Диагностика дизельных форсунок: устройство и принцип работы, инструкция по регулировке и ремонту

Устройство и принцип работы

Главная функция системы топливной подачи — впрыск горючего в определённых дозах под давлением.

Различают две основные разновидности форсунок:

• простые;
• электроуправляемые.

В стандартной дизельной форсунке распылитель является главной деталью. Он может иметь несколько отверстий, по-разному регулироваться и подавать солярку. Например, простые дизельные силовые агрегаты оснащаются элементами с однодырочным распылителем и иглой. А вот двигатели типа GDI оснащены распылителями со множеством отверстий, как правило, от 2 до 6.

Обычную работу форсунок можно представить себе так. К ТНВД из бака поступает солярка под незначительным напором. Затем ТНВД последовательно нагнетает топливо уже под сильным давлением к элементам впрыска. Они открываются под действием давления. Как только напор падает, отключается и впрыск дизеля.

Электроуправляемые форсунки созданы в результате прогресса топливных систем дизеля. Здесь солярка подаётся в цилиндры по тому же принципу, только распылители открываются не под действием давления. Управляет всем этим процессом электромагнитный клапан. Он не сам по себе, а контролируется непосредственно ЭБУ автомобиля. Без соответствующего сигнала оттуда топливо в распылитель не попадает.

Электромеханическое управление имеет массу преимуществ. Так, в форсунках дизеля Common Rail, за один цикл может происходить до 7 впрысков, что априори повышает мощность двигателя. Благодаря высокоточному распределению в таких системах, горючая смесь равномерно дозируется, эффективнее распыляется и сгорает.

Также с недавних пор популярны системы «насос-форсунка». Здесь нет ТНВД, на каждый цилиндр отдельно имеется собственный распылитель.

Устройство насос-форсунки

Принцип действия форсунок

Горючее на форсунки поступает под высоким давлением. Далее ЭБУ двигателя посылает сигнал на электромагнит инжектора, отвечающего за работу игольчатого клапана и открывает, либо закрывает канал подачи. Количество впрыскиваемого горючего зависит от длительности электроимпульса.

На сегодня выделяют три основных вида форсунок, они могут быть электромагнитными, электрогидравлическими и пьезоэлектрическими.

Электромагнитный инжектор чаще устанавливается на бензиновых двигателях. Напряжение на обмотку возбуждения клапана подается в строго установленное время, заложенное в программе. Оно приводит в действие электромагнит, который подтягивает груз с иглой из клапана, открывая таким образом сопло. В результате этого в камеру сгорания происходит впрыск определенной порции топлива. После того как напряжение в катушке пропадает, игла возвращается в исходное положение.

Электрогидравлическими форсунками снабжают дизельные двигатели. Они состоят из сливного и впускного дросселя, электромагнитного клапана и камеры. Управление подачей в цилиндры происходит путем изменения давления топлива. То есть горючее подается в канал, и как только давление станет достаточным для преодоления сопротивления пружины она поднимется и произойдет впрыск. Такая особенность является главным отличием данного механизма от аналогичных.

Пьезоэлектрические форсунки на сегодня считаются самыми совершенными и перспективными среди всех известных. Устанавливаются исключительно на автомобили с дизельным двигателем и системой подачи топлива Common Rail.

Признаки неисправности

Несмотря на предельную точность, дизельные системы впрыска очень хрупкие. Это и становится причиной их быстрого выхода из строя. Особенно актуально это для электронных и электромеханических форсунок, которые не переносят низкокачественного топлива, агрессивного стиля вождения и засорения.

Первый, явный признак неисправной форсунки — повышенная, неестественная резвость автомобиля. Электроника неправильно определяет дозировку и переливает топливо. Долго это не продолжается: процесс принимает обратный эффект. Увеличивается дымность выхлопа, особенно при резком задействовании педали газа. Повышается расход масла, в которое начинает просачиваться солярка.

Второй признак — нестабильность холостого хода. Автомобиль начнёт хуже заводиться по утрам, при прогреве — дымить. Грамотная диагностика дизельных форсунок должна обязательно проводиться с учётом этих факторов.

Таким образом, «симптоматический ряд» кратко можно описать так:

• рывки и толчки во время езды;
• холостой режим двигателя нестабилен;
• из выхлопной системы выделяется избыточное количество дыма;
• ощущается потеря тяги или её резкое увеличение;
• отказывают отдельные цилиндры.

Как очистить и отрегулировать дизельные форсунки

Качественный распыл топлива напрямую влияет на эффективность сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндре бензинового или дизельного двигателя. Если горючее подается неравномерно или не в заданный момент времени, тогда дизель теряет мощность на разных режимах работы, выхлоп дизеля становится черным, мотор начинает троить и т.д. Дизельный двигатель плохо , неустойчиво работает «на горячую».

Такие неисправности в системе питания дизельного двигателя могут привести к дорогостоящему ремонту. Несвоевременная подача топлива в цилиндры приводит к повышенному расходу горючего, перегреву и разрушению поршня, прогару клапанов, выходу из строя сажевого фильтра. Одной из частых причин неисправной работы ДВС является нарушение впрыска по вине топливных инжекторов. Чтобы избежать подобных неприятностей может потребоваться диагностика, промывка и/или ремонт дизельных форсунок.

Давление форсунок дизельных двигателей

Чем выше давление форсунок дизельных двигателей, тем тоньше распыливается солярка. Так, двигатель GDI имеет среднее давление инжектора, равное 1000-2050 бара. Кроме того, в зависимости от качества распылителя и топливной системы может быть разным время впрыска — от 1 до 2 миллисекунд.

Грамотный уход за дизелем подразумевает в первую очередь регулировку давления начала впрыска. Производится это на специальном стенде, настраивается винтом при снятом колпаке форсунки и отвёрнутой контргайке. Давление будет повышаться при ввёртывании винта, и понижаться — при откручивании.

Ниже приведены примерные показания стандартного давления различных систем:

• классический инжектор — через ТНВД поступает 400-1000 кг/см2;
• Коммон Райл — через ТНВД обеспечивается до 1600 кг/см2;
• насос-форсунки — 1200-2050 кг/см2.

Как продлить срок службы форсунок

Для увеличения срока службы инжектора важно периодически проводить его чистку. По рекомендациям большинства специалистов делать это следует каждые 20-30 тыс. км пробега. Хотя на практике эти цифры можно смело сокращать вдвое до 10-15 тысяч. Это обусловлено не очень качественным топливом, часто продаваемым на малоизвестных заправках. Применение некачественного горючего влечет за собой появление отложений на трущихся деталях, грязи в топливной системе, образование конденсата, засоры в топливном фильтре, коррозия и тому подобное. Все это ведет к перебоям в работе силовой установки, повышенному расходу топлива и падению мощности.

Конечно это негативно сказывается на сроке службы всей топливной системы и никуда от этого не денешься. Однако своевременное проведение техобслуживания поможет продлить работу форсунок и избежать лишних растрат на дорогостоящий ремонт. Правильная процедура очистки форсунок, замена топливных фильтров в сроки и заправка на проверенных АЗС качественным топливом помогут значительно продлить жизнь не только инжекторов, но всего двигателя.

Проверка форсунок дизельного двигателя своими руками

Обычный способ диагностики на засорение форсунок проводится так:

• повысить до предела обороты двигателя на холостом ходу;
• ослабляя гайки в местах фиксации рампы высокого давления, поочерёдно деактивировать форсунки;
• прислушаться к работе мотора.

Если отключить исправную форсунку, силовой агрегат начнёт барахлить. И наоборот, если отсоединить неисправный элемент впрыска, изменений наблюдаться не будет. Кроме того, проверить элементы впрыска можно и по давлению. Надо прощупать топливопроводы на наличие толчков или повышение температуры. Засорённый штуцер будет горячим, так как ТНВД постоянно нагнетает сюда горючее, но в силу забитости канала оно не проходит.

Следующий вариант проверки — через слив в обратку. Неисправная форсунка будет скидывать в систему обратки больше топлива, чем нужно. ТНВД из-за этого теряет способность выдавать нужное рабочее давление, что становится причиной сложного запуска и плохой работы мотора.

Перед диагностикой этого типа нужно подготовить следующие инструменты:

• медицинские шприцы на 20 мл;
• систему капельниц.

Как правило, чтобы ускорить процесс работы, подготавливается система капельниц, а не один шприц с трубкой. Так удаётся разом проверить все форсунки. Из шприцов должны быть вынуты поршни, трубки капельницы подсоединены к горлышкам.

Найти проблемную форсунку можно так:

• подключить систему капельниц со шприцами к обратным сливам форсунок — штатные провода нужно снять;
• завести мотор;
• подождать, пока внутрь шприца наберётся определённое количество солярки.

Вот какие выводы делаются после этого:

• форсунка считается полностью рабочей, если за две минуты в шприц не поступило топливо или количество горючего составило 2-3 мл;
• частично неисправная, требующая ремонта, если объём солярки превысил 10-15 мл;
• полностью неисправная, требующая замены, если количество слива превысило 20 мл.

Несмотря на широкую популярность данных способов проверки среди дизелистов, без гидравлического оборудования полноценную картину происходящего увидеть крайне сложно. В действительности объём сбрасываемого форсункой топлива зависит от многого. По этой причине методы диагностики путем расчёта количества обратного слива или отключения позволят судить лишь о пропускных способностях распылителя.

Как отремонтировать форсунки на дизеле

В некоторых случаях возможен ремонт форсунок своими руками, но механизмы брендов Бош и Делфи, а также детали с элементами Common Rail, придётся ремонтировать в специализированных мастерских. Восстановление таких узлов потребует специализированного и дорогостоящего оборудования и компьютерной диагностики, подобное оснащение невозможно найти в гаражном товариществе.

Что касается механических форсунок, то их вполне можно отремонтировать своими руками. Нужно учитывать, что проблема может быть в неплотном прилегании иглы к седлу распылителя (из-за износа нажимного штифта). Также стоит брать во внимание износ отверстия. Эти дефекты не дают добиться нормального прилегания, а потому деталь нужно восстанавливать. Вначале обозначим основные моменты:

1. Для ремонта придётся снять деталь. После осмотра нужно заменить распылитель, проставку и нажимной штифт. Также на этом этапе рекомендуется провести развёртку и установку новой нажимной пружины.
2. Герметизация и плотное прилегание достигается за счёт качественно обработанных поверхностей, а потому напрямую зависит от завода-изготовителя (не покупайте детали в точках без лицензии).
3. Отверстие в направляющем канале, где ходит игла распылителя, имеет зазор и не имеет уплотнителей. Излишки топлива могут попадать на месторасположение пружины.
4. Лишнее дизтопливо возвращается в бак через специальный канал обратного слива, а потому в форсунке должно поддерживаться стабильное давление.

Тестеры для более детальной диагностики

Один из известных приборов называется максиметр. Это совершенная во всех отношениях форсунка, оснащённая пружиной и шкалой. С её помощью можно отрегулировать важные параметры, в том числе и давление. Некоторые автомобилисты используют вместо максиметра обычную, заведомо исправную форсунку. Снятые с её помощью показатели сравниваются с данными распылителей, используемых в двигателе.

Алгоритм проверки с помощью максиметра:

• демонтируются все форсунки автомобиля;
• к свободному штуцеру ТНВД подсоединяется тройник;
• ослабляются накидные гайки на всех остальных штуцерах;
• к тройнику подсоединяется максиметр и проверяемая форсунка;
• активируется декомпрессионный механизм;
• запускается вращение коленвала.

В идеальных условиях обе форсунки должны показать одинаковые результаты по давлению в начале впрыска. В случае отклонений, распылитель нуждается в регулировке.

Вообще на работу элементов впрыска влияют механические характеристики. Но их проверка возможна только на профессиональном стенде.

В частности, на нём тестируют:

• количество топлива, проходящего через элемент;
• давление топлива;
• форму распыла.

Контроль с помощью стенда является наиболее точным методом диагностики, позволяющим определить степень повреждения элементов впрыска и целесообразность ремонта.

Установка магистралей высокого давления

Осторожно: Для наилучшей и без напряженной установки магистралей впрыска ослабить топливную рампу и немного смеешь. Трубопроводы ни в коем случае не изгибать или натягивать. Это бы привело со временем к излому соответствующей магистрали.

Инструкция: Ниже приведено описание установки новых магистралей впрыска. При повторной установке ранее применяемых магистралей впрыска следует провести их проверку согласно приведенным пунктам. Порядок действий в обоих случаях идентичен.

Грамотная регулировка форсунок

Если форсунка ремонтопригодна, её регулируют с целью восстановления изначальной плотности установки иглы. Если она свободно болтается, топливо вытекает через появившийся зазор. Для полностью исправного распылителя допустим показатель протечки не более 4% от общего количества горючего, подаваемого в цилиндр. Кроме того, дизельные элементы впрыска могут протекать из-за плохого уплотнения в зоне конуса иглы.

Регулировка форсунок дизельного двигателя на плотность осуществляется путём изменения натяжения пружины. Оптимально разрешённое смещение — 10 кгс/см2. Если наблюдается течь, специальной пастой ГОИ игла притирается. Для лучшего эффекта абразив разводят с керосином.

Чистка форсунок дизеля

Чистка форсунок дизеля

Выполнить очистку форсунок дизельного двигателя можно самостоятельно. Работы необходимо выполнять в чистоте и при хорошем освещении. Для этого форсунки снимают и промывают либо в керосине, либо в дизельном топливе без примесей. Перед обратной сборкой нужно обдуть форсунку сжатым воздухом.

Также важно проверить качество распыления топлива, то есть форму “факела” форсунки. Для этого существуют специальные методики. В первую очередь нужен испытательный стенд. Там подключают форсунку, подают на нее топливо и смотрят на форму и силу струи. Зачастую для испытаний используют чистый лист бумаги, который подкладывают под нее. На листе будут отчетливо видны следы попадания топлива, форма факела и другие параметры. В соответствии с этой информацией можно будет в дальнейшем провести необходимые корректировки. Для чистки сопла иногда используют тонкую стальную проволоку. Ее диаметр должен быть минимум на 0,1 мм меньше, чем диаметр непосредственно сопла.

Инструкция по очистке (промывке)

Как и говорилось выше, частой проблемой дизельных форсунок является их засорение. Для восстановления производительности элементов впрыска проводится чистка.

Её можно провести двумя способами:

• без демонтажа форсунок;
• со снятием.

В первом случае в топливо добавляется особая присадка, способная очистить инжектор от отложений. Однако этот способ редко даёт результат, тем более для дизельных машин. Куда эффективнее выглядит очистка сольвентом. Но здесь приходится сооружать небольшую автономную систему из топливного фильтра, бутылок, манометра и компрессора. Данная работа требует осторожности, так как давление нужно постоянно контролировать, иначе разорвёт пластиковые бутылки.

Что касается полноценной очистки, то она возможна только со снятием форсунок с двигателя.

Промывка элементов может быть проведена с помощью:

• ультразвука;
• химического состава.

Ультразвуковая очистка является более эффективной, но требует наличия специального стенда. Кроме того, этот вариант имеет свои недостатки: некоторым видам форсунок противопоказан данный вариант промывки.

Химическая обработка куда проще. Как правило, используется карбклинер. Он соединяется с зарядным устройством от телефона. Затем сооружается небольшая схема и осуществляется одновременная промывка системы впрыска. С помощью средства для чистки карбюратора можно промывать отложения средней твёрдости. Однако убирать окаменелости и старые отложения оно не может: здесь уже нужно использовать ультразвук.

Какую промывку лучше сделать ультразвуковую или жидкостную?

Неоднократно замечали споры по поводу того, что лучше: промывка форсунок присадками или ультразвуковая промывка форсунок на специализированном оборудовании. Справедливости ради будет сказано, что ультразвуковую чистку обычно проводят при наличии соответствующих серьезных проблем (нечеткая работа двигателя на холостом ходу, и т.д.). Жидкостная промывка форсунок инжектора хороша тем, что проводит профилактическую чистку всего двигателя (неплохо удаляет нагар с клапанов).

Однако, жидкостная промывка форсунок отлично справляется только с первой стадией засорения форсунок, а вот с последующими и более серьезными проблемами могут возникать проблемы. Проводят её «вслепую» как профилактику, а значит направленно воздействовать на определенный очаг загрязнений ей не под силу.

А вот к «ультразвуковому» методу воздействия прибегают чаще всего, когда необходима детальная диагностика по определению пропускной способности датчиков исполнительных механизмов (как правило, проводиться в мастерских с помощью компьютерных вычислений). Очищая значительно больше и лучше, такой тип промывки стоит в 2-3 раза дороже жидкостного аналога. Однако, следует быть аккуратным, так как старые, испорченные временем и неправильной эксплуатацией форсунки могут испортится окончательно под воздействием кавитации, и потерять свою первоначальную герметичность (давать течь при работе).

Причины и методы устранения течи горючего из топливной форсунки

Проверяется дизельная система на течи следующим образом:

• форсунка, место её вкручивания и гайка крепления трубки насухо протираются;
• обозначенные места протираются мелком;
• запускается двигатель и сразу глушится;
• в том месте, где мел потемнел, будет протечка.

Как правило, течёт из-под топливной трубки. В этом случае поможет её замена. Если потеет форсунка, то она подвергается тщательной проверке, а если место между элементом впрыска и головкой, надо заменить медное уплотнительное кольцо.

Существует несколько причин течи солярки из форсунки. Самая банальная — ослабление шайбы, расположенной под проблемным элементом впрыска. Нужно её заменить и проверить заново всю систему.

Симптомы неисправности форсунки

Для начала следует отметить, что такой сложный механизм как автомобильный двигатель (особенно в современных моделях) требует точности в определении. Часто оказывается, что при абсолютно схожей симптоматике свойственной неисправно-работающим форсункам, например тяжелый запуск мотора на «холодную тягу» или увеличенный расход топлива, причина далеко не в них, а в нуждающихся к замене свечах зажигания. Перед установлением точной причины, и предприятием каких-либо действий по их устранению, следует очень внимательно проверить и убедиться в правильности поставленного «диагноза».

Следующие факторы, являются наиболее распространёнными симптомами неисправных форсунок двигателя:

• отмечаются рывки при езде;
• потеря динамики при ускорении;
• двигатель вибрирует и троит при переключении, или при сбросе скорости;
• увеличивается топливный расход;
• в следствии неравномерного расхода топлива на дизелях может наблюдаться черный дым из выхлопной трубы

Заметив что-либо из только что названных проблем, необходимо как можно скорее заняться точечной проверкой форсунок. В противном случае, автомобиль может подвести в самый ненужный момент (например, при совершении обгона, или в других ситуациях).

Как правило, из строя форсунки выходят по одной, поэтому проверить необходимо все.

Таблица: производительность форсунок Бош

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Как определить льющую форсунку?

Экономия склоняет многих автолюбителей приобрести машину с дизельным силовым агрегатом. Но вот новые системы питания дизелей могут испортить всё преимущество из-за своей дороговизны, ведь новые форсунки стоят немало.

Производители утверждают, что работа форсунки рассчитана на 100-150 тысяч километров пробега. Но на самом деле они могут работать даже больше, но тогда надо быть бдительным, чтобы не проморгать момент поломки форсунки.

Почему ломаются форсунки?

Как только двигатель начинает развивать недостаточную мощность, при увеличении нагрузки на мотор появляются провалы и рывки, а на малых оборотах работа силового агрегата становится неустойчивой, то следует сразу же задуматься о поездке в СТО для ремонта или в автомагазин, чтобы купить новые форсунки.

Чаще всего форсунки ломаются из-за различного рода загрязнений. Так как эти детали находятся под постоянным воздействием высоких температур, то на форсунке происходит закоксовывание смол, которые содержатся в горючем. Эти твёрдые отложения могут перекрыть отверстия распыла, что нарушает герметичность игольчатого клапана. Это может привести к тому, что даже качественные форсунки Denso начинают плохо распылять топливо или даже лить. Засорение системы топливоподачи может привести к тому, что засорятся другие элементы форсунки, такие как каналы или фильтр. Чаще всего, ремонт форсунок Common Rail производится при помощи ультразвуковой прочистки.

Первые признаки льющей форсунки

Льющая форсунка – это форсунка, которая плохо распыляет горючее или просто сливает его струйкой в камеру сгорания. Какие признаки того, что работа форсунки нарушена? Прежде всего можно ощущать подёргивания на холостом ходу или при режимах малой нагрузки. Когда мотор немного разогреется, то подёргивания уменьшатся, потому что в разогретом двигателе топливо гораздо лучше испаряется, даже если распыл нарушен.