Що таке форсунка: пристрій, чистка та перевірка
Зміст
Форсунки автомобільного двигуна – один із головних елементів системи живлення інжекторного та дизельного мотора. У процесі експлуатації форсунки засмічуються, течуть, виходять із ладу. Докладніше читайте далі.
Що таке форсунка
Форсунка – це невід'ємна деталь паливної системи двигуна, яка подає паливо до циліндрів у певний час у певній кількості. Паливні форсунки використовуються в дизельних, інжекторних та моно-інжекторних силових агрегатах. На сьогоднішній день існує кілька видів форсунок, які принципово відрізняються один від одного.
Розташування та принцип роботи
За типом паливної системи форсунка може знаходиться в декількох місцях, а саме:
- центральне впорскування – це моноінжектор, що означає, що у паливній системі використовується лише одна форсунка, встановлена на впускному колекторі, безпосередньо перед дросельною заслінкою. Є проміжною ланкою між карбюратором і повноцінним інжектором;
- розподілене упорскування - інжектор. Форсунка встановлена у впускному колекторі, змішується з повітрям, потрапляючи в циліндр. Відзначається стабільною роботою, завдяки тому, що паливо омиває впускний клапан, він менш схильний до обростання нагаром;
- безпосереднє упорскування - форсунки вмонтовані безпосередньо в головку блоку циліндрів. Раніше система використовувалася тільки на дизельних моторах, а до 90-х років минулого століття автоінженери почали тестувати безпосереднє уприскування на інжекторі, із застосуванням ТНВД (паливний насос високого тиску), завдяки чому вдалося підвищити потужність і економічність, щодо розподіленого упорскування. Сьогодні безпосереднє упорскування широко застосоване, особливо на турбованих моторах.
Призначення і види форсунок
Форсунка є деталлю, яка впорскує паливо в камеру згоряння. Конструктивно являє собою електромагнітний клапан, який управляється електронним блоком управління двигуном. У паливній карті ЕБУ встановлені значення, в залежності від ступеня навантаження двигуна, визначається час відкриття, час, при якому голка форсунки залишається відкритою, і кількість палива, що впорскується.
механічні форсунки
Механічні форсунки застосовувалися винятково на дизельних двигунах, саме з них почалася ера класичного дизельного ДВЗ. Конструкція такої форсунки проста, як і принцип дії: по досягненню певного тиску голка відкривається.
Від паливного бака до ТНВД надходить "солярка". У паливному насосі нагнітається тиск і розподіляється дизельне паливо по магістралі, після чого порція "дизеля" під тиском через форсунку надходить в камеру згоряння, після зниження тиску на голку розпилювача знижується і вона закривається.
Конструктивне рішення форсунки банально просте: корпус, всередині якого вмонтована голка з розпилювачем, дві пружини.
електромагнітні форсунки
Такі форсунки більше 30 років використовуються в інжекторних двигунах. Залежно від модифікації впорскування палива здійснюється точково або розподіляється по циліндру. Конструкція досить проста:
- корпус з роз'ємом для підключення до електричного кола;
- обмотка збудження клапана;
- якір електромагніту;
- замикає пружина;
- голка, з розпилювачем і соплом;
- ущільнювальне кільце;
- фільтр-сітка.
Принцип роботи: ЕБУ двигуном посилає напруга на обмотку збудження, утворюючи електромагнітне поле, що впливає на голку. У цей момент зусилля пружини послаблюється, якір втягується, голка піднімається звільняючи сопло. Клапан керування відкривається і паливо надходить в двигун під певним тиском. ЕБУ задає момент відкриття, час при якому клапан залишається відкритим, і момент замикання голки. Даний процес повторюється всю роботу ДВС, за хвилину відбувається мінімум 200 циклів.
електрогідравлічні форсунки
Застосування таких форсунок проводиться в дизельних моторах з класичною системою (ТНВД) і Common Rail. Складається електрогідравлічна форсунка з наступних комплектуючих:
- сопло з запірної голкою;
- пружина з поршнем;
- камера управління з впускним дроселем;
- зливний дросель;
- обмотка збудження з роз'ємом;
- штуцер підведення палива;
- зливний канал (обратка).
Схема роботи: цикл форсунки починається з закритого клапана. У камері управління знаходиться поршень, на який діє тиск палива, при цьому запірна голка щільно "сидить" на сідлі. ЕБУ подає напругу на обмотку збудження і паливо подається в форсунку.
п'єзоелектричні форсунки
Застосовується виключно на дизельних агрегатах. На сьогодні конструкція найпрогресивніша, так як пьезо форсунка забезпечує максимально точне дозування, кут розпилу, швидке спрацьовування, а також багаторазовий розпил в один цикл. Складається форсунка з тих же деталей, що і електрогідравлічна, тільки додатково має наступні елементи:
- п'єзоелемент;
- два поршня (переключающего клапана з пружиною і штовхача);
- клапан;
- дросельна пластина.
Принцип дії здійснено на зміну довжини пьезоелемента при подачі на нього напруги. При подачі імпульсу п'єзоелемент, змінюючи довжину, впливає на поршень штовхача, включається перемикаючий клапан і паливо подається на злив. Кількість палива, що впорскується дизельного палива визначається тривалістю подачі напруги від ЕБУ.
Проблеми та несправності форсунок двигуна
Щоб мотор стабільно працював і з часом не брав більше бензину при динаміці, що погіршилася, необхідно періодично чистити розпилювач. Багато фахівців рекомендують виконувати таку профілактичну процедуру через 20-30 тисяч кілометрів пробігу. Хоча на цей регламент сильно впливає кількість мотогодин і якість палива, що використовується.
У машині, яка часто експлуатується в міських умовах, пересувається по тягучках, і заправляється де завгодно, чистку форсунок необхідно проводити частіше - приблизно через 15 тисяч кілометрів пробігу.
Незалежно від типу форсунки найболючішим її місцем є утворення нальоту на внутрішній частині деталі. Таке часто трапляється, якщо використовується неякісне паливо. Через це нальоту розпилювач форсунки перестає розподіляти паливо рівномірно по всьому циліндру. Іноді буває, що паливо просто б'є струменем. Через це воно погано поєднується з повітрям.
В результаті, велика кількість палива не згорає, а викидається у вихлопну систему. Так як повітряно-паливна суміш при згорянні виділяє недостатньо енергії, двигун втрачає в динамічності. Тому водієві доводиться сильніше натискати педаль газу, що призводить до перевитрати палива, а динаміка транспорту продовжує падати.
Ось кілька ознак, які можуть свідчити про проблеми з форсунками:
- Утруднений старт двигуна;
- Збільшився витрата палива;
- Втрата динамічності;
- З вихлопної системи йде чорний дим і пахне незгорілим паливом;
- Плаваючі або нестабільні неодружені обороти (у деяких випадках на ХХ мотор зовсім глухне).
Причини засмічення форсунок
Ключовими причинами засмічення паливних форсунок є:
- Погана якість палива (високий вміст сірки);
- Руйнування внутрішніх стінок деталі через корозію;
- Природний знос деталі;
- Несвоєчасна заміна паливного фільтра (через забитий фільтруючий елемент у системі може виникати вакуум, який розриває елемент, і паливо починає надходити брудним);
- Порушення у монтажі форсунки;
- Перегрів;
- У форсунку потрапила вода (таке може відбуватися в дизельних двигунах, якщо автовласник не видаляє конденсат з відстійника паливного фільтра).
На окрему увагу заслуговує питання неякісного палива. Попри існуючу думку, що в бензині можуть траплятися дрібні піщинки, що забивають розпилювач форсунки, таке відбувається вкрай рідко. Причина в тому, що весь бруд, навіть дрібні фракції ретельно фільтруються в паливній системі, поки пальне подається на форсунку.
Переважно форсунка забивається осадом від важкої фракції бензину. Найчастіше він утворюється усередині форсунки після того, як водій глушить двигун. Поки двигун працює, блок циліндрів охолоджується системою охолодження, а сама форсунка за рахунок надходження прохолодного палива.
Коли двигун перестає працювати, в більшості моделях автомобільна рідина, що охолоджує, перестає циркулювати (помпа має жорсткий зв'язок з коленвалом через ремінь ГРМ). Тому деякий час в циліндрах зберігається висока температура, але при цьому вона не досягає порога займання бензину.
Коли двигун працює, всі фракції бензину повністю згорають. А ось коли він перестає працювати, дрібні фракції розчиняються через високу температуру. Але важкі фракції бензину або солярки не можуть розчинитись через недостатню температуру, тому вони залишаються на стінках форсунки.
Хоч цей наліт і не товстий, його достатньо, щоб змінилося перетин клапана у форсунці. Він згодом може неправильно закриватися, а при відшаруванні деякі частинки можуть потрапити в розпилювач і змінити факел розпилення.
Тяжкі фракції бензину часто утворюються при використанні деяких присадок, наприклад, що підвищують його октанове число. Також подібне може траплятися, якщо порушуються правила транспортування або зберігання палива у великих резервуарах.
Звичайно, засмічення паливних форсунок відбувається повільно, через що водієві складно помітити незначне підвищення ненажерливості двигуна або зниження динаміки авто. Набагато частіше проблема з форсунками різко проявляється при нестабільних оборотах двигуна або утруднених запуску агрегату. Але ці ознаки також характерні для інших несправностей у машині.
Але перш ніж почати чищення форсунок, автовласник повинен переконатися, що погана робота двигуна не пов'язана з іншими системами, наприклад, з несправностями в запаленні чи паливній системі. На форсунки звертати увагу слід лише після того, як були перевірені інші системи, поломки яких мають симптоми, схожі на ознаки засміченого інжектора.
Способи чищення форсунок
В процесі експлуатації паливні форсунки засмічуються. Це відбувається через неякісне пальне, а також несвоєчасної заміни паливного фільтра тонкого і грубого очищення. Згодом падає продуктивність форсунки, а це загрожує підвищенням температури в камері згоряння, а значить незабаром знос поршня.
Найпростіше промивати форсунки розподіленого уприскування, так як їх простіше демонтувати для якісної чистки на стенді, при цьому є можливість вирівняти пропускну здатність і кут розпилу.
Чистка миючої рідиною типу Wynns на стенді. Форсунки встановлюють на стенд, в бачок заливається рідина, мінімум 0.5 літрів, сопло кожної форсунки занурене в колби з розподілом в мл, що дозволяє проконтролювати продуктивність форсунок. В середньому чистка займає 30-45 хвилин, після чого змінюються кільця ущільнювачів на форсунках і вони встановлюються на своє місце. Періодичність чищення залежить від якості палива і діапазоні заміни паливного фільтра, в середньому кожні 50 000 км.
Чистка рідиною без демонтажу. До паливній рейці підключається система з рідиною. Шланг, за яким буде подаватися чищення у картриджі, підключається до паливній рейці. Суміш подається під тиском 3-6 атмосфер, двигун працює на ній близько 30 хвилин. Спосіб також ефективний, проте відсутня можливість коригування кута розпилу і продуктивності.
Чистка за допомогою присадки в паливо. Метод часто піддається критиці, так як ефективність змішування присадки, що миє, з паливом сумнівна. Насправді це працює в тому випадку, якщо форсунки ще не забиті, як профілактика – відмінний засіб. Разом із форсунками чиститься бензонасос, проштовхуються дрібні частинки через паливопровід.
Чищення ультразвуком. Працює спосіб тільки при знятті форсунок. Спеціальний стенд обладнаний ультразвукової установкою, ефективність якої доведена. Після чистки видаляються Смольний відкладення, які жодна миюча рідина не змиє. Головне не забути змінити фільтр-сітку, якщо ваші форсунки дизельні або інжекторні з безпосереднім уприскуванням.
Пам'ятайте, що після очищення форсунок бажано замінити паливний фільтр, а також фільтр грубої очистки, який встановлений на бензонасосі.
Чищення форсунок ультразвуком
Цей метод найскладніший і він використовується у найзапущеніших випадках. У процесі виконання цієї процедури всі форсунки знімаються з двигуна, встановлюються спеціальний стенд. На ньому перевіряється факел розпилення до очищення та порівнюється результат після очищення.
Такий стенд імітує роботу інжекторної системи автомобіля, але замість бензину або солярки через форсунку пропускається спеціальний засіб для чищення. У цей момент промивна рідина в результаті коливань клапана у форсунці утворює дрібні бульбашки (кавітація). Вони руйнують наліт, що утворився у каналі деталі. На цьому стенді перевіряється працездатність форсунок і визначається, чи є сенс використовувати їх далі, або необхідно замінити паливні форсунки.
Хоча чистка форсунок ультразвуком є одним з найефективніших методів, він є найдорожчим. Ще один недолік чищення ультразвуком полягає в тому, що грамотно цю процедуру виконає спеціаліст. Інакше автовласник просто викине гроші на вітер.
Переваги та недоліки форсунок
Всі сучасні двигуни оснащуються інжекторною паливною системою, тому що в порівнянні з карбюратором у неї є кілька істотних переваг:
- Завдяки більш якісному розпорошенню повітряно-паливна суміш згоряє повністю. Для цього потрібно менший обсяг палива, а енергії вивільняється більше, ніж при утворенні ВТС карбюратором.
- При меншій витраті палива (якщо порівнювати ідентичні мотори з карбюратором та інжектором) потужність силового агрегату відчутно вища.
- При справній роботі форсунок двигун легко запускається в будь-яких погодних умовах.
- Немає потреби часто обслуговувати паливні форсунки.
Але будь-яка сучасна технологія має кілька серйозних недоліків:
- Наявність великої кількості деталей механізмі збільшує потенційні зони поломок.
- Паливні форсунки чутливі до поганої якості палива.
- При виході з ладу або необхідності прочистки заміна або промивання інжектора в багатьох випадках коштує дорого.
Відео на тему
Ось невелике відео про те, як можна промити паливні форсунки в домашніх умовах:
Питання та відповіді:
Що таке форсунки у двигуні? Це конструктивний елемент паливної системи автомобіля, який забезпечує дозовану подачу палива у впускний колектор або безпосередньо в циліндр.
Які види форсунок бувають? Форсунки в залежності від типу двигуна та електронної системи можуть бути механічними, електромагнітними, п'єзоелектричними, гідравлічними.
Де знаходяться форсунки у машині? Це від типу паливної системи. У розподіленій паливній системі вони встановлюються у впускному колекторі. У прямому упорскуванні вони ставляться у ГБЦ.
