Форсунки двигателя транспортного средства

Как сделать замену своими руками

Чаще всего (из-за соприкосновений с камерой сгорания) выходят из строя именно распылители. И это неблагоприятно сказывается на работе мотора. При этом проще всего именно поменять это изделие, а не тратиться на покупку новой.

Когда требуется замена

Определить, что распылитель находится на грани своей работоспособности, достаточно просто. Для этого необходимо просто внимательно следить за поведением своего автомобиля:

топливо подаётся в более большом объёме, чем это необходимо (форсунки могут подтекать);

топливо подаётся в минимальном объёме (мотор работает с провалами, трудно , холостой ход крайне не стабилен);

подача горючего продолжается даже тогда, когда деталь завершила свой цикл работы (образуются потёки);

выхлопные газы приобретают чёрный цвет и повышенную плотность (из-за некорректной работы распылителя не всё топливо сгорает в камере);

по этой же причине понижается мощность двигателя.

Готовим инструменты

Для того чтобы снять старый и поставить новый, потребуется подготовить:

комплект рожковых ключей (для разных форсунок будут предназначаться самые разные ключи);

А также сразу же необходимо подготовить небольшую ёмкость и наполнить её используемым топливом для промывки деталей.

Работа по замене распылителя

Автовладелец должен отдавать себе отчёт, что простая замена распылителя (открутить гайку, заменить распылитель на форсунке и закрутить гайку) — это не решение проблемы. Вполне возможно, что после такой кустарной замены деталь будет работать ещё хуже.

Итак, руководство по замене распылителя на дизельной форсунке включает в себя несколько этапов:

Корпус форсунки необходимо поместить в тиски.

От зафиксированной форсунки легко можно отвернуть гайку обычным накидным ключом с удлинителем. Удлинитель нужен для того, чтобы не разбить гайку во время откручивания.

Гайку необходимо после снятия промыть от нагара и грязи.

Сам корпус распылителя ополоснуть в чистой ванночке с топливом и насухо вытереть чистой тканью без ворса.

Неисправный распылитель можно выбросить.

Новый распылитель обязательно ополоснуть в топливе, тем самым вы смоете малейшие пылинки, которые могли налипнуть на него.

Сам распылитель вставляется в корпус и затягивается промытой гайкой. Затягивать нужно ключом с удлинителем, без фанатизма.

После этого обязательно нужно проверить деталь на стенде.

Видео: основные нюансы при ремонте

Если распылитель был заменён правильно, то стенд покажет оптимальную пропускную способность. Главное — соблюдать чистоту при замене нового изделия. Так как если в устройство попадёт хотя бы одна пылинка или песчинка, работу можно считать проведённой зря.

Система впрыска насос форсунками

Использование насос-форсунок для организации подачи топлива в дизельном двигателе позволяет увеличить его мощность, понизить расход топлива, количество вредных выбросов и уровень шума.

В топливной системе такого типа каждому цилиндру двигателя соответствует отдельная форсунка. Запуск насос-форсунки производится следующим образом: распределительный вал передает усилие специальным кулачкам, которые в свою очередь через коромысло прикладывают его к самой форсунке.

В устройство насос-форсунки входят следующие элементы:

плунжер;клапан управляющий;поршень запорный;клапан обратный;игла распылителя.

На схеме показана конструкция насос-форсунки с клапаном электромагнитного типа. Цифрами отмечены следующие элементы:

1 — винт с шаровой головкой; 2 — плунжер; 3 — пружина плунжерная; 4 — игла электромагнитного клапана; 5 — клапан электромагнитный; 6 — сливная топливная магистраль; 7 — клапан обратный; 8 — питающая топливная магистраль; 9 — пружина распылителя; 10 — поршень запорный; 11 — игла распылителя; 12 — головка блока цилиндров; 13 — прокладка термоизоляционная; 14 — кольца уплотнительные; 15 — камера высокого давления; 16 — кулачок приводной; 17 — коромысло.

Давление топлива в форсунке создает плунжер, поступательное движение которого обеспечивается вращением кулачков распредвала, а возвратное – плунжерной пружиной.

Управляющий клапан отвечает за впрыск топлива. По типу привода клапан бывает пьезоэлектический или электромагнитный. Клапан на пьезоэлементе был создан для замены электромагнитного и, по сравнению с последним, является более быстродействующим. Главный элемент конструкции клапана – это игла клапана.

Пружина форсунки служит для посадки иглы распыления на седло. Усилие пружины может поддерживаться давлением топлива с помощью обратного клапана и запорного поршня.

Игла распылителя обеспечивает прямой впрыск топливной смеси в камеру сгорания.

Работа всех насос-форсунками регулируется блоком управления двигателя, который, анализируя сигналы различных датчиков, посылает управляющие сигналы на клапаны насос-форсунок.

Принцип работы насос-форсунки

Процесс впрыска горючего в насос-форсунке для обеспечения эффективного и оптимального формирования топливно-воздушной смеси разделен на три фазы: предварительного, основного и дополнительного впрыска.

Предварительный впрыск используется для обеспечения непрерывности сгорания смеси во время основного впрыска, который, в свою очередь, должен обеспечивать подачу качественной вмеси в любом режиме работы мотора. Дополнительный впрыск применяется для восстановления сажевого фильтра, то есть его очистки от накопившихся продуктов сгорания.

Описать принцип работы насос-форсунки можно следующим образом. Усилие, передаваемое через коромысло кулачком распределительного вала на плунжер, толкает его вниз. Топливо начинает поступать по питающим каналам форсунки. Закрываясь, клапан отсекает подачу топлива. Давление в системе возрастает и при достижении значения 13 МПа, достаточного для преодоления иглой распылителя усилия пружины, она поднимается и производится предварительный впрыск.

Фаза предварительного впрыска завершается с открытием клапана. Топливная смесь перетекает в питающую магистраль и давление горючего снижается. Обычно производится один или два, в зависимости от выбранного режима работы мотора, предварительных впрыска.

Дальнейшее опускание плунжера открывает фазу основного впрыска. При этом клапан вновь закрывается, и давление топлива возрастает. По достижении отметки 30 МПа игла снова поднимается, преодолевая давление топлива и усилие пружины, и производится основной впрыск.

С повышением давления сжимается большее количество топлива, а значит, в камеру сгорания мотора впрыскивается больше питающей смеси. Наибольший объем впрыска достигается при давлении 220 МПа, что соответствует максимальной отдаче мощности двигателя.

Последующее открытие клапана завершает фазу основного впрыска. Давление топливной смеси снижается, и игла распылителя опускается. Дополнительный впрыск осуществляется при дальнейшем опускании плунжера и протекает по процедуре, аналогичной основному впрыску. В этой фазе обычно выполняется два цикла впрыска топлива.

Термическая и механическая обработка деталей форсунки

Термической обработке подвергают те детали или части их, которым необходимо придать поверхностную твердость, износостойкость и коррозионную стойкость.

После предварительной механической обработки детали поступают в термическое отделение, в котором их подвергают цементации и закалке. Термически обрабатывают торцы стержня толкателя, пружину и ее винт, торец корпуса форсунки и распылителя в месте контакта, сопло, иглу, корпус распылителя

Наибольшее внимание уделяется термической обработке прецизионной пары форсунки — иглы и ее направляющей

Для нагрева деталей под закалку применяют соляную ванну, состоящую из 50—60% КСl, 40—50% NaCl с добавкой до 2% K4Fe(CN)6 при температуре 830—840°С, в которой их выдерживают в течение 12—14 мин. После нагрева детали в течение 5—10 мин охлаждают в масле, промывают и подвергают отпуску в масле при температуре 160+10°С в течение одного часа с последующим охлаждением на воздухе.

Малоуглеродистые стали перед закалкой подвергают цементации в твердом карбюризаторе с содержанием 1—5% ВаСО3 при температуре 900±10 С с прогревом в течение 120 мин, выдержкой нагретой детали в печи в пределах 210—240 мин и последующим охлаждением на воздухе до температуры окружающей среды.

Для исключения излишних деформаций деталей прецизионной пары в процессе сборки и эксплуатации форсунок, которые могут привести к интенсивному износу трущихся поверхностей и стабилизации размеров, применяют обработку холодом и старение.

При обработке холодом термически обработанную деталь погружают в среду с температурой —65+—100°С, выдерживают там до 30 мин и нагревают естественно на воздухе до нормальной температуры. При этом процессе наиболее полно происходит превращение остаточного аустенита в мартенсит. После обработки холодом детали подвергают новому отпуску в масляной ванне при температуре 100°С в течение 210 мин с последующим охлаждением, промывкой и просушиванием. Затем детали подвергают старению, часто двукратному. Старение ускоряет завершение превращений в стали и способствует стабилизации размеров. Процесс старения состоит в нагреве детален в масле до температуры 130—180°С и выдержке в течение 5—25 ч с последующим охлаждением на воздухе до комнатной температуры.

Механическая обработка деталей форсунок должна быть тщательной. Пружину форсунки изготовляют с неравномерностью шага рабочих витков, не превышающей 0,2 мм; неперпендикулярностью торцов пружины к ее оси не более 0,15 мм; непараллельностью торцов между собой не более 0,1 мм. Опорные концы пружины должны прилегать не менее чем на 0,75 длины окружности. Плоскостность уплотняющих поверхностей проверяют стеклянной пластиной для интерференционных измерений. Допускается не более трех интерференционных полос.

Технические условия на изготовление отдельных деталей форсунки разрабатывают на каждом заводе применительно к конкретной форсунке и указывают на рабочих чертежах.

Основные неисправности

Неисправность форсунок – это основная причина остановок и поломок двигателя автомобиля. При включённом двигателе такие неисправности очень просто заметить.

Признаки неисправности форсунок:

На неполных нагрузках появился дымный выхлоп (увеличилась токсичность).

Мощность двигателя снизилась.

Высокая температура и стуки отработанных газов.

При увеличенных нагрузках появились рывки и провалы в работе двигателя.

На небольших оборотах работа двигателя стала неустойчивой.

Неисправность форсунок может привести к потере её качеств: нарушиться герметичность, появятся подтёки, изменится угол распыления топлива, прекратится любая подача топлива в камеру возгорания, топливо будет неравномерно распределяться в камере.

Эксплуатационные неисправности разделяются на две категории:

Неисправности, вызваны использованием некачественного топлива, что нарушает распыление и становится причиной перегрева (износ элементов форсунки, заедания иглы, оплавление металла и др.).

Неисправности, вызваны неверной сборкой аппаратуры или её неправильным монтажом (перекосы деталей, закупорка топливных каналов, отсутствие плотности соединительных деталей, защемление иглы и др.)

Рассмотрим основные варианты неисправности форсунок.

Сама распространённая неисправность форсунок – это их загрязнение. Так как они находятся при воздействии высокой температуры, то при использовании некачественного топлива, на них образовываются твёрдые отложения, перекрывающие отверстия и нарушающие герметичность. Общее загрязнение топливной системы ведёт за собой засорение фильтра и каналов форсунок. Чтобы восстановить нормальную работу форсунок, их следует промыть.

Нарушение герметичности иглы – также довольно частая причина выхода форсунок из строя. Она обусловливается износом иглы. Решить эту проблему можно заменив иглу и распылитель.

Нарушение регулировки давления – происходит из-за износа пружины и её ослабления или износа иглы и штанги. Устранить такую проблему можно изменив натяжение пружины при помощи винта регулировки.

Заедание иглы – это следствие перегрева или работы с иглой, которая неплотно закрывается. Поэтому в пространство распылителя попадают газы из цилиндра. Для решения такой проблемы либо очищают детали, либо производят замену иглы.

Заменять форсунки рекомендуется после каждых 100-150 тыс. км пробега. Но, как правило, они ещё могут поработать 30-50 тыс. км после истечения официальной гарантии.

Чтобы форсунки не засорялись и работали исправно, их необходимо периодически обслуживать. Периодичность обслуживания дизельных форсунок для различных двигателей разная и находится в пределах от 500 до 5000 часов.

Устройство форсунки и принцип действия

Принцип работы форсунки в дизелях состоит в топливоподаче и распылении его посредством высокого давления. Составляющие дизельной форсунки: управляющий клапан, запорный поршень, обратный клапан, плунжер, игла-распылитель. Топливное давление в форсунках дизельного двигателя создается благодаря плунжеру. Клапаны форсунок бывают:

• пьезоэлектрические;
• электромагнитные.

Главным компонентом клапана является игла. Пьезоэлектрический отличается от электромагнитного улучшенным быстродействием.

В строении инжектора пружина способствует четкому размещению иглы в седле. Запорный поршень, а также возвратный клапан способствуют регулировке давления горючего. В распылителе ответственность за впрыск горючего в рабочие камеры лежит на игле. Контроль функционирования форсунок происходит благодаря управляющей системе автомобиля.

Насос-форсунка — это управляемый насос, производящий впрыск распыление топлива. Система подачи топлива вместе с насос-форсунками создают высокое давление и производят впрыск необходимого количества горючего в нужный момент. При каждом цилиндре работает по одной такой форсунке, поэтому отпадает потребность в топливопроводах большого давления.

Насос-форсунки размещаются в головке блока двигателя. Кулачки распределительного вала приводят в действие плунжер форсунки с помощью коромысел. Форма кулачка выполнена таким образом, что достигается резкое опускание плунжера и его медленный подъем. Впрыск топлива возможен из-за подачи управляющего тока электронного блока управления.

Устройство форсунок дизельных двигателей в основном похожее для разных типов и видов форсунок. Незначительные отличия в конструкции лишь определяют их подвид, класс или специфическое использование.

На картинке ниже представлена схема устройства форсунки.

Давление впрыска дизельных форсунок таблица

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.

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

Диагностика как профилактика и решение проблем на ранней стадии «технического заболевания»

В современной, «правильно» оборудованной СТО, можно провести диагностику форсунок без их снятия. Тестирование проходит весьма быстро. Упор делается на анализ шума. Высокочастотный приглушённый шум – это прямой путь на прочистку форсунок

При диагностике следует уделить внимание подаче топлива.  Проверка подачи питания начинается с отключения колодки инжекторной системы. С АКБ подсоединяют 2 конца провода, а другие закрепляются с форсунками

Проводится запуск двигателя  и выполняется контроль подачи, поступающего горючего. Результаты фиксируются, обрабатываются и делаются соответствующие выводы:

1. Если происходит вытекание топлива, следовательно, возможны неполадки в электрической сети авто.
2. Если топливо не вытекает, значит с форсунками всё в порядке.

Когда нужно измерить сопротивление на форсункак, можно прибегнуть к использованию омметра.  Далее, сравнить с рекомендованными значениями. Если обнаружены отклонения от норм нерабочая форсунка демонтируется. Её меняют на исправную. Далее снова проводится проверка сопротивления и заводится двигатель. Работы подразумевают снятие топливной рейки, а форсунки демонтируются вместе с рейкой.

Рабочие параметры и неисправности инжекторов

Одной из основных характеристик форсунки является факел распыла. Для обеспечения корректной работы двигателя топливо должно распыляться под высоким давлением и на большую площадь. При этом размеры капель горючего должны быть как можно меньше. Это позволяет ускорить процесс сгорания и уменьшить расход топлива. Если же подача бензина или дизеля будет осуществляться струей, возникнут провалы в работе мотора, увеличится количество сажи в выхлопе. Происходит это, когда распылитель инжектора загрязняется.

Также важным параметром является время впрыска форсунок, или лаг открытия и закрытия. Он зависит от множества параметров напряжения, уровня давления и типа топлива. Измеряется лаг лабораторным методом, в ходе которого определяется количество пролитого топлива за единицу времени.

Несмотря на сложное устройство, топливные инжекторы имеют длительный срок эксплуатации. В среднем он составляет от 100 до 150 тысяч километров пробега. Основным требованием для обеспечения продолжительности работы форсунок является качество топлива и своевременный технический осмотр автомобиля.

(2 оценок, среднее: 5,00 из 5) Загрузка…

Принцип работы инжектора и его конструкция

Думаю что будет лучше всего, если мы рассмотрим принцип работы инжектора на распределенной системе впрыска, так как именно она установлена на большинстве автомобилей и считается одной из самых удачных и распространенных.

Для удобства предлагаю разделить систему подачи топлива на две основные составляющие – электронную и механическую. Роль механической системы достаточно простая – обеспечение непрерывной и дозированной подачи топлива в цилиндры. А вот управление и контроль системы производится электроникой.

Механическая часть

Механическая составляющая инжекторной системы включает в себя следующие компоненты:

• бензонасос (электрический);
• топливный бак;
• фильтр очистки бензина;
• топливную рампу;
• топливопроводы высокого давления;
• форсунки;
• дроссельный узел;
• воздушный фильтр.

Этот список составляющих не исчерпывающий. В зависимости от конструктивных особенностей двигателя и системы управления в механическую часть могут включатся и другие элементы. Приведенный выше список является списком обязательных элементов для любого двигателя.

https://www.youtube.com/watch?v=XhSyHJkh4xg

Принцип работы

Теперь давайте рассмотрим зачем все эти составляющие нужны и какую работу выполняет каждая из них. Думаю все и так знают, что топливный бак это емкость для бензина. Электрический бензонасос, который расположен в баке, обеспечивает непрерывную подачу топлива под давлением.

После чего топливо попадает в фильтр, где очищается от примесей и прочего мусора. Топлипроводы высокого давления позволяют бензину беспрепятственно двигаться по системе подачи топлива.

Регулятор давления не позволяет достигать критической отметки давления во всей системе. Через регулятор топливо попадает в топливную рамку, которая подводит его к форсункам. Форсунки расположены во впускном коллекторе.

Несколько лет назад форсунки срабатывали под давлением топлива и их конструкция была полностью механической. Тут принцип работы достаточно прост – бензин оказывает давление на пружину форсунки и открывает её, а уже через неё и впрыскивается в цилиндры.

Сейчас на большинстве автомобилей устанавливают электромагнитные форсунки. Основной составляющей, которой являются обычный якорь и обмотка. Канал подачи топлива открывается благодаря получению сигнала от электронной системы управления.

С обратной стороны в систему принудительно подается воздух, через воздушный фильтр. Дроссельный узел с заслонкой располагается в патрубке по которому идет воздух. Когда водитель нажимает на педаль газа, он воздействует на заслонку. Но водитель осуществляет контроль только над воздухом, который подается в цилиндр, топливо регулирует электронная система управления.

Электронная часть

Блок памяти и контролер являются основными составляющими в электронной системе управления, которая в свою очередь выполняет роль основы электронной части инжекторной системы. Блок управления осуществляет контроль над системой подачи топлива благодаря целому ряду датчиков, которые входят в конструкцию инжектора.

Основные датчики, которые дают электронному блоку управления информацию о работе топливной системы являются:

1. Лямбда-зонд. Задача этого датчика определение остатков воздуха в выхлопных газах. На основе получаемых данных блок управления регулирует подачу воздуха в топливную смесь.
2. Датчик массового расхода воздуха. Задачей этого датчика является определение объема воздуха, который проходит через дроссельную заслонку. Обычно этот датчик устанавливается внутри корпуса воздушного фильтра.
3. Датчик положения дроссельной заслонки. Подача сигнала о положении педали газа – вот основное предназначение данного датчика.
4. Датчик температуры силовой установки. В зависимости от температуры мотора, о которой сообщает этот датчик, блок управления регулирует топливную смесь.
5. Датчик положения коленчатого вала. Этот датчик ответственный за выбор цилиндра в который нужно подать топливо и время подачи искры.
6. Датчик детонации. Располагается в блоке цилиндров и предназначен для выявления и устранения детонаций.
7. Датчик скорости. Создает импульсы, благодаря которым рассчитывается скорость движения автомобиля. Корректируется топливная смесь, опираясь на показания от него.
8. Датчик фаз. Он определяет угловое расположение распредвала.

Признаки поломки форсунок

Задача форсунки — подача топлива в камеру сгорания. Поэтому основная неисправность, которая может с ней возникнуть — засорение или полный выход ее из строя. К признакам неисправной работы форсунок относятся следующие факторы:

• неустойчивая работа двигателя на холостом ходу;
• значительный рост потребления топлива;
• проблемы с запуском двигателя, особенно “на холодную”;
• в некоторых случаях может появиться значительное количество черного дыма из выхлопной трубы (в случае, если в камеру сгорания попадает много топлива через протекающую форсунку), а иногда так же сопровождается и периодическими звонкими хлопками из глушителя;
• потеря динамических качеств автомобиля, выражающаяся в том, что машина плохо разгоняется, ей не хватает мощности, чувствуются рывки во время езды даже по ровной поверхности, в том числе при сбросе газа и при изменении значения нагрузки на двигатель.

Эти признаки конечно могут указывать и на другие проблемы силового агрегата автомобиля, однако все же при их возникновении советуем вам проверить форсунки и при необходимости отремонтировать или заменить их.