Не течь, а распылять: почему перестаёт работать форсунка бензинового двигателя

Статьи

Не течет, а распыляет: почему перестает работать форсунка бензинового двигателя

Форсунка бензинового двигателя — очень сложная и, как ни странно, противоречивая деталь. Вроде бы он должен быть очень точным, но в то же время стараются сделать его максимально простым. Он должен быть максимально легким и быстрым, но в то же время не должен изнашиваться в неблагоприятных условиях эксплуатации при высоких температурах. И надо признать, что современные электромагнитные форсунки обычно хорошо справляются со своей задачей. Но со временем они тоже ломаются и могут испортить еще работающий двигатель. Сейчас мы расскажем вам, как.

От башни к электроклапану​

Не очень люблю мотаться по историческим экскурсам, но история инжектора довольно интересная. Некоторые могут вспомнить, что изначально Рудольф Дизель хотел сжигать не дизельное топливо, а угольную пыль. Вышло плохо: у этого порошка не очень хорошая теплоотдача. Впрочем, идея разбрызгивания пороха в виде топлива посещала не только Дизеля: Александр Иванович Шпаковский изготовил первую пороховую форсунку в 1864 году. Но успеха не было больше, чем у Дизеля. Пришлось изобретать что-то новое — форсунку для жидкого топлива.

И здесь снова отличился наш соотечественник Владимир Григорьевич Шухов. Да-да, тот самый Шухов, по проекту которого построена знаменитая телебашня на Шаболовке. Но это было гораздо позже, и в 1880 году, тогда еще студентом, Шухов изобрел форсунку для жидкого топлива. Это изобретение было высоко оценено братом Альфреда Нобеля Людвигом. Ему это так понравилось, что он купил патент и стал ставить шуховские насадки на морские суда. Ну а за дальнейшую разработку форсунок надо сказать спасибо Роберту Бошу. Он придумал сразу несколько типов форсунок для жидкого топлива, а главное «подружил» с насосом высокого давления.

Не течет, а распыляет: почему перестает работать форсунка бензинового двигателя

Шухов Владимир Григорьевич (1853-1939)

Конечно, на дизелях форсунки появились раньше, чем на бензиновых, где располагались карбюраторы. Однако уже в 1970-х годах, с появлением так называемых инжекторных систем, на бензиновые двигатели пришлось устанавливать форсунки. Сейчас, наверное, не все вспомнят первые версии инжектора с однократным впрыском — форсунка во впускном коллекторе вместо карбюратора. Сегодня форсунки устанавливаются на каждый цилиндр отдельно и есть как простой распределенный впрыск во впускной коллектор, так и непосредственный впрыск в цилиндры. Существуют также двигатели с комбинированным впрыском, где форсунки находятся на каждом цилиндре и одна на впускном коллекторе. Проблемы с форсунками прямого впрыска немного специфичны.

При разработке форсунки были разделены по принципу работы на несколько типов: механические, пьезоэлектрические, электрогидравлические и электромагнитные. Первые три обычно используются на дизелях (в то же время пьезоэлектрические можно встретить и на бензиновых двигателях), а вот относительно простые и надежные электромагнитные форсунки работают на бензиновых двигателях с распределенным впрыском. Однако так ли они просты?

Читайте также:  Tesla планирует построить второй завод в Китае

Быстро, точно, экономно

Так как же работает электромагнитный распылитель? Теоретически это не очень сложно. Форсунки расположены в топливной рампе, куда топливный насос подает бензин под приличным давлением. Задача форсунки — вовремя открываться, впрыскивать топливо и закрываться по команде от ЭБУ.

Для этого на обмотку соленоида подается электрический импульс. Под его воздействием возникает магнитное поле, сжимающее якорь. Якорь (стержень) соединен со стопорным штифтом. Как только якорь входит в катушку, игла открывает форсунки распылителя и форсунка впрыскивает топливо. Щелчки, издаваемые форсунками (даже не щелчки, а отчетливо слышимый стук коленчатого вала на холостом ходу), вызваны циклическим движением соленоида и якоря внутри форсунки. 

Вроде бы все просто, но весь мундштук — это большой компромисс. С одной стороны игла должна быть очень прочной и надежно закрывать сопла распылителя в момент, когда на обмотке нет напряжения. С другой стороны, утяжелить иглу нельзя: чем она массивнее, тем больше у нее инерция, а значит, и скорость работы ниже. При этом производительность форсунки определяется общим временем открытия клапана, ведь за цикл впрыска современная форсунка успевает открыться и закрыться несколько раз. Поэтому сделать идеальный мундштук не так просто, как кажется.

Не течет, а распыляет: почему перестает работать форсунка бензинового двигателя

Многое зависит от точности насадки, это очевидно. Не совсем очевидно, что к этому устройству вообще попали экологи — они заставляют современные двигатели работать на обедненной смеси, а для этого требуется максимально точная работа форсунки. К сожалению (или к счастью), работоспособность форсунки в конкретный период времени зависит только от времени, в течение которого форсунки открыты. Форсунка не может изменить диаметр сопла или давление в топливной рампе, поэтому ее единственным инструментом является время отклика. При этом форсунка должна выдерживать миллионы циклов без замены, что тоже достаточно сложно. Поэтому еще раз повторюсь: несмотря на внешнюю простоту, насадка очень технологичное устройство.

Льёт – не льёт

Форсунка может иметь три типичных неисправности: она может не пропускать топливо, когда это необходимо; вы можете пропустить, когда не нужно; вы можете опустить, когда это необходимо, но это неправильно. Теперь о трех ситуациях более подробно.

Как не пропустить топливо, когда это необходимо? В первую очередь может просто пропасть сигнал открытия — возможно обрыв и короткое замыкание в проводке форсунки. Во-вторых, в бензине всегда есть примеси, которые образуют отложения на форсунке. Отложения могут забить распылитель, и тогда форсунка тоже не сможет пропускать бензин. Однако загрязнение часто приводит к тому, что форсунка может пропускать топливо, но делает это плохо.

Читайте также:  Geely Atlas Pro в России: теперь и с передним приводом

Не течет, а распыляет: почему перестает работать форсунка бензинового двигателя

Вторая ситуация – потеря герметичности. В этом случае закрывающая игла не может перекрыть форсунки распылителя, поэтому форсунка начинает подтекать. Эта ошибка встречается гораздо чаще, чем первая. Да и объясняется это проще: тут целый комплекс причин, начиная от самих отложений и заканчивая износом самой иглы. Приятно, что не так уж сложно обнаружить течь на форсунке. Кроме того, вы можете обнаружить утечки в корпусе форсунки. При этом внутренние уплотнения высыхают, и бензин поступает в обмотку, а оттуда уходит

Ну и третий потенциальный сюрприз — неправильный распыл бензина. Теоретически он должен быть мелкодисперсным, но в некоторых случаях форсунка срывается до такой степени, что бензин начинает вытекать, причем сбоку. А может и не течь, а наоборот — действовать в меньшем количестве. Да и форма форсунки может просто сломаться, что тоже плохо — не получится создать однородную смесь топлива и воздуха, и ее сгорание будет неправильным. 

Как понять, что с форсункой что-то не так?

Смотреть и слушать

Разумеется, полностью проверить форсунки можно только на стенде. Для этого их необходимо снять и передать специалистам для нормальной диагностики. Но, может быть, есть более простой способ сделать что-то? Способ конечно есть, но он не очень. Хотя должен признать, что это может помочь.

Начнем с самого простого: проверьте ушные форсунки. На некоторых двигателях (например, на всех корейцах) очень хорошо слышен шум форсунок. Единственная сложность понять, это стук всех форсунок, или одна из них решила застучать? Хорошо с шумными форсунками «четверки» в очереди — можно просто послушать каждую и понять, что все они рабочие. Но часто для этого теста потребуется стетоскоп, который можно заменить любым куском дерева или железа, проводящим звук лучше, чем воздух. Просто нужно внимательно слушать и убедиться, что все форсунки не просто щелкают, а щелкают одинаково. Никаких посторонних звуков в виде шипения или шипения быть не должно.

Не течет, а распыляет: почему перестает работать форсунка бензинового двигателя

Если какая-либо форсунка не работает, можно проверить, подается ли на нее напряжение. Для этого последовательно с катушкой нужно подключить светодиод. Если он мигает в такт движку, то питание есть. Правда, это не говорит о стопроцентной исправности — точно сигнал можно проследить только осциллографом. 

Читайте также:  Летом на зимней резине лучше не ездить

Негерметичная форсунка косвенно связана с неуверенным запуском и быстро загорающей свечой зажигания. Если в одном из цилиндров свеча зажигания быстро покрывается черным нагаром, появляются пропуски зажигания, которые исчезают после чистки или замены свечи, и снова появляются в этом цилиндре, то, скорее всего, форсунка потеряла герметичность. Еще один способ выявить проблемы с форсунками — анализ топливной смеси: богатая смесь может указывать на перепускную форсунку. Но, во-первых, причина богатой смеси может быть разной, а во-вторых, без опыта работы со сканером сложно разобраться в нюансах топливной коррекции, поэтому «узнать» топливную форсунку сразу не получится.

К сожалению, без снятия форсунок больше ничего интересного сделать нельзя. Если есть очень сильное желание практически бесполезных действий, можно измерить сопротивление обмотки соленоида, но вряд ли автомобилист знает, какое оно должно быть по номиналу. Тут можно будет найти только обрыв или короткое замыкание обмотки, но с форсункой такое случается очень редко. Поэтому лучше снять всю рампу и посмотреть, как патрубки выглядят сбоку. При этом отсоединять рампу от топливопровода не нужно; нам нужно увидеть утечку или нарушение схемы распыления.

Не течет, а распыляет: почему перестает работать форсунка бензинового двигателя

Самый простой способ — просмотреть текущую форсунку. Обычно достаточно включить зажигание и подождать, пока топливный насос нагнетает давление в рампу. Если после этого какая-либо форсунка начала подтекать, ее придется заменить. Затем можно положить рампу в какую-нибудь емкость и провернуть коленчатый вал стартером. В момент запуска двигателя форсунки уже работают, поэтому будет хорошо видно, как они распыляют топливо. Главное не распылять его сигаретой в рот. Если в одной из форсунок форма факела сильно отличается от формы распыла других форсунок, ее тоже лучше заменить или хотя бы промыть. Однако не все так просто с промывкой форсунок и иногда промывка может стать последним событием в жизни форсунки.

На всякий случай повторюсь еще раз: полностью проверить форсунки (в том числе и их работоспособность) можно только на стенде. Ну а если форсунки придется снимать, обратите внимание на состояние уплотнительных колец: переустанавливать их лучше не из-за возможного появления подсоса воздуха.

Василий Штормин
Главный редактор , wekauto.ru
Знаю что такое авто от А до Я. Люблю интересоваться гонками, конструкцией автомобилей, ремонтом. Знакомые советовали поделиться своими знаниями в интернете. Давайте вместе окунемся в мир авто и всего, что с ним связано.
Оцените статью
WekAuto.ru
Добавить комментарий