Форсунки для дизельных двигателей – ухаживаем за ними правильно!

Основные требования

Поскольку система подачи и дозирования топлива являются одной из важнейших систем автомобиля, к каждому ее компоненту предъявляют жесткие требования. Эти требования не особо менялись с течением времени, а вот подход к созданию топливной аппаратуры успел измениться несколько раз за какие-то 30 лет. Актуальные требования к дизельным форсункам таковы:

• Топливо должно иметь оптимальную дисперсность, т.е. состоят из как можно более маленьких капель. Чем больше маленьких капель, тем больше будет суммарная поверхность, и, соответственно, тем быстрее топливо нагреется и сгорит;
• Форсунка должно распределять топливо при впрыске по всей камере сгорания (объему);
• Впрыск должен начинаться и прекращаться резко;
• Допустимый диаметр капель топлива: 30-50 мкм. Это не исключает требования 1-го пункта, а скорее поправка к нему. Если капли будут мелкими, а струя топлива будет двигаться недостаточно быстро, она не сможет достигнуть краев камеры сгорания.

Несмотря на то что форсунки могут быть закрытыми и открытыми, в дизельных моторах сегодня используют только закрытые, т.е. не обеспечивающие непрерывную подачу топлива. Также закрытые форсунки бывают однодырчатыми и многодырчатыми.

Промывка топливной системы дизеля своими руками

Появление первых симптомов загрязнения форсунок требует от автовладельца не только диагностики неисправности, но и проведения комплекса мероприятий по промывке топливной системы.

От своевременности выполнения этой работы зависят будущие расходы автовладельца. Хроническое загрязнение приводит к поломке дорогостоящих деталей и необходимости их замены.

Самостоятельная очистка топливной системы дизельного двигателя чаще всего производится с применением специальных присадок, которые добавляются в топливный бак, смешиваются с горючим и обеспечивают качественную очистку от различного «мусора».

После применения присадки можно использовать автомобиль в обычном режиме, будучи уверенным в эффективном действии изделия.

Промывочный состав смешивается с горючим, проходит весь путь по топливной системе дизеля, подается к форсункам и в цилиндры, где сгорает под действием давления.

Для получения результата желательно отдавать предпочтение изделиям известных брендов.

Экономия в этом вопросе может привести к отсутствию результатов или еще большому загрязнению системы.

Специалисты отмечают, что такой способ малоэффективен, ведь убрать 100% загрязнений не получится.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Что такое электромагнитный клапан холостого хода

Но с определенным процентом «мусора» присадка справляется, устраняя главные признаки неисправности — рост расхода топлива, уменьшение динамики и падение мощности двигателя.

Хороший результат дает регулярное применение присадок, выполняющих профилактическую функцию. В результате топливная система длительное время сохраняется чистой, а в ее промывке на СТО нет необходимости.

Если автовладелец длительное время не обслуживал систему, убрать стойкие загрязнения вряд ли получится. В такой ситуации лучше обратиться на сервис, где очистка производится с помощью специального оборудования.

Нельзя не отметить еще ряд способов промывки форсунок дизеля. Один из них — демонтаж изделий для их прямой очистки посредством имитации работы.

Такой вариант подходит для двигателей старого образца, но в случае с новыми дизельными моторами он опасен. Главный риск заключается в сложности демонтажа форсунки. Даже если последнюю и получится снять, остается высокий риск повреждения устройства.

В итоге придется покупать новую деталь, стоимость которой в несколько раз перекроет экономию самостоятельной замены.

Существует еще один вариант очистки — применение промывочной жидкости.

Ниже рассмотрим принцип выполнения работы на примере состава от производителя Wynns.

Алгоритм действий:

• Берите пару бензиностойких шлангов, имеющих длину 70-80 см. Диаметр одной трубки должен быть 0,8 см, а второй — 1,0 см.
• Снимите родные трубки с ТНВД и наденьте на их места приобретенные изделия. Вторые края шлангов поставьте в емкость с залитым в нее средством.
• На более толстую трубку, которая подает жидкость в ТНВД, поставьте стандартный фильтр с Жигулей. При этом будьте внимательны — шланг должен доставать до дна емкости, чтобы исключить захват воздуха. При этом сама бутылка должна закрепляться под капотом.
• Заведите двигатель и оставьте его поработать в течение 15 минут на ХХ. После этого несколько раз нажмите на педаль акселератора, выждите еще 3-4 минуты и глушите мотор.
• Подождите 15-20 минут, пока жидкость полностью не остынет, а отложения не отстанут от поверхности.
• Проводите рассмотренные выше процедуры до момента, пока не кончится состав для промывки.

Внимательно следите за наличием смеси. Нельзя допустить, чтобы дизельный мотор заглох из-за нехватки жидкости. На многих современных авто во внутренней части ТНВД установлена электроника, охлаждаемая топливом.

В случае дефицита промывочной жидкости или горючего она может пострадать. Чтобы оптимизировать промывку, можно сделать специальный змеевик и опустить его в ведро для обеспечения качественного охлаждения жидкости.

После выработки состава верните топливные трубки на прежние места и заведите мотор. Как только работа дизельного двигателя нормализуется, глушите его.

Работа по самостоятельной промывке топливной системы завершена, а автомобиль готов к эксплуатации.

Будьте осторожны и помните об опасности рабочей жидкости. Она помогает отмыть руки, но после ее применения желательно обдать кожу чистой водой и смазать кремом.

Если ТНВД машины сильно загрязнен, рекомендуется взять две банки с жидкостью, после чего действовать по описанном выше алгоритму. Выработайте содержимое банки до конца, чтобы мотор не заглох.

После этого глушите дизельный двигатель, и на следующий день выполняйте ту же манипуляцию, но уже с применением второй банки.

По завершении работы остается все вернуть на место.

Технология ремонта форсунок дизельных двигателей

Стоит знать, что если автомобилист самостоятельно не ремонтировал форсунки, то лучше обратиться в специализированный автосервис, а вот переоценка собственных сил, как правило, приводит в лучшем случае к потере времени и покупке новой форсунки. В худшем случае — это может стать следствием более серьезного повреждения двигателя.

В зависимости от рода и степени неисправности дизельного двигателя технология ремонта современных топливных систем осуществляется в следующей последовательности:

1. Вначале работу двигателя проверяют на общем стенде диагностики автомобиля, что позволяет локализовать существующую неисправность и отбросить все ложные симптомы срабатывания на отказ, к примеру, из-за сбоев в работе бортовой электроники.
2. При подтверждении того, что неисправность в работе возникла в контуре топливоподачи дизельного двигателя, автомобиль подключают к специализированному диагностическому стенду для топливных систем, где и происходит определение основных причин и выявление дефектов в работе инжектора.
3. Если причины отказа в работе форсунки возникли из-за их несильного засорения, то тогда просто производят химическую промывку топливной системы двигателя без демонтажа и прямо на автомобиле при помощи специальных фирменных растворов. Хотя эта методика не даёт 100% результата при более сложном засорении, но она рекомендуется при проведении планового технического обслуживания автомобиля через каждые 30 000 км пробега в целях профилактики. При этом химическая промывка является самым недорогим способом обслуживания топливных систем дизельных двигателей.
4. Наличие серьезных неисправностей требуют более основательного ремонта форсунок, чтобы устранить все причины, связанные с плохим впрыском дизельных двигателей. Для этого их полностью демонтируют с агрегата и при необходимости очищают от мазута и налетов грязи.
5. Далее, форсунки полностью разбирают и при этом тщательно осматривают все детали, выявляя возможные механические повреждения и различные дефекты, которые могли стать причиной отказа.
6. Для очистки от несмываемых налетов или различного вида нагаров детали инжектора помещают в специальную ванну, где производят полную очистку с помощью ультразвука. Время пребывания деталей и узлов в ультразвуковой ванне напрямую зависит от степени загрязнения и должно быть достаточно, чтобы полностью убрать налет смолистых отложений с узлов и корпуса форсунки.
7. Перед сборкой производят замену всех деталей и узлов инжектора, у которых при осмотре были выявлены механические повреждения или другие дефекты.
8. После проведения всех ремонтных работ, соблюдая технологическую последовательность, топливные форсунки аккуратно собирают, при этом обязательно комплектуют новыми резинотехническими уплотнителями.
9. Перед установкой на двигатель, форсунки проверяют на работоспособность с помощью испытательных стендов, при необходимости производят регулировку и записывают выходные параметры для пьезоэлектрических типов форсунок.
10. Отремонтированные форсунки устанавливают непосредственно на двигатель, при этом рекомендуется обязательно произвести замену на новые, уплотнительных медных шайб и болтов крепления. В заключение производят при необходимости наладку блоков управления двигателя.

Как правило, ремонт комплекта топливных форсунок дизельных двигателей на специализированом авторемонтном центре занимает не более двух дней, а общая стоимость ремонтных работ составит в районе 30% от цены нового комплекта инжектора.

Разновидности и принцип работы

В сегодняшних условиях применяются самые разные виды дизельных форсунок. Их большое разнообразие объясняется как крайне широкой сферой применения, так и различиями в задачах, для решения которых они предназначаются.

Механическая форсунка

Традиционный вариант устройства, постепенно уступающий по популярности современным инженерным решениям. Именно его принцип действия был приведен выше при описании рабочего цикла дизельной форсунки. Он базируется на срабатывании клапана при достижении определенного уровня давления.

Механическая форсунка применяется в автомобилестроении в течение нескольких десятков лет. Однако, введение новых экологических стандартов и всеобщее стремление к повышению уровня экономичности дизельных двигателей привело к неуклонному вытеснению этого классического устройства более эффективным разработкам последних лет.

Главное направление совершенствования форсунки в частности и дизельного двигателя в целом – это передача контроля и управления большинством рабочих процессов электронным приборам и датчикам. Кроме того, отдельного упоминания заслуживает форсунка с двумя пружинами, разделяющая подъем иглы на две стадии. В результате обеспечивается гибкость в подаче горючего, более полное сгорание топлива и уменьшение шума при работе агрегата.

Электромеханическая форсунка

Главное отличие от механического варианта состоит в использовании для перемещения иглы форсунки вместо пружины электромагнитного клапана. Он управляется автоматикой, благодаря чему достигается точное определение количества необходимого топлива и оптимальная периодичность его впрыска.

Электромеханическая форсунка напоминает часто используемую в инжекторных бензиновых двигателях электромагнитную версию устройства. Она не используется в дизель-моторах, так как не способна выдерживать высокое давление.

Насос-форсунка

Еще одна вариация традиционного дизельного двигателя. Устройство агрегата не предполагает наличие обычного ТНВД. Вместо него для нагнетания необходимого уровня давления используются специальные насос-форсунки. Фактически, вместо одного топливного насоса высокого давления устанавливаются несколько более простых, каждый из которых обслуживает только одну форсунку.

Такое устройство двигателя позволяет подавать топливо в камеру сгорания под очень высоким давлением. Как следствие – обеспечивается уверенное самовоспламенение и более полное сжигание горючего. Отсутствие ТНВД позволяет сделать двигатель более компактным, что также выступает немаловажным достоинством.

Однако, использование системы насос-форсунка имеет и определенные недостатки. Главные из них – высокая требовательность к качеству применяемого дизельного топлива, а также более значительные расходы на изготовление двигателя в целом. Именно поэтому стремительно растет популярность еще одной разновидности дизельных форсунок и системы, предусматривающей их применение.

Пьезоэлектрическая форсунка

Устройство пьезофорсунки напоминает электромеханические или электромагнитные аналоги. Главное отличие заключается в использовании вместо электромагнитного клапана специального пьезоэлемента, часто называемого пьезоэлектрическим кристаллом. Его наличие обеспечивает крайне высокое быстродействие устройства. Благодаря этому клапан срабатывает в 4 раза чаще, чем в обычных электромагнитных форсунках.

Нет ничего удивительного, что пьезоэлектрические форсунки стали важным элементом системы впрыска Common Rail, которая используется сегодня практически повсеместно. Ее использование позволяет увеличить эффективность работы дизельного двигателя и повысить КПД при одновременном уменьшении расхода топлива и количества вредных выбросов.

Как продлить срок службы устройств подачи топлива

Топливная аппаратура дизельных двигателей, кроме самых древних, рассчитана на высококачественное топливо.

1. Заправляться следует только самой лучшей соляркой, специально предназначенной для современных систем питания легковых автомобилей.
2. Категорически недопустимо попадание воды, которая вызовет немедленную коррозию деталей и потребует дорогостоящего ремонта.
3. Необходимо следить за состояние фильтров и отстойников, вовремя их менять и обслуживать согласно инструкции, а в идеале надо регулярно проводить контроль и профилактическую промывку со снятием в условиях специализированного дизельного сервиса.

Помимо всего, это ещё и позволит избежать проблем со снятием-установкой прикипевших соединений, которые способны вылиться в значительные расходы.

Форсунка дизельного двигателя: возможные дефекты и их обнаружение.

• неисправное функционирование распылительной головки;
• сбои рабочих параметров форсунки дизельного двигателя;
• выход из строя клапанного механизма;
• забивание распылительных отверстий продуктами неполноценного горения топлива.

В такой ситуации топливная смесь сгорает не полностью, данная работа двигателя является неэффективной и нестабильной. Появляются некоторые дергания моторного отсека. Наблюдается спад тяговых показателей. Электронная аппаратура показывает ошибки по причине обедненной воздушно-топливной смеси. Запуск силовой установки происходит с задержками и трудностями.

При возникновении подобных ситуаций нужно обратиться к профессионалам сервисного предприятия. Самостоятельными усилиями невозможно узнать точную проблему некорректного функционирования мотора. Для проведения диагностических операций необходимы условия и материально-техническое оснащение. Чтобы проделывать простые разборочно-сборочные манипуляции необходимо иметь специализированные приспособления, комплекс инструментов и навыки в данной области.Рекомендуется не предпринимать никаких любительских вмешательств, такие действия способны привести к дорогостоящим восстановительным работам.

Профильные мастера сервисных организаций выполняют полный спектр услуг по обслуживанию и ремонтным работам дизельных форсунок.

Как самостоятельно почистить устройство подачи топлива

Тот же стенд имеет функцию очистки форсунок. Но при желании это можно сделать и в гаражных условиях. Используется стандартная чистящая жидкость и несложное приспособление, собранное из подручных средств.

Самодельная установка представляет собой автомобильный электрический бензонасос, помещённый в сосуд с очистителем инжекторов. Шланг от насоса подсоединяется к входному штуцеру форсунки, а на её питающий разъём через микропереключатель кнопочного типа подаётся питание от аккумулятора.

Многократно прогнав через распылитель содержащую мощные растворители отложений жидкость можно добиться существенного восстановления распылительных свойств прибора, что станет ясно по изменению формы факела.

Неподдающуюся очистке форсунку придётся заменить, не всегда её дефект связан с загрязнением, возможна коррозия или механический износ.

На каких двигателях используются форсунки Denso

Форсунки японской фирмы Denso могут быть использованы для оснащения дизельных двигателей. Так, основная сфера их применения — работа в составе топливной системы Common Rail. В основе этой системы используется топливная рампа, которая по-другому называется аккумулятором высокого давления. Common Rail позволяет оптимизировать работу двигателей, увеличить их ресурс и сократить уровень потребляемого горючего.

Форсунки Denso предназначены для непосредственного впрыска топлива в цилиндры мотора. В топливных системах Denso используются форсунки трёх типов — Х1, Х2 и G2. Сейчас в употребление входит уже четвёртое поколение форсунок — G3. Конструктивно они схожи между собой, основное отличие состоит в производительности устройств. Форсунки имеют одни и те же компоненты:

• сопло;
• распылитель с иголкой;
• поршень управления;
• соленоид.

Форсунки имеют продолговатую форму, вытянутую к концу — это обеспечивает высокую пропускную способность и возможности дозирования топлива

Принцип работы форсунок Denso примерно тот же, что и у любых других. Топливо подаётся через соленоидный механизм в точно дозированном количестве. Под давлением системы поднимается игла, затем через распылитель в полость мотора выстреливает топливо. Сразу после впрыска игла опускается на своё место, пока в форсунке вновь не создастся давление для следующего цикла работы.

Перечень автомобилей, для оснащения которых используются форсунки Denso:

• FORD: TRANSIT 2.2/2.4/3.2;
• FIAT: DUCATO 2,2l;
• HINO: RANGER 4.9/6.4/7.7, DUTRO, P11C, J05, J08;
• HYUNDAI: MIGHTY/COUNTY, MEGA, AEROTOWN, G900;
• ISUZU: ELF, N-series, FORWARD, ERGA, D-MAX, 4HK1/6HK1, 6WF1-TC;
• JOHN DEERE: Series 20, Series 30, 4.8/6.8;
• KOMATSU: 11/15/23/30 L6;
• LEXUS: IS220d;
• MITSUBISHI: PAJERO, PAJERO SPORT, TRITON/L-200, FORTUNER, FIGHTER/CANTER;
• MAZDA: 3, 5, 6, MVP, BONGO;
• NISSAN: NAVARA, PATHFINDER, XTRAIL 2.2, ALMERA, PRIMERA, TINO;
• OPEL: ASTRA 1.7 Cdti, CORSA, MERIVA, ZAFIRA;
• PEUGEOT: JUMPER;
• SUBARU: LEGACY;
• TOYOTA: AURIS, AVENSIS, DYNA, Hi-LUX, Hi-ACE, PREVIA, PRADO, LAND CRUISER, RAV4, COROLLA VERSO 2.0, VIGO, COASTER.

Отличие дизельных форсунок от бензиновых

Форсунками оснащаются не только дизельные силовые агрегаты, но и бензиновые, которые работают в паре с инжекторами. Однако при внешнем сходстве корпуса и идентичности функций существуют кардинальные различия между изделиями этих категорий:

• Бензиновая форсунка в штатном режиме работает при давлении в системе 2–3 бар, реже — до 5 бар. Этого вполне хватает для подачи необходимого количества топлива в двигатель. Однако дизельные форсунки в штатном режиме выдерживают давление порядка 250 бар, а самые современные модели работают при давлении от 2 до 2,5 тыс. бар. Продуктивность функций дизельных форсунок нельзя сравнивать с работой бензиновых. Благодаря устойчивости к высокому давлению в топливной системе, Denso могут обеспечивать стабильность работы мотора даже на малых и холостых оборотах, а также развитие всего потенциала двигателя во время разгона.
• Строение бензиновых и дизельных форсунок похоже: все они, независимо от года выпуска и принадлежности к тому или иному типу двигателя, имеют распылитель и клапанный механизм. Однако дизельные форсунки устроены более сложно, в них больше мелких деталей и микрочипов, которые упрощают работу мотора.
• Далеко не последнее отличие дизельных и бензиновых форсунок — это их стоимость. Бензиновые можно купить в пределах 1 тысячи рублей, для современных автомобилей — до 3 тысяч за одну форсунку. Однако цены на дизельные форсунки в несколько раз превышают эти показатели: Denso первых поколений стоит от 15 тысяч за единицу, последних поколений — порядка 40 тысяч.

То есть, дизельные форсунки обладают гораздо более мощным потенциалом и продуктивностью, нежели бензиновые. Однако и стоят они очень дорого.

Красным цветом выделены места подключения форсунок к двигателю: схема подключения практически одинакова как для дизельных, так и для бензиновых автомобилей

Ремонт или покупка новой детали?

Сегодня большая часть дизельных форсунок производится четырьмя фирмами: Siemens, Bosch, а также Denso и Delphi. Конечно, у них есть конкуренты, но все же именно эта четверка занимает большую часть рынка. По этой причине на многих, если не большинстве, автомобилях стоят форсунки именно этих производителей

Почему это так важно? Дело в том, что топливная аппаратура далеко не всех производителей поддается ремонту. Давайте разберемся:

• Bosch Common Rail. Одна из самых распространенных на данный момент форсунок. Ее можно отреставрировать без особых проблем. Чаще всего выходит из строя мультипликатор, седло, шток. Последний элемент не подлежит реставрации. При ремонте форсунки распылитель или меняют, или чистят ультразвуком;
• Denso Common Rail. Японские форсунки все чаще устанавливают на европейские автомобили. По качеству они значительно превосходят аналоги из своей ценовой категории. Форсунки практически не поддаются ремонту. Во-первых, на них мало запчастей. Во-вторых, со сборкой и разборкой детали справится лишь толковый мастер с большим опытом – в форсунке очень много мелких деталей и для ее разборки нужно специальные ключи;
• Delphi Common Rail. В этих форсунках нередко выходит из строя клапан, чуть реже – распылитель. И то, и то иногда можно найти в специализированных магазинах, но зачастую приходится заказывать в сети. После чистки и замены деталей автолюбитель получает новую форсунку в старом корпусе. Это обойдется вдвое дешевле покупки полностью новой детали;
• Пьезоэлектрические форсунки. Наибольший опыт в создании форсунок нового поколения сегодня имеют Bosch и Siemens. Форсунки с пьезо-кристаллами все чаще устанавливают на новые модели авто европейских концернов. Как правило, в них выходит из гидроаккумулятор. Чуть реже ломается клапан и заклинивает распылитель. Ремонтировать пьезоэлектрические форсунки легко (банальное «разобрал, поменял, собрал»), но запчасти для ремонта редко бывают в продаже.

Обращайте внимание на фирму-производителя форсунок. Если это Bosch, то деталь почти наверняка можно отремонтировать

Это дешевле, чем покупка новой форсунки. Ремонт детали от Delphi еще дешевле, но в подавляющем большинстве случаев сопряжен с ожиданием поставки запчастей. Если же на автомобиле стоит отработавшая свое форсунка Denso, то ее лучше выбросить и искать замену. Различные форсунки с пометкой Piezo приходится менять на новые, но в ближайшем времени стоит ожидать того, что запчасти для них начнут появляться в магазинах.

Что такое распылитель

Самым ответственным элементом форсунки является распылитель. Он имеет разное количество распылительных отверстий, равно как и может работать с разными системами регулирования топливоподачи. Взглянув на форсунку и, в частности, на ее распылитель, можно многое узнать о реализации подачи топлива в двигатель авто и об особенностях самого двигателя. Вот например:

• В дизелях с непосредственным впрыском установлены форсунки, имеющие 2-6 распылительных отверстий. Распылитель форсунки называют многоструйным. Он может иметь перекрываемые отверстия или же закрытый объем. В первом случае подача топлива прекращается по каждому отдельному каналу, а во втором случае игла перекрывает объем в нижней части распылителя. В этом объеме остается небольшое количество топлива, испаряющегося со временем;
• Вихрекамерные и предкамерные дизели обычно работают с распылителем, имеющим по одному отверстию и игле. Как правило, конец иглы имеет небольшой штифт, из-за чего всю форсунку называют штифтовой. Она подает большой объем топлива за короткий промежуток времени. При этом обеспечивается как наиболее благоприятный режим горения топлива, так и мягкая работа ДВС.

Некоторые неисправности форсунок напрямую связаны с распылителем. Как правило, его попросту меняют на новый. Самостоятельная замена распылителя возможна, но не рекомендована специалистами – форсунку нужно проверять на специальных стендах после замены даже одного конструктивного элемента. Желающие рискнуть могут заменить распылитель за считаные минуты: открутить гайку, поставить новый распылитель, закрутить гайку обратно. Работа должна быть проведена в стерильно чистом помещении.