Чем отличаются форсунки

Топливная форсунка: виды, конструкция, принцип работы

Подача топлива в камеру сгорания цилиндра – дело совсем не такое простое, как кажется на первый взгляд. В двигателях просчитывается не только оптимальное количество бензина (дизтоплива, газа), но и способ его распыления, момент сгорания, распределение факела пламени и множество других факторов. Постоянное усиление экологических требований ставит перед автоинженерами сложные задачи, которые они решают комплексно, в том числе и модифицируя способы впрыска топлива. В результате появляются новые устройства, уже имеющие мало общего со старыми карбюраторными системами.

Немного физики

Чтобы топливо не просто сгорало, а сгорало с максимальным эффектом, нужно соблюсти несколько условий. И одно из них – распылить жидкое топливо, чтобы мельчайшие капельки моментально воспламенились и как можно сильней толкнули поршень вниз. А для этого нужен маленький взрыв, который и получается, когда горит не жидкость, а пар бензина и мелкая взвесь. Добавим сюда потребность в 15-кратном объеме воздуха, который должен равномерно смешаться с распыляемым топливом, и получим интереснейшую инженерную задачу, над которой бьются лучшие умы.

Топливная форсунка – именно тот инструмент, который превращает жидкое топливо в мельчайшую влажную пыль, причем форма «факела» строго рассчитывается, как и количество топлива, которое впрыскивается в камеру сгорания. Чем больше топлива – тем мощней будет отдача от его сгорания, так что форсунка выполняет две задачи: подает нужное количество бензина (солярки или газа) в нужное время и в нужной форме. От правильной работы форсунок (и системы подачи топлива в целом) зависит качество работы двигателя, его долговечность, соответствие экологическим нормам и требованиям закона.

Современные системы послойного впрыска стали доступны только после эволюции топливных форсунок, после того, как они стали быстрей, точней и мощней. В старых системах реализовать такой способ подачи топлива было невозможно чисто технически. Сложности новой конструкции оправдываются ежедневной экономией и меньшим вредом для природы и окружающих людей.

Виды инжекторных систем

Системы впрыска с форсунками (инжекторные) пришли на смену карбюраторам, уже не успевавшим за новыми требованиями. Первым вариантом стала система моновпрыска, в которой одна топливная форсунка располагалась во впускном коллекторе на месте карбюратора, после впрыска топливо смешивалось с воздухом и поступало в один из цилиндров.

Система моновпрыска.
1. Подача топлива. 2. Подача воздуха.
3. Дроссельная заслонка.
4. Впускной коллектор. 5. Форсунка.
6. Головка блока цилиндров.

На смену моновпрыску пришел распределенный впрыск топлива, когда на каждый цилиндр устанавливается отдельная форсунка. На сегодняшний день это самый распространенный вариант (карбюраторные и моноинжекторные автомобили уже не производятся, хоть и используются). Топливо на форсунки поступает либо от топливного насоса высокого давления (ТНВД), либо от подкачивающего топливного насоса, если используются насос-форсунки. Сопло форсунки может быть выведено во впускной коллектор, в форкамеру (в дизельных двигателях) или прямо в цилиндр (системы с непосредственным впрыском).

Последней модификацией инжекторов стала система Common Rail, при которой топливо от ТНВД поступает в топливную рампу (аккумулятор давления), а форсунки срабатывают в нужное время, независимо от положения распредвала.

Система распределенного впрыска.
1. Подача топлива. 2. Подача воздуха.
3. Дроссельная заслонка.
4. Впускной коллектор. 5. Форсунки.
6. Головка блока цилиндров.

С помощью Common Rail была решена проблема пульсации топлива (ТНВД не подает его равномерно) и появилась возможность полноценной реализации ступенчатого (трехфазного) впрыска.

Виды топливных форсунок

По способу приведения в действие все форсунки делятся на механические и электромеханические.

Механическая форсунка.
1. Подача топлива. 2. Запорная игла.
3. Отверстие распылителя

Приводятся в действие давлением топлива: давление повышается и открывает клапан, который закрывается при снижении давления после выхода топлива из сопла. Одна из разновидностей – форсунки с двумя пружинами, которые дали возможность реализовать двухступенчатую подачу топлива без использования электроники.

Механические форсунки уходят в прошлое следом за карбюраторами. На данный момент самыми распространенными стали более современные модели, позволяющие регулировать подачу топлива в каждый из цилиндров в зависимости от условий работы двигателя. Для распределенного впрыска используются электрогидравлические, электромагнитные и пьезоэелктрические форсунки, каждая из которых имеет несколько модификаций, свои плюсы и минусы и особенности использования.

Применяются в бензиновых двигателях. За открытие иглы отвечает электромагнит: по сигналу от контроллера на его обмотку подается ток, якорь магнита поднимается и поднимает соединенную с ним иглу. После отключения тока возврат иглы в исходное положение и закрытие сопла форсунки производится за счет пружины. Момент начала и продолжительность впрыска определяются ЭБУ. Давление топлива в таких форсунках составляет в среднем 40 бар, что по сравнению с дизельными двигателями совсем немного.

Устанавливаются на дизельные двигатели, в том числе на систему Common Rail. Принцип работы – уравнивание давления на запорную иглу. Топливо под давлением заполняет камеры над иглой и под ней, и в состоянии покоя это давление одинаково. Игла закрывает сопло благодаря усилию пружины. При подаче сигнала от ЭБУ открывается электромагнитный сливной клапан, и топливо из резервуара над иглой сливается в реверсную магистраль. Давление над иглой падает, а под иглой – нет, игла поднимается и открывает форсунку.

Самая современная конструкция, которая используется и в бензиновых, и в дизельных двигателях. Основное ее достоинство – максимальное быстродействие, что позволяет подавать топливо в камеру сгорания в 2-4 приема. За движение иглы отвечает керамический пьезоэлемент, расширяющийся под действием электрического тока. Пьезофорсунки выдерживают самое большое давление – до 2000 бар, и используется в современных высокофорсированных и турбированных двигателях.

Насос-форсунка.
А. Насосная секция. В. Клапанная секция. С. Секция впрыска.
1. Шариковый упор. 2. Возвратная пружина.
3. Обратный канал. 4. Регулировочная шайба распылителя.
5. Распылитель. 6. Входной канал.
7. Упор клапана управления. 8. Топливный клапан.
9. Соленоид управления клапаном.

Как понятно из названия, в данной конструкции сама форсунка соединена с насосом, что позволило уйти от громоздкого и дорогостоящего ТНВД. Насос-форсунки оснащаются плунжером 6-8 мм в диаметре, который приводится в движение от распредвала. За открытие клапана может отвечать и электромагнитная катушка, и пьезокристаллы, в зависимости от конструкции.

Работа форсунки и факел распыла

Основным показателем качества работы топливной форсунки является факел распыла топлива. Это форма, которую принимает порция жидкости, выходящая из сопла форсунки. В идеале это водяная пыль, образующая облако заданной формы: топливо хорошо смешивается с воздухом, не оседает на стенках камеры сгорания, не льется струей. В зависимости от того, куда выведена форсунка (во впускной коллектор или камеру сгорания), топливо может распыляться разными способами. Количество жидкости, дисперсность и форма факела определяются на этапе конструирования двигателя и отклонение от нормальных параметров сказывается на его работе, производительности и долговечности.

Одна их технических характеристик – производительность форсунки. Определяется как объем (в кубических сантиметрах), наполняемый за минуту под давлением 3 бара. Самые распространенные показатели – от 180 до 240.

Единицы измерения производительности в каталогах могут обозначаться по-разному:

• см³/мин (cc/min или просто сс в англоязычной транскрипции);
• lbs/hr (lb/hr, фунт/час, используют американские производители).

Перевод одного значения в другое делается по следующей формуле:

• 1 lbs/hr = 10,50 cc/min.
• 1 cc/min = 0,095 lbs/hr.

Топливные форсунки для ГБО

Полноценное использование газа стало возможным после появления системы распределенного впрыска. Это ГБО четвертого поколения, при котором можно добиться оптимального соотношения газа и воздуха, максимального сгорания топливной смеси, избавиться от недостатков предыдущих поколений ГБО – прогорания клапанов, досрочного возгорания смеси, перерасхода топлива. Особенность этой системы в том, что сжиженный газ подается сначала в редуктор, где происходит испарение, а затем – в форсунку.

Для автомобилей на газу используются форсунки штокового, игольчатого и мембранного типов. Самые простые и дешевые – штоковые форсунки, работающие по тому же принципу, что и бензиновые электромагнитные. На более современные двигатели они уже не устанавливаются: слишком низкая скорость работы и точность подачи топлива, нет возможности открывать форсунку на очень короткое время (для систем с трехфазным впрыском, например). Но эти форсунки отлично справляются с «грязным» газом, перебоями с давлением и прочими недочетами топливной системы.

Игольчатые форсунки – новое поколение устройств, более точные и надежные, нетребовательные к положению установки. Газ подается через соленоид, внутри которого расположен шток и запорная игла. Во время работы происходит «продувка» форсунки, что помогает поддерживать ее в чистоте и отсрочить время ТО.

Конструкторы «игрались» с запорными механизмами тарельчатого и мембранного типа, но эти форсунки не оправдали себя ни по сроку службы, ни по скорости, ни по надежности.

Системы ГБО пятого поколения работают без редуктора, а газ в форсунки подается в жидком виде. Это система жидкого фазированного распределенного впрыска, при которой можно уменьшить расход топлива и улучшить характеристики топливно-воздушной смеси в камере сгорания. Расход газа в системах пятого поколения всего лишь на 10-20% выше, чем расход бензина.

В большинстве случаев для автомобилей на природном или сжиженном газе лучше использовать специальные газовые форсунки, а не обычные бензиновые, ведь и тип топлива, и требования к нему будут совершенно другими.

Фильтр форсунки

В конструкции каждой форсунки предусмотрен индивидуальный фильтр. Несмотря на топливные и воздушные фильтры, установленные в автомобиле, фильтр форсунки становится последним барьером для загрязнений и дополнительно продлевает жизнь тонкому и чувствительному устройству.

Как правило, в форсунках используются обычные пористые фильтры, которые при техобслуживании можно промыть или заменить. Исключение составляют форсунки, работающие на газу, в которых есть возможность очистить проходящее топливо по принципу центрифуги – пропустив его по спирали и отсеяв посторонние включения.

При техобслуживании форсунок обычно промывают и фильтры, ведь наш бензин и солярка не отличаются высокой чистотой, а системы впрыска на новых автомобилях очень чувствительны к качеству топлива.

Неисправности топливных форсунок

Современные форсунки, особенно на дизельные двигатели, собираются с точностью до 1 мкм. Такие тонкие зазоры чувствительны к малейшим отложениям, а значит, и к качеству топлива. Главный враг форсунок – грязь. Спасают только качественные топливные фильтры, рассчитанные на высокую степень очистки.

Вторая причина выхода форсунок из строя – коррозия металлических деталей. Здесь виновата вода, попавшая в топливо. В новых дизельных двигателях фильтры с сепараторами полностью оправдывают свою стоимость: удаляя воду из топлива, они продлевают срок службы и самих форсунок, и цилиндро-поршневой группы.

Испортить форсунку может мастер на этапе установки: достаточно не соблюсти момент затяжки, чуть замять уплотнитель или допустить другую ошибку, и форсунка через некоторое время подаст сигнал о проблеме. Но даже при правильной установке уплотнители со временем выходят из строя и прикипают к ГБЦ.

Опасный момент для систем непосредственного впрыска – замена свечей накаливания. Тонкие длинные стержни свечей ломаются при демонтаже, после чего приходится вынимать остаток из свечного колодца с помощью инструментов. В этот момент легко повредить находящуюся рядом форсунку (опытные мастера знают, как справиться с ситуацией).

Ошибки тюнинга двигателя, переход на другое топливо (например, на биодизель), проникновение масла в камеру сгорания или, наоборот, разжижение масла топливом, использование некачественных присадок приводит к перегреву форсунки, оплавлению сопла, деформации запорной иглы и распылительных отверстий.

Признаки проблем с форсунками проявляются нарушениями в режиме работы двигателя: мотор начинает троить, увеличивается расход топлива, затрудняется холодный старт, на холостом ходу появляется вибрация и посторонние шумы, выхлоп становится черного цвета. В этих и других случаях лучше обращаться на СТО сразу, не дожидаясь более серьезных поломок. В большинстве случаев ремонт ограничивается чисткой форсунок или заменой совсем дохлых, а вот затягивание диагностики может привести к капремонту двигателя.

Обратите внимание!

В зимний сезон у дизельных двигателей появляется дополнительная проблема: парафины в топливе. Несмотря на заявления производителей, полностью удалить парафин из солярки сложно и дорого, и на морозе топливо начинает белеть и загустевать.

Парафин в дизтопливе вызывает проблемы с фильтром (густая масса напрочь забивает бумажную гофру), насосом и, разумеется, с форсунками, которые во всей цепочке наиболее чувствительны к посторонним примесям. Проникая в инжектор, холодный парафин забивает тонкие каналы форсунок и не дает нормально стартовать двигатель.

Для борьбы есть два метода: заправлять свой автомобиль заведомо качественным зимним топливом или использовать предпусковой подогреватель топливного фильтра. Системы подогрева помогают растопить застывшую массу и вернуть топливу нормальную текучесть даже в том случае, если залита некачественная летняя солярка.

В летний сезон используется дизтопливо со сравнительно высоким содержанием парафинов, но они не застывают и никак не мешают двигателю работать.

Нужно отметить, что форсунка, несмотря на всю тонкость конструкции, служит достаточно долго: 100-150 тыс. км в среднем, а оригинальные, установленные с завода, могут радовать автовладельца до 200 тыс. км. Это достаточно «живучий» механизм, если регулярно проводить техобслуживание и своевременно ремонтировать.

О том, как выбирать топливные форсунки, читайте наш «Гид покупателя».

Что такое форсунки в двигателе и как понять, что они работают неправильно

Топливная форсунка (или инжектор) — это элемент системы впрыска автомобиля с бензиновым или дизельным двигателем внутреннего сгорания. Эта деталь распыляет горючее, чтобы оно равномерно смешивалось с воздухом и эффективно сгорало. Бывают различные виды инжекторов, но принцип работы у всех примерно одинаковый. Находятся форсунки на головке цилиндроблока. Их количество зависит от общего числа цилиндров, так как для каждого требуется по одной. Чаще всего в легковых автомобилях их четыре.

Как работает инжектор

Форсунки, которые производят для дизельных моторов, отличаются от деталей для бензиновых силовых агрегатов. Причина в разных механизмах сжигания горючего в каждом из них, поскольку уровень давления у бензиновых двигателей намного ниже, чем у дизельных.

Впрыскивающие детали топливной системы бывают:

• механическими;
• электромагнитными;
• электрогидравлическими;
• пьезоэлектрическими.

Простые варианты инжектора похожи на насос, который под действием высокого давления распыляет горючее. На современных автомобилях устанавливаются детали с электронным блоком управления впрыска. Он определяет правильное время для запуска и объем топлива для распыления. Он указывает запорному клапану, когда открываться, после чего прыскает горючее в камеру сгорания.

• давление начала впрыска;
• динамический диапазон работы и минимальная цикловая подача топлива;
• время открытия и закрытия;
• угол конуса распыления и дальнобойность факела горючего;
• величина распыляемых частиц и распределения горючего в факеле.

Признаки неисправности топливной системы

Есть несколько симптомов, по которым можно узнать о неработающей должным образом системе впрыска:

• мотор плохо заводится, глохнет на холостом ходу;
• плавающие или нестабильные холостые обороты тоже являются признаком неисправности;
• из выхлопной системы идет черный дым;
• у автомобиля плохая динамичность;
• еще один симптом — увеличившийся расход бензина.

Причины неисправности

Причиной неправильной работы чаще всего является образование налета на внутренней поверхности форсунки. Она начинает плохо распылять бензин или дизтопливо. Бывают случаи, когда горючее просто течет струей, почти не смешиваясь с воздухом. Сгорая, неоднородная воздушно-топливная смесь не дает должного количества энергии, поскольку основная часть просто вылетает в выхлопную трубу. Это влияет на работу мотора, который становится менее динамичным. Из-за чего водителю приходится сильнее нажимать педаль газа, что приводит к перерасходу топлива, а динамика транспорта продолжает падать.

Почему еще топливная система может работать некорректно?

• Владелец льет некачественный бензин или дизтопливо.
• Внутри детали появились признаки коррозии.
• Деталь давно не меняли, произошел ее естественный износ.
• Топливный фильтр вышел из строя и пропускает топливо неочищенным.
• Допущены ошибки при монтаже детали.
• Перегрев.
• Обрыв кабеля к блоку управления.
• Короткое замыкание в катушке.
• Попадание влаги. Это свойственно дизельным двигателям, если автовладелец не удаляет конденсат из отстойника топливного фильтра.

Как узнать, что форсунки льют

Если говорят, что «льет форсунка» — значит деталь пропускает горючее. Признаки такой неисправности:

• запах бензина в салоне;
• трудности при запуске мотора;
• разбавленное моторное масло.

Эти симптомы могут быть вызваны нарушением целостности одного из элементов (например, износилось уплотнительное кольцо), загрязнением фильтров или когда из строя вышел топливный насос.

Когда нужно делать профилактику и менять форсунки

Чтобы мотор работал должным образом, нужно периодически проверять и чистить распылитель. Автоэксперты советуют делать профилактику через каждые 20–30 тысяч км пробега. Но нужно понимать, что на данный регламент влияет количество моточасов и качество топлива. Если машина эксплуатируется в городе, часто стоит в пробках, то «лечение» нужно проводить чаще — примерно через 15 000 км пробега.

Процедуру можно делать разными способами (со снятием форсунок и без):

• добавить в бензобак специальные чистящие средства;
• с помощью ультразвуковой чистки, при которой нужно снимать детали;
• промыть в автосервисе на специализированном стенде.

Нужно понимать, что у запчастей разных производителей сроки службы различаются. В среднем деталь может корректно работать при пробеге до 100–150 тысяч км, хотя в реальности это зависит от того, насколько интенсивно эксплуатируется авто. Чтобы деталь прослужила дольше, нужно придерживаться двух правил: лить бензин и дизтопливо на проверенных автозаправочных станциях, а также вовремя обслуживать топливную систему.

Совет от экспертов Трейд-ин Кунцево: при покупке автомобиля с пробегом более 50 000 км рекомендуем проверять работу форсунок в автосервисе.

Все о топливных форсунках: частые заблуждения и что точно не стоит делать

Форсунка (от английского «force-pump» — нагнетательный насос), ее еще называют инжектор – в двигателях внутреннего сгорания используется для подачи горючего в камеру сгорания. Впрыск осуществляется короткими импульсами, под давлением. Распыленное топливо лучше перемешивается с воздухом, а более полное сгорание и точная дозировка повышают мощность, экономичность, улучшают экологические показатели автомобиля.

Форсунки являются главным исполнительным механизмом, своего рода «сердцем» систем впрыска, и благодаря быстродействию позволяют прецизионно регулировать подачу топлива. В двигателях инжекторного типа поддерживается оптимальный состав топливовоздушной смеси во всех режимах работы. Совокупность этих преимуществ, вместе с надежностью и долговечностью, позволила полностью вытеснить карбюраторы с конвейеров автозаводов.

Основные элементы форсунки

Топливная форсунка может включать в себя более чем 20 деталей, в зависимости от вида. Во всех случаях основными являются следующие элементы:

• ✅ Прочный и герметичный корпус
• ✅ Канал протока топлива
• ✅ Входной фильтр
• ✅ Запорный клапан
• ✅ Распылитель

Снятие топливной рампы с форсунками с двигателя ВАЗ. Фото: youtube.com

Расположение форсунок на двигателе таково, что входные отверстия находятся в топливной магистрали, а распылитель – во впускном коллекторе или непосредственно в камере сгорания, в зависимости от типа форсунок. Очень важно обеспечить герметичность соединений. Утечка топлива чревата возгоранием, а подсос воздуха через уплотнители приведёт к неустойчивой работе двигателя.

Виды форсунок

Инжекторы различат по многим признакам, но основные из них – конструкция прибора и расположение на двигателе.
Когда используют одну форсунку, которая расположена по центру впускного коллектора и питает все цилиндры двигателя, такую систему называют моновпрыском с центральным расположением инжектора.

В системах распределённого впрыска за подачу топлива в каждый цилиндр отвечает отдельная форсунка, которая также подаёт топливо во впускной коллектор, но располагается над впускным клапаном своего цилиндра. В схеме непосредственного впрыска форсунки подают топливо прямо в камеру сгорания цилиндра, минуя впускной клапан. Соответственно, такие инжекторы монтируются в головке блока цилиндров таким образом, чтобы выходное отверстие располагалось выше верхней мёртвой точки хода поршня. Сколько цилиндров, столько и форсунок.

Промывка форсунок на стенде. Фото: youtube.com

В некоторых моделях автомобилей применяют комбинированный впрыск топлива, когда в одних режимах работают форсунки распределенного впрыска, в других непосредственного, а в третьих обе, совместно. В этом случае каждый цилиндр обслуживают две форсунки.

Все большее применение находят газовые форсунки, которые используются в ГБО четвертого поколения и выше. И в этом случае на один цилиндр приходится по две форсунки — одна газовая и одна бензиновая. Такая система называется битопливной – газ плюс бензин.
По конструктивному исполнению различают несколько видов форсунок:

• ✅ Механические
• ✅ Электрогидравлические
• ✅ Электромагнитные
• ✅ Электромагнитные газовые
• ✅ Пьезоэлектрические

Принципиальное различие между ними, помимо давления топлива и других, заключается в типе привода запорного клапана. Каждый из них требует своей системы управления.
Механические форсунки

Конструкция не представляет особой сложности. Запорный клапан открывается под действием давления жидкости, а закрывается пружиной, когда давление уменьшается до определенной величины. Механические форсунки, благодаря простоте, отличаются надежностью, неприхотливостью. В современных двигателях практически не применяются, поскольку не отличаются высоким быстродействием. Кроме того, в системах распределённого впрыска требуется механический дозатор-распределитель, очень сложное в изготовлении и обслуживании устройство.

Электрогидравлические форсунки

Применяются в основном в дизельных двигателях, считаются дальнейшим развитием механических форсунок. Электрогидравлические форсунки могут работать с индивидуальными топливными насосами высокого давления, такие пары называют насос — форсунками, а также в системах common rail с общей топливной рампой. Топливо поступает в две камеры одновременно, между которыми расположена запорная игла с пружиной. Давление в камерах находится на одном уровне. При поступлении электрического сигнала электромагнитный сливной клапан открывается, давление в емкости над иглой падает. После открытия форсунки, происходящего под действием пружины, сливной клапан вновь закрывается, давление в камерах выравнивается, форсунка переходит в закрытое состояние.

Электромагнитные форсунки

Применяются в бензиновых двигателях с распределенным впрыском топлива, а также при установке ГБО, поскольку не рассчитаны на высокие давления, характерные для дизельных моторов и систем с непосредственным впрыском бензина.
Электронный блок управления подаёт сигнал на электрическую обмотку, при этом образуется магнитное поле. Под его действием якорь перемещает запорную иглу, которая, в свою очередь, открывает запорный клапан. При отключении сигнала пружина закрывает форсунку.

Замена уплотнительного кольца форсунки. Фото: youtube.com

Газовые форсунки, работающие по такому же принципу, отличаются увеличенным диаметром выходных отверстий, а также меньшим рабочим давлением. Это обусловлено необходимостью прокачивать большой объём газообразного вещества, при этом точно дозировать подачу.

Пьезоэлектрические форсунки

Форсунки с пьезоэлементами используются во всех типах двигателей внутреннего сгорания. Обеспечивают самое высокое быстродействие, способны выдерживать значительное давление топлива. Игла перемещается пьезоэлектрическим элементом, выполненным из прочной керамики. Под воздействием электрического импульса, который подаёт электронный блок управления, керамический элемент расширяется и выталкивает иглу. При отключении сигнала всё возвращается в исходное состояние. Процесс происходит чрезвычайно быстро, благодаря чему пьезофорсунки способны обеспечить многократный, послойный впрыск в течение одного цикла.

Надо ли обслуживать форсунки

Форсунки трудятся в очень жёстких условиях. Давление топлива может достигать сотен, а иногда тысяч атмосфер, благодаря чему осуществляется мелкодисперсное распыление. Длительность импульса впрыска составляет до одной десятитысячной доли секунды — позволяет осуществить до ста «инъекций» за один цикл впуска. Температура в камере сгорания может достигать 2 000 ºС.

Закоксованная рабочая часть форсунки под микроскопом. Фото: youtube.com

Во впускном коллекторе менее жесткие условия, но там есть контакт с раскаленными газами. Если добавить химически активную среду, то становится ясно, что безотказно и надежно работать в таких условиях могут только совершенные, прочные изделия, какими и являются форсунки, способные выдержать до миллиарда срабатываний.

Какого либо обслуживания современные форсунки не требуют. Главный враг — загрязнения, а также закоксовывание выходных отверстий.

Конструкция надежная, неразборная, смазывать и регулировать там ничего не надо. Отказы до выработки ресурса встречаются крайне редко. При городской эксплуатации, с частыми короткими поездками, форсунки закоксовываются быстрее, чем при длительной непрерывной езде. В таком режиме бензин, сам по себе являющийся растворителем, на каком-то этапе не справляется с отложениями, которые образуются при частом испарении остатков бензина внутри горячей форсунки на заглушенном, но еще не остывшем двигателе. При магистральной эксплуатации, когда двигатель работает долго, бензину, проще говоря, хватает времени снять отложения. Понятно, что некачественное топливо моментально забьет систему независимо от условий эксплуатации.

Как очистить форсунки?

В первую очередь необходимо определиться с вопросом, промывать форсунки профилактически или по мере надобности. По большому счету, это вопрос цены. Профилактическая промывка вреда точно не принесет, если не использовать агрессивные реагенты. Но, по большому счету, промывать форсунки следует по мере загрязнения, когда снижается производительность, ухудшается качество распыла, возникает неравномерность в работе цилиндров. Делать это надо, пока процесс не зашел слишком далеко, при появлении первых признаков. В подавляющем большинстве случаев качественной промывки хватает для восстановления изначальных характеристик.

Проверка качества распыления форсунок. Фото: youtube.com

Сразу хотелось бы предостеречь от самодеятельности в этом вопросе. Промывка форсунок – ответственное дело, требующее квалификации и опыта. Нужно иметь специальное оборудование. Даже если удастся снять форсунки и промыть кустарным способом, изобретая всякие приспособления, о результате можно будет судить только по вторичным признакам. Типа того: лучше едет машина или нет. О самостоятельной промывке в гаражных условиях форсунок непосредственного впрыска или дизельных, где требуется высокое давление, нечего даже и думать.

Следует помнить, что самодеятельность с горючими веществами чревата пожаром. Обращайтесь только в сертифицированные авторемонтные мастерские, где специалисты знают, что и как делать.

Заливать очистители топлива в бензобак можно только при чистой топливной системе, как профилактику. В противном случае под действием очистителя отложения на стенках бензобака, топливопроводов, вместе с бензином будут прокачиваться через форсунки, и фильтр будет помогать только до поры до времени. Фильтрующий элемент сначала забьется, а потом, под давлением, просто порвется. Итог, в лучшем случае, промывка форсунок, а в худшем, если все зашло слишком далеко, замена. Возможно негативное воздействие некоторых типов очистителей на каталитический нейтрализатор отработанных газов, в которых содержатся пары промывочного вещества.

Способы профессиональной очистки

Существует два способа промывки форсунок: с демонтажом и на двигателе. Во втором случае к топливной системе подключают резервуар с промывочной жидкостью. Двигателю дают поработать определенное время, достаточное для удаления отложений.
Преимущество такого подхода в том, что помимо форсунок от нагара очищаются поршни, клапаны. Но нет визуального контроля, некоторые дефекты могут остаться незамеченными. Промывать форсунки без демонтажа следует в рамках очередного техобслуживания. Иначе после чистки придется еще раз заменить свечи зажигания, масло в двигателе. На их состояние негативно влияет промывочная жидкость. Остается открытым вопрос о каталитическом нейтрализаторе, лямбда-зондах.

Та самая форсунка после ультразвука (под микроскопом). Фото: youtube.com

При демонтаже форсунки промывают либо на стенде, либо в ультразвуковой ванне. Необходимо каждый раз менять уплотнительные кольца, иначе нарушается герметичность при монтаже на двигатель. Преимуществ несколько:

• ✅ Возможность измерить производительность каждой форсунки в отдельности
• ✅ Визуальный контроль, который позволяет выявить нестабильность факела, отсутствие распыления (форсунка «струит»)
• ✅ Легко обнаружить негерметичность запорного клапана

Ультразвуковая ванна, благодаря высокой эффективности, позволяет удалить самые застарелые отложения. Но иногда бывает, что после такого воздействия закрытая форсунка начинает подтекать. В большинстве случаев это случается с сильно забитыми форсунками, когда вместе с наростами удаляется и часть материала.

Цена сервисных работ по форсункам

Стоимость промывки форсунок сильно различается, и зависит от типа, региона, метода промывки. Ультразвуковая ванна может стоить от 350 руб. за одну форсунку, промывка без демонтажа начинается от 2 тыс. руб. За промывку на стенде называют самые разные цены, от 600 руб. для автомобилей ВАЗ, и это без стоимости работ по снятию. Верхний предел может быть в десятки раз выше, особенно для форсунок прямого впрыска. При этом решающим остается и качество топлива, используемого регулярно. Если владелец разборчив в поставщиках и заправляется только на заправках с высокой репутацией, вся эта история с форсунками его никак не коснется и через десять лет владения одним авто.

Топливные форсунки: устройство и принцип действия

Форсунки — основной элемент дизельных двигателей и бензиновых двигателей с системой впрыска топлива (инжекторов). На сегодняшний день существует несколько принципиально разных типов форсунок, которые находят применение в двигателях различных конструкций. Обо всем этом — читайте в представленной статье.

Назначение и виды форсунок

В дизельных и инжекторных бензиновых двигателях применяются системы впрыска топлива, в которых главную роль играют форсунки — специальные устройства, распыляющие топливо в камере сгорания. В основе работы бензиновых и дизельных форсунок лежит одинаковый принцип: топливо распыляется, проходя под высоким давлением через сопло особой формы (они создают топливный факел, в котором жидкое топливо разбивается на микроскопические капли и смешивается с воздухом).

Однако форсунки инжекторных бензиновых моторах работают под относительно небольшим давлением в единицы атмосфер, в то время как форсунки дизельных двигателей работают под давлением в сотни, а иногда и в тысячи атмосфер.

На сегодняшний день применение находят четыре типа форсунок:

— Механические;
— Электромагнитные (электромеханические);
— Электрогидравлические;
— Пьезоэлектрические.

Каждый тип форсунок имеет свои особенности и сферы применения.

Механические форсунки

Механическая форсунка — это «классическое» решение, которое применяется многие десятилетия и сейчас не теряет своей актуальности. Механическая форсунка — это, в сущности, клапан, открываемый при достижении определенного давления. Основу такой форсунки составляет корпус, внутри которого находится игла, которая под действием пружины закрывает сопло. Топливо от ТНВД под давлением поступает в кольцевую камеру между корпусом и иглой и приподнимает иглу — в этот момент открывается сопло, и топливо распыляется в камеру сгорания. При снижении давления игла снова закрывает сопло.

Механическая форсунка очень проста и надежна, однако она не может обеспечить характеристик, которые предъявляются к современным дизельным двигателям. Поэтому ее постепенно вытесняют другие типы форсунок.

Электромагнитные форсунки

Электромагнитная форсунка отличается от механической тем, что игла в ней поднимается под действием встроенного электромагнита по сигналу от контроллера. Электромагнит обычно располагается в верхней части форсунки, игла соединена с якорем электромагнита, поэтому при подаче напряжения она поднимается вверх и открывает сопло.

Сегодня обычные электромагнитные форсунки используются на инжекторных бензиновых двигателях, так как они плохо работают под теми высокими давлениями, которые необходимы для дизелей.

Электрогидравлические форсунки

Электрогидравлическая форсунка объединяет в себе преимущества электромагнитной и механической форсунок. В форсунке этого типа топливо давит на иглу с двух сторон — сверху и снизу, где находятся топливные камеры. Обе камеры связаны между собой, поэтому давление топлива в них равно и игла закрывает сопло. Однако верхняя камера (она называется камерой управления) через электромагнитный клапан связана со сливной магистралью, а топливо из впускной магистрали поступает в эту камеру через канал с сужением — дросселем.

Принцип действия электрогидравлический форсунки сводится к следующему. Когда клапан закрыт, игла прижата к седлу и закрывает сопло. При подаче на клапан импульса он открывается, топливо из камеры управления поступает в сливную магистраль и давление в камере резко падает — в этот момент игла, на которую топливо теперь давит только снизу, открывается, происходит впрыск. Камера управления в момент открытия форсунки остается связанной с впускной магистралью, однако впускной дроссель не дает топливу быстро заполнить эту камеру.

Электрогидравлическая форсунка получила широкое распространение в дизельных двигателях, в том числе и в системах впрыска топлива Common Rail. Эти простые и надежные устройства обеспечивают длительную и качественную работу двигателя.

Пьезоэлектрические форсунки

Пьезоэлектрические форсунки — наиболее современное и надежное решение, которое сегодня находит все более широкое применение на дизельных двигателях с системой впрыска Common Rail. В целом принцип действия этой форсунки повторяет принцип, заложенный в форсунках электрогидравлического типа, однако в ней клапан, открывающий путь топливу из верхней камеры в сливную магистраль, срабатывает под действием пьезоэлектрического кристалла.

Как известно, в ряде кристаллов наблюдается пьезоэлектрический эффект — под воздействием внешней силы они деформируются с образованием электрического заряда. Такие кристаллы подвержены и обратному эффекту — под действием электричества они деформируются, изменяя свои размеры. В пьезоэлектрических форсунках используются кристаллы, которые при подаче напряжения увеличивают свою длину и толкают собой поршень клапана, выпускающего топливо из верхней камеры в сливную магистраль.

Большое преимущество пьезоэлектрических форсунок — их быстродействие. Изменение длины кристалла и открытие клапана в них происходит в среднем в 4 раза быстрее, чем открытие клапана электромагнитного типа. Это открыло путь к реализации многократного впрыска за один такт, что улучшает характеристики двигателя. В современных дизельных моторах впрыск может производиться до девяти раз за один такт.

Другие статьи

#Омывающие жидкости
29.09.2023 | Статьи о запасных частях

Зима и лето, два полюса, между которыми меняется весь наш мир. И в этом мире существуют омывающие жидкости — помощники, которые обеспечивают нашу безопасность на дороге. В этой статье мы окунемся в мир омывающих жидкостей и узнаем, какие они бывают, от чего зависит их температура замерзания и как их правильно выбрать.

#Рассухариватель клапанов
21.06.2023 | Статьи о запасных частях

Замена клапанов двигателя внутреннего сгорания затрудняется необходимостью съема сухарей — для этой операции используются специальные рассухариватели клапанов. Все об этом инструменте, его существующих типах, конструкции и принципе действия, а также о его выборе и применении читайте в данной статье.

#Переключатель света с регулировкой шкалы
14.06.2023 | Статьи о запасных частях

Во многих отечественных автомобилях ранних выпусков широко использовались центральные переключатели света с реостатом, позволяющим регулировать яркость подсветки приборов. Все о данных устройствах, их существующих типах, конструкции, работе, а также об их правильном выборе и замене читайте в статье.

#Пластина распределителя зажигания
07.06.2023 | Статьи о запасных частях

Одной из основных деталей распределителя зажигания является опорная пластина, отвечающая за функционирование прерывателя. Все о пластинах прерывателя, их существующих типах и конструктивных особенностях, а также о подборе, замене и регулировках данных компонентов подробно рассказано в данной статье.