Устройство и работа форсунок дизельных двигателей

Устройство, назначение и виды форсунок

Основная функция форсунки — своевременная подача топлива в камеру силового агрегата путём впрыска порции горючего в проходящий поток воздуха с образованием топливно-воздушной смеси (ТВС). Подача должна обязательно осуществляться под давлением

Особенно это важно для дизельного двигателя, где некоторая часть топлива самовоспламеняется ещё до попадания в камеру сгорания

Каждая форсунка оснащена клапаном, при открытии которого она набирает топливо, а затем выталкивает смесь под давлением. В инжекторе применяется не одна, а несколько форсунок, объединённых в систему управляемых элементов.

Работу форсунок можно представить следующим образом: по одному каналу подаётся топливо, по второму идёт поток воздуха, регулируемый дроссельной заслонкой. Попадая в форсунки, топливо распыляется для лучшего смешения с воздухом, и ТВС поступает в камеру воспламенения.

Топливные форсунки осуществляют впрыск топлива в камеру сгорания под давлением

Таким образом, процесс работы форсунок состоит из четырёх стадий.

1. Топливо поступает от топливного насоса высокого давления (ТНВД) к форсунке.
2. Попавшее в полость форсунки топливо оказывает воздействие на пружину.
3. Пружина через промежуточную шайбу давит на иглу.
4. Игла приподнимается, топливо попадает в отверстие распылителя и распыляется под высоким давлением.

По системе впрыска

По типу впрыска выделяют:

• форсунки с центральным впрыском;
• форсунки с распределённым впрыском;
• форсунки с непосредственным впрыском.

Первые используются в системе моновпрыска и применяются на бензиновых силовых агрегатах. Работа их основана на впрыске топлива одной (а не четырьмя-шестью) форсункой, расположенной непосредственно на впускном коллекторе.

Наиболее популярными системами моновпрыска считаются «Моно-Джетроник», «Опель-Мультек» и др. Они используются на автомобилях «Ауди» и «Фольксваген».

Одной из самых популярных систем моновпрыска является «Моно-Джетроник»

Одним из значимых элементов системы моновпрыска, помимо форсунки, является регулятор давления. Он отвечает за постоянное поддерживание рабочего давления в пределах 0,1 МПа. Именно регулятор после остановки двигателя сохраняет остаточное давление, препятствующее проникновению в систему воздуха и облегчающее следующий пуск мотора.

Форсунки для распределённого впрыска используются в системе, предназначенной для подачи горючего за счёт электромагнитного управления иглой распылителя. Такой впрыск более современный, отличается тем, что в каждом цилиндре двигателя устанавливается своя форсунка, впрыскивающая дозированную порцию топливной жидкости в определённый момент.

Система с распределённым впрыском имеет несколько подсистем:

• узел, отвечающий за подачу и очистку горючего;
• часть системы, в которой происходит очистка и подача воздуха;
• камера для улавливания и сжигания ТВС;
• электронная подсистема с датчиками;
• узел, где происходит выпуск и дожигание отработавших газов.

Форсунки непосредственного впрыска применяются в самой совершенной на сегодня системе впрыска бензиновых ДВС. Принцип функционирования основан на непосредственном впрыске бензина прямо в камеру сгорания.

Первая в мире система непосредственного впрыска была применена в моторах GDI, устанавливаемых на автомобили «Мицубиси». В настоящее время используется широко в автомобилях марки «Ауди» (моторы TFSI), «Фольксваген» (TSI), «БМВ» и др. Благодаря внедрению такой системы удалось достичь существенного снижения расхода горючего, сокращения вредных выбросов в атмосферу и др.

Схема непосредственного впрыска впервые была применена в моторах GDI

По конструкции

В зависимости от особенностей конструкции различают:

• электрогидравлические форсунки;
• электромагнитные форсунки;
• пьезоэлектрические форсунки.

Первый тип форсунок нашёл применение в дизельных двигателях, в том числе и в системе Common Rail. Состоит такая форсунка из впускного и сливного дросселей, управляющей камеры и клапана.

Электрогидравлические форсунки используются в дизельных двигателях

Электромагнитная форсунка используется в бензиновых двигателях, укомплектованных системой непосредственного впрыска, и отличается несложным устройством. Основные элементы форсунки — клапан с иглой и сопло.

Электромагнитная форсунка используется в бензиновых двигателях

Наиболее прогрессивными в настоящее время являются пьезоэлектрические форсунки. Они устанавливаются на дизельные двигатели с системой Common Rail. Состоит такая форсунка из пьезоэлемента, переключателя, иглы и толкателя.

Пьезоэлектрические форсунки являются наиболее современными

Очистка форсунки в домашних условиях

Для исключения проблем в функционировании форсунок стоит периодически промывать их. Это делается стандартным путем, со специальным средством либо посредством ультразвука и проч., без снятия механизма с мотора.

Стандартный способ

Самый примитивный и легкий метод чистки топливных форсунок подразумевает заливку особого состава в бензобак. Методика используется владельцами новых транспортных средств либо машин с пробегом в несколько тысяч км. Она подразумевает добавление состава вместе с горючим в бак для поддерживания двигателя и сопутствующих систем в чистоте.

Стандартный способ подразумевает заливку особого состава в бензобак.

Для автомобилей со сложными загрязнениями метод не подходит, потому что усугубляет проблему. В таком случае нужно разобрать мотор на подготовленном стенде, демонтировать распылители и провести их поочередную очистку.

Чистка без демонтажа двигателя

Чтобы промыть ТФ без демонтажа силового агрегата, необходимо подключить промывочную станцию сразу к мотору. Это позволит удалить накопившуюся грязь на поверхностях и топливной рампе. Достаточно включить мотор на 30 минут, используя нейтральную передачу, и постепенно подавать рабочую смесь под давлением.

Диагностика топливной форсунки

Специфика диагностики форсунки определяется типом детали. При этом диагностику можно выполнить как в сервисе, так и в гараже.

Проверка питания

Для оценки электроснабжения потребуется сделать следующее:

1. Снять разъем питания форсунки первого цилиндра.
2. Подсоединить мультиметр с настройками оценки постоянного напряжения в пределах 0-20 В.
3. Завести автомобиль и проанализировать результаты измерений. В исправном состоянии форсунка дает короткие импульсы.
4. В случае если на фишку питания не приходит напряжение, заглушить авто и выполнить проверку проводки либо найти дефект во время визуального осмотра.
5. Подключить форсунку первого цилиндра и повторить проверку процедуру с 2-4-ыми элементами.

Для оценки электроснабжения потребуется снять разъем питания форсунки.

Изменение сопротивления

Сначала нужно уточнить модель форсунки, которая используется на вашем транспортном средстве. Дальше следует определить сопротивление катушек внутри детали.

Заглушив двигатель, необходимо снять разъемы питания, подключить мультиметр и запустить его в режиме измерения 0-200 Ом

Важно проанализировать сопротивление каждой детали. Оно должно соответствовать заявленным в технических характеристиках параметрам

Дианостика на рампе

Для диагностики нужно снять топливную рейку с зафиксированными инжекторами. Дальше следует подключить контакты к рампе и форсункам (если они отключались). Рампа размещают под капотом таким путем, чтобы удалось установить под каждой деталью емкость со шкалой.

После этого требуется подсоединить трубки подачи топлива и убедиться в надежности их фиксации.

Финишный этап сводится к отключению зажигания и оценке объема топлива в емкостях.

Проверка на стенде

В автомастерских установлены стенды для диагностики и восстановления форсунок. Методика проверки на такой поверхности предусматривает разборку рампы и инжекторов ТС. Стенд позволяет реализовать комплексную диагностику, проверить эффективность впрыска горючего и определить электрическое сопротивление. Отдельные мастера сооружают стенды в домашних условиях.

Назначение и принцип работы дизельных форсунок

Основная задача форсунки в дизельном двигателе – это распыление топлива при обеспечении герметичности камеры сгорания. Работа систем питания с механическим управлением форсунками происходит в следующем порядке:

1. Из топливного бака подается горючее к насосу высокого давления.
2. Насос в необходимой последовательности распределяет и нагнетает топливо в магистрали, ведущие к форсункам.
3. В форсунке топливо давит на штуцер, а от него расходится по топливным каналам к распылителю, который закрыт иглой с пружиной.
4. Под воздействием давления игла открывается, и после впрыска закрывается.

В зависимости от способа управления процессом впрыска, дизельные форсунки помимо механических делятся на следующие типы:

1. Электрогидравлические, характеризуется наличием в конструкции электромагнитного клапана, камеры управления, впускного и сливного дросселя. Принцип их работы основывается на применении давления топлива как во время впрыска, так и при прекращении, с участием электронного клапана, который открывает сливной дроссель по команде с ЭБУ.
2. Пьезоэлектрические. Отличаются высокой быстротой срабатывания и возможностью многократного впрыска за один цикл. Это осуществляется при помощи пьезоэлемента, воздействующего на корпус толкателя, который открывает переключающий клапан для поступления топлива в магистраль.

Другие неисправности форсунок и устранение их

Современные модели этой детали изготавливаются с допуском в 1 мкм и способны отработать до миллиарда циклов. Основной причиной того, что они начинают течь, является загрязнение в процессе эксплуатации, хотя на пути механических частиц стоят топливные фильтры, отсеивающие частицы крупнее 10—20 мкм. Они устанавливаются в топливной магистрали и в самой форсунке. Последние имеют относительно небольшие размеры и призваны лишь гарантировать чистоту топлива, поступающего в деталь, отсекая особо мелкие включения, проникшие через магистральный фильтр тонкой очистки топлива. Поглощающая способность их невелика, а засорившись, они оставляют форсунки на голодном пайке. Чтобы этого не допустить, нужно внимательно следить за состоянием фильтра тонкой очистки топлива и не заливать в бак сомнительный бензин.

Признаки того, что деталь течет, могут быть следующие:

• при движении ощущаются рывки и толчки;
• ДВС нестабильно работает на холостых оборотах, глохнет;
• ощутимая потеря мощности;
• увеличение расхода горючего;
• хлопки в выпускной системе и глушителе;
• отказ отдельных цилиндров.

При этом неисправности, связанные с тем, что деталь течет, проще всего заметить в зимнее время: если они сильно загрязнены или износились резиновые уплотнители, двигатель «на холодную» будет очень трудно запускаться.

Процесс демонтажа инжектора требует наличия инструмента независимо от того, какое расположение форсунок имеет топливная система автомобиля. Разборка отличается в зависимости от модели транспортного средства и типа впрыска горючей смеси. В большинстве случаев, чтобы заменить форсунку, которая течет, понадобится следующий инструмент:

• динамометрический ключ;
• удлинитель;
• головку для форсунок (обычно идёт в комплекте с автомобилем);
• ключ на 17;
• пинцет;
• ёмкость под топливо, ветошь.

Диагностирование течи дизельных форсунок и их обслуживание предполагает снятие распылителей с ДВС. Предварительно необходимо сбросить давление в топливной системе. Для этого отключите провода от бензонасоса и запустите мотор. Двигатель выработает оставшееся в системе топливо и заглохнет. Данные действия помогут стравить давление и исключат резкие выбросы во время выкручивания.

После подготовки инструмента и понижения давления в топливной системе можно приступить непосредственно к демонтажу и ремонту:

1. С корпуса форсунок снимите все шланги (возможно, выльется небольшое количество горючего, поэтому нужно заранее подставить под мотор ёмкость или проложить место работы тканью).
2. Отсоедините трубки высокого давления от детали, которая течет.
3. Выкрутите ее накидным ключом.
4. Снимите термоизоляционные шайбы.
5. Протрите каждое посадочное место чистой тканью, чтобы в мотор не попадала пыль и грязь.
6. Первым делом нужно очистить деталь от нагара и грязи. Для этого отлично подойдет карбиклинер. Если такого очистителя не имеется, промойте детали от нагара в чистой солярке или ацетоне. Завершающим этапом промывки является ополаскивание гайки, корпуса форсунки и распылителя в чистом дизтопливе.
7. Установите новый распылитель. Сначала все элементы закручиваются от руки, после чего произведите затяжку при помощи накидного ключа. Запомните, что на начальном этапе не следует сильно затягивать гайку, так как не исключена необходимость разобрать устройство еще раз.
8. Установите регулировочную шайбу тем же методом: старую выкрутите, новую установите на ее место.
9. Замену уплотнительных колец рекомендуется выполнять даже в тех случаях, когда резина не повреждена. Старые кольца снимаются пинцетом, на их место натягиваются новые.
10. После чего на все резиновые элементы детали наносится небольшое количество топлива.
11. Перед установкой нужно установить в гнездо новые термоизоляционные шайбы. Даже если старые не имеют деформаций и трещин, шайбы необходимо менять после каждого снятия.
12. Форсунка, которая текла, устанавливается на место и закручивается динамометрическим ключом. Это обеспечит надежность фиксации и легкость при последующем демонтаже.

Ремонт форсунок

При нежелании или невозможности обратиться в специализированную мастерскую ближайшего автосервиса, можно самостоятельно выполнить все необходимые манипуляции. Однако, требуется соблюдение некоторых правил, без которого проделанная работа пойдет насмарку.

Прежде всего, следует учитывать, что для проведения любых операций с топливной аппаратурой главным условием является соблюдение идеальной чистоты. Посторонний предмет, попавший в систему, способен вывести из строя механизм подачи горючего.

Самостоятельный ремонт топливных форсунок состоит из нескольких основных фаз. Рассмотрим подробнее каждую из них.

Демонтаж форсунок дизельного двигателя и замена распылителя

Для разборки понадобится накидной ключ, надежно обхватывающий все грани гайки. После размещения форсунки его рекомендуется зажать в тиски. Это действие значительно облегчит дальнейшие манипуляции с разбираемой деталью.

Стронутая гайка легко раскручивается руками. Вполне вероятно, что к ней прикипит распылитель. Здесь понадобится эффективный растворитель

Соблюдая определенные меры предосторожности, отмоченный распылитель аккуратно выбивается из гайки

Очищенные от нагара металлической щеточкой детали тщательно промываются соляркой. Вместо дизтоплива можно использовать очиститель карбюратора. При большом количестве нагара применяется ацетон. Однако, окончательная промывка всех деталей, включая новый распылитель в собранном виде, завершается ополаскиванием очищенным и отстоянным дизтопливом.

На чистом листе бумаги выполняется сборка промытых до идеально чистого состояния деталей. Устанавливается новый распылитель.

После ручной сборки детали слегка затягиваются накидным ключом и головкой. Сильно фиксировать соединение не рекомендуется, поскольку возможно потребуется повторная разборка. О ее необходимости позволяет судить проверка форсунки на специальном стенде.

Отверстия исправного инжектора закрываются чистыми колпачками. После этого динамометрическим ключом затягивается основательно накидная гайка, фиксирующая обновленный распылитель.

Аналогичные операции выполняются на трех оставшихся форсунках. Проверенные детали можно возвращать обратно на положенное место.

Установка форсунок для дизельного двигателя

Итак, все отремонтированные детали прошли основательную проверку. Остается только установить форсунки на предназначенное место.

Предварительно рекомендуется произвести монтаж новых уплотнительных колец. После этого, смазав резьбу графиткой, вручную выполняется вкручивание форсунок. Если процесс вызывает затруднения, необходимо почистить резьбовые соединения на головке. Также обязательным условием является ровное расположение форсунки в самом начале вкручивания.

При невозможности вручную провернуть деталь, не следует прикладывать усилия, используя ключ. Так можно повредить резьбу. При затрудненном ручном вкручивании рекомендуется несколько раз повернуть форсунку в обратном направлении.

Такие манипуляции способны исправить положение. После полного вкручивания детали в резьбовое отверстие головки, выполненного ручным способом, можно основательно затягивать топливную форсунку динамометрическим ключом.

Теперь наступает очередь подсоединения трубопроводов высокого давления. Особых затруднений подобное действие вызывать не должно, поскольку при разборке топливной системы обычно ставятся специальные метки.

Учитывая необходимость идеальной чистоты, все шланги снаружи и внутри промываются очищенным дизтопливом.

Также следует установить на положенные места пластины, удерживающие трубки вкупе и предотвращающие их вибрацию. Если этого не сделать, колебательные движения двигателя отрицательно скажутся на сроке службы шлангов высокого давления, вызывая их разрушение.

Удалив воздух из топливной системы, можно запускать дизель.

Есть ли отличия между топливными форсунками для дизельных и бензиновых двигателей

Форсунки для дизельных моторов обладают меньшим сечением, а принцип их работы гораздо сложнее. Для определения поломки нужны особые знания. Такие двигатели требуют повышенной герметичности топливной системы.

Для подобных силовых установок используют электромагнитные и пьезоэлектрические модели.

В моторах, работающих на бензине, присутствуют одно- и многоточечные инжекторы. Первые регулируют подачу топлива и устанавливаются перед заслонкой, а вторые включают нескольких форсунок, закрепленных перед трубопроводами. Устройство подает бензин в камеру сгорания, но обладает неразборной конструкцией, поэтому не подлежит ремонту. Стоимость комплектующих для бензиновых двигателей намного ниже, чем для дизельных.

Датчики инжекторного двигателя

Все элементы можно поделить на исполнительные и датчики. 

Датчик массового расхода воздуха (ДМРВ)

Этот элемент устанавливается перед воздушным фильтром, прямо на входе. В основе его работы лежит принцип разницы показаний. Так, через две платиновые нити проходит электричество. В зависимости от температуры их сопротивление меняется. Одна из нитей надежно укрыта от потока воздуха, что делает ее сопротивление неизменным. Вторая же охлаждается потоком, и на основании разницы величин, по тем же таблицам, о которых сказано выше, ЭБУ рассчитывает количество воздуха.

Датчик абсолютного давлении и температуры двигателя (ДАД)

Он используется либо в качестве альтернативы, либо вместе с вышеописанным для более высокой точности снятия показаний. Если вкратце, в нем имеется две камеры, одна из которых герметична и имеет внутри абсолютный вакуум. Вторая же камера подсоединяется к впускному коллектору, где создается разрежение во время такта впуска. Между этими камерами имеется диафрагма, а так же пьезоэлементы. Они вырабатывают напряжение при движении диафрагмы. Далее сигнал идет на ЭБУ.

Датчик положения коленчатого вала (ДПКВ)

Если посмотреть на шкив коленвала инжекторного двигателя, то можно рассмотреть на нем гребенку. Она магнитная. По всему периметру установлены зубцы. Всего их должно быть 60 штук, через каждые 6 градусов. Но двух из них нет, они нужны для синхронизации. Датчик положение коленчатого вала имеет в своем составе намагниченный стальной сердечный, а так же медную обмотку. При прохождении зубцов в обмотке возникает индукционный ток, напряжение которого зависит от скорости вращения шкива.

Датчик фаз (ДФ)

Не все двигатели им оснащались раньше, но сейчас его можно встретить практически везде. Он работает по принципу датчика Холла, то есть имеет диск с катушкой, а так же прорезь. Как только прорезь попадает на датчик, выходное напряжение на нем нулевое. Этот момент означает верхнюю мертвую точку такта сжатия первого цилиндра. Нужно это для того, чтобы ЭБУ мог генерировать напряжение для зажигания в нужном цилиндре, а так же контролировать такты. Чтобы, например, форсунка не открылась во время рабочего хода.

Датчик детонации

Он устанавливается на блоке цилиндров инжекторного двигателя. Как только в двигателе возникает детонация, по блоку передается вибрация. Датчик представляет собой пьезоэлемент, который генерирует напряжение, чем сильнее вибрации, тем выше напряжение. Соответственно, ЭБУ на основании его показаний корректирует момент зажигания. Но об этом позже.

Датчик положения дроссельной заслонки (ДПДЗ)

По сути своей, это обычный потенциометр. Опорное напряжение на нем, как правило, составляет 5 вольт. Так вот, в зависимости от того, на какой угол отклоняется дроссельная заслонка, меняется напряжение на контрольном выводе. Все просто.

Датчик температуры охлаждающей жидкости (ДТОЖ)

Этот датчик нужен для определения температуры двигателя. Если на карбюраторном двигателе он нужен просто для включения и выключения электровентилятора, то здесь он представляет собой более сложное устройство. Это термосопротивление, величина которого меняется в зависимости от температуры. Соответственно, меняется и напряжение, при прохождении через него.

Датчик кислорода

Он устанавливается в выхлопной системе, существуют системы с двумя датчиками. Его задача – отслеживать количество свободного кислорода в выхлопных газах. Например, если его слишком много, то это значит, что смесь вся не сгорает, а значит, надо обогатить. Если же кислорода меньше, чем значится в нормативных таблицах ЭБУ, то ее надо обеднить.

Подготовка топливных форсунок к замене

Процесс разборки инжектора начинается с подготовки приспособлений. Специфика разборки может отличаться для разных моделей авто и типов впускных комплексов.

Проверенные бренды

Чтобы распылитель прослужил максимально долго, важно выбирать оригинальную продукцию. И это касается как электрических, так и механических моделей

Из качественных аналогов можно купить устройства от компаний Siemens, Bosch, Delphi, OMVI, Hana.

Как снять форсунку

Перед демонтажом детали следует спустить давление в системе. На многих моделях авто предусмотрен специальный механизм на топливной рейке. Это особый клапан, который срабатывает после нажатия и способствует вытеканию топлива.

Затем стоит достать рампу, где удерживаются распылители. Разборка производится посредством отключения разъемов с проводами. Извлечь элементы можно поворотом или раскачиванием механизма.

Замена на новую

Разобравшись, как снять форсунку, остается установить на ее место новую деталь. Для безошибочного выполнения действия нужно иметь базовые навыки в решении таких задач. Алгоритм действий может отличаться для каждой модели транспортного средства.

Если производится плановая чистка, нужно снять уплотнительные кольца со всех распылителей и выбросить их.

Топливная форсунка – что это такое

Форсунка является важным механизмом топливной системы и предназначается для своевременной и дозированной подачи топлива в камеру сгорания ДВС.

Она представляет собой механический распылитель топлива в цилиндры двигателя. Основная ее особенность в обеспечении точной дозировки впрыска топлива в определенный временной момент.

В современном автомобилестроении эти детали применяются как на бензиновых, так и на дизельных моторах, так как они обеспечивают подачу топлива строго ограниченными порциями и в заданный момент времени.

Развитие этой системы подачи топлива в устройстве автомобилей началось еще в 60-х годах. В настоящее время различают три вида форсунок в зависимости от метода впрыска:

• Электрогидравлическая разновидность используется в моторах, работающих на дизельном топливе, а также в двигателях с системой топлива Common Rail. У нее более сложное устройство, конструктивно состоящее из камеры управления, клапана, дросселя на впуск и сливного канала. В основе ее работы лежит использование уже имеющегося высокого давления топливной смеси в системе. На начальном этапе клапан закрыт, а игла максимально прижата к своему седлу в камере управления. Затем клапан открывается, в форсунку поступает топливо через сливной дроссель. Оно вытекает из камеры управления в сливную магистраль. Дроссель впуска в это время препятствует быстрому выравниванию давления в камере сгорания и во впускной магистрали. При этом по мере снижения давления на поршень, ослабевает его прижимное усилие, а поскольку давление на иглу не изменяется, то она поднимается, и в этот момент происходит впрыск топлива. Описание принципа работы данного вида дает понимание того, почему течет форсунка на дизеле.
• Электромагнитная форсунка, как правило, устанавливается в бензиновых двигателях. Они имеют простое устройство, состоящее из клапана электромагнитного типа, сопла и распылительной иглы. Принцип работы такого вида детали также прост. Подача напряжения на обмотку форсунки происходит строго в установленное время, в соответствии с заложенной программой. Напряжение создает определенное электромагнитное поле, которое затягивает грузик с иглой из клапана, тем самым открывая сопло для впрыска нужного количества топлива. После чего напряжение снижается, игла принимает исходное положение и сопло закрывается. Описание принципа работы данного вида дает понимание того, почему текут форсунки на бензиновом двигателе.
• Пьезоэлектрическая разновидность на сегодняшний день наиболее совершенная и перспективная среди трех перечисленных устройств для впрыска топлива в цилиндры двигателя. Ее сфера применения – дизельные ДВС с системой подачи топлива Common Rail. Конструктивно состоит из толкателя, специального пьезоэлемента, иглы. Работает по принципу гидравлического механизма. Изначально игла размещается в седле клапана благодаря воздействию на нее высокого давления ТС. После подачи на пьезоэлемент электросигнала, его длина увеличивается, и он буквально толкает поршень толкателя, который в свою очередь давит на поршень переключающего клапана. Это приводит к открытию переключающего клапана, через него топливо устремляется в сливную магистраль, давление в верхней части иглы снижается и за счет не изменившегося давления снизу, игла поднимается. При подъеме иглы происходит впрыск топлива.

Топливные форсунки обладают рядом преимуществ по сравнению с карбюраторами:

• экономия расхода топлива, благодаря точной системе дозирования;
• минимальный уровень токсичности выхлопов;
• возможность увеличения мощности мотора до 10%;
• простота и легкость запуска в любую погоду;
• отсутствие необходимости в частой замене и чистке.

Все эти достоинства позволяют сократить расходы на эксплуатацию и обслуживание автомобиля. Эта деталь весьма требовательна к качеству топлива и моторного масла, вследствие чего часто течет.

Принцип работы форсунки

Работу автомобильной форсунки для большей наглядности можно разделить на несколько этапов:

• топливо под давлением поступает на входной коллектор устройства;
• ЭБУ в зависимости от степени нажатия на акселератор посылает на катушку электроток того или иного напряжения;
• сердечник катушки перемещается, в результате чего игольчатый клапан переходит в открытое положение;
• топливо начинает поступать в сопло, располагающееся на конце иглы, после чего оказывается в цилиндре и формирует смесь с нагнетенным туда воздухом.

Если речь идет о механической форсунке, то принцип ее работы будет несколько отличаться:

• под действием топливного насоса на 3-м такте двигателя горючее начинает поступать во входной коллектор форсунки;
• под воздействием интенсивного давления, обеспеченного насосом, клапан устройства открывается и топливо попадает в цилиндр.

Подобным образом форсунки работают на дизельных двигателях.

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.

Принцип работы форсунки

Устройство электрической форсунки может быть разным(примеры конструкций приведены на рисунке), но принцип работы одинаков для всех типов форсунок.

Форсунка представляет собой определённой формы ёмкость с топливом. С одной стороны топливо под давлением поступает из топливной магистрали через фильтровочную сетку, а с другой стороны в распылённом состоянии попадает в рабочую область ДВИГАТЕЛЯ, если подано напряжения на солсноццальный клапан форсунки.

• MOНO впрыск — форсунка одна (обычно рядный двигатель до 4-х цилиндров)
• ДУБЛЬ MOНO впрыск — две форсунки, работающие на две половины, обычно 6-ти цилиндрового, V-образного двигателя
• РАСПРЕДЕЛЁННЫЙ впрыск — по одной форсунке на цилиндр, рабочая часть расположена во впускном коллекторе
• ПРЯМОЙ впрыск — по одной форсунке на цилиндр, рабочая часть расположена внутри цилиндра
• ПУСКОВАЯ — одна на двигатель, рабочая часть расположена во впускном коллекторе

Форсунки бывают НИЗКООМНЫЕ (от 1 до 7 Ом) и ВЫСОКООМНЫЕ (от 14 до 17 Ом). Низкоомные форсунки управляются пониженным напряжением или в цепях управления имеются добавочные сопротивления (5-8 Ом). Фрагмент схемы с добавочными сопротивлениями (152) приведен на рисунке.

Осциллограмма, отображающая форму импульса на форсунке, с системой впрыска от порта (PFI) и системы последовательного впрыска (SFI), которые используют привод выключаемого транзистора насыщения, изображена рядом и отмечена буквой А. Соленоиды форсунок включаются блоком управления двигателем. Напряжение резко падает, когда клапан открыт, а затем, при выключении напряжения, резко возрастает (из-за индуктивности соленоида). Ширина импульса изменяется в зависимости от нагрузки двигателя.

Осциллограмма, отображающая форму импульса на форсунке системы моновпрыска (TBI). Такие системы для включения и выключения форсунок используют формирователи пиковых токов и токов синхронизации. Клапаны соленоидов форсунок включаются при наличии высокого тока питания, подаваемого от блока управления двигателем.

После срабатывания, ток уменьшается и поддерживает клапан в открытом состоянии. Наблюдается резкое падение напряжения при первом открытии клапана, а затем резкое увеличение напряжения, когда формирователь тока создаст меньший ток синхронизации, чем высокий ток включения. Когда соленоид отключается(после периода синхронизации) создаётся амплитуда напряжения, обусловлештя индуктивностью катушки соленоида (схема В).

Некоторые формирователи пиковых токов и токов синхронизации производят быстрые переключения напряжения во время периода синхронизации из-за низкого сопротивления обмотки соленоида форсунки (схема С).

Примером может служить осциллограмма форсунки автомобиля ФОРД «Сиерра» 1,6i, EEC 4 приведённая ниже.

Ниже приведены схемы подключения форсунок при одновременном, групповом и фазированном впрыске топлива.

При одновременном и групповом методе все форсунки, соединённые параллельно впрыскивают топливо одновременно, причём за один оборот коленвала впрыскивается половина полной порции топлива.

Такой метод соединения форсунок использовался на а\м выпуска 80 х — начала 90 х годов.

Современные системы управления двигателями используют последовательный или фазированный впрыск топлива. Такой метод управления позволяет увязывать момент впрыска с моментом открытия впускного клапана в конкретном цилиндре, изменять количество подаваемого топлива в цилиндр.

На схемах использованы следующие обозначения: 1,2,3,4 — форсунки, 5 — ЭБУ двигателем.

Форсунки систем прямого впрыска топлива отличаются от форсунок, применяемых на системах впрыска топлива во впускной коллектор. Распылитель форсунки расположен непосредственно в камере сгорания и испытывает большие температурные нагрузки и нагрузки высокого давления. Форсунка прямого впрыска длиннее, т.к. необходимо пройти толщину головки блока. Давление топлива значительно выше, чем в обычных системах впрыска и факел распыла имеет свои особенности для каждого двигателя. Эти особенности систем прямого впрыска можно отнести к бензиновым и дизельным двигателям. На рисунке показана форсунка и её осциллограмма двигателя HDI СИТРОЕН. Сопротивление обмотки соленоида форсунки 0,3 — 1 Ом.