Содержание
нужно ли их мыть и зачем они вообще нужны
Каждый автовладелец хотя бы раз слышал фразы «чистка форсунок», «форсунки после чистки», ну и прочие схожие выражения. В сегодняшней статье предлагаю разобраться с тем, что такое форсунка вообще, для чего они нужны и как же их чистить.
Для начала немного теории.
Для чего нужна форсунка?
Когда карбюраторные системы питания дружно ушли в прошлое (примерно в середине 80-х прошлого века), форсунка прочно заняла своё место под капотом. Предположительно русское «форсунка» сформировалось от английского forcepump – если буквально, «нагнетательный насос». Ведь суть любой форсунки – мелкодисперсно, практически в состоянии пыли подавать жидкость, нагнетаемую насосом под давлением. В случае с автомобилем форсунка впрыскивает строго дозированную порцию топлива, необходимую для воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндре. Такая схема подачи топлива так и называется: впрыск, или инжектор – от английского injection (впрыскивание, вливание).
Момент впрыска топлива форсункой. Как можно видеть, подаётся не струя, а мелкодисперсная топливная «пыль»
Какие виды впрыска топлива бывают?
Глобально системы впрыска топлива делятся на две категории: распределённый впрыск и непосредственный впрыск. В первом случае форсунки стоят во впускном коллекторе и подают топливо на впускной клапан, в момент его открытия. Частично испаряясь на тарелке клапана, далее топливо вместе с поступающим воздухом засасывается поршнем в цилиндр и там уже окончательно перемешивается и поджигается свечой.
В случае с непосредственным впрыском форсунка установлена прямо в камере сгорания (отсюда и название). Таким образом, топливо на этапе впуска подаётся сразу в цилиндр. Это обеспечивает более равномерное перемешивание бензина (или дизеля) с воздухом, а значит – более эффективное сгорание. Кроме того, непосредственный впрыск позволяет двигателю в определённых режимах (например, холостой ход) работать на сверхбедных смесях.
Что и обуславливает значительную экономию топлива по сравнению с классическим распределённым впрыском.
Наглядное пояснение отличий двух систем впрыска топлива
Отметим, что первопроходцы инжекторных систем имели не по форсунке на цилиндр, как сейчас, а одну общую на весь впускной коллектор. Такая система называлась «моновпрыск» и являла собой нечто среднее между карбюратором и полноценным инжектором. Ввиду сложности, прихотливости в эксплуатации и низкой эффективности моновпрыск продержался недолго, уступив место распределённому.
Сегодня системы непосредственного впрыска топлива значительно потеснили классическую распределённую схему. Несмотря на более высокую стоимость и требовательность к качеству топлива, непосредственный впрыск доказал свою эффективность и применяется сейчас практически во всех классах и ценовых сегментах автомобилей. За исключением совсем уж бюджетного сектора, типа отечественного автопрома или дешёвых «народных» иномарок B-класса.
Зачем нужна чистка форсунок?
Очевидно, что за несколько лет эксплуатации каждая из форсунок совершает сотни миллионов циклов впрыска.
И, несмотря на наличие в системе питания фильтров грубой и тонкой очистки, топливо не может быть всегда идеально чистым. Плюс условиям, в которых работает форсунка, не позавидуешь – температура в камере сгорания может исчисляться тысячами градусов. Всё это способствует загрязнению форсунки. Сопла, из которых распрыскивается топливо, а также корпус форсунки вокруг, засоряются и обрастают нагаром. Конечно, это значительно сказывается на эффективности распыления: форсунка начинает не распрыскивать, а просто вливать топливо струями, а то и частично закупоривается. Соответственно, подскакивает расход топлива, падает динамика, а в самых запущенных случаях двигатель начинает плохо заводиться и неровно работать.
Что делать? Чистить форсунки! Нет, конечно, можно их просто поменять на новые. Но на современных моторах цена одной форсунки зачастую определяется ценником с четырьмя нулями… Так что, чистка форсунок бензинового двигателя (и дизельного тоже) на сегодня является самым популярным вариантом решения проблемы.
Мелкодисперсный (нормальный) и струйный (не нормальный) распыл форсунки
Чистка форсунок – какие виды бывают?
Здесь также можно выделить два глобальных пути решения проблемы: чистка форсунок без снятия и чистка форсунок на стенде.
В первом случае используется специальная жидкость. Так и называется: средство для чистки форсунок, или присадка для чистки форсунок. Не будем вдаваться в конкретные марки и бренды, их сейчас великое множество. Чистка топливных форсунок на машине заключается в добавлении этой жидкости в бензобак. Мощная химия вымывает застарелые отложения и чистит форсунки.
Минус такого способа заключается в том, что состав смывает нагар и отложения не только с самой форсунки, но и из бака и топливных магистралей. Конечно, топливный фильтр задержит большую часть грязи, но после такой процедуры (обычно нужно проехать 150-300 км) необходимо менять масло, топливный фильтр и, очень желательно, свечи. Кроме того, всё, что смылось с форсунки, частично оседает на стенках цилиндра, поршне и клапанах.
В общем, сами форсунки после чистки, может, и стали работать лучше, но побочных эффектов также хватает. Кроме того, застарелые отложения растворённая в топливе химия не возьмёт.
Форсунка до и после чистки
Намного эффективнее второй вариант: чистка форсунок ультразвуком. В этом случае форсунки снимаются и погружаются в чистящее средство на специальном стенде. Ультразвуковые волны, подаваемые через эту ванночку, с помощью эффекта кавитации эффективно «отбивают» даже въевшийся нагар и грязь. В общем, полная аналогия с той самой ультразвуковой микростиральной машиной «Ретона» из 90-х. Только реально работает.
Такой способ отчищает грязь гораздо эффективнее присадок, но может быть губителен для определённых моделей форсунок, особенно непосредственного впрыска. Правда, на этот счёт до сих пор ведутся ожесточённые споры. Порой с очень неоднозначной аргументацией с обеих сторон.
Стенд для ультразвуковой очистки форсунокгаражного формата
Третий способ – это некий компромисс между двумя вышеназванными.
Называется «промывочный стенд для форсунок». Если простыми словами, то вместо топливной магистрали от бака подсоединяется и подвешивается к капоту специальный внешний резервуар со средством для чистки форсунок. Средство это подаётся под давлением (обычно с помощью воздушного компрессора), имитируя работу бензонасоса. В простонародье такую систему ещё называют «капельница».
Из плюсов: эффективность прямой подачи чистящего средства значительно выше заливки присадок в бак. Кроме того, можно не опасаться за сохранность нежных форсунок непосредственного впрыска, как в случае ультразвуковой чистки.
Минусы те же, что и в первом варианте: старые въевшиеся отложения химия не растворит, отбить их можно только «микровзрывами» ультразвуковой чистки.
Есть ещё и четвёртый способ – «домашний». Форсунка снимается, к ней подсоединяется шланг, а к шлангу – обыкновенный баллончик с карб-клинером (очистителем карбюратора) или тем же средством для чистки форсунок. На контакты форсунки подаётся 12 вольт от обычного аккумулятора, а в шланг – жидкость под давлением из баллончика.
Такой вариант требует абсолютного минимума затрат, а по эффективности не уступает (а часто и превосходит) способ с «капельницей».
Наглядная иллюстрация применения простейшего домашнего стенда для чистки форсунок
Значит, можно вообще не менять форсунки?
Увы, обеспечить форсункам вечную работу с заложенной инженерами эффективностью всё равно не получится. Даже самые надёжные форсунки, которые периодически чистили, спустя 200-300 тысяч километров пробега уже не выдают заложенные характеристики. Какими бы чистыми они ни были.
Что же касается вариантов, которые мы сегодня обсудили, чистка бензиновых и дизельных форсунок на стенде со снятием сегодня является наиболее эффективной (хотя и самой дорогой) мерой приведения топливных форсунок в рабочее состояние.
Форсунка, инжектор – назначение, виды, устройство, принцип работы
Форсунка (другое название — инжектор), являясь конструктивным элементом системы впрыска, предназначена для дозированной подачи топлива, его распыления в камере сгорания (впускном коллекторе) и образования топливно-воздушной смеси.
Форсунка используется в системах впрыска как бензиновых, так и дизельных двигателей. На современных двигателях устанавливаются форсунки с электронным управлением впрыска.
В зависимости от способа осуществления впрыска различают следующие виды форсунок: электромагнитная, электрогидравлическая и пьезоэлектрическая.
Электромагнитная форсунка
Электромагнитная форсунка устанавливается, как правило, на бензиновых двигателях, в т.ч. оборудованных системой непосредственного впрыска. Форсунка имеет достаточно простое устройство, включающее электромагнитный клапан с иглой и сопло.
Работа электромагнитной форсунки осуществляется следующим образом. В соответствии с заложенным алгоритмом электронный блок управления обеспечивает в нужный момент подачу напряжения на обмотку возбуждения клапана. При этом создается электромагнитное поле, которое преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло. Производится впрыск топлива. С исчезновением напряжения, пружина возвращает иглу форсунки на седло.
Электрогидравлическая форсунка
Электрогидравлическая форсунка используется на дизельных двигателях, в т.ч. оборудованных системой впрыска Common Rail. Конструкция электрогидравлической форсунки объединяет электромагнитный клапан, камеру управления, впускной и сливной дроссели.
Принцип работы электрогидравлической форсунки основан на использовании давления топлива, как при впрыске, так и при его прекращении. В исходном положении электромагнитный клапан обесточен и закрыт, игла форсунки прижата к седлу силой давления топлива на поршень в камере управления. Впрыск топлива не происходит. При этом давление топлива на иглу ввиду разности площадей контакта меньше давления на поршень.
По команде электронного блока управления срабатывает электромагнитный клапан, открывая сливной дроссель. Топливо из камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль. При этом впускной дроссель препятствует быстрому выравниванию давлений в камере управления и впускной магистрали.
Давление на поршень снижается, а давление топлива на иглу не изменяется, под действием которого игла поднимается и происходит впрыск топлива.
Пьезоэлектрическая форсунка
Самым совершенным устройством, обеспечивающим впрыск топлива, является пьезоэлектрическая форсунка (пьезофорсунка). Форсунка устанавливается на дизельных двигателях, оборудованных системой впрыска Common Rail.
Преимуществами пьезофорсунки являются быстрота срабатывания (в 4 раза быстрее электромагнитного клапана), и как следствие возможность многократного впрыска топлива в течение одного цикла, а также точная дозировка впрыскиваемого топлива.
Это стало возможным благодаря использованию пьезоэффекта в управлении форсункой, основанного на изменении длины пьезокристалла под действием напряжения. Конструкция пьезоэлектрической форсунки включает пьезоэлемент, толкатель, переключающий клапан и иглу, помещенные в корпусе.
В работе пьезофорсунки, также как и электрогидравлической форсунки, используется гидравлический принцип.
В исходном положении игла посажена на седло за счет высокого давления топлива. При подаче электрического сигнала на пьезоэлемент, увеличивается его длина, которая передает усилие на поршень толкателя. Открывается переключающий клапан, топливо поступает в сливную магистраль. Давление выше иглы падает. Игла за счет давления в нижней части поднимается и производится впрыск топлива.
Количество впрыскиваемого топлива определяется:
- длительностью воздействия на пьезоэлемент;
- давлением топлива в топливной рампе.
Что такое топливная форсунка?
Компания Bosch создала форсунку для дизельного топлива в 1920 году в ответ на рост спроса и цен на топливо. С момента введения впрыска топлива в транспортных средствах скорость и ускорение многих преувеличены, в результате чего усовершенствования в технологии сделали двигатели более экономичными, эффективными и создали более высокую мощность.
Эта технология, хотя и обновленная, сегодня используется как в дизельных, так и в бензиновых двигателях.
Что такое топливная форсунка?
Топливная форсунка — это устройство для распыления и впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания. Форсунка распыляет топливо и нагнетает его непосредственно в камеру сгорания в определенный момент цикла сгорания. Более новые форсунки также могут измерять количество топлива в соответствии с указаниями и контролем электронного модуля управления (ECM). Бензиновые топливные форсунки теперь выступают в качестве альтернативы карбюратору, в котором воздушно-топливная смесь всасывается за счет разрежения, создаваемого ходом поршня вниз.
Как правило, форсунки для дизельного топлива устанавливаются в головке двигателя с наконечником внутри камеры сгорания, размер отверстий, количество отверстий и углы распыления могут варьироваться от двигателя к двигателю.
Бензиновые форсунки могут быть установлены во впускном коллекторе (многоточечный впрыск, корпус дроссельной заслонки или, в последнее время, непосредственно в камеру сгорания (GDI).
Зачем нужны топливные форсунки?
Топливные форсунки являются необходимыми компонентами двигателя, потому что :
· Принцип работы двигателей внутреннего сгорания гласит, что чем лучше качество топливно-воздушной смеси, тем лучше сгорание, что обеспечивает более высокий КПД двигателя и более низкий уровень выбросов.0003
· Неэффективное смешивание топлива и воздуха, обеспечиваемое карбюраторами, оставляет различные несгоревшие частицы внутри камеры сгорания двигателя внутреннего сгорания.
Это приводит к неправильному распространению пламени сгорания из-за неисправности, известной как «детонация», а также к более высоким выбросам.
· Несгоревшее топливо в виде углерода или несгоревших газов и частиц внутри камеры сгорания отрицательно влияет на эффективность (пробег) и выбросы автомобиля. Чтобы избежать этого, модернизированная технология впрыска топлива стала необходимой.
Типы топливных форсунок
Развитие технологий впрыска топлива привело к появлению различных схем впрыска топлива, таких как впрыск топлива через дроссельную заслонку, многоточечный впрыск топлива, последовательный впрыск топлива и непосредственный впрыск, которые варьируются в зависимости от применения.
Основы впрыска топлива
Существует 2 типа топливных форсунок:
1.
Форсунки для дизельного топлива
Современные форсунки для дизельного топлива используются для непосредственного распыления и впрыскивания или распыления дизельного топлива (более тяжелого топлива, чем бензин). в камеру сгорания дизельного двигателя для воспламенения от сжатия (без свечей зажигания).
Для дизельных топливных форсунок требуется гораздо более высокое давление впрыска (до 30 000 фунтов на квадратный дюйм), чем для бензиновых форсунок, поскольку дизельное топливо тяжелее бензина, и для распыления топлива требуется гораздо более высокое давление.
2. Бензиновые топливные форсунки
Бензиновые топливные форсунки используются для впрыска или распыления бензина непосредственно (GDI) или через впускной коллектор (многопортовый) или корпус дроссельной заслонки в камеру сгорания для воспламенения от искры.
Конструкция бензиновых форсунок различается в зависимости от типа… в более новых форсунках GDI используется сопло с несколькими отверстиями, а в многопортовом корпусе дроссельной заслонки используется сопло с бессмысленным стилем. Давление впрыска бензина намного ниже, чем у дизеля… 3000 фунтов на квадратный дюйм для GDI и 35 фунтов на квадратный дюйм для типа Pinter.
Основы дозирования топлива — форсунки
Существует 2 типа дозирования топлива (контроль продолжительности впрыска, давления и времени подачи топлива) топливных форсунок. Современные двигатели имеют до 5 впрысков в каждом цикле сгорания… чтобы извлечь выгоду из эффективности и сокращения выбросов.
1. Топливные форсунки с механическим управлением
Механические топливные форсунки, в которых управление скоростью, количеством, синхронизацией и давлением топлива осуществляется механически с использованием пружин и плунжеров.
Эти детали получают сигнал от кулачка или топливного насоса высокого давления.
2. Топливные форсунки с электронным управлением
Эти топливные форсунки имеют электронное управление по количеству топлива, давлению и времени. Электронный соленоид получает данные от электронного модуля управления (ECM) автомобиля.
Конструкция топливных форсунок
Упрощенная конструкция топливной форсунки напоминает насадку садового шланга, которая используется для распыления воды на траву. Ту же задачу выполняет топливная форсунка, но разница в том, что вместо воды топливо распыляется и «распыляется» внутри двигателя, попадая в камеру сгорания.
Давайте разберемся в конструкции и работе топливной форсунки, рассмотрев топливные форсунки как с механическим, так и с электронным управлением.
Топливная форсунка с механическим управлением
Топливная форсунка с механическим управлением состоит из следующих частей:
· Корпус форсунки — внешний корпус или «оболочка», внутри которой расположены все остальные части форсунки. Внутренняя часть корпуса форсунки должна содержать точно спроектированный капилляр или канал, через который топливо под высоким давлением из топливного насоса может течь для распыления и впрыска.
· Плунжер. В топливной форсунке может использоваться поршень, который используется для открытия или закрытия форсунки под действием давления топлива. Он управляется комбинацией пружин и прокладок.
· Пружины.
Внутри топливных форсунок с механическим управлением используются одна или две пружины. К ним относятся:
1. Пружина плунжера. Движение плунжера вперед и назад контролируется пружиной плунжера, которая сжимается из-за повышенного давления топлива. Когда давление топлива внутри топливной форсунки увеличивается до уровня, превышающего заданную комбинацию пружины и регулировочной шайбы, игла в форсунке поднимается, топливо распыляется и впрыскивается, а по мере снижения давления форсунка закрывается.
2. Основная пружина. Основная пружина используется для управления давлением открытия впрыска. Основная пружина действует против действия давления топлива, создаваемого топливным насосом.
Топливная форсунка с электронным управлением
Это «интеллектуальный» тип топливной форсунки, которая управляется электронным блоком управления (ECM) двигателя, также известным как мозг современных двигателей.
Топливные форсунки с электронным управлением состоят из следующих частей:
· Корпус форсунки. Как и у механически управляемой топливной форсунки, корпус форсунки этого типа представляет собой точно спроектированную полую оболочку, внутри которой расположены все остальные компоненты.
· Плунжер. Как и в топливных форсунках с механическим управлением, плунжер может использоваться для открытия и закрытия форсунки, но в топливных форсунках с электронным управлением открытие форсунки управляется электронным способом с помощью электромагнитов или соленоидов.
· Пружина. Так же, как и в топливной форсунке с механическим управлением, пружина плунжера используется для удержания плунжера в его положении до тех пор, пока не будет достигнуто давление впрыска, а затем, при необходимости, для закрытия сопла топливной форсунки.
· Электромагниты. В отличие от топливных форсунок с механическим управлением, форсунки этого типа оснащены электромагнитами или соленоидами вокруг плунжера, которые управляют открытием форсунки. Это делается путем получения электронного сигнала от электронного модуля управления двигателем через электронное соединение, соединяющее топливную форсунку с электронным модулем управления двигателем.
· Электронный штекер/соединение. Топливная форсунка с электронным управлением имеет разъем, через который электронный сигнал от ECM двигателя передается на форсунки. Это открывает форсунку для распыления топлива.
Распространенные проблемы и неисправности турбонагнетателя
Распространенные проблемы с топливной форсункой
Какова функция топливной форсунки?
Эдмунд Гэри
mécanisme à взрыв изображение Рашида Амруса-сплина с сайта Fotolia.
com
Функция топливной форсунки заключается в распылении распыленного топлива в камеру сгорания двигателя внутреннего сгорания. Впрыск топлива стал основной системой подачи топлива в автомобилях, начиная с середины 19 века.80-е годы. Струя от топливной форсунки может быть непрерывной или прерывистой.
Определение топливной форсунки
Топливная форсунка представляет собой небольшую форсунку, в которую под высоким давлением впрыскивается жидкое топливо. Он работает как форсунка мойки высокого давления. Размещение форсунки может быть в другой части двигателя в зависимости от типа используемой системы впрыска топлива. Высокое давление от топливного насоса подает топливо к топливной форсунке.
Точная дозировка топлива
Топливная форсунка дозирует топливо точнее, чем карбюратор. Таким образом, топливо не расходуется. Результатом такого точного дозирования является увеличение мощности, снижение выбросов и расхода топлива. В камеру сгорания или корпус дроссельной заслонки впрыскивается нужное количество топлива.
Излишки топлива возвращаются в топливный бак. Дозатор подает топливо к топливным форсункам, согласно «Ридерз Дайджест Полное руководство по уходу за автомобилем». General Motors заявила в 1982 году, что система впрыска топлива подает надлежащее количество топлива после того, как электронный модуль управления считывает разрежение в коллекторе, температуру двигателя и число оборотов двигателя в минуту.
Максимальный поток воздуха
Топливная форсунка также освобождает систему впуска для обеспечения максимального потока воздуха. Педаль акселератора не обязательно педаль газа. Он контролирует положение дроссельной заслонки. Поток воздуха увеличивается или уменьшается в зависимости от положения акселератора. Поток воздуха и топливная смесь оптимизируется блоком управления двигателем сотни раз в секунду. По данным Auto Media, воздушный поток и топливная смесь определяют продолжительность времени, в течение которого топливная форсунка впрыскивает топливо в отверстие.
Режимы впрыска топлива
Топливная форсунка системы непрерывного впрыска топлива непрерывно впрыскивает топливо во впускное отверстие.
Этот тип форсунки подходит для использования в легковых автомобилях. В системе прерывистого впрыска топлива топливная форсунка впрыскивает топливо во впускное отверстие через определенные промежутки времени. Этот режим был основой для дизельных двигателей с тех пор, как они были впервые изготовлены, согласно Руководству по уходу за автомобилем Reader’s Digest.
Системы впрыска топлива
Инжектор корпуса дроссельной заслонки расположен над клапанами форсунок. Топливо распыляется в корпус дроссельной заслонки. Это один из первых типов систем впрыска топлива, использовавшихся, когда производители автомобилей заменяли карбюратор системой впрыска топлива. Многоточечная система впрыска топлива имеет форсунку для каждого цилиндра. Форсунка распыляет топливо непосредственно на впускной клапан. По данным сайта AffordableFuelInjection.com, топливная форсунка обеспечивает более равномерную подачу топлива в каждый цилиндр, в результате чего увеличивается мощность и снижаются выбросы.