Как проверить форсунки на наличие неисправностей?
Дизельная форсунка — это один из важнейших элементов системы питания дизельного двигателя, отвечающий за подачу топлива в камеру сгорания. Форсунка обеспечивает распыление дизельного топлива в цилиндре над поршнем. Идеально работающая форсунка должна обеспечивать конусообразный распыл, а так называемый «факел» должен быть ровным и непрерывным.
При этом форсунки различных топливных систем значительно отличаются по конструкции и по способу управления.
Выделяют два вида инжекторов:
- механические;
- электромеханические;
Подробнее о профессиональной диагностике форсунок на стендах можно прочитать здесь, ведь существует немало компаний, предлагающих диагностику и восстановление форсунок. Цель этой статьи — описать общий механизм работы дизельных форсунок и ознакомить читателя с наиболее явными симптомами их износа.
Принцип работы механической форсунки
К ТНВД (топливному насосу высокого давления) осуществляется подача топлива из топливного бака. Подачу топлива к ТНВД обеспечивает подкачивающий насос, работающий с низким давлением, более низким, но достаточным для прокачки дизельного топлива по топливопроводам.
Дальше ТНВД распределяет и нагнетает горючее под высоким давлением в магистрали, которые идут к механической форсунке. Каждая механическая форсунка открывается для очередного впрыска дозы топлива в цилиндры под воздействием высокого давления топлива. В случае падения давления происходит закрытие дизельной топливной форсунки.
Обычная механическая форсунка имеет следующие компоненты:
- корпус,
- распылитель,
- иглу,
- пружину.
При этом запорная игла свободно движется по направляющему каналу распылителя. Сопло форсунки плотно перекрывается в тот момент, когда нет достаточно высокого давления от ТНВД. Снизу игла опирается на уплотнение распылителя конической формы. Прижим иглы реализован посредством закрепленной сверху пружины.
Распылитель является одной из важнейших составных деталей среди других элементов в устройстве инжекторной форсунки. Распылители могут иметь разное количество распылительных отверстий, отличаться способом регулировки подачи топлива.
Простые дизельные моторы с разделенной камерой сгорания, как правило имеют распылитель с одним отверстием и иглой. Дизельные моторы с непосредственным впрыском топлива, оснащаются форсунками с несколькими (от 2 до 6) распылительными отверстиями.
Регулировка подачи топлива зависит от конструкции распылителя, которые бывают двух типов:
- распылитель с возможностью перекрытия каналов;
- распылитель с перекрываемым объемом;
В первом варианте игла форсунки перекрывает подачу топлива, перекрывая каждое из отверстий. Во втором варианте игла перекрывает камеру в нижней части распылителя.
На поверхности иглы присутствует специальная ступенька, благодаря давлению топлива на которую игла поднимается.
Таким образом топливо попадает в корпус форсунки под ступенькой. При значении давления горючего более высоком, чем давление прижимной пружины игла движется вверх, открывая при этом канал распылителя. Топливо под давлением прогоняется через распылитель и распыляется в форме факела.
После этого порция топлива, подаваемая ТНВД, поступает через распылитель в камеру сгорания. В результате на ступеньке иглы падает давление, и игла с помощью пружины возвращается в исходное положение, перекрывая канал. Таким образом, подача топлива в распылитель полностью прекращается.
Инжектор с двумя пружинами
Чтобы повысить эффективность топливоподачи, производители меняют различные характеристики форсунки (структуру и количество каналов распылителя, усилие пружины, внедрение датчика подъема иглы). Еще один вариант усовершенствования — выпуск дизельных форсунок с двумя пружинами, позволяющих обеспечить большую гибкость в процессе подачи топлива. В результате сгорание топлива становится более мягким и дизельный двигатель работает значительно тише.
Подъем иглы в таких форсунках двухступенчатый: давление подаваемого ТНВД топлива вначале превышает силу сопротивления первой пружины, а потом — второй. На холостом ходу или на малых оборотах впрыск обеспечивается только работой первой ступени и двигатель работает в экономичном режиме. Когда двигатель начинает работать с большей нагрузкой, давление топлива растет, и оно подается уже двумя дозированными порциями. Первый впрыск идет меньшего объема (20% от общего количества), а второй (основной) впрыск подает около 80% солярки. Чтобы подача топлива была плавной, разница давлений впрыска для открытия первой и второй ступени должна быть небольшой. Такая конструкция форсунки позволила обеспечить более равномерное и полноценное сгорание топливной смеси.
Электромеханическая дизельная форсунка
В электромеханических форсунках игла форсунки двигается не под давлением топлива, а с помощью специального управляемого электромагнитного клапана, который в свою очередь управляется ЭБУ двигателя.
Диагностика неполадок с форсунками
Как проверить форсунки на наличие неисправностей?
Симптомы неисправности форсунки напоминают симптому неполадок со свечами зажигания: тяжелый запуск мотора на «холодную тягу» или повышенный расход топлива. В таком случае непросто определить, в чем причина бед – в свечах или в форсунках.
Существуют и более специфичны признаки неисправности форсунок:
- рывки при езде;
- потеря динамики при ускорении;
- вибрация или троение двигателя в момент переключения передачи, или при сбросе скорости;
- увеличение расхода топлива, и как следствие, неравномерного расхода топлива – черный дым из выхлопной трубы;
Как правило, в форсунке первым изнашивается распылитель, но возможно от износа пострадали детали форсунки: гайка распылителя, приставка, корпус форсунки, грибок форсунки. Детали изнашиваются в местах соприкосновения друг с другом под воздействием сил удара. Могут образовываться трещины, вдавливания, царапины, деформации, линейные изменения соединений, как например: увеличение шага иглы, уменьшение длины грибка форсунки.
Кроме механического износа форсунки могут повреждаться коррозией из-за загрязненного топлива.