Как распознать неисправность топливных форсунок? как проверить форсунки?

Расположение, классификация и маркировка форсунок

После разбора вопроса как работает инжектор, просмотрим поверхностно всю инжекторную систему. Инжекторная система, производит впрыск горючего во впускной коллектор и цилиндр мотора посредством форсунки, которая способна за секунду открываться и закрываться много раз. Система делится на два типа. Классификация зависит от расположения крепления форсунки, устройства ее работы и количества:

1. Моновпрыск, иначе как центральный впрыск топлива Throttle body injection (TBI), работает посредством одной форсунки, подающей горючие в цилиндры мотора. Подача струи не синхронизирована ко времени открытия впускного клапана мотора. Одноточечный впрыск простой и мало содержит управляющей электроникой. Вся система TBI находится внутри впускного коллектора. Технология сегодня не популярна и почти не задействуется при производстве авто, так как не удовлетворяет нынешним требованиям.

2. Распределительный впрыск топлива Multiport Fuel Injection (MFI) на сегодня востребован, потому что гораздо совершенен. Его суть в том, что каждая форсунка подает горючее индивидуально к каждому цилиндру. Крепится конструкция снаружи впускного коллектора. Сигналы синхронизированы с последовательностью зажигания двигателя. Этот тип впрыска сложнее по конструкции, однако, мощнее НА 7–10%!и экономичнее предшественников.

   Сравнение карбюратора и инжектора

Есть несколько классификаций распределительного впрыска:

• одновременный – работа всех форсунок синхронна, то есть впрыск идет сразу во все цилиндры;
• попарно-параллельный – когда одна открывается перед впуском, а другая перед выпуском;
• фазированный или двухстадийный режим – инжектор открывается только перед впуском. Дает возможность на малых оборотах, при резком нажатии на педаль акселератора увеличить момент двигателя. Впрыск проходит в два этапа.
• непосредственный (впрыск на такте впуска) GDI (Gasoline Direct Injection) – струя идет сразу в камеру сгорания. Для моторов с таким впрыском требуется и более качественное топливо, где незначительное количество серы и других химических элементов. Мотор GDI способен исправно служить в режиме сгорания сверхобедненной топливовоздушной смеси. Меньшее содержание воздуха делает состав менее воспламеняемым. Горючее внутри цилиндра прибывает как облако, пребывающее рядом со свечей зажигания. Смесь схожа с стехиометрическим составом, который легко воспламеняется.

Инжекторные форсунки имеют разный способ подачи струи:

1. Электрогидравлический. Работает посредством разницы давления дизеля на поршень и форсунку. Когда клапан обесточен, иглу форсунки жидкостью придавливает к седлу. А если клапан открывается, то открывается и дроссель, после чего осуществляется заполнение дизелем топливной магистрали. Во время этого давление на поршень снижается, а на игле ничего не происходит, что ее и поднимает в момент впрыска.

   Устройство инжектора

2. Электромагнитный. На обмотку клапана поступает электрический разряд, контролируемый ЭБУ. В итоге возникает электромагнитное поле наравне со сдавливанием пружины. Поле притягивает иглу и освобождает сопло для подачи струи. Пружина возвращается в прежнее положение после рассеивания электромагнитного поля, отправляя иглу на свое место.
3. Пьезоэлектрический. Самый продвинутый тип, применяется в дизельных агрегатах. Скорость его действий превышает предыдущие типы в четыре раза, помимо этого, количество впрыскиваемого топливо максимально выверено. Действия инжектора основаны на принципе гидравлики, работа осуществляется из-за разницы давления. Сначала игла находится на седле, потом ток растягивает пьезоэлемент, который начинает воздействовать на толкатель, чем открывает клапан для движения топлива в магистраль. Затем давление спадает, и игла подымается, вверх осуществляя впрыск.

Что может указывать на неисправность форсунок?

Главный признак неисправности форсунок — это изменение расхода топлива. Если автомобиль начал расходовать больше или, напротив, меньше бензина — это первый сигнал о проблемах. Конечно, можно порадоваться, что автомобиль расходует меньше топлива — экономия! — но это не повод для радости, а, скорее, сигнал тревоги и повод как можно быстрее обратиться в автосервис. На неисправности одной или нескольких форсунок могут также указывать дерганый ход автомобиля, протечки топлива, недостаточная мощность бензинового двигателя, слишком густой выхлоп нетипичного цвета. Некоторые из этих признаков могут быть связаны с неисправностями других элементов топливной системы из-за качества топлива, к примеру, поэтому при любом из этих или похожих признаках обращайтесь в сервис незамедлительно!

Проверка форсунок с помощью специальных приборов

Более серьезная проверка форсунок дизельного двигателя проводится с помощью прибора под названием максиметр. Под этим названием подразумевается специальная образцовая форсунка с пружиной и шкалой. С их помощью выставляется давление начала впрыска дизельного топлива.

Другой метод проверки — использование контрольной образцовой рабочей форсунки, с которой сравниваются эксплуатируемые в двигателе устройства. Всю диагностику выполняют при запущенном моторе. Алгоритм действий таков:

• выполняют демонтаж форсунки и топливопровода с двигателя;
• на свободный штуцер ТНВД подключают тройник;
• выполняют ослабление накидных гаек на других штуцерах ТНВД (это позволит топливу поступать лишь на одну форсунку);
• к тройнику подсоединяют контрольную и тестируемую форсунки;
• активируют декомпрессионый механизм;
• вращают коленчатый вал.

В идеале контрольная и тестируемая форсунки должны показывать одинаковые результаты в вопросе одновременного начала впрыска топлива. Если есть отклонения — значит, надо регулировать форсунку.

Метод с использованием контрольного образца обычно занимает больше времени, чем использование максиметра. Однако он более точный и надежный. Также можно проверить работу двигателя и форсунок дизельного двигателя и ТНВД на специальном регулировочном стенде. Однако они есть лишь на специализированных СТО.

По 55 пунктам в день обращения за 1 500 рублей. Оплата за результат!

Система впрыска топлива сейчас широко используется в автомобилях. Она установлена на всех типах двигателей. Благодаря ей топливо расходуется экономичнее, а выхлопные газы менее токсичны для окружающей среды. Частью данной инжекторной системы, являются топливные форсунки. Они отвечают за впрыск воздушно-топливной смеси в камеру сгорания топлива под определенным, часто высоким давлением. От работы форсунок зависит вся работа всего двигателя, именно поэтому не стоит пренебрегать диагностикой этого элемента. На бензиновых двигателях установлены электромагнитные форсунки. Они управляются программой, регулирующей подачу бензина и образование смеси из топлива и воздуха. Мы рекомендуем вам периодически наведываться в технический центр для диагностики форсунок и топливной системы для профилактики сложных поломок.

Keihin (Япония)

Газовые форсунки Keihin — вне конкуренции их качество, точность дозировки, абсолютная линейность в работе, а также температурная независимость и неприхотливость к качеству газа, делают их бесспорными лидерами на рынке газовых форсунок. Недостатком можно считать разве, что их стоимость. Как и Barracuda, данные форсунки успешно интегрирует в свои комплекты компания Prins Autogassystemen BV. Форсунки «Кейхин» относятся к игольчатому типу и имеют схожую конструкцию с форсунками Hanna и Barracuda.

Технические характеристики форсунок Keihin

• Максимальная скорость открытия — 2 мс.
• Сопротивление — 1,25 Ом, питание 12 V.
• Могут функционировать даже очень при высоком давлении.
• Возможность установки на различные двигатели с разным объемом и мощностью. Пять основных видов газовых форсунок Keihin позволяют устанавливать их на моторы мощностью от 9 до 45 кВт на каждый цилиндр, от самого маленького 3-цилиндрового двигателя, до большого 10-цилиндрового мотора мощностью 450 кВт.

Срок службы и ремонтопригодность

• Высочайшее качество и выносливость (Keihin гарантирует около 300 млн. циклов и не менее 240 000 км пробега).
• Неремонтопригодные, есть лишь возможность промывки на бензиновом стенде. Однако, учитывая высокое качество изделия, «неубиваемость», неприхотливость к качеству топлива и гарантированный производителем срок службы, невозможность ремонта вообще можно не считать недостатком.

Текст принадлежит: gboshnik.ru

Устройство

В настоящее время продолжает активно использовать большое количество различных по конструкции и принципу действия типов дизельных форсунок. Несмотря на определенные особенности каждого из них, можно выделить несколько общих элементов или деталей, в том или ином виде присутствующих практически всегда. К ним относятся:

· корпус, в котором размещаются остальные детали и элементы дизельной форсунки;

· распылитель в виде иглы. Предназначение детали очевидно и заключается в распределении топлива в пространстве над поршнем;

· стержень или плунжер, который движется внутри корпуса форсунки, за счет чего нагнетается необходимый уровень давления;

· пружина запирания иглы. Используется для фиксации иглы в нужном положении;

· штуцер подвода топлива. Предназначен для подачи горючего в форсунку;

· управляющий клапан. Применяется для эффективного решения двух главных задач – дозировки топлива и определения регулярности его впрыскивания в камеру сжигания;

· фильтр очистки топлива. Один из элементов общей системы очистки используемого в дизельном двигателе горючего;

· штуцер обратного отвода излишков топлива. Назначение этого элемента форсунки также предельно очевидно – он применяется для того, чтобы отвести из форсунки топливо, не попавшее в камеру сжигания.

Устройство современных дизельных форсунок предусматривает обязательное наличие электронного блока управления. Входящие в него приборы и датчики в автоматическом режиме регулируют процессы, протекающие в рассматриваемом механизме, обеспечивая эффективную работу как инжектора, так и двигателя в целом.

Как промывать форсунки

Доказано, что регулярное использование качественной химии раз в  5000 километров, которая заливается в бак с топливом для промывки топливной системы и удаления нагара обеспечивает длительную бесперебойную работу форсунок и топливной системы в целом, но это справедливо только для новых автомобилей и при регулярном использовании, а когда уже появляются признаки неисправности то прямая дорога в автосервис.

Сегодня в авто сервисах широко используют недорогие одноконтурные установки, которые представляют собой емкости, содержащие сольвент, располагающиеся на передвижной стойке рядом с двигателем или под капотом автомобиля.  Рабочий принцип этой одноконтурной установки следующий.

К топливной рампе на входе присоединяется нагнетательный шланг. Сольвент, который служит и очищающим, и топливным средством, поступает из емкости посредством повышения давления, которое создает воздушный компрессор, присоединенный к емкости с сольвентом. Минус ее заключается в том, что очищающая жидкость минует регулятор давления, тем самым не очищая его запорного клапана и очень поверхностно промывая топливную рампу. Более того нет возможности проверить результат промывки с помощью диагностики, она полностью отсутствует на установках этого класса. Не редкость также применение сольвентов сомнительного происхождения с очень низкими очищающими способностями. Это делается с целью минимизации расходов и получения максимума прибыли. Можно привести в пример случай, когда работники известной СТО выполняли промывку форсунок с помощью самого обычного бензина, выдавая его при этом за специальную очищающую жидкость высокого качества. Естественно, никакой пользы от данной очистки не наблюдалось.

Оптимально применять двухконтурную систему очистки, которая в отличие от примитивного бачка со специальной очищающей жидкостью является высокопрофессиональным оборудованием. Практическое применение данного двухконтурного стенда гарантирует качественную очистку любого двигателя.

В таком стенде присутствует собственный насос который обеспечивает подачу специальной жидкости (сольвента) под давлением прямо в топливную рампу, а ее излишки проходят сквозь регуляторы давления по обратному пути в резервуар установки. Данная схема способствует наиболее эффективному очищению всех частей двигателя, т.е. не только форсунок, но и регулятор давления , и топливную рампу. Более того в электромеханической системе впрыска происходит очищение дозатора-распределителя. Посредством сольвента эффективно удаляются нагары и загрязнения впускных клапанов в двигателе, которые препятствуют движению топливной смеси, а также отложения и нагар на  поршнях и камере сгорания. На двигателях использующих дизель идет эффективная промывка ТНВД (топливный насос высокого давления), в связи с тем, что очищающая жидкость поступает непосредственно на вход ТНВД.

%rtb-4%

Устройство форсунки

По сути, современная форсунка представляет собой клапан на базе электромагнита с программным управлением. Она включает в себя следующие конструктивные элементы:

• резиновая прокладка;
• фильтр;
• коннектор;
• индукционная катушка с подвижным сердечником, управляемый ЭБУ;
• возвратная пружина сердечника;
• входной коллектор;
• распылительная игла;
• сопло.

Находятся форсунки на головке цилиндроблока. Сколько их там, зависит от общего количества цилиндров, так как для каждого требуется по одной. В подавляющем большинстве легковых автомобилей их 4.

Что касается схемы расположения, то в большинстве «легковушек» форсунки выстроены в один ряд и закреплены на полой металлической трубке, по которой в них и поступает топливо.

Узнать, есть ли форсунки в конкретном двигателе и где они расположены проще всего прочитав технический паспорт транспортного средства.

До того, как форсунки начали использовать на инжекторных двигателях совместно с блоком управления, они имели несколько другое устройство. Вместо индукционной катушки с подвижным сердечником в них стоял клапан высокого давления, который срабатывал после нагнетания горючего топливным насосом при достижении определенного давления. Подобные устройства до сих пор используются на некоторых моделях дизельных двигателей.

Расположение и принцип работы форсунок

Топливная форсунка состоит из нескольких основных частей:

• герметичный корпус;
• фильтр;
• запорный клапан;
• распылитель.

В зависимости от типа привод клапана может быть механическим, электрогидравлическим, электромагнитным, с помощью пьезоэлемента. Топливный насос нагнетает горючее под давлением. Топливо первоначально проходит через фильтр, препятствующий попаданию механических загрязнений на распылитель. Затем либо по команде электронного блока управления, либо под действием гидромеханического воздействия, запорный клапан открывается. Топливо поступает на распылитель, в торце которого имеется несколько калиброванных отверстий. Проходя через них, струя топлива превращается в мелкодисперсную взвесь. Чем меньше размер капель, тем качественнее распыление.

Форсунки устанавливаются на двигатель таким образом, что входное отверстие находится снаружи блока и подсоединено к топливопроводу. В системе, которая впрыскивает топливо во впускной тракт, распылитель располагается внутри впускного коллектора. В системах непосредственного впрыска — в камере сгорания, выше верхней мертвой точки хода поршня. В местах соединения корпуса форсунок со стенками блока (коллектора) установлены термостойкие уплотнители, препятствующие проникновению неучтенного воздуха в цилиндр.

Barracuda (Польша)

Газовые форсунки Barracuda относятся к игольчатому типу, этот тип считается лучшим среди аналогов, которые работают по другому принципу. Газовые форсунки игольчатого типа работают по следующему принципу — газ поступает через соленоид, внутри которого расположен шток с запорной частью. Такая особенность конструкции позволяет форсунке регулярно выполнять «самочистку» (продувку), которая предотвращает механизм от засорения. В случае проблем с форсункой или нарушении ее работоспособности, как я уже говорил выше, ее можно просто промыть на бензиновом стенде, что очень удобно.

Срок службы и ремонтопригодность

Благодаря использованию фотополимера, которым покрыты плунжер и втулка, инженерам удалось существенно снизить коэффициент трения между этими деталями, более того — это также улучшило стойкость форсунки к различным загрязнениям и пригоранию. Это означает, что форсунки Barracuda имеют серьезный ресурс и стойки к большинству поломок свойственным газовым форсункам. О том, что форсунки «Барракуда» отличаются высоким качеством и прекрасными характеристиками, свидетельствует также тот факт, что ими комплектует свои установочные пакеты авторитетная компания на рынке производителей ГБО — Prins Autogassystemen BV.

Режимы работы двигателя GDI

Всего предусмотрено три режима работы двигателя:

• Режим сгорания сверхбедной смеси (впрыск топлива на такте сжатия).
• Мощностной режим (впрыск на такте впуска).
• Двухстадийный режим (впрыск на тактах впуска и сжатия) (применяется на евромодификациях).

Режим сгорания сверхбедной смеси (впрыск топлива на такте сжатия). Этот режим используется при малых нагрузках: при спокойной городской езде и при движении за городом с постоянной скоростью (до 120 км/ч). Топливо впрыскивается компактным факелом в конце такта сжатия в направлении поршня, отражается от него, смешивается с воздухом и испаряется, направляясь в зону свечи зажигания. Хотя в основном объеме камеры сгорания смесь чрезвычайно обеднена, заряд в районе свечи достаточно обогащен, чтобы воспламениться от искры и поджечь остальную смесь. В результате двигатель устойчиво работает даже при общем соотношении воздуха и топлива в цилиндре 40:1.

Работа двигателя на сильно обедненной смеси поставила новую проблему — нейтрализацию отработавших газов. Дело в том, что при этом режиме основную их долю составляют оксиды азота, и поэтому обычный каталитический нейтрализатор становится малоэффективным. Для решения этой задачи была применена рециркуляция отработавших газов (EGR-Exhaust Gas Recirculation), которая резко снижает количество образующихся оксидов азота и установлен дополнительный NO-катализатор.

Система EGR «разбавляя» топливо-воздушную смесь отработавшими газами, снижает температуру горения в камере сгорания, тем самым «приглушая» активное образование вредных оксидов, в том числе NOx. Однако обеспечить полную и стабильную нейтрализацию NOx только за счет EGR невозможно, так как при увеличении нагрузки на двигатель количество перепускаемых ОГ должно быть уменьшено. Поэтому на двигатель с непосредственным впрыском был внедрен NO-катализатор. Существует две разновидности катализаторов для уменьшения выбросов NOx — селективные (Selective Reduction Type) и накопительного типа (NOx Trap Type). Катализаторы накопительного типа более эффективны, но чрезвычайно чувствительны к высокосернистым топливом, чему менее подвержены селективные. В соответствии с этим, накопительные катализаторы устанавливаются на модели для стран с низким содержанием серы в бензине, и селективные — для остальных.

Мощностной режим (впрыск на такте впуска). Так называемый «режим однородного смесеобразования» используется при интенсивной городской езде, высокоскоростном загородном движении и обгонах. Топливо впрыскивается на такте впуска коническим факелом, перемешиваясь с воздухом и образуя однородную смесь, как в обычном двигателе с распределенным впрыском. Состав смеси — близок к стехиометрическому (14,7:1)

Двухстадийный режим (впрыск на тактах впуска и сжатия). Этот режим позволяет повысить момент двигателя в том случае, когда водитель, двигаясь на малых оборотах, резко нажимает педаль акселератора. Когда двигатель работает на малых оборотах, а в него вдруг подается обогащенная смесь, вероятность детонации возрастает. Поэтому впрыск осуществляется в два этапа. Небольшое количество топлива впрыскивается в цилиндр на такте впуска и охлаждает воздух в цилиндре. При этом цилиндр заполняется сверхбедной смесью (примерно 60:1), в которой детонационные процессы не происходят. Затем, в конце такта сжатия, подается компактная струя топлива, которая доводит соотношение воздуха и топлива в цилиндре до «богатого» 12:1.

Почему этот режим введен только для автомобилей для европейского рынка? Да потому что для Японии присущи невысокие скорости движения и постоянные пробки, а Европа- это протяженные автобаны и высокие скорости (а следовательно, высокие нагрузки на двигатель).

Компания Mitsubishi стала пионером в применении непосредственного впрыска топлива. На сегодняшний день аналогичную технологию используют Mercedes (CGI), BMW (HPI), Volkswagen (FSI, TFSI, TSI) и Toyota (JIS). Главный принцип работы этих систем питания аналогичен– подача бензина не во впускной тракт, а непосредственно в камеру сгорания и формирование послойного либо однородного смесеобразования в различных режимах работы мотора. Но подобные топливные системы имеют и различия, причем иногда довольно существенные. Основные из них – рабочее давление в топливной системе, расположение форсунок и их конструкция.

Как найти причину поломки?

Это делается при помощи специального тестера, вначале проверяют подаваемое напряжение на форсунки (нормальное давление от 0 до 2-3В), если напряжение есть, значит с форсункой всё в порядке. Далее осуществляется проверка обмотки клапанов форсунок. При нормальной работе форсунок они имеют сопротивление 12-16 Ом, в системах с турбонаддувом – 4-5 Ом, а в системах с моноинжектором – 4-5 Ом. Подвижность электроклапана форсунки определяется моментальным подключением клемм форсунки к источнику электропитания, например, к аккумулятору двигателя. Нормально работающий инжектор будет слегка щёлкать, это будет говорить о нормальной работе клапана, при этом, если клапан работает, а цилиндр нет, значит, форсунка очень сильно загрязнена.
На станциях техобслуживания уровень загрязнения форсунок проверяют при помощи мультитестеров по продолжительности импульсов, которые ЭБУ подаёт для открытия клапана. Если форсунка загрязнена, то время импульса увеличивается.
Также, если в работе двигателя обнаружены нарушения, то можно проверить токсичность отработавших газов. Их токсичность повышается при переобогащении смеси, ухудшении смесеобразования, при невозможности воспламенения горючей смеси.
Если в машине установлен трёхкомпонентный катализатор, то здесь показателем ухудшения работы форсунок может служить увеличение содержания окислов азота. При этом, если иномарка новая, то не отработанное топливо в виде газов может быстрее вывести катализатор из строя.

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%

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.