Данные устройства в определенной дозировке впрыскивают топливо в камеру сгорания, где воздух нагрет до высоких температур и создано высокое давление. На форсунки оказываются самые высокие нагрузки – механизм постоянно работает в агрессивных средах, а сама работа связана с высокой интенсивностью. Поэтому форсунки часто выходят из строя. Диагностика форсунок дизеля – это первое, с чего нужно начинать ремонт топливной аппаратуры и только после переходить к другим элементам.
Принцип действия дизельного впрыска
Для лучшего понимания механизма форсунки следует описать схему цикла впрыска в дизельном двигателе.
Итак, ТНВД забирает определенный объем дизельного топлива из топливного бака. Далее насос закачивает топливо в рампу. Солярка подается в каналы, ведущие к форсункам. Затем топливо подается на распылители. Когда уровень давления на распылитель доходит до определенного установленного производителем уровня, форсунка открывается, и солярка подается в цилиндры.
Как работает форсунка на дизелях
На примере примитивной форсунки можно рассмотреть принцип действия. В боковой части имеется канал, через который непрерывно подается дизельное топливо. Внутри форсунки имеется камера – в ней есть барьер. Он может двигаться за счет пружины. Также в устройстве есть игла. Барьер может опускаться или подниматься по мере роста/спада давления. Игла под воздействием давления может подниматься, тем самым освобождая путь топливу. Так работает примитивная форсунка с одной пружиной.
Common-Rail
На силовых агрегатах с данной системой питания устанавливается два типа форсунок – это электромагнитные, а также пьезоэлектрические. Последние – это очень серьезный механизм, его сравнивают с автомобилями “Феррари”, и аналогия не случайна, учитывая частоту срабатывания. Для того чтобы облегчить диагностику форсунок дизеля в случае неисправностей, следует понимать ее устройство и принцип действия.
Электромагнитная форсунка представляет собой корпус с соленоидом внутри, мультипликаторным клапаном, плунжером, который воздействует на иглу в корпусе распылителя. Все это дополнено подводящими и отводящими каналами для топлива.
Работает все это следующим образом. Дизельное топливо по каналам высокого давления от рампы подается к игле туда, где она контактирует с распылителем, и в надплунжерную полость. Плунжер за счет этого пожимает иглу к ее посадочному месту. В нужный момент соленоид поднимется и откроет клапан – полость над плунжером соединится со сливным каналом. Так как давление над плунжером снижается, а вокруг иглы растет, то за счет давления игла поднимается и осуществляется впрыск топлива. Стоит только соленоиду вернуться на его законное место, давление над плунжером приходит в норму и игла мгновенно закрывается.
Пьезоэлектрическая форсунка работает примерно так же, но здесь другое устройство. В конструкции механизма имеется дополнительный гидрокомпенсатор – он является посредником между пьезоэлементом и мультиклапаном. В целом детали практически те же, что можно встретить в электромагнитной форсунки.
Вся прелесть в том, что при подаче электричества на пьезоэлемент он меняет свои характеристики и геометрию за какие-то 0,1 мс. Такая скорость работы дает ему возможность делить цикл впрыска на несколько процессов, при этом сохраняется настолько точная дозировка, что даже грамм солярки не прольется зря.
Для лучшего понимания
Один цикл впрыска топлива делится на три части – это предварительный впрыск, основная фаза и завершающая. Так, во время предварительной части в цилиндры подается лишь малая часть горючего – что-то в пределах 2 мл. Это необходимо для прогрева и подготовки воздуха в камере сгорания в подаче основной порции топлива. В тот же момент давление внутри цилиндра выравнивается. Основная фаза – это понятно, и дополнительно описывать ничего не нужно. А вот впрыск малой порции на завершающей фазе нужен, чтобы догорели остатки смеси в цилиндре. Это способствует лучшей очистке и регенерации сажевых фильтров.
Плюсы пьезофорсунок в том, что за один цикл она способна подать топливо несколько раз. Благодаря этому двигатель работает очень плавно и отличить его от бензиновых аналогов практически невозможно.
Что обычно ломается в электромагнитных форсунках
Начать стоит с электромагнитных механизмов. Основной и самый страшный враг любых форсунок – это плохое топливо и вода. Но конечно же, в процессе диагностики форсунок дизеля наблюдается и естественный износ.
Наиболее распространенная неисправность – износ посадочного места для шарика мультипликатора. Если плунжер закрыт неплотно, то это ведет к тому, что солярка течет в сливную магистраль. Если над плунжером не будет создано достаточного давления, то возможны утечки топлива через распылитель. Если утечек через распылитель нет, но имеется утечка по сливным каналом, то двигатель станет глохнуть при нагрузках. Если игла усаживается, наблюдаются усадки плунжера, если не отрегулирована игла или ее вообще нет, то это приведет к переливу. Мотор будет троить, на холостых из трубы возможен белый дым. Если провести диагностику форсунок дизеля Common, то, скорее всего, будут выявлены именно эти недостатки.
Теряет жесткость и пружина, прижимающая иглу. Вследствие коррозии клинит мультипликатор. Случаются и проблемы с соленоидом, открывающим клапан на впуск – все это не добавляет двигателю устойчивости в работе.
Каждая деталь в форсунке подвергается тем или иным негативным воздействиям, и даже незначительная мелочь может привести к нестабильной работе двигателя.
Неисправности пьезофорсунок
Что касается неисправностей, то здесь все приблизительно то же, что и у устройств устаревшей конструкции. Но из-за более сложного управляющего элемента можно добавить замыкание на «массу» пьезоэлемента. Это может привести к тому, что двигатель просто не запустится.
О неисправностях игл и распылителей сказано выше, но нужно добавить, что если форсунка переливает сильно, то из выхлопной трубы будет сильно дымить черным дымом. Это сигнал к диагностике форсунок дизеля.
Реже случается, то пьезоэлемент выходит из строя или теряет свои свойства. В случае потери свойств мотор может потерять тягу и троить. Нужно упомянуть и о закоксованности.
Как проверяют форсунки в СТО
При жалобах на дымность работы ДВС, потерю тяги и другие вышеописанные симптомы первым делом выполняют компьютерную диагностику. И если в ходе процесса система выдает ошибки, то элементы демонтируют и передают в цех для дальнейшей диагностики форсунок дизеля на стенде.
Элемент устанавливается на стенд, где проверяют базовую работоспособность – не травит ли топливо по сливной магистрали, если есть утечка, то под каким давлением она происходит. Если диагностика на стенде показывает, что все в порядке, то элемент устанавливают на более серьезное оборудование, где практически полностью имитируется работа дизельного двигателя. В ходе такой диагностики работы форсунок дизеля автоматика будет поэтапно замерять все параметры и характеристики форсунки, это даст понимание причин и проблем.
Далее форсунка направляется в ультразвуковую ванну для того, чтобы убрать нагар и кокс. Далее деталь отправляется на специальный стенд, где ее разберут для последующего ремонта.
Диагностика своими руками
Можно выполнить своими руками диагностику форсунок дизеля Common Rail. Для этого есть два пути – проверка форсунок на рампе и самодельном стенде, проверка на двигателе.
Судя по отзывам, проще всего тестировать работу форсунок на моторе без ее снятия. Для этого двигатель должен работать на холостом ходу. Затем владелец по очереди должен выкручивать распылители. Если после снятия распылителя работа мотора стала хуже, то форсунка исправна. Так методом исключения можно найти неработающую форсунку – при откручивании распылителя работа двигателя не изменится.
Также можно проверить форсунки на утечки непосредственно на двигателе. Для этого понадобятся специальные пластиковые емкости и соединительные шланги. Шланги соединяются с форсунками. Емкости следует подвесить вертикально.
Далее заводят мотор и начинают наблюдение. Если одна из подготовленных прозрачных емкостей будет наполнятся быстрее, чем другие, то вот она проблема. При анализе форсунок следует следить, чтобы емкости не наполнялись больше чем на три четверти. Норма при таком тестировании – это разница в 10 %. Если разница в объеме топлива больше, то нужно искать утечку.
Такой способ диагностики простой и эффективный, однако не всегда проблема связана именно с утечками.
Заключение
Вот так выполняется диагностика дизель-форсунок. Ремонт подразумевает очистку ультразвуком, а также замену изношенных элементов. Проверяют каждую шайбу, ход соленоида, стопорные кольца, промеряют все втулки. Все, что изношено, меняется на новое.
