагрузку.  При одних и тех же оборотах двигателя требуется разное количество топлива для движения автомобиля. Поэтому постоянно разрабатываются различные системы впрыска топлива.  Которые пытаются более точно регулировать объём поступающего топлива в цилиндры. При работе на разных режимах работы двигателя.

Основные неисправности

Современные производители выпускают форсунки с допуском 1 мкм, то есть изделие способно выполнить около миллиарда рабочих циклов дозирования и подачи топлива. При этом они обычно до срока выходят из строя, так как их производительность может резко сократиться из-за загрязнения. Качество топлива напрямую влияет на ресурс детали.

Основной причиной загрязнения считается неизбежное присутствие в бензине или дизтопливе тяжёлых частиц.

При этом накопление грязи преимущественно происходит сразу же после поездки, то есть как только водитель глушит двигатель. В этот момент форсунка сильно нагрета от мотора, при этом охлаждающая жидкость уже не поступает, так как двигатель не работает. Лёгкие частицы топлива, которые остались в корпусе, испаряются, а тяжёлые оседают.

Признаки неполадок

Автовладелец самостоятельно может диагностировать неисправности форсунок. Для этого нужно внимательно следить за любыми изменениями в работе двигателя. Так, о неполадке на любом инжекторном автомобиле свидетельствуют следующие признаки:

• затруднение запуска мотора;
• перебои на холостом ходу;
• потеря мощности;
• увеличение расхода горючего;
• хлопки в выпускной системе и глушителе;
• провалы в работе мотора при резком нажатии на газ.

При этом неполадки проще всего заметить в зимнее время: если форсунки сильно загрязнены или износились резиновые уплотнители, двигатель «на холодную» будет очень трудно запускаться.

Стенд и оборудование для проверки

Чаще всего, заметив вышеперечисленные признаки, автовладелец обращается в СТО для проверки работоспособности форсунок. Существуют специальные стенды, которые позволяют быстро найти неполадку в работе. Оборудование последнего поколения оснащается датчиками и модуляторами, которые обеспечивают высокую точность диагностики.

Оборудование позволяет быстро выявить все неполадки в работе форсунок

Стенд испытаний позволяет единомоментно проверить от одной до шести штук, при этом работа ведётся сразу по нескольким направлениям:

• скорость подачи топлива;
• измерение сопротивления катушки;
• время срабатывания клапанов;
• уточнение объёмов доз топлива для впрыска;
• степень загрязнения иглы.

Для проверки обычно требуется их снять с двигателя. Не всегда владелец имеет время на выполнение этой процедуры, поэтому сервисные центры предлагают и альтернативные методы проверки. Например, сегодня в СТО используются приборы для испытаний непосредственно на двигателе. Компактные устройство быстро и точно выявляют КПД форсунки и сигнализирует о её неисправности.

Позволяет диагностировать неполадки в каждой форсунке по очереди

Почему форсунка может стучать

Иногда после замены или ремонта форсунки автовладелец может услышать стук. Почему она стучит, если только что было установлено новое изделие? Всё дело в перетяжке соединений. Необходимо надёжно фиксировать деталь гайкой, но не пережимать её. Резиновый уплотнитель быстро выходит из строя, поэтому корпус начинает громко стучать при езде.

Что делать, если течёт солярка

В некоторых случаях при длительной эксплуатации можно заметить, что одна или несколько форсунок начинают подтекать. То есть на выходе из ГБЦ образуются небольшие скопления топлива. На форумах автолюбителей очень часто задаётся вопрос, что же делать в таких случаях, при этом автовладельцы обычно поступают следующим образом:

Не поступает горючее

В отсутствие бензина в моторе бывают виновны не только форсунки. Требуется проверить пропускную способность топливных магистралей. Если шланги не забиты и не текут, то проблема в работе бензонасоса.

Увеличился расход топлива

Самая частая неисправность, которой подвержены все виды этих деталей — это загрязнение выпускного канала, в связи с чем увеличивается потребление топлива. Необходимо промыть её (допускается использование специальных присадок в бензобак). Если такая мера не помогла (сильно засорены), придётся снимать их с мотора и прочищать отдельно каждую. Для этого используется аэрозольный баллончик для очистки двигателей и шприц, через который очищающая жидкость проникает внутрь.

Это интересно: Всё о форсунках, устанавливаемых на ГАЗели — устройство, основные неисправности и их диагностика, ремонт и замена

Почему не работают форсунки?

В наше время форсунки делаются с допуском 1 мкм, что позволяет им провести где-то миллиард циклов. Основная причина, по которой их производительность нарушается, заключается в загрязнении в процессе работы, несмотря на то, что путь всяким механическим частицам преграждают фильтры, которые отсеивают частицы больше, чем 10-20 мкм. Место установки фильтров — топливная магистраль и сама форсунка. Основная причина загрязнения заключается в неизбежном присутствии тяжелых частиц в топливе. Самое большое накопление грязи происходит после того, как двигатель заглушат. В этот момент, за счет того, что форсунка нагревается от двигателя, температура ее корпуса повышается, тогда как нет охлаждающего действия топлива. Легкие частички топлива, находящиеся в форсунке, испаряются, ну а тяжелые оседают, как лаковые отложения, уменьшающие сечение в калиброванном канале. Например, отложения толщиной в 5 мкм могут уменьшить пропускные способности данного канала где-то на 25%. Загрязнение отверстий в форсунках препятствует образованию топливной смеси, запорный клапан регулятора давления теряет свою герметичность, а топливный насос повышенного давления у дизелей уменьшает производительность своей работы.

%rtb-4%

Электронный блок управления (ЭБУ) насос-форсункой

Управление электромагнитными клапа­нами насос-форсунок и индивидуальных ТНВД осуществляется электронным блоком управления (ЭБУ). ЭБУ анализирует все со­ответствующие параметры состояния, от­носящиеся как к самому двигателю, так и к окружающей среде, и определяет момент на­чала впрыска и количество впрыскиваемого топлива для всех условий работы двигателя, что обеспечивает снижение токсичности от­работавших газов и экономичную работу двигателя. С целью компенсации разброса значений параметров всей системы начало впрыска топлива также определяется по сиг­налу BIP (начало периода впрыска). Это озна­чает, что начало впрыска синхронизировано с положением поршня цилиндра двигателя по сигналам инкрементного датчика угла по­ворота коленчатого вала.

В дополнение к основным функциям управления впрыском топлива электронный блок управления выполняет ряд дополни­тельных функций, имеющих целью повы­шение плавности работы двигателя. К этим функциям можно отнести демпфирование пульсаций, регулирование оборотов холо­стого хода и адаптивное выравнивание ра­боты цилиндров В целях соблюдения строгих требований к безопасности блок управления автоматически корректирует и компенсирует любые отклонения параметров компонентов системы впрыска от номинальных значений и при необходимости выполняет диагностику системы впрыска топлива и двигателя. Шина CAN (локальная сеть контролеров) может ис­пользоваться для сети связи системы с дру­гими компонентами автомобиля, например, ABS (антиблокировочной тормозной систе­мой), TCS (системой регулирования тягового усилия) и электронной системой управления автоматической трансмиссией.

Признаки неисправности топливных форсунок

Главными признаками засорения форсунок являются затруднение пуска двигателя; перебои в работе двигателя на холостом и переходном режиме; провалы, когда слишком резко нажимается педаль газа; теряется мощность двигателя и наблюдается ухудшение динамики разгона; увеличивается топливный расход; повышается токсичность выхлопных газов; детонация, возникающая при разгоне двигателя вследствие увеличения температуры в камере сгорания; пропуск воспламенений; хлопки выпускной системы; поломка датчика, определяющего уровень кислорода, а также выход из строя каталитического нейтрализатора. Когда наступает морозное время года, неполадки с форсунками особенно заметны — холодный двигатель редко нормально заводится.

Существует два способа очистки топливных форсунок:

1. Очищение форсунок без снятия их с двигателя .
2. Очистка на ультразвуковом стеллаже с предварительным демонтажем форсунок.

Второй способ очистки намного эффективней, чем промывка без демонтажа, но при первом способе очищаются еще и другие части системы, такие как рампа, запорный и впускной клапана, насос высоких давлений и т. д. Стоимость проведения очистки во многом зависит от самого двигателя, и составляет 10-30$ за форсунку. Для некоторых отечественных автомобилей и иномарок экономически выгоднее устанавливать новые форсунки, чем очищать старые.

%rtb-4%

Система впрыска насос форсунками

Использование насос-форсунок для организации подачи топлива в дизельном двигателе позволяет увеличить его мощность, понизить расход топлива, количество вредных выбросов и уровень шума.

В топливной системе такого типа каждому цилиндру двигателя соответствует отдельная форсунка. Запуск насос-форсунки производится следующим образом: распределительный вал передает усилие специальным кулачкам, которые в свою очередь через коромысло прикладывают его к самой форсунке.

В устройство насос-форсунки входят следующие элементы:

плунжер;клапан управляющий;поршень запорный;клапан обратный;игла распылителя.

На схеме показана конструкция насос-форсунки с клапаном электромагнитного типа. Цифрами отмечены следующие элементы:

1 — винт с шаровой головкой; 2 — плунжер; 3 — пружина плунжерная; 4 — игла электромагнитного клапана; 5 — клапан электромагнитный; 6 — сливная топливная магистраль; 7 — клапан обратный; 8 — питающая топливная магистраль; 9 — пружина распылителя; 10 — поршень запорный; 11 — игла распылителя; 12 — головка блока цилиндров; 13 — прокладка термоизоляционная; 14 — кольца уплотнительные; 15 — камера высокого давления; 16 — кулачок приводной; 17 — коромысло.

Давление топлива в форсунке создает плунжер, поступательное движение которого обеспечивается вращением кулачков распредвала, а возвратное – плунжерной пружиной.

Управляющий клапан отвечает за впрыск топлива. По типу привода клапан бывает пьезоэлектический или электромагнитный. Клапан на пьезоэлементе был создан для замены электромагнитного и, по сравнению с последним, является более быстродействующим. Главный элемент конструкции клапана – это игла клапана.

Пружина форсунки служит для посадки иглы распыления на седло. Усилие пружины может поддерживаться давлением топлива с помощью обратного клапана и запорного поршня.

Игла распылителя обеспечивает прямой впрыск топливной смеси в камеру сгорания.

Работа всех насос-форсунками регулируется блоком управления двигателя, который, анализируя сигналы различных датчиков, посылает управляющие сигналы на клапаны насос-форсунок.

Принцип работы насос-форсунки

Процесс впрыска горючего в насос-форсунке для обеспечения эффективного и оптимального формирования топливно-воздушной смеси разделен на три фазы: предварительного, основного и дополнительного впрыска.

Предварительный впрыск используется для обеспечения непрерывности сгорания смеси во время основного впрыска, который, в свою очередь, должен обеспечивать подачу качественной вмеси в любом режиме работы мотора. Дополнительный впрыск применяется для восстановления сажевого фильтра, то есть его очистки от накопившихся продуктов сгорания.

Описать принцип работы насос-форсунки можно следующим образом. Усилие, передаваемое через коромысло кулачком распределительного вала на плунжер, толкает его вниз. Топливо начинает поступать по питающим каналам форсунки. Закрываясь, клапан отсекает подачу топлива. Давление в системе возрастает и при достижении значения 13 МПа, достаточного для преодоления иглой распылителя усилия пружины, она поднимается и производится предварительный впрыск.

Фаза предварительного впрыска завершается с открытием клапана. Топливная смесь перетекает в питающую магистраль и давление горючего снижается. Обычно производится один или два, в зависимости от выбранного режима работы мотора, предварительных впрыска.

Дальнейшее опускание плунжера открывает фазу основного впрыска. При этом клапан вновь закрывается, и давление топлива возрастает. По достижении отметки 30 МПа игла снова поднимается, преодолевая давление топлива и усилие пружины, и производится основной впрыск.

С повышением давления сжимается большее количество топлива, а значит, в камеру сгорания мотора впрыскивается больше питающей смеси. Наибольший объем впрыска достигается при давлении 220 МПа, что соответствует максимальной отдаче мощности двигателя.

Последующее открытие клапана завершает фазу основного впрыска. Давление топливной смеси снижается, и игла распылителя опускается. Дополнительный впрыск осуществляется при дальнейшем опускании плунжера и протекает по процедуре, аналогичной основному впрыску. В этой фазе обычно выполняется два цикла впрыска топлива.

Проверка насос форсунок: программная диагностика и замер мультиметром

В данной статье речь пойдет о такой процедуре как проверка насос-форсунок при помощи программной диагностики и замера мультиметром. Но, перед тем, как углубляться в процессы, нужно разобраться с базовыми терминами.

Итак, насос-форсунка — это ни что иное, как интегрированная система прямой подачи впрыска топлива под давлением в дизельном двигателе.

Данную насос-форсунку применяют в основном на всех дизельных моторах, таких как:

Самыми распространенными для легковых машин являются — TDI от VW-Audi. Но, они постепенно вытесняются из разработок системой Common Rail.

В первую очередь, кардинальным отличием между насос-форсункой и Common Rail (помимо механического привода) является объединение таких функций, как создание и поддержание высокого давления и одновременного впрыска топлива.

Сам по себе механизм насос-форсунки представляет собой:

• насос высокого давления;
• форсунку;
• силовой привод;
• дозирующий клапанный узел.

Опытный механик скажет, что механическая часть управления насос-форсунки — это не что иное, как дальняя родственница детали газораспределительного механизма

Но между ними есть важное отличие в том, что работа запускается за счет дизельного топлива под очень большим давлением. Данный факт дает возможность повышения рабочей мощности двигателя и тем самым крутящего момента

Алгоритм функционирования насос-форсунок:

1. ЭБУ передает сигнал на электромагнит, за счет которого происходит перемещение клапана и закрытие рабочей камеры с одновременным отсечением топлива от рабочей магистрали.
2. Далее плунжер организует такую силу давления, которая дает нужный впрыск топлива.
3. После того, как топливный впрыск проходит через распылитель, создается топливное облако, после которого формируется основной впрыск.

Из алгоритма следует, что самыми подверженными для выхода из строя являются:

Основные типы проблем с дизельными насос-форсунками:

• не корректный или затрудненный запуск автомобиля;
• повышение расхода топлива;
• неравномерная работа двигателя или падение мощности;
• дымный выхлоп при запуске.

Тех процесс проверки насос-форсунки

Вероятности выхода из строя составных частей насос-форсунки:

1. Клапанный узел — 63%.
2. Распылитель — 30%.
3. Электромагнитная часть — 5%.
4. Плунжер, пружина, корпус — 2%.

Проверка насос-форсунки:

В идеале проводить проверку форсунок необходимо на специализированном стенде для проверки форсунок. Но если обслужиться на сервисе нет возможности, можно обойтись и гаражными условиями.

Самым простейшим способом для диагностики состояния насос-форсунки является осторожное пережатие шланга обратки на топливном фильтре. В данной манипуляции есть три варианта развития событий:

1. В том случае, если работа очень медленно возвращается в обычный режим это означает, что скорее всего в форсунке образовываются пузырьки воздуха. Данный процесс начинается в том случае, когда тандемный насос не развивает нужного давления или не достигает расчетной производительности.
2. В том случае, если вы ощущаете повышение давления внутри, это свидетельствует о том, что резиновое соединение в стыке между поступающим каналом и обраткой насоса-форсунки негерметично.
3. И финальной ситуацией может быть та, когда совсем не происходит ничего. Такое развитие ситуации может наблюдаться только при вышедшем из строя тандем-насосе.

Краткое описание проведения диагностики работы насос-форсунок при помощи программного обеспечения VCDS:

Первым делом, снимаем с 13 и 14 каналов показания в графе «Блок управления двигателем»

Важно, чтобы показатели коррекции распыла были устремлены к 0

Подключение разъема насос форсунок

По показателям можно определить состояние форсунок: забита сама форсунка или же некорректно срабатывает клапанный узел. Если после некорректного запуска и дальнейшей нормальной работе показатели на цилиндрах более 2,5 мг, это означает что необходим срочный ремонт насос-форсунки.

Существует еще один действенный способ проверки сопротивления катушки электроклапана, применимый в том случае, когда существуют какие-то сомнения в работе насос-форсунки.

О выходе из строя может сигнализировать подача солярки в обратку

Важно, чтобы рабочее сопротивление катушки было примерно 0,5 ОМ

В заключении, подытожим все выше сказанное, современные пьезо форсунки в большинстве случаев требуют замены на совершенно новые.

Электромагнитный тип насос-форсунок имеет право на ремонт в случаях, когда незначительно износилось уплотнительное кольцо, несильное их загрязнение, поврежден распылитель. Ситуация, когда необходима только замена — это износ ЭМК и запирающего золотника.

Источник

Немного физики

Чтобы топливо не просто сгорало, а сгорало с максимальным эффектом, нужно соблюсти несколько условий. И одно из них – распылить жидкое топливо, чтобы мельчайшие капельки моментально воспламенились и как можно сильней толкнули поршень вниз. А для этого нужен маленький взрыв, который и получается, когда горит не жидкость, а пар бензина и мелкая взвесь. Добавим сюда потребность в 15-кратном объеме воздуха, который должен равномерно смешаться с распыляемым топливом, и получим интереснейшую инженерную задачу, над которой бьются лучшие умы.

Топливная форсунка – именно тот инструмент, который превращает жидкое топливо в мельчайшую влажную пыль, причем форма «факела» строго рассчитывается, как и количество топлива, которое впрыскивается в камеру сгорания. Чем больше топлива – тем мощней будет отдача от его сгорания, так что форсунка выполняет две задачи: подает нужное количество бензина (солярки или газа) в нужное время и в нужной форме. От правильной работы форсунок (и системы подачи топлива в целом) зависит качество работы двигателя, его долговечность, соответствие экологическим нормам и требованиям закона.

Современные системы послойного впрыска стали доступны только после эволюции топливных форсунок, после того, как они стали быстрей, точней и мощней. В старых системах реализовать такой способ подачи топлива было невозможно чисто технически. Сложности новой конструкции оправдываются ежедневной экономией и меньшим вредом для природы и окружающих людей.

Виды распылителей сummins и их параметры

Распылители бывают двух видов:

• Штифтового;
• Безштифтового (дырчатого).

Их основные различия обусловлены особенностями систем впрыска. К примеру, распылителями первого типа  комплектуются в двигатели с раздельной конструкцией рабочих камер. Системы прямого впрыска создаются на основе второго типа распылителей. Современные дизели комплектуются исключительно распылителями второго типа.

Главным параметром распылителя является его гидравлическая способность. Этот показатель выражает влияние подъема иглы на изменение сечения распыляющих отверстий. Гидравлическая характеристика распылителя, его конструкция и размеры напрямую влияют на экономичность и экологичность двигателя.

Для графика гидравлической способности распылителя безштифтового типа характерным является резкий рост по оси ординат. Это обуславливается конструктивными особенностями колодца и иглы.

Помимо гидравлической способности, для распылителя дырчатого типа, очень важным параметром является количество отверстий для распыления и их геометрические размеры. Этот параметр напрямую влияет на характеристики двигателя. Кроме того, распылители характеризуются ходом подъема иглы. Это очень значимая гидравлическая характеристика. Значение показателя, в зависимости от типа распылителя, колеблется от 0,2 до 1,1 миллиметра

Эффективное и безотказное функционирование распылителя и форсунки в целом является необходимым условием функционирования дизельного двигателя. Для диагностики топливного оборудования рекомендуется привлекать опытных, сертифицированных специалистов. Проверка (диагностика) насосов-форсунок проводится по следующим критериям:

• Проверяется давление, возникающее при открывании распылителя;
• Распылитель проверяется на отсутствие подтеканий, которые свидетельствуют о недостаточной плотности гнезда;
• Оценивается плотность (внутренняя) форсунки. О недостаточной плотности говорит протекание топлива между поверхностью иглы и корпуса;
• Правильность впрыска (углы и форма струй);
• Отсутствие посторонних звуков при прокачивании топлива через распылитель.

Топливная система «Common Rail» заслуженно является самой популярной и перспективной системой подачи топлива.

Основными преимуществами этой системы над ее предшественниками является высокое давление впрыскиваемого топлива, которое не зависит от оборотов коленвала, а также низкий уровень вибраций и шума двигателей, повышение экологичности двигателя.

Диагностика поломки

Выявив симптомы неисправности форсунок необходимо провести их диагностику. Наиболее тщательная проверка проводится при помощи диагностического стенда. С его помощью можно уловить даже наименьшее отклонение в работе системы впрыска.

При отсутствии диагностического стенда можно определить неисправную форсунку следующим методом. Требуется запустить двигатель и довести обороты коленвала до такого значения, при котором отчетливо будет слышна нестабильность работы мотора. После этого требуется поочередно отсоединять форсунки от топливной магистрали. Двигатель будет менять звук работы. При отключении неисправного элемента топливной системы работа мотора не поменяется. Главным недостатком такого способа является невозможность точно определить причину, вызвавшую нарушения в системе впрыска.

Предыдущий способ был предназначен для обнаружения неисправности без снятия форсунок с двигателя, поэтому на точность определения неисправности влияет исправность всех остальных систем автомобиля. Так, например, некачественная свеча зажигания может привести к неправильному определению неисправной форсунки. Для устранения неточностей возможно сравнение работы форсунки с контрольным образцом.

Равномерность факела неисправной и контрольной форсунок