Топливные форсунки двигателя: устройство, принцип работы и промывка инжектора

Common rail

Наиболее популярная топливная система для дизелей – аккумуляторная (или common rail). Она соответствует более высоким экологическим стандартам. Это обеспечивается благодаря независимости процессов впрыскивания дизеля от режимов работы двигателя.

Конструктивно система питания дизеля common rail имеет два основных контура:

  1. Участок низкого давления – состоит из топливного бака, насоса низкого давления, трубопроводов и фильтра.
  2. Участок высокого давления – состоит из топливного насоса высокого давления (ТНВД), трубопровода, рампы (аккумулятора) и форсунок.

https://www.youtube.com/watch?v=OpIEJqh1t24

Принцип работы топливной системы дизеля представляет собой следующую последовательность:

  1. Насос низкого давления нагнетает дизель из топливного бака в трубопровод.
  2. Проходя по трубопроводу через фильтры грубой и тонкой очистки дизель подается в насос высокого давления.
  3. ТНВД подает топливо в форсунки, с помощью которых происходит впрыск в цилиндры.
  4. Одновременно с впрыском топлива происходит подача воздуха.

Виды питания бензиновых двигателей

В зависимости от типа бензинового двигателя, различают топливные системы:

  • карбюраторные;
  • инжекторные.

Они имеют отличия в конструкции и рабочих параметрах.

Виды топливных форсунок

Существует несколько видов топливных форсунок (инжекторов), используемых в двигателях внутреннего сгорания легковых автомобилей, и методов их промывки.

В зависимости от топлива, используемого в автомобильном двигателе, типы форсунок классифицируются на:

  • форсунки для бензинового двигателя;
  • форсунки для дизельного двигателя.

Бензиновые инжекторы применяются в отличающихся друг от друга системах впрыска топлива, а дизельные инжекторы имеют разные физические методы управления впрыском топлива.

История инжекторных двигателей

Свой путь инжекторные двигатели начали в авиации — первый авиамотор с впрыском топлива был создан еще в 1916 году (причем в России, выдающимися конструкторами Б.С. Стечкиным и А.А. Микулиным), однако массовое производство таких систем было начато перед Второй Мировой войной в Европе. Уже тогда о себе заявила фирма Bosch, которая одной из первых стала создавать инжекторные системы подачи топлива.

В автомобилях инжекторы появились в 1950-х годах, однако в то время они были не слишком интересны ни производителям, ни потребителям. И только с 1970-х годов, когда остро встал вопрос об экологической безопасности двигателей, а техника достигла достаточного для создания сложной автоматики уровня, инжекторные системы стали получать все большее и большее распространение.

На сегодняшний день инжекторные моторы занимают наибольшую долю рынка, а карбюратор уже практически стал историей.

Карбюраторные

Работа карбюраторной системы осуществляется по следующему принципу:

  1. Насос всасывает топливо из бака. При этом он обеспечивает невысокое давление, достаточное лишь для подачи топлива.
  2. Двигаясь по трубопроводу, топливо проходит фильтрацию.
  3. В специальной камере (карбюраторе) горючее смешивается с воздухом.
  4. Готовая смесь подается напрямую в цилиндры двигателя, где она сгорает.

Линия возврата топлива (“обратка”)

фото 4
Топливные системы

Как правило, топливный насос имеет постоянную производительность, то есть закачивает топливо из бака в рампу под постоянным давлением. Двигатель же работает на разных режимах, потребляя разное количество топлива, в зависимости от его нагрузки. Таким образом, возникает необходимость контролировать давление и количество топлива в топливной рампе.

Этим занимается регулятор давления топлива, который сливает излишки топлива обратно в бак через линию возврата топлива, так называемую “обратку”. В настоящий момент существует два вида топливных систем, отличающихся наличием или отсутствием линии возврата топлива (обратной магистрали).

  1. Система подачи топлива с линией возврата. Топливо, которое не было впрыснуто форсункой, является избыточным и оно возвращается обратно в бак через регулятор, который расположен на топливной рампе, и линию возврата. Таким образом в топливном коллекторе поддерживается постоянное давление.
  2. Топливная система без линии возврата. Регулятор давления топлива в таких системах обычно устанавливается в модуле погружного топливного насоса. Избыточное топливо, подаваемое насосом, возвращается обратно в бак через короткую линию возврата. При этом в топливную рампу подается только то количество топлива, которое впрыскивается форсунками. Данная система имеет следующие преимущества – меньшая стоимость и меньший подогрев топлива в баке.

Полезное видео

Ознакомьтесь с дополнительной информацией о системе питания инжекторного двигателя на видео ниже:

Как правило, основные элементы топливной системы одинаковы для большинства моделей автомобилей, находящихся в одной категории. С другой стороны, практические характеристики могут изменяться, в зависимости от технических особенностей конкретного двигателя.

Преимущества и недостатки инжекторов

Широкое распространение двигателей с инжекторной системой подачи топлива обусловлено их неоспоримыми преимуществами:

— Автоматическое изменение режима работы двигателя в зависимости от текущих условий;
— Отсутствие необходимости производить какие-либо ручные настройки;
— Экономичность (потребление топлива до 20% ниже, чем у карбюраторных моторов);
— Соответствие высоким экологическим требованиям;
— Простой запуск двигателя (опять же из-за автоматической регулировки режима работы).

Однако ничто не дается просто так, и инжекторные двигатели имеют ряд недостатков:

— Сложность и относительно высокая стоимость;
— Низкая ремонтопригодность узлов системы подачи топлива — некоторые детали проще выбросить, чем ремонтировать;
— Повышенные требования к качеству и составу топлива;
— Обслуживание и ремонт может проводиться только специалистами с применением специальных инструментов и приборов;

Но преимущества инжекторных двигателей преобладают над недостатками, что и обеспечило их широчайшее распространение во всем мире.

Другие статьи

Разделенная и насос-форсунка

фото 3
Насос-форсунка

Разделенная топливная система состоит из топливного бака, трубопроводов, ТНВД и форсунок. При этом насос и форсунки соединены длинными трубопроводами, рассчитанными на высокое давление. Разделенная схема активно применяется в отечественном автомобилестроении, поскольку отличается низкой стоимостью и простотой конструкции.

В свою очередь, насос-форсунка – устройство, одновременно создающее нужный уровень давления и производящие впрыск топлива. Она располагается в головке блока цилиндров и приводится в действие кулачковым механизмом. Прямая и обратная магистрали при этом реализованы как каналы, находящиеся непосредственно в головке блока.

Рабочее давление при такой схеме составляет до 2 200 бар.

Этот способ имеет важный недостаток – он характеризуется зависимостью давления от режима работы двигателя.

Состав и функции системы подачи топлива

Главная функция любой топливной системы – это подача необходимого количества топлива из бака в камеру сгорания в определенный момент времени. Функционально она разделяется на две основных системы:

  • транспортировка топлива, его фильтрация и создание давления в системе – выполняется механическими и гидравлическими устройствами;
  • расчет количества и момента впрыска топлива, а также распределение его по цилиндрам – осуществляется электронными устройствами.
фото 1
Топливная система автомобиля

В состав топливной системы входят следующие элементы:

Схема, устройство и принцип работы для дизельного двигателя

фото 2
Схема топливной системы common rail

Системы подачи дизельного топлива имеют свои особенности. Различают три типа конструкций:

  • Сommon rail (или аккумуляторная);
  • С насос-форсунками;
  • Разделенные.

Техническое обслуживание форсунок

Промывка автомобильных форсунок – такая же необходимая процедура ухода за автомобилем, как замена масла, тормозной жидкости, поддержание необходимого давления в шинах и т. д. Большинство автомобилистов процедуру технического обслуживания просто игнорируют, ссылаясь на недостаток времени, отсутствие “лишних” денег или откладывают на потом, а значит – никогда.

Рано или поздно наступает момент, когда (особенно в холодное время года), начиная утром запускать двигатель, сделать это с первой попытки не удается, и не обращая внимание на этот симптом, продолжают эксплуатировать автомобиль дальше.

Более щепетильные владельцы авто отправляются на компьютерную диагностику и, тратя деньги и время, которые можно было вложить в своевременный уход за топливной системой, получают, чаще всего, не корректное заключение о причинах такого поведения двигателя.

Начинается замена свечей, вспоминают про топливный фильтр, который “сто лет” уже не меняли, смена места заправки и т. д. Когда “танцы с бубном” вокруг автомобиля не приносят никаких результатов и все возможные и невозможные действия проделаны, дело доходит до промывки инжектора.

А еще интересно:  Tianye Admiral (Тянье Адмирал) - цена, отзывы, характеристики, фото, видео

Категорически запрещается отсоединять электрический разъем пьезоэлектрической форсунки во время работы двигателя – это может привести к механическому повреждению силового агрегата.

Находится “опытный” гаражный автомастер, который дает совет: залить в бензобак присадку в топливо для очистки форсунок, и хорошо, если это хоть частично решает проблему, – некоторые присадки так “хороши”, что растворяя отложения на стенках бензобака и топливных магистралях серу и фракции тяжелых соединений, не останавливаясь в топливном фильтре, засоряют топливные инжекторы окончательно.

Есть два пути решения этой проблемы: радикальный – заменить инжекторы или буксировать автомобиль в автомастерскую для снятия и промывки на стенде ультразвуковой очистки, что тоже не всегда помогает.

Первая причина – недостаточная квалификация мастера: незнание устройства форсунок, которые он берется промывать. Ультразвуковые ванны для очистки разрушают керамические детали, которые могут присутствовать в конструкции – такие инжекторы чистить в ультразвуковой ванне категорически запрещено.

Вторая причина: ультразвуковое колебание может разрушить старое, “высохшее” лаковое изоляционное покрытие проводов катушки, и происходит замыкание в обмотке, что случается не часто, но если это возможно – значит не исключено. Чтобы избежать всех этих неприятностей, надо вовремя проводить химическую промывку форсунок.

Какая чистка лучше – химическая или ультразвуком? Все зависит от конструкции форсунок и пробега автомобиля. Не стоит забывать, что обещанный ресурс большинства инжекторов – это один миллиард циклов, что составляет около 120 тыс. км. Но продлевать их жизнь надо, не только периодически посещая посты очистки, но и заправляться качественным топливом.

Топливная система современных дизельных двигателей

Современные дизельные топливные системы – наверное одни из самых сложных и деликатных из всех систем современного автомобиля. Долгие годы развития систем впрыска топлива привели к появлению так называемых «коммонрейл» систем (систем с «общей (топливной) магистралью» или аккумуляторная топливная система по-русски, но я её буду называть коммнорейл потому что я ленивая жопа) – характерная особенность как раз та самая аккумуляторная рейка в которую ТНВД (топливный насос высокого давления) нахерачивает сколько то тысяч атмосфер (последнее поколение топливных систем ездит до 2500 атмосфер) что бы потом распределить его по инжекторам.

Общий вид ТС:

Из важного: 2 – (чаще всего) электрический насос в баке; 4 – ТНВД; 5 – топливная рейка-аккумулятор; 8 – инжектор(ы). Более темные трубки – трубки высокого давления; более светлые – обратка (с инжекторов, рейки и ТНВД) а так же давление подачи из насоса в баке

.

Некоторые системы имеют разную конструкцию (например в моем пассате Б6 2008 года аж два насоса подкачки, что бы я больше платил денег для обслужвания системы неиначе) но в целом принцип остается тем же самым. Накачать топливо в ТНВД – ТНВД создает давление в рейке – инжекторы используют это давление – в камере сгорания происходит бум.

Теперь из элементов:

Электрический насос в баке

Ничего особенного, на пассажирских авто преимущественно электрический, служит для того что бы транспортировать топку из бака в ТНВД через фильтр. Особенностью дизельной топливной системы является то, что элементы смазываются дизельным топливом (одна из причин того, что налив в дизельный бак бензинового топлива всю топливную систему придется покупать заново), поэтому насос подкачки работает всегда при повернутом ключе зажигания и прокачивает примерно в 3 раза больше топлива чем может прокачать ТНВД при макисмальной производительности.

ТНВД

Насос плунжерного типа (то есть давление нагнетается мини-поршнем) с приводом от двигателя (зубчатый или цепной привод). Для пассажирских авто большая часть соверменных насосов – одноплунжерные, до тех пор пока позволяет пропускная способность и нагрузка на цилиндр. Для обычного обывателя Пикабу – в ваших тачках стоят насосы с одним плунжером. Главная задача ТНВД – сжимать топку и поставлять её в рейку. Делает это насос просто, изящно и со вкусом.

Большая овальная хрень посередине – это кулачковый вал, который действует на плунжер сжимая пружину и приводя плунжен в движение. Приводится вал от двигателя. Как можно видеть на картинке – в насосе три дырки. Две желтые – подача топлива от насоса подкачки и обратка из ТНВД (как я уже говорил – все смазывается дизельным топливом, включая насос, поэтому надо возвращать излишки топлива назад в бак). Оранжевая дырка – подача топлива в рейку под высоким давлением.

При движении зеленого цилиндра вниз открывается зеленый клапан выше, часть «желтого» топлива из верха насоса перетекает в камеру цилиндра. При движении цилиндра вверх топливо сжимается и поставляется в рейку. За количеством топлива следит удивленный китаец справа сверху на насосе – небольшой соленойд, который регулирует количества топлива которое может засосать цилиндр.

Обратка просто обратка, ничего особенного.

Инжекторы

Люди почему то настаивают на русском слове «форсунка» что по моему мнение в корне не правильно – форсунка открыта всегда, когда как инжектор открывается только в определенном случае и почти сразу же закрывается. Длина каждого цикла впрыска – от 1 до 2 мс, количество топлива которое попадает в цилндр при каждом впрыске – от 1 до 350 мм3 (350 мм3 это примерно 1/10 чайной ложки воды) – поэтому на инжекторы возлагается задача быть ОЧЕНЬ ТОЧНЫМИ. Интересно знать, что игла (золотник?) в инжекторе приводится в движение исключительно гидравлически – управление инжектором происходит электрически, но движение производится путем стравливания давления из камеры вокруг конца иглы. Что бы не быть голословным:

Это схема пьезоэлектрических инжекторов последнего поколения. Из важного: 1 – подача топлива из рейки; 2 – обратка топлива из инжектора; 16 – камера, в которой регулируется давление вокруг головы инжектора; Fs – давление топлива, которое закрывает инжектор; Fd – давление топлива, которое открывает инженктор; 19 – специальный клапан, который регулирует обратку из камеры высокого давления

Впрыск происходит следующим образом: во всей части высокого давления в инжекторе давление одинаковое, до момента когда пьезоэлектрический актюатор 17 не открывает клапан 19 стравливая давление из камеры 16. Почти сразу же происходит разбалансировка давления и сила Fd превышает силу Fs – игла поднимается и происходит впрыск топлива после чего давление опять становится одинаковым и игла закрывает отверстие.

Важно понимать, что скорость распространения волны давления в жидкости очень важна когда идет речь о впрыске 0.01 мл топлива – а так же важно знать другие параметры топлива, такие как например температура для правильного расчета длительности поднятия иглы. Этим всем занимается система управления двигателя, и в этом лежит очень большая часть работы над управлением мотором.

Соль пьезоэлектрических инжекторов заключается в их быстродействии – и как следствие, количество циклов пре- и пост- впрысков:

Пре-впрыски позволяют улучшит звуковые и вибрационные качества двигателя, как бы подготавливая камеру сгорания, пост-впрыски позволяют понизить уровни выбросов. На картинке выше – 5 циклов впрыска; новые системы могут увеличить число впрысков до 7 или даже 9. Только вдумайтесь, мотор работает на 5000 оборотов в минуту – почти 100 раз в секунду; то есть инжектору нужно делать 5 впрысков каждые 0.02 секунды (50 Гц – раз в два оборота)!

Топливная рейка-аккумулятор

Я специально оставил эту штуку напоследок. Кажется что это самый простой элемент топливной системы – ну а че там, просто палка с дыркой посередине, несколько отврестий и клапан на конце:

(мне Бош не платили что бы я их рекламировал, честно а жаль)

Но не тут-то было. Это один из самых важных элементов системы впрыска (хотя как их можно разделять вообще? Они все важны, без них машина не поедет)

Давайте разберемся в начале как оно работает.

ТНВД накачивает топку через отверстие со стрелкой вниз, отверстия со стрелкой вверх – к инжекторам; светло-серая херня на конце – обратка топливная (и клапан, который стравливает давление). Просто? Просто.

А еще интересно:  Зимние шины для бездорожья — что можно поставить, смотрим шипованные и нешипованные модели

Но вся соль заключается в моменте, когда нам приходится впрыскивать минимальное количество топлива (одна-две капли) 50 раз в секунду. Важно знать не только общее давление в рейке (датчик на картинке слева) но так же важно знать где в каждый момент времени находится волна (волны) давления, которые поступают от ТНВД – ведь от этого меняется длительность подъема иглы инжектора! Ведь если волна давления прямо рядом с инжекторным отверстием, то в инжектор поступит чуть больше давления – значит длительность впрыска должна быть меньше! И наоборот – а теперь все это надо учесть для всех 4 инжекторов, несколько накладывающихся волн, переотражение их от стенок, а так же ТНВД который все это время продолжает гнать топку – ну и нельзя забывать о длине трубок до самих инжекторов – ведь в них происходит затухание давления.

Так же важно понимать сам процесс изготовления рейки – ведь не только важно знать что отверстие к инжектору от 3 до 3.015 мм, но так же важно знать насколько точно и куда процесс изготовления кладёт этот разброс размеров – например, изза очень точного процесса большая часть отверстий от 3.007 до 3.009 мм. Так же надо принимать во внимание внутренний размер полости и его разброс – и сразу же настройка рейки перестает быть тривиальным заданием и превращается в математическую гимнастику.

Заключение

Дизели развивались долго, и их топливные системы прошли огромный путь от массивных рядных насосов до элегантных систем коммнорейл. Да, я понимаю, надежность старых насосов была монументальная, но увы – прогресс требует жертв, поэтому имеем что имеем.

Что интересно – бензиновые движки тоже перешли на прямой впрыск топлива, только из-за низких давлений система у них пока попроще. Но это пока.

На этом всё, надеюсь вам было интересно. Опять же, если есть вопросы – задавайте, могу узнать у коллег/сам попробую ответить.

Удачи.

Ультразвуковая чистка форсунок

Во время эксплуатации форсунок на их рабочих поверхностях происходит отложение мягких и твердых фракций. При постоянном уходе за топливными инжекторами мягкие отложения смываются, а отложения твердых составов удаляются частично и постепенно накапливаются.

Установка ультразвуковой очистки форсунок полностью удаляет все виды загрязнений, возникающих во время работы инжектора. В зависимости от времени, необходимого для снятия форсунок, стоимость процедуры очистки зависит от конструкции двигателя.

Перед погружением в ультразвуковую ванну,форсунки необходимо проверить на стенде, чтобы сравнить результаты измерения производительности до и после очистки. В ультразвуковой ванне процесс очистки происходит за счет кавитации – образованию и последующему схлопыванию пузырьков газа под действием ультразвуковых волн.

Перед повторной проверкой производительности и факела распыла необходимо дать обратный ход жидкости для удаления продуктов очистки из корпуса инжектора. Для очистки и для проверки типы жидкости отличаются друг от друга. Перед установкой форсунок на двигатель подлежат замене все уплотнительные кольца.

Дизельные инжекторы с электромагнитными катушками проверяются на производительность на стенде для проверки форсунок дизельного двигателя. Производится замена распылителей с корректировкой регулировочными шайбами отклонений для необходимых параметров работы.

Для пьезофорсунки дизельных двигателей процедура ремонта и регулировки не предусмотрена.

Устройство пьезоэлектрической форсунки

Открытие и закрытие форсунки выполняется с помощью пьезоэлемента, расположенного внутри инжектора. Пьезоэлектрический инжектор включается примерно в четыре раза быстрее, по сравнению с инжектором, управляемой электромагнитом. Это дает следующие преимущества:

  • многоточечный впрыск с переменными началом впрыска и интервалами;
  • подача малых доз топлива для предварительного впрыска;
  • низкий уровень шума (до 3 дБ);
  • экономия расхода топлива (до 3%);
  • уменьшения выброса отработавших газов (до 20%);
  • повышение мощности двигателя (до 7%);
  • улучшения плавности хода.

В пьезоэлектрических инжекторах происходит косвенное управление иглой распылителя, это означает, что открытие и закрытие иглы распылителя происходит через гидравлический контур. Гидравлический контур состоит из области низкого и высокого давления.

Управляющий клапан является переходом между областью высокого и низкого давления – доза впрыскиваемого топлива зависит от длительности открытия клапана управления.

Если пьезоэлемент не активирован PCM, управляющий клапан находится в исходном положении. Это означает, что область высокого давления отделена от области низкого давления. На иглу распылителя действует давление топливной рампы плюс усилие пружины. Распылитель инжектора закрыт.

При активации пьезоэлемента открывается управляющий клапан и закрывается байпас. Давление в управляющей камере теперь не может быть сброшено в возврат топлива. Благодаря соотношению расходов выпускного и впускного дросселя давление в управляющей камере понижается.

Теперь давление топливной рампы на иглу распылителя превышает давление в управляющей камере и усилие пружины. Игла распылителя приподнимается, и начинается впрыск. Если PCM разряжает пьезоэлемент, управляющий клапан снова освобождает байпас.

Через впускной и выпускной дроссели управляющая камера снова заполняется. Через байпас быстро повышается давление в управляющей камере. Как только давление управляющей камеры плюс усилие пружины снова станет выше, чем давление топливной рампы на иглу распылителя, игла распылителя закрывается и впрыск заканчивается.

Гидравлический соединитель выполняет следующие функции: преобразование и усиление хода пьезоэлемента, компенсация возможных зазоров, прекращение впрыска в случае размыкания электрических контактов инжектора (например, при обрыве кабеля в процессе впрыска).

По своим функциям гидравлический соединитель подобен гидравлическому толкателю. Подпорное давление топлива вокруг гидравлического соединителя составляет около 10 бар. Подпорный клапан расположен в дренажном топливопроводе.

Когда пьезоэлемент не активирован, давление в гидравлическом соединителе уравновешивается давлением его окружающей среды (около 10 бар). При активации пьезоэлемента поршень смещается вниз. За счет этого возрастает давление в гидравлическом соединителе.

При этом небольшой объем утечек стекает из гидравлического соединителя через зазор направляющей поршня в контур низкого давления. При повышении давления в гидравлическом соединителе поршень управляющего клапана перемещается вниз вдоль гидравлического буфера, и начинает впрыск.

По окончании процесса впрыска недостача в соединителе снова заполняется. Это происходит в обратном направлении через направляющий зазор поршня. Подпорное давление около 10 бар имеет важное значение для корректной работы инжектора.

Устройство форсунки бензинового двигателя

Современные топливные форсунки для бензинового двигателя бывают двух вариантов исполнения в зависимости от вида впрыска: форсунка впрыска топлива во впускной коллектор и впрыска в камеру сгорания (непосредственный впрыск).

Топливные инжекторы состоят из корпуса с топливными каналами, катушки и иглы клапана с якорем электромагнита. Управление количеством подачи топлива производится электромагнитным клапаном.

Топливо под давлением подается в корпус инжектора через тонкое сито, и она либо закрыта (нет сигнала на входе), либо открыта (есть сигнал на входе).

При непосредственном впрыске топлива сопло каждого инжектора оснащено несколькими выходными отверстиями. Такой впрыск называют многоструйным.

Преимущество многоструйного впрыска перед одноструйным: факел распыла оптимальным образом адаптирован к камере сгорания по форме и углу расположения.

Распылитель топлива каждого инжектора оснащен шестью отверстиями. Каждая из шести струй индивидуально адаптирована к условиям камеры сгорания.

Центральное положение топливной форсунки обеспечивает более равномерное распределение и оптимальное приготовление смеси в камере сгорания.

При расположении форсунки под углом к вертикальной оси хода поршня сопло имеет семь выпускных отверстий. Впрыск осуществляется в камеру сгорания под точно вычисленным углом, поэтому выпускные отверстия расположены эксцентрически.

Впрыскивание под точно определенным углом препятствует тому, чтобы бензин попадал в открытые впускные клапаны.

1. Топливная форсунка. 2. Свеча зажигания. 3. Выемка в днище поршня. 4. Струя впрыскиваемого топлива. A Центральное расположение выпускных отверстий. B Эксцентрическое расположение выпускных отверстий.

Кроме того, каждая из семи конических струй индивидуально адаптирована к условиям камеры сгорания. За счет этого создается структура струи, чья форма обеспечивает оптимальное приготовление горючей смеси в камере сгорания.

Существенным различием является более высокое давление и значительно более короткое время, имеющееся в распоряжении для впрыскивания бензина в камеру сгорания. Рисунок показывает сравнение впрыска во впускной коллектор и непосредственного впрыска бензина.

А еще интересно:  Тойота Хайлендер XU20 - ресурс, проблемы и неисправности

1. Впрыск во впускной коллектор. 2. Непосредственный впрыск бензина. 3. Количество впрыскиваемого топлива. 4. Полная нагрузка. 5. Холостой ход. 6. Время впрыскивания в миллисекундах.

В большинстве современных автомобилях с впрыском горючей смеси во впускной коллектор, давление составляет 3,8-4,0 бар, тогда как при непосредственном впрыске, изменяется от 20 до 120 бар в зависимости от нагрузки на двигатель.

Впрыск во впускной коллектор осуществляется за два оборота коленчатого вала. При частоте вращения коленчатого вала 6000 об/мин соответствует продолжительности впрыска около 20 мс.

Потребление топлива при непосредственном впрыске на холостых оборотах значительно ниже по отношению к полной нагрузке, чем при впрыске во впускной коллектор (коэффициент 1:12). Продолжительность впрыска в режиме холостого хода составляет примерно 0,4 мс.

Устройство форсунки дизельного двигателя

В дизельных двигателях применяется несколько типов топливных форсунок – это инжекторы с электромагнитными клапанами и пьезоэлектрические форсунки. О них я и расскажу подробнее.

С помощью инжекторов осуществляется управление началом впрыска и количеством впрыскиваемого топлива. Дизельные форсунки осуществляют впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания двигателя.

Устройство форсунки с электромагнитным клапаном

Форсунки в двигателе смонтированы в головке блока цилиндров и выступают внутрь по центру отдельных камер сгорания. Топливо под высоким давлением через канал направляется в форкамеру распылителя и одновременно через впускной дроссель в управляющую камеру клапана.

Управляющая камера клапана соединена с возвратом топлива через выпускной дроссель, который открывается электромагнитным клапаном. В закрытом состоянии (электромагнитный клапан обесточен) выпускной дроссель закрыт шариком клапана, поэтому топливо не может выйти из управляющей камеры клапана.

В этом положении в форкамере распылителя и в управляющей камере клапана устанавливается одинаковое давление (баланс давления). На иглу распылителя действует дополнительно усилие собственной пружины, поэтому игла распылителя остается закрытой (гидравлическое давление и усилие пружины иглы распылителя).

При активации электромагнитного клапана открывается выпускной дроссель. За счет этого возрастает давление в управляющей камере клапана, а также гидравлическое усилие, действующее на управляющий золотник клапана.

Как только гидравлическая сила в управляющей камере клапана станет меньше гидравлической силы в форкамере распылителя и пружины иглы распылителя, игла распылителя открывается. Топливо через отверстия распылителя впрыскивается в камеру сгорания.

Спустя заданное время, подача электропитания к электромагнитному клапану прерывается. После этого выпускной дроссель снова закрывается. С закрытием выпускного дросселя в управляющей камере клапана через впускной дроссель восстанавливается давление из топливной рампы.

Это повышенное давление с большим усилием воздействует на управляющий золотник клапана. Эта сила и сила упругости пружины иглы распылителя теперь превосходят силу в форкамере распылителя, и игла распылителя закрывается.

Химическая промывка форсунок

Имеются установоки разной разной конструкции для химической промывки топливных форсунок, но принцип выполнения данной процедуры един – подсоединение аппарата к топливной рампе и работа мотора на сольвенте (жидкость для промывки), который является химическим растворителем и топливом одновременно.

Процедура занимает около двух часов – час на промывку и около часа на подключение и отключение аппарата. Для двигателей объемом до двух литров требуется один литр промывочной жидкости. При большем объеме силового агрегата необходимо больше сольвента.

При подготовке к промывке магистраль подачи топлива подключается к обратной магистрали в бензобак, но последние лет десять автомобили с такой конструкцией топливной системы не производятся и приходится отключать бензонасос, что иногда бывает сделать проблематично.

Снять электрический разъем с бензонасоса невозможно из-за его расположения под кузовом или затрудненного доступа (не на всех автомобилях заднее сиденье снимается легко и быстро). На некоторых моделях автомобилей предохранитель бензонасоса защищает еще и электрическую цепь зажигания (например, Форд фьюжен и Форд фиеста).

Снять реле включения бензонасоса, интегрированное в модуль управления электрооборудованием кузова, не представляется возможным технически, и много других “подводных камней” возникающих в зависимости от марки автомобиля. В этом случае глушится магистраль подачи, и циркуляция топлива происходит через обратный клапан в бензонасосе, что является нарушением технологии промывки.

При обслуживании форсунок дизельного двигателя без подкачивающего насоса в топливном баке, когда глушится магистраль подачи топлива, необходимо ее не “завоздушить” потому, что без специнструмента прокачать ее потом будет очень трудно, а иногда не возможно.

Нельзя забывать и о возвратной магистрали с топливных форсунок, в которой специальным клапаном поддерживается определенное давление для их корректной работы, глушить ее нельзя и оставлять подключенной к топливному фильтру тоже.

Соблюдайте правила противопожарной безопасности и не допускайте разлива промывочной жидкости.

Надо организовать сбор промывочной жидкости в отдельную емкость (если нет возможности подключения к промывочному стенду) для дальнейшего использования в процедуре промывки форсунок. Во время химической промывки происходит еще и чистка камеры сгорания, поршней и клапанов, что является плюсом, по сравнению с ультразвуковой чисткой форсунок.

Как часто промывать форсунки, зависит от многих факторов – режима эксплуатации двигателя, качества используемого топлива, отношения владельца к своему автомобилю и др. При нормальных режимах эксплуатации и приемлемом качестве топлива производители рекомендуют промывку каждые 25-30 тысяч километров пробега и делать процедуру перед заменой масла в двигателе.

Чаще всего для промывки используют очиститель форсунок для бензиновых двигателей “Лавр”, вариант которого есть и для дизельных двигателей. На его упаковке указано, что после промывки замена свечей не требуется, но лучше промывать форсунки, используя старые свечи, специально приготовленные для этого случая.

При использовании бельгийской промывочной жидкости “Винс”, замена масла и свечей обязательна.

Промывка форсунок без снятия с двигателя происходит при полностью прогретом ДВС, так как запустить холодный мотор на промывочной жидкости не получится, а что касается отечественных автомобилей, даже небольшое падение температуры во время подключения устройства для чистки форсунок сильно затрудняет запуск.

Давление подачи сольвента рекомендуется выставлять 3 бара, исключением являются старые отечественные автомобили с обратной магистралью возврата топлива, с рабочим давлением в топливной рампе 2,2 – 2,6 бар.

После 10-и минут работы мотора на холостых оборотах желательно его остановить на 10 минут для “откисания” деталей, контактирующих с промывочной жидкостью, после повторного запуска периодически повышать обороты до 2000-2500 об/мин до завершения промывки.

При использовании жидкости “Винс” – этого лучше не делать, так как сгорание сольвента “Винс” хуже, чем у жидкости “Лавр”, поэтому можно “залить” свечи со всеми вытекающими после этого проблемами для повторного запуска силового агрегата.

Заключение

Правильное приготовление топливовоздушной смеси возможно только при исправных и чистых форсунках. Все описанные выше процедуры обслуживания топливных форсунок двигателя послужат увеличению их срока службы, экономии расхода топлива и избавляют владельца автомобиля от неприятных сюрпризов.

Мотор в любую погоду будет запускаться с первого раза и “ровно” работать на любых оборотах, доставляя тем самым удовольствие при езде водителю и пассажирам. Вовремя проводите техническое обслуживание системы питания инжекторного двигателя и используйте качественное топливо.

Не допускайте загрязнение инжекторной системы впрыска! Напишите в комментариях: как часто Вы обслуживаете топливные форсунки и какие методы применяете для ухода за ними? Будете в Краснодаре, приезжайте промывать инжекторную систему.

1 ЗвездаНельзя так писать о НивеНа троечкуНива хороша!Нива лучше всех! (1 оценок, среднее: 4,00 из 5)
Загрузка...
Закладка Постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *