Давление топлива в форсунках дизельного двигателя

ГлавнаяРазноеДавление в форсунках дизельного двигателя

Форсунки для дизельных двигателей – это детали топливной аппаратуры, которые наиболее подвержены износу. Считаются самыми простыми в обслуживании и проведении диагностики в условиях сервисных центров. От того, насколько эффективно работают форсунки, зависит качество сгорания топлива в цилиндрах двигателя, его запуск, динамика разгона автомобиля, экономичность и количество вредных выбросов.

Форсунки для дизельных двигателей – что это?

В зависимости от типа распылителей и топливной системы максимальное давление форсунок дизельных двигателей в распылителе в момент впрыска составляет порядка 200 МПа, а время – от 1 до 2 миллисекунд. От качества впрыска зависит уровень шума двигателя, количество выбросов в атмосферу сажи, окислов азота и углеводорода.

Современные модели различаются по форме корпуса, размеру распылителей, а также по способу управления. Отличие различных типов форсунок состоит в использовании различных систем впрыска и видов распылителей, которые бывают штифтовыми и дырчатыми. Штифтовые применяют в двигателях с форкамерной системой зажигания, дырчатые устанавливаются на дизелях с непосредственным впрыском топлива.

По способу управления детали делятся на однопружинные, двухпружинные, с датчиками контроля положения иглы и управляемые пьезоэлектрическими элементами.

Кроме всего прочего, схема форсунки дизельного двигателя зависит от способа ее монтажа в головке цилиндров: при помощи фланца, хомута или путем вворачивания в гнездо.

Принцип работы форсунки дизельного двигателя – кратко о сложном

Основное назначение таких деталей заключается в дозировании и распылении топлива, а также герметичной изоляции камеры сгорания. В результате исследований были разработаны насосы-форсунки, которые устанавливаются в каждый цилиндр по отдельности.

Принцип работы форсунки дизельного двигателя нового типа заключается в том, что она функционирует от кулачка распределительного вала через толкатель. Подача и слив топлива осуществляется через специальные каналы в головке блока.

Дозирование топлива происходит через блок управления, который подает сигналы на запорные электромагнитные клапаны.

Работает насос-форсунка в импульсном режиме, что позволяет перед основным впрыском произвести предварительную подачу топлива. В результате чего значительно смягчается работа двигателя и снижается уровень токсичных выбросов.

Топливные форсунки в большинстве случаев нуждаются в простом уходе, чаще всего, для того чтобы вернуть их в рабочее состояние, достаточно просто их очистить и промыть.

Независимо от того, сколько форсунок в двигателе, случается, что при резком нажатии на педаль газа ощущаются рывки и провалы или ощутимо снижается мощность, мотор начинает неустойчиво работать на низких оборотах, значит, произошла закупорка каналов форсунки твердыми смолянистыми отложениями. Что же делать?

Промывка форсунок дизельного двигателя – способы реализации

Загрязнение этого элемента ведет к нарушению распыления топлива и приводит к неправильному образованию воздушно-топливной смеси. В идеале пульверизация должна быть максимально равномерной. Основной источник загрязнения – содержащиеся в топливе смолы. Промывка форсунок дизельного двигателя может устранить все нарушения подачи топлива в цилиндры.

Процесс очистки форсунок предусматривает удаление различных загрязнений в топливных каналах. В настоящее время применяется несколько способов:

• чистка форсунок дизельных двигателей с помощью ультразвука;
• промывка форсунок топливом с добавлением специальных присадок;
• промывка с использованием специальных жидкостей на стендах;
• промывка вручную.

Для автомобилистов наиболее приемлемым является последний вариант, поскольку он позволяет проводить работы по очистке форсунок в домашних условиях.

Однако в запущенных случаях приходится обращаться к услугам автоцентров, где проводится очистка при помощи ультразвука, что является более жестким способом.

К данному виду очистки рекомендуется прибегать только в случае, если промывка специальными жидкостями не дала положительного результата.

Характеристика давления впрыска

С точки зрения идеального процесса распыливания желательно, чтобы давление перед распылителем в процессе всего впрыска оставалось постоянным или имело максимум в начале впрыска, когда в цилиндр вводятся первые порции топлива, обеспечивающие самовоспламенение. Однако в реальных процессах давление, при котором топливо впрыскивается в цилиндр через форсунку, не является постоянным, и характер его изменения, как правило, далек от идеала.

Характер изменения давления перед распылителем в значительной степени зависит от типа топливной системы, режима работы двигателя, состояния элементов топливной аппаратуры и ряда других факторов.

На рисунке 5.

17 представлены зависимости изменения давления перед распылителем по углу поворота, называемые характеристиками давления впрыска для трех основных типов топливных систем, используемых в современных СДВС.

Наиболее стабильное давление в течение всего впрыска обеспечивает аккумуляторная система малооборотного дизеля серии RT-flex фирмы Wärtsilä. Наличие большого объема аккумулирующего пространства позволяет на протяжении всего впрыска поддерживать давление на постоянном, достаточно высоком уровне в независимости от режима работы двигателя.

Стабильный впрыск обеспечивает система подачи топлива с гидравлическим электроуправляемым приводом ТНВД, используемая на двигателях серии ME фирмы MAN. Наличие гидравлического привода позволяет получить закон подачи топлива в камеру сгорания, практически независящий от частоты вращения двигателя.

У дизелей серии MC этой же фирмы, оборудованных системой впрыска с механическим приводом, при снижении частоты вращения отмечается снижение давления впрыска, пропорциональное уменьшению скорости плунжера.

Параметры топливоподачи, определяющие характер протекания процесса впрыска, делят на статические (геометрические) и динамические.

Статические параметры характеризуют процесс топливоподачи насосом высокого давления, динамические — форсункой.

Эти параметры характеризуют топливоподачу с качественной стороны, они показывают, как располагаются фазы впрыска топлива относительно ВМТ поршня и определяют начало, конец и продолжительность подачи топлива насосом (φнпн, φкпн, φн) и форсункой (φнпф, φкпф, φф). Эти данные являются основой для анализа процессов сгорания, экономических и динамических показателей рабочего процесса двигателя.

Взаимное влияние статических и динамических фаз топливоподачи показано на рисунке 5.18. На нем видно, что динамические фазы сдвинуты по отношению к статическим в сторону вращения коленчатого вала. Основная причина такого смещения фаз — упругость топлива, заполняющего линию высокого давления.

Схематично представленные на рисунке 5.18 кривые изменения давлений в полости топливного насоса (Pн) и перед распылителем форсунки (Pф) характерны для систем непосредственного действия с нагнетательным клапаном, установленным в насосе. Кроме кривых давления на диаграмме представлены график подъема иглы форсунки и круговая диаграмма процесса топливоподачи.

До начала подачи рабочая полость насоса заполняется топливом под давлением Pнпн, создаваемым подкачивающим насосом.

После перекрытия верхней кромкой плунжера наполнительного отверстия наблюдается резкое увеличение давления Pн, что свидетельствует о начале активного хода плунжера (φнпн).

Угловой промежуток между началом подачи топлива насосом и ВМТ двигателя определяет угол опережения подачи по насосу (φопн).

Установленный в ТНВД нагнетательный клапан открывается, когда давление Pн возрастает до остаточного давления Pост, поддерживаемого в линии нагнетания между впрысками. До этого момента система нагнетания перекрыта с одной стороны иглой форсунки, с другой — нагнетательным клапаном насоса.

После открытия нагнетательного клапана рост давления будет происходить по всей линии нагнетания.

Волна давления, создаваемая плунжером, движется к форсунке и, достигая ее, приводит к увеличению давления перед форсункой Pф.

При достижении Pф давления начала подачи форсунки Pнпф, величина которого определяется предварительным затягом пружины игольчатого клапана, игла поднимается, пропуская топливо в сопловый наконечник.

Момент появления струи топлива из сопловых отверстий распылителя форсунки, отнесенный к положению коленчатого вала двигателя, называется углом начала впрыска. Начало впрыска, отнесенное к положению поршня в ВМТ, называется углом опережения подачи топлива (φоп). Если впрыск осуществляется до прихода поршня в ВМТ, угол опережения имеет положительное значение, если после — отрицательное.

Запаздывание начала подачи форсунки относительно начала подачи насоса определяется в основном временем, необходимым на увеличение давления топлива в системе нагнетания от давления подкачки (Pпод = Pнпн) до давления начала подачи форсунки (Pнпф).

Поэтому чем больше объем системы, меньше остаточное давление Pост и сильнее затяг пружины, тем больше угол запаздывания подачи форсункой φзп.

Угловой промежуток между началом подачи форсункой и ВМТ двигателя называется динамическим углом опережения подачи по форсунке (φуоп).

Как видно из рисунка 5.18, в момент открытия форсунки на кривой Pф отмечается характерный провал, связанный с тем, что при поднятии иглы происходит увеличение объема подыголочного пространства. После постановки иглы на упор увеличение подыголочного пространства прекращается и Pост давления продолжается. Характерный провал присутствует и на диаграммах, приведенных на рисунке 5.17.

Совпадение отсечной кромки с разгрузочным отверстием (или открытие отсечного клапана) сопровождается резким падением давления Pн.

Нагнетательный клапан садится, и топливо под действием перепада давлений быстро перепускается в полость низкого давления. Этот момент соответствует концу подачи насоса (φкпн).

Угловой промежуток между началом и концом подачи называется продолжительностью подачи насоса φппн.

Через некоторое время волна падения давления Pн от насоса доходит до форсунки и дальнейший впрыск происходит только за счет расширения топлива, отчего давление Pф падает. Когда оно упадет до уровня давления Pкпф, игла распылителя садится на седло (φкпф). Угловой промежуток между началом и концом подачи топлива форсункой называется продолжительностью подачи форсунки φппф.

Из рисунка 5.18 видно, что давление Pф к концу подачи топлива форсункой меньше, чем в момент начала подачи. Это явление называется дифференциальным эффектом иглы.

Объясняется оно тем, что в момент открытия форсунки давление в полости распылителя действует только на часть торцевой поверхности игольчатого клапана, не прижатую к седлу, создавая меньшую силу, чем когда игла открыта и давление действует на всю ее торцевую поверхность.

При регулировании ТНВД по началу подачи с уменьшением нагрузки двигателя фаза подачи насосом все больше сдвигается на участок снижения скорости плунжера. Это приводит к нарушению баланса между подачами насоса и форсунки.

При снижении оборотов на малых ходах подача насоса становится настолько вялой, что игла форсунки садится на место раньше, чем закончится активный ход плунжера.

Именно по этой причине такой способ регулирования в чистом виде на судовых дизелях практически не применяется.

При регулировании ТНВД по концу подачи, в момент отсечки, давление резко падает и через еще поднятый нагнетательный клапан, расположенный в насосе, формируется обратный поток топлива. Закрытие клапана сопровождается гидравлическим ударом, от которого возникают волны давления, идущие к форсунке.

За счет энергии этих волн игла форсунки может продолжать стоять на упоре, затягивая впрыск тем дольше, чем больше цикловая подача. В случае, когда к моменту прихода волны игольчатый клапан уже закрылся, волна может открыть его повторно.

Если давление во фронте волны превысит давление открытия форсунки, произойдет подвпрыск.

Из рисунка 5.18 видно, что по мере подъема плунжера давление перед распылителем сначала возрастает от давления начала подачи форсункой Pнпф до некоторого максимума Pmaxф , а затем падает до давления конца подачи форсункой Pкпф.

Учитывая переменный характер давления в системе, под термином давление впрыска принято подразумевать максимальное давление перед распылителем: Pвпр = Pmaxф . Именно уровень Pmaxф определяет гидравлические нагрузки на элементы линий высокого давления и места их соединений, т. е. в конечном счете надежность работы топливной аппаратуры.

На протяжении последних лет наблюдается устойчивая тенденция повышения давления впрыска с целью сокращения периода впрыскивания и улучшения качества распыливания топлива, что в конечном счете обеспечивает повышение экономичности дизелей. У современных судовых дизелей давление впрыска лежит в пределах 60…200 МПа, а в некоторых случаях может доходить до 250 МПа.

Продолжительность впрыска определяется моментами подъема и посадки иглы форсунки (линия h, рис 5.18). У судовых дизелей она составляет φф = 20…40° ПКВ.

Как было показано выше (формула (5.12)), характер изменения давления впрыска зависит от конструктивных и эксплуатационных параметров элементов системы топливоподачи, от режима их работы и физических свойств топлива.

• К конструктивным параметрам в первую очередь относится скорость подъема плунжера c = dhп/dφ, которая для систем с гидравлическим приводом зависит от скорости поступления управляющего масла в полость гидравлического цилиндра, а для систем с механическим приводом — от профиля кулачковой шайбы топливного насоса.
• При механическом приводе ТНВД выбор профиля топливного кулачка осуществляется на основе расчетов основных геометрических размеров топливной аппаратуры и кинематической характеристики плунжера топливного насоса (средней скорости плунжера cm на участке геометрического полезного хода плунжера).
• К числу основных относятся параметры, обеспечивающие заданные характеристики впрыска топлива по продолжительности подачи: геометрические размеры рабочего профиля топливного кулачка, угол подъема и величина полного подъема профиля.

В судовых дизелях наиболее часто используются профили топливных кулачков, определяющие трапецеидальный и треугольный или близкие к ним законы изменения скорости плунжера в зависимости от угла поворота кулачкового вала (рис. 5.19).

Первый из указанных профилей (рис. 5.

19а) характеризуется неизменной скоростью плунжера в процессе впрыска топлива, что создает определенные удобства при регулировании топливной аппаратуры на двигателе по опережению впрыска. Второй (рис. 5.

19б) позволяет получить наибольшую среднюю скорость плунжера на участке его активного хода и в максимальной степени использовать заданный полный подъем профиля топливного кулачка.

Достаточно часты случаи, когда в качестве рабочей используется только участок восходящей ветви скорости (рис. 5.19в).

Средние скорости плунжеров для профилей топливных кулачков с треугольным законом изменения скорости при прочих равных условиях на 6…12% выше.

Допустимое ускорение плунжера обычно лежит в пределах 200…400 м/с2, а в отдельных случаях оно может достигать величины 500 м/с2 и более.

Величина ускорения является исходной для выбора плунжерной пружины, которая должна обеспечивать постоянный контакт ролика толкателя с профилем топливного кулачка.

На практике достаточно часто для обеспечения заданных параметров впрыска применяют несимметричные законы изменения скорости плунжера, при которых наибольшая скорость достигается на участке, когда подъем плунжера осуществляется средним, наиболее крутым участком профиля кулачковой шайбы. В этот период давление впрыска достигает своего максимума, обеспечивая высокое качество распыливания.

На рисунке 5.

20 приведены диаграммы скорости и перемещения плунжера ТНВД для случая, когда период подачи топлива насосом (геометрический период подачи) φ2 приходится на участок высоких значений скорости плунжера c.

Отсечка при высокой скорости плунжера в конце подачи обеспечивает резкое падение давления впрыска и резкую посадку иглы форсунки. Период впрыска при низких значениях Pф перед посадкой иглы непродолжителен.

При эксплуатации дизелей для настройки топливной аппаратуры непосредственного действия с механическим приводом используют статические фазы топливоподачи насоса, которые еще называют геометрическими. Эти фазы доступны для контроля и регулирования без применения специальной аппаратуры.

Чтобы обеспечить заданные действительные фазы впрыска топлива форсункой, необходимо установить такие геометрические фазы подачи топлива, которые учитывали бы гидродинамические свойства системы топливоподачи. Для удобства анализа процесс топливоподачи разбивают на отдельные периоды.

Исходя из сказанного выше, таких периодов можно выделить три (рис. 5.18):

• 1) период задержки впрыска (φзп)— угловой промежуток между началом подачи насосом и началом подачи форсункой, обусловленный сжимаемостью топлива, упругостью нагнетательного трубопровода, конечной скоростью распространения волны давления в нем, остаточным давлением в трубопроводе pост и давлением открытия иглы Pнпф. По опытным данным, у судовых малооборотных дизелей продолжительность периода составляет 2…19° ПКВ;
• 2) период активного впрыска — угловой промежуток между началом подачи форсункой (φнпф) до конца подачи насосом (φкпн), в течение которого в цилиндр впрыскивается основная часть цикловой порции топлива. Продолжительность его зависит от нагрузки дизеля. Характер изменения давления в течение периода активного впрыска в значительной степени зависит от скорости подъема плунжера ТНВД;
• 3) период свободного истечения — угловой промежуток от конца подачи насосом (φкпн) и до конца подачи форсункой (φкпф). Процесс впрыска происходит за счет энергии сжатого топлива и упругости нагнетательного трубопровода. Впрыск топлива происходит при постепенно снижающемся давлении Pф, что обусловливает ухудшение качества распыливания. Топливо в этот период впрыскивается уже на линии расширения в цилиндре, что приводит к увеличению продолжительности догорания топлива и снижению экономичности дизеля.

Форсунка Дизеля, Насос, Части: Распылитель, Игла, Корпус и Пружина, Какая Система Впрыска Топлива, Диагностика и Симптомы Поломки

Форсунка предназначена для подачи строго дозированного количества топлива в камеру сгорания. Используются форсунки закрытого типа с гидравлическим подъемом иглы и калиброванным каналом распыления. Давление начала впрыскивания определяется типом форсунки, поэтому при замене форсунки устанавливайте новую форсунку того же типа. Устройство форсунки показано на рис.235.

Топливо в форсунку подается от ТНВД по трубопроводу высокого давления и по каналу в корпусе поступает в топливную полость распылителя. Когда давление топлива превысит сопротивление пружины, игла поднимется вверх и откроет доступ топливу к распылителю, который впрыскивает топливо в камеру сгорания.

При понижении давления топлива под действием пружины игла опускается и перекрывает поступление топлива.

Качество работы форсунки можно проверить на работающем двигателе. Для этого ослабьте гайку крепления топливопровода высокого давления к форсунке (рис.236). Если форсунка исправна, при ее отключении изменится звук работы двигателя и дымность выхлопа.

Если форсунка неисправна, при ее отключении ничего не изменится.Для снятия форсунок отсоедините топливопроводы высокого давления (см. рис.236) и трубку сброса топлива (рис.237), затем выверните форсунки (рис.238). При установке форсунки располагайте прокладки в соответствии с рис.239.

Затягивайте с моментом 6-7 кг-м.

Для проверки давления начала впрыска форсунку подсоедините к тестеру, создайте давление подкачкой, ослабьте гайку крепления форсунки и стравите воздух (рис.240), затем затяните гайку, поднимите давление до начала впрыскивания и определите давление по манометру тестера в момент начала снижения. Для двигателя RD28 давление начала впрыскивания новой форсунки составляет 135-145 кг/см2.

Давление работавшей форсунки, как правило, ниже указанного примерно на 10 кг/см2 (не более). Начальное давление впрыскивания регулируется установкой прокладки (1) под пружину (рис.241). Увеличение толщины прокладки повышает давление начала впрыскивания, уменьшение — снижает. Изменение толщины прокладки на 0,04 мм изменяет давление начала впрыска на 4,8 кг/см2 (форсунки для двигателя RD28).

Проверьте качество распыления: факел распыления д.б. равномерным по всему поперечному сечению конуса распыления, а распыление д.б.туманообразным (рис.242). Начало и конец впрыска д.б. четкими. У новых форсунок впрыск сопровождается резким звуком. У работавших форсунок отсутствие этого резкого звука не является признаком, на основании которого форсунку следует забраковать.

В нижеприведенной таблице сведены данные по давлению впрыска для форсунок, устанавливаемых на разных двигателях. Для проверки герметичности форсунки подсоедините ее к тестеру, стравите воздух, поднимите давление до величины, на 20 кг/см2 ниже давления начала впрыскивания. Не допускается просачивания топлива из форсунки при указанном давлении (рис.243).

Форсунки, не удовлетворяющие требованиям, следует заменить.

Допускается использовать форсунки, если после их разборки, чистки и последующей сборки они восстановят свои функциональные возможности и выдержат вышеописанные проверки. Промывку элементов производите только в керосине или растворителе, не оказывающем действие на материал элементов (например, в уайт-спирите). При чистке не касайтесь руками поверхности рабочих элементов форсунки.

Используйте для чистки только деревянный инструмент или из мягкого металла (латунные щетки). После чистки промойте элементы в чистом дизельном топливе и просушите.

При разборке не перепутайте элементы от разных форсунок, перед сборкой проверьте соответствие иглы и корпуса, поскольку они не взаимозаменяемы. Извлеките иглу из корпуса примерно на половину ее длины и опустите (рис.244). Она должна плавно опуститься без заеданий.

Проверку проведите несколько раз при разных поворотах иглы. После сборки проверьте давление начала впрыскивания и герметичность форсунки.

  ГАЗ-2752 «Соболь»: технические характеристики

Источник www.4diesel.ru

Форсунки дизельного двигателя, также как и инжекторного, периодически загрязняются.

Поэтому многие владельцы машин с дизельным двигателем задаются вопросом — как проверить форсунки на дизеле? Как правило, в случае их засорения топливо несвоевременно подается в цилиндры, и возникает повышенный расход горючего, а также перегрев и разрушение поршня. Кроме этого, возможен прогар клапанов, и выход из строя сажевого фильтра.

Форсунки дизельного двигателя

Проверка дизельных форсунок в домашних условиях

В современных дизельных двигателях повсеместно могут использоваться одна из двух известных топливных систем Common Rail (с общей рампой) и насос-форсунки (где на на каждый цилиндр отдельно подводится своя форсунка).

Они обе способны обеспечить высокую экологичность и КПД двигателя.

Поскольку эти дизельные системы функционируют и устроены подобным образом, но Коммон Реил более прогрессивна с точки зрения эффективности и шумности работы, хотя и проигрывает в мощности, стала все более чаще использоваться на легковых авто, то далее будем говорить о ней.

А про работу, неисправности и проверку насос форсунок расскажем отдельно, ведь это не менее интересная тема, особенно для владельцев автомобилей VAG группы, поскольку там довольно не сложно производится программная диагностика.

Самый простой метод вычисления забитой форсунки такой системы можно провести по следующему алгоритму:

Форсунка Common Rail

• на холостом ходу довести обороты двигателя до того уровня, когда проблемы в работе двигателя слышны наиболее отчетливо;
• каждую из форсунок отключают путем ослабления накидной гайки в месте крепления магистрали высокого давления;
• когда вы отключаете нормальную рабочую форсунку, то работа двигателя меняется, если же форсунка проблемная, то двигатель продолжит работать в таком же режиме и далее.

Кроме этого, проверить форсунки своими руками на дизельном двигателе можно путем прощупывания топливопровода на наличие толчков. Они будут результатом того, что ТНВД пытается нагнетать топливо под давлением, однако в силу забитости форсунки возникают сложности с его пропуском. Проблемный штуцер также можно определить по завышенной рабочей температуре.

Конструкция насос-форсунки

Конструкционно насос-форсунка состоит из плунжера, управляющего клапана, запорного и обратного поршней, обратного клапана и иглы распылителя.

Плунжер отвечает за создание давление — именно он крепится к кулачкам распредвала и от них получает энергию для поступательного движения. Возврат в исходную позицию осуществляет плунжерная пружина.

Управляющий клапан регулирует впрыск топлива, а его основным элементом является игла. Сигналы клапану отправляет ЭБУ автомобиля, который полностью управляет работой двигателя.

У форсунки тоже есть пружина, которая прижимает распылитель к седлу в момент впрыска топлива. Пружина сжимается за счет давления топлива. Корректную работу системы обеспечивают запорный поршень и обратный клапан. В нужный момент через иглу распылителя в камеру сгорания под высоким давлением попадает топливо.

Как работает насос-форсунка

В начале процесса работы двигателя кулачковый механизм распредвала инициирует движение коромысла и плунжера вместе с ним. Топливо течет по каналам форсунки. Отсечка топлива осуществляется закрытием клапана. Когда давление топлива в форсунке составляет 13 МПа — подпружиненная игла распылителя занимает верхнее положение, начиная первичный впрыск горючего.

Первичный впрыск топлива инициируется управляющим клапаном. Давление падает по мере увеличения потока топлива по питающей магистрали. Предварительных впрыска может быть два — это определяется режимом работы мотора.

Далее плунжер продолжает идти вниз. Закрытие клапана повышает рабочее давление в камере сгорания до 30 МПа. После чего происходит следующий ход иглы распылителя, совершая впрыск основной порции топлива в магистраль.

Количество топлива для каждого впрыска регулируется давлением. После нагнетания до уровня около 220 МПа подача топлива становится наиболее интенсивной, а мощность мотора выходит на пиковые значения. Завершает подачу основной порции топлива открытие клапана. Давление топлива в системе понижается, а игла распылителя закрывается.

Проверка дизельных форсунок на перелив (слив в обратку)

Проверка объема слива в обратку

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

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

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

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

Проверка перелива в обратку

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

Однако такая простая проверка без гидростенда и тест плана не дает полной картины.

Ведь на самом деле при работе двигателя количество сбрасываемого топлива зависит от многих факторов, она может быть забита и её нужно чистить или она подвисает и требуется в ремонте либо замене.

Поэтому данный способ проверки форсунок на дизеле в домашних условиях позволяет лишь судить лишь об их пропускных способностях. В идеале количество пропускаемого ими объема топлива должно быть одинаковым и находиться в пределах до 4 мл за 2 минуты.

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

Признаки неисправных насос-форсунок

О поломках в системе впрыска говорят следующие факторы:

• двигатель не заводится вообще, либо заводится с трудом;
• резкое увеличение расхода топлива;
• двигатель работает неравномерно;
• мощность работы двигателя падает на любых оборотах;
• сильное задымление выхлопа.

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.

Где находится насос-форсунка

Насос-форсунка устанавливается непосредственно в головке блока цилиндров. Часть с насосом находится снаружи блока и крепится к кулачкам распредвала, которые регулируют работу насоса. Часть с форсункой устанавливается внутрь блока — распылитель во время работы как бы “выглядывает” в камеру сгорания, рядом с выходом свечи накала, которая помогает воспламенить смесь.

Так как привод насоса идет от распредвала, насос-форсунки стоят под клапанной крышкой, поэтому снаружи собранного двигателя их не видно.

Чистка форсунок дизеля

Чистка форсунок дизеля

Выполнить очистку форсунок дизельного двигателя можно самостоятельно. Работы необходимо выполнять в чистоте и при хорошем освещении. Для этого форсунки снимают и промывают либо в керосине, либо в дизельном топливе без примесей. Перед обратной сборкой нужно обдуть форсунку сжатым воздухом.

Также важно проверить качество распыления топлива, то есть форму “факела” форсунки. Для этого существуют специальные методики. В первую очередь нужен испытательный стенд. Там подключают форсунку, подают на нее топливо и смотрят на форму и силу струи.

Зачастую для испытаний используют чистый лист бумаги, который подкладывают под нее. На листе будут отчетливо видны следы попадания топлива, форма факела и другие параметры. В соответствии с этой информацией можно будет в дальнейшем провести необходимые корректировки. Для чистки сопла иногда используют тонкую стальную проволоку.

Ее диаметр должен быть минимум на 0,1 мм меньше, чем диаметр непосредственно сопла.

Подбор и покупка насос-форсунок

Для надежной работы системы впрыска топлива насос-форсунку подбирают по артикулу, который можно определить по коду детали, или используя VIN-код автомобиля.

На каждый мотор устанавливаются только форсунки определенной модели, поэтому выбор сводится только к бренду производителя, которых не так много.

Основные мировые производители, продукция которых устанавливается на конвейере — это Bosch, Denso, Siemens, Delphi.

Связанные термины

• Головка блока цилиндров
• ЭБУ (электронный блок управления)

Возможные неисправности дизельных форсунок

Наиболее частой причиной неисправности является нарушение плотности посадки иглы в направляющей втулке форсунки. Если ее значение уменьшено, то через новый зазор протекает большое количество топлива.

В частности, для нового инжектора допускается утечка в объеме не более 4% от рабочего топлива, которое попадает в цилиндр. В целом же, количество топлива из форсунок должно быть одинаковым.

Обнаружить утечку топлива на форсунке можно следующим образом:

• найти информацию о том, какое давление должно быть при открытии иглы в форсунке (для каждого двигателя он будет различным);
• снять форсунку и установить ее на испытательный стенд;
• создать заведомо высокое давление на форсунке;
• с помощью секундомера измерить время, через которое давление упадет на 50 кгс/см2 (50 атмосфер) от рекомендуемого.

Проверка форсунки на стенде

Это время также прописано в технической документации к двигателю. Обычно для новых форсунок оно составляет от 15 секунд и более. Если форсунка поношенная, то это время может сократиться до 5 секунд.

Если время меньше 5 секунд, значит форсунка уже находится в нерабочем состоянии.

Дополнительную информацию о том, как ремонтировать дизельные форсунки (выполнять замену распылителей) вы можете почитать в дополнительном материале.

При износе седла клапана форсунки (не держит требуемого давление и происходит чрезмерный слив) ремонт бесполезен, обойдется больше половины стоимости новой (а это около 10 тыс. руб).

Иногда дизельный инжектор может давать небольшую или обильную течь горючего. И если во втором случае необходим лишь ремонт и полная замена форсунки, то в первом случае можно обойтись собственным силами. В частности, необходимо притереть иглу к седлу. Ведь основная причина подтекания — нарушение уплотнения на торце иглы (другое название — уплотняющий конус).

Для удаления подтекания дизельной форсунки зачастую используют тонкую шлифовальную пасту ГОИ, которую разводят с керосином.

Во время притирки необходимо следить за тем, чтобы паста не попала в зазор между иглой и втулкой. По окончании работ все элементы промывают в керосине или солярке без примесей.

После этого нужно обдуть их сжатым воздухом из компрессора. После сборки вновь проверить на наличие течи.

Зачем нужны насос-форсунки

Основная функция насос-форсунок — это создавать высокое давления дизельного топлива для впрыска в камеру сгорания, причем в определенный момент и четкое его количество, которые задаются ЭБУ.

Их конструкция позволяет разбивать процесс подачи топлива на фазы предварительного, основного и дополнительного впрыска, а также еще больше увеличить давление впрыска (200-250 МПа). Что в свою очередь приводит к более эффективному и экономному расходу топлива.

Неисправные форсунки и их влияние на работу дизельного двигателя

Как известно, любая деталь автомобиля имеет свой ресурс, и дизельные форсунки так же не являются исключением. Даже при условии использования качественного дизельного топлива и своевременной замены фильтров распылитель и форсунка в целом рано или поздно выйдет из строя.

В большей мере это обуславливается крайне жесткими условиями работы – высокая температура, высокое давление (в современных двигателях давление впрыска достигает 2000 и более бар) и механические нагрузки.

Так, к примеру, при частоте вращения двигателя с механической системой впрыска 2000 об/мин игла распылителя поднимается и с ударом садится на свое посадочное место около 17 раз в секунду (для электронной системы впрыска Common Rail имеющей дробный впрыск это значение может вырасти в разы).

Как следствие, на запорном конусе распылителя наблюдается усталость металла, сопровождающаяся износом и выкрашиванием.

В свою очередь это приводит к таким дефекта распылителя: падение рабочего давления впрыска; ухудшение качества распыла (распылитель «льет»), потеря герметичности распылителя; зависание иглы распылителя; потеря герметичности по направляющей цилиндрической части иглы распылителя.

Рассмотрим подробнее, что из себя представляет каждый из этих дефектов, и какое влияние на работу двигателя в целом они оказывают.

1. 1.     Падение рабочего давления впрыска.

Давление начала впрыска форсунки настраивается на определенное значение для каждой конкретной модели дизельного двигателя.

В процессе эксплуатации величина этого давления неизбежно снижается по причине износа запирающего конуса, хвостовика иглы распылителя, упора иглы, торцов крайних витков пружины форсунки, упора регулировочного винта или пакета регулировочных шайб, а так же просадки пружины.

 Наиболее интенсивное уменьшение давления происходит в течение первых 1000 моточасов  работы новой форсунки. В дальнейшем наблюдается более замедленное падение давления начала впрыскивания топлива. В результате экспериментальных исследований установлено, что при отклонении давления начала впрыскивания от номинального значения на 6,0-7,0 МПа расход топлива возрастает на 20-25 %.

• Причин этому может быть несколько.
• При  снижении давления впрыска уменьшается общее гидравлическое сопротивление системы плунжер-нагнетательный клапан-линия высокого давления- форсунка-распылитель в следствии этого возрастает цикловая подача секции – немного увеличивается количество топлива, подаваемого в цилиндр двигателя.
• Так же пониженное давление приводит к небольшому смещению угла опережения впрыска топлива (УОВТ) в сторону более раннего, что так же негативно сказывается на работе дизеля и при очень сильно заниженном давлении может вызвать детонационный эффект.

Данных дефект так же изменяет форму факела распыла – это приводит к ухудшению смесеобразования и сгорания топлива в цилиндре двигателя (капли топлива становятся более крупными, а мощности струй не хватает для качественного перемешивания с воздухом в камере сгорания). Это приводит к снижению мощности двигателя, увеличению расхода топлива и появлению токсичного черного или сизого выхлопа.

При появлении подобных симптомов форсунки необходимо проверить и ели надо отрегулировать на нужное давление при помощи регулировочного винта или пакета регулировочных шайб. Проверка и регулировка форсунок осуществляется при помощи специального стенда.

Во время эксплуатации допустимо падение давления не более чем на 10% от величины правильно настроенного давления впрыска для данного конкретного двигателя.

1. 2.     Нарушена герметичность по запирающему конусу (распылитель «льет»).

При значительной степени износа запирающего конуса теряется герметичность распылителя, в этом случае часто говорят что распылитель «льет». При этом распыление на столько ухудшается, что вместо факелов туманообразного топлива наблюдаются ярко выраженные струи.

Ни о каком нормальном смесеобразовании и сгорании топлива в цилиндре двигателя в этом случае не может идти речи. Так же отсутствует четкое окончание впрыска, топливо подтекает из распылителя, когда температура и давление в цилиндре уже значительно снижены.

В этом случае двигатель сильно теряет в мощности, расход растет катастрофически, наблюдается густой черный дым на выхлопе, возникают проблемы с запуском двигателя. Так же может начать расти уровень масла в поддоне двигателя из-за протекания в него несгоревшего топлива.

Исправить этот дефект можно только заменой распылителя на новый. Никакая промывка и прочистка в этом случае не поможет, а притирка и восстановление никогда не вернет распылителю качества заводского.

1. 3.     Зависание иглы распылителя.

При загрязнении дизельного топлива водой, механическими или иными примесями игла распылителя форсунки может «зависнуть», то есть заклинить в открытом или закрытом положении.

При зависании в открытом положении топливо попадает в цилиндр двигателя в большом количестве, причем в совершенно ненадлежащем качестве и не в нужный момент.

Из-за этого оно не сгорает, двигатель работает неровно, троит, из выхлопной трубы выбрасываются клубы черного и белого дыма. Может наблюдаться стук и детонация.

Уровень масла в поддоне обычно растет за счет протечки несгоревшего толпива.

Если распылитель зависает в закрытом положении, топливо не может через него попасть в цилиндр. Двигатель при этом троит и наблюдается ярко выраженный стук гидроудара. Нагрузки на привод ТНВД возрастают, дальнейшая эксплуатация может привести к выходу из строя ТНВД (поломка привода, плунжера или толкателя), отрыву носика распылителя или повреждению трубки высокого давления.

В этом случае так же необходима замена распылителя на новый.

1. 4.     Потеря герметичности по цилиндрической направляющей иглы распылителя.

Пара игла-корпус распылителя хоть и является прецизионным изделием, в ней все таки имеется зазор, необходимый для обеспечения нормальной подвижности иглы. В процессе работы форсунки через этот зазор происходит утечка небольшого количества топлива, отводимого через «обратку» в дренажную систему.

1. В процессе эксплуатации в результате износа этот зазор увеличивается, количество отводимого в дренаж топлива так же растет, и однажды достигнет настолько большой величины, что особенно на холостых оборотах двигателя значительная часть цикловой подачи ТНВД будет попадать не в цилиндр двигателя, а в «обратку» форсунки.
2. Это выражается в пропусках воспламенения в цилиндре и «троении» двигателя.
3. Выявить этот дефект так же можно только на специальном стенде для проверки форсунок, а устранить заменой распылителя в сборе.