Форсунка - один из ключевых элементов системы подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания. От качества ее работы напрямую зависят такие важные характеристики автомобиля, как динамика разгона, расход топлива, токсичность отработавших газов.
Назначение и принцип работы форсунки
Форсунка предназначена для распыления топлива и подачи его в нужном количестве в цилиндры двигателя. Распыленное топливо смешивается с воздухом, образуя горючую смесь, которая затем воспламеняется от искры свечи зажигания (в бензиновых двигателях) или от сжатия (в дизельных).
Принцип работы форсунки основан на создании высокого давления в топливной магистрали и пропускании топлива через специальное отверстие-сопло, имеющее малый диаметр. При прохождении через это отверстие топливо разбивается на мельчайшие капли, образуя топливный туман - именно в таком состоянии бензин или дизельное топливо оптимально смешивается с воздухом.
Основные функции форсунки:
- Распыление топлива
- Дозирование подачи топлива
- Равномерное распределение топливовоздушной смеси по цилиндрам
Устройство форсунки включает корпус, электромагнитную катушку, иглу клапана, нагнетательную пружину, распылитель с отверстиями и ряд других элементов. Под действием управляющего импульса от блока управления двигателем катушка притягивает иглу клапана, пропуская через сопло топливо под высоким давлением, которое моментально распыляется на мельчайшие капли.
Существует несколько разновидностей топливных форсунок, отличающихся принципом работы и конструкцией.
Механические форсунки
Простейший тип форсунок, в которых подъем иглы клапана происходит за счет давления самого топлива. Такие форсунки применяются в дизельных двигателях, где давление впрыска измеряется сотнями атмосфер.
Достоинства:
- Простота конструкции
- Высокая надежность
Недостатки:
- Отсутствует точный контроль впрыска
- Высокий уровень шума
Электромагнитные форсунки
В этих форсунках игла клапана приводится в действие с помощью электромагнита, управляемого блоком электроники. Электромагнитные форсунки широко используются как на бензиновых, так и на дизельных двигателях.
Особенности:
- Высокая точность дозирования подачи топлива
- Возможность программного управления впрыском
- Низкий уровень шума
| Тип форсунки | Достоинства | Недостатки |
| Механическая | Простота, надежность | Высокий шум, нет контроля впрыска |
| Электромагнитная | Точный впрыск, низкий шум | Более сложная конструкция |
Форсунки для бензиновых и дизельных двигателей
Несмотря на схожий принцип действия, между форсунками для бензиновых и дизельных двигателей есть ряд принципиальных конструктивных отличий.
Требования к форсункам в бензиновых двигателях:
- Давление впрыска до 5-8 МПа
- Производительность до 2 литров в минуту на форсунку
- Размер капель распыленного топлива около 100 мкм
Особенности работы дизельных форсунок:
- Очень высокое давление впрыска - порядка 100-250 МПа
- Форсунки работаю по принципу "все или ничего"
- На один цилиндр устанавливается несколько форсунок
Конструкция дизельных форсунок позволяет выдерживать экстремально высокие давления и обеспечивать эффективный впрыск топлива в камеру сгорания.
Применение разных типов форсунок
В бензиновых инжекторных двигателях чаще всего используются форсунка это электромагнитные форсунки. В современных системах прямого впрыска бензина применяют высокопроизводительные пьезоэлектрические или магнитострикционные форсунки.
В дизельных двигателях преимущественно устанавливают комбинацию из механических и электромагнитных форсунок - первые отвечают за создание фонового давления, вторые - за основной впрыск под управлением блока электроники.
К сожалению, даже самые надежные форсунки со временем выходят из строя. Рассмотрим типичные неисправности и способы их решения.
Основные неисправности форсунок:
- Засорение внутренних каналов и сопла отложениями и частицами грязи
- Повреждения уплотнительных колец, подтекание топлива
- Заклинивание иглы клапана из-за повышенного износа или деформации
- Нарушение регулировки хода иглы, сбои в работе
- Поломка возвратной пружины иглы
Симптомы неисправных форсунок
По каким признакам можно заподозрить проблемы с форсунками:
- Двигатель глохнет на холостом ходу или неустойчиво работает
- Повышенный расход топлива, "прожорливость" мотора
- Потеря динамики и мощности двигателя
- Повышенная токсичность отработавших газов, синий дым из выхлопной трубы
Причины поломок форсунок
К наиболее распространенным причинам отказов форсунок относятся:
- Использование некачественного, "грязного" топлива
- Эксплуатация форсунок за границей расчетного ресурса (до 100-150 тыс. км)
- Некорректный монтаж форсунок, нарушение моментов затяжки
- Неправильная регулировка угла опережения впрыска, давления топлива
Способы устранения неисправностей форсунок
В зависимости от характера и степени поломки применяются разные методы ремонта и восстановления форсунок:
- Промывка и чистка без разбора форсунки
- Разборка форсунки и замена изношенных деталей
- Замена форсунки в сборе при обнаружении трещин в корпусе
При незначительных отложениях достаточно качественно промыть форсунки специальным раствором в ультразвуковой ванне. При выявлении серьезных дефектов требуется полная замена форсунки.
Руководство по самостоятельному ремонту форсунок
Современные форсунки довольно сложные устройства, поэтому часто проще и дешевле заменить неисправную деталь, чем чинить. Однако при желании и соответствующих навыках возможен самостоятельный ремонт:
- Полная разборка форсунки
- Очистка всех деталей и каналов
- Замена изношенных уплотнительных колец, прокладок
- Проверка и регулировка хода иглы клапана
- Сборка форсунки с соблюдением всех регламентов
После ремонта обязательно требуется проверка форсунки на специальном стенде.
