Форсунки бензиновых двигателей - это достаточно сложные по своей конструкции детали, которые из-за повышенных нагрузок в процессе эксплуатации могут выходить из строя и требовать замены.
Сегодня на современных автомобилях используются электромагнитные форсунки, которые неплохо справляются со своими обязанностями, они долговечны и могут эксплуатироваться при высоком давлении. Однако даже такие надёжные узлы по мере эксплуатации ломаются, что требует скорейшего обращения автовладельцев сервис и выполнения ремонта двигателя.
История появления форсунок в двигателях
На заре своего появления двигатели внутреннего сгорания подразумевали использование не жидкого топлива, а угольной пыли. Однако такая угольная пыль имела не слишком хорошую теплоотдачу, в итоге было принято решение использовать на двигателях автомобилей жидкое топливо.
Именно для работы на жидком топливе и понадобились специальные форсунки, которые распыляли бензин непосредственно в камеры сгорания, где топливо поджигалось за счёт повышенного давления и свечей зажигания.
Первоначально форсунки появились на дизельных двигателях. В семидесятых годах прошлого века, когда карбюраторные бензиновые моторы постепенно начали вытесняться инжекторным впрыском, такие форсунки стали устанавливаться и на бензиновые силовые агрегаты. Причём изначально использовалась конструкция с так называемым моновпрыском, когда вместо карбюратора устанавливалась одна форсунка, расположенная во впускном коллекторе.
Сегодня же современные двигатели получили по форсунке на каждый цилиндр. При этом все двигатели делятся на две категории: с распределенным впрыском, когда топливо подается во впускной коллектор, и с непосредственным впрыском в каждый цилиндр. В последнем случае обеспечивается максимально возможная эффективность и КПД таких моторов. Наибольшее распространение получили двигатели с распределенным впрыском, и именно о проблемах таких форсунок рассказывается в этой статье.
По своему принципу работы форсунки разделяются на механические, пьезоэлектрические, электромагнитные и гидравлические. Каждый из таких типов форсунок имеет свои определенные преимущества и слабые места.
Механические форсунки используются сегодня на дизельных двигателях, а в бензиновых моторах чаще всего устанавливаются электромагнитные форсунки с распределительным впрыском, которые надёжны и имеют относительно простую конструкцию.
Принцип работы
В теории принцип работы электромагнитных форсунок достаточно прост. Устанавливаются они на топливной рампе, в которую под большим давлением бензонасос подаёт топливо. Работа электромагнитных форсунок заключается в том, чтобы по команде от блока управления работой двигателя открыться, это позволит топливу попасть в камеру сгорания, после чего по команде от ЭБУ быстро закрыться.
Открытие и закрытие электромагнитных форсунок происходит за счёт электромагнитных импульсов, которые подаются на обмотку соленоида. При появлении магнитного поля шток втягивается, открываются сопла распылителя, после чего форсунка начинает впрыскивать в камеру сгорания топливо. Во время таких циклов работы появляется характерный цокот, который можно услышать на холостых оборотах двигателя.
Производительность форсунок, а следственно, и возможность их использовать на современных экономичных и мощных двигателях, во многом определяется суммарным временем открытия клапана. Этот показатель зависит в первую очередь от конструкции и веса иглы. Сделать слишком легкую иглу невозможно, так как от этого страдает надёжность форсунки, а слишком тяжёлые иглы увеличивают инерцию, что сказывается на скорости открытия и закрытия клапана.
На надёжность и правильность работы форсунок влияют также современные требования по экологичности двигателей. Дело в том, что для уменьшения токсичности выхлопа форсунки должны настраиваться и работать максимально точно.
Так как изменять размер сопла или уменьшать и увеличивать давление топлива в топливной рампе форсунки не могут, поэтому их настройка осуществляется исключительно за счёт времени срабатывания клапана. Современные форсунки способны выдерживать без замены миллионы циклов работы, однако, вечного ничего не бывает, и со временем форсункам требуется замена.
Проблемы с подачей топлива
Принято выделять три типичных неисправности форсунки, когда они не пропускают топливо в камеру сгорания, появляются протечки форсунок или же отмечается неправильное распыление топлива в цилиндры двигателя.
Существует несколько причин подобных неисправностей, это как естественный износ, так и внешние факторы, в том числе неправильная эксплуатация двигателя или же использование не слишком качественного бензина.
Встречается такая ситуация, когда форсунка не пропускает топливо в камеру сгорания. Подобное может отмечаться в тех случаях, когда в проводке форсунки возникает обрыв или короткое замыкание. В подобном случае сигнал на открытие клапана просто не доходит до исполнительного устройства, а цилиндр не получает нужную ему топливно-воздушную смесь и не работает. Также проблемы с открытием форсунок возникают в том случае, если длительное время использовать не слишком качественный бензин.
Примеси в топливе формируют на соплах форсунок отложения, которые забивают распылитель, после чего бензин просто не попадает в камеру сгорания. Наличие таких загрязнений чаще всего приводит к тому, что топливо всё же поступает в камеру сгорания, но форсунка при этом неправильно впрыскивает его в цилиндры.
Вторая типичная неисправность – это потеря герметичности, когда запорная игла фактически не может перекрыть сопло распылителя. В подобном случае возникает ситуация, когда форсунка начинает протекать, что приводит к неправильной работе двигателя. Такие неисправности встречаются куда чаще, чем обрыв и замыкание проводки. Причин потери герметичности форсунки может быть множество, это износ иглы, появление всевозможных отложений на соплах или повреждение корпуса.
Использование не слишком качественного топлива с различными примесями приводит к неисправностям топливной системы, когда на форсунках появляется плотный налет, постепенно забивающий сопла распылителей. Многочисленные внутренние уплотнители в форсунках могут дубеть и подсыхать, что приводит к попаданию бензина на обмотку или же его выдавливание под высоким давлением наружу. Профилактикой подобных неисправностей станет в том числе использование качественного бензина.
Третья типичная неисправность форсунок - это неправильное распыление топливно-воздушной смеси в камеру сгорания. Чтобы обеспечить эффективное сгорание топлива и правильную работу мотора распыляемое топливо должно быть мелкодисперсным, то есть состоять из мельчайших капелек, которые после сжатия поджигаются искрой зажигания.
Если же появляются неисправности форсунок или на их распылителях образуется плотный налёт, бензин начинает протекать или наоборот поступает в камеру сгорания в меньшем количестве. В подобном случае существенно ухудшается горение топлива в двигателе, мотор начинает работать неправильно, уменьшается мощность и увеличивается расход бензина.
Диагностика двигателя
Автовладельцу нужно понимать, что чем раньше он определит имеющиеся неисправности и обратиться в сервис, тем проще и дешевле устранить поломки. Поэтому необходимо наблюдать за работой двигателя, как только появился повышенный расход бензина или двигатель начал работать неравномерно, это повод обратиться в сервис за углубленной диагностикой мотора.
Проще всего выполнить проверку двигателя на специальных стендах в сервисе, но в то же время имеются достаточно проверенные и точные самостоятельные способы определения состояния форсунок в моторе.
Правильно работающие исправные форсунки будут на холостом ходу издавать характерный цокающий звук. Обычно в сервисе для такой диагностики используют специальное устройство стетоскоп, но выполняя самостоятельную диагностику можно вооружиться железкой или деревяшкой, которые будут хорошо проводить звук.
Всё что нужно сделать, это внимательно прислушаться к работе каждого цилиндра, определить все ли форсунки одинаковые щёлкают или же какие-либо издают посторонние звуки, например шипение, свист и так далее. В особенности эффективна такая диагностика на шумных корейских двигателях, на которых работа форсунок отчётливо слышна.
Также при самостоятельной диагностике форсунок можно проверить напряжение, которое подаётся на них. Для такой проверки подключают последовательно с каждой катушкой светодиод, который должен мигать в соответствии с тактами работы двигателя. В то же время нужно понимать, что такая проверка не даст стопроцентный точности. В специализированных сервисах для определения правильности подачи напряжения на форсунки используют специальные приборы осциллографы.
Распространённой неисправностью являются протекающие форсунки, что можно определить по появлению нагара на свечах зажигания, а также по неуверенному пуску двигателя. Если форсунка пропускает топливо в конкретном цилиндре электрод свечи зажигания будет быстро покрываться черной копотью, одновременно могут появляться пропуски зажигания. Как только автовладелец определил такие проблемы с двигателем, машину необходимо доставить в сервис и провести её углубленную диагностику.
В сети Интернет можно прочитать рекомендации по измерению сопротивления обмоток соленоидов, однако большинство автолюбителей не только не могут правильно выполнить такие измерения, но и попросту не знают, какое должно быть сопротивление у правильно работающих форсунок.
Если имеется соответствующий опыт ремонта двигателя, можно попытаться снять топливную рампу и посмотреть, как работают форсунки и правильно ли они распыляют топливо. Подобные работы представляет большую сложность, но, если автовладелец сможет снять рампу, это позволит ему с лёгкостью определить нарушение формы распыления топлива или выявить негерметичность форсунок.
На снятой топливной рампе определить протечки форсунок не составит труда. Нужно будет включить зажигание, после чего топливный насос быстро подкачает нужное давление в систему. Если установлено, что какая-либо из форсунок протекает, её лучше всего заменить, а не пытаться восстановить.
Чтобы определить правильность распыления топлива необходимо прокрутить коленвал стартером. При выполнении такой работы следует соблюдать осторожность, проводя подобную проверку на удалении от источников открытого пламени.
Если определено, что одна или несколько форсунок неправильно распыляют топливо, в подобном случае можно попытаться решить имеющиеся проблемы промывкой системы. Успешность выполнения такой работы будет во многом зависеть от текущего состояния топливной системы и степени её загрязнения.
Читайте также: Срочный выкуп авто в Минске
В отдельных случаях действительно можно устранить имеющиеся отложения на соплах распылителей, существенно продлив срок службы форсунок. Если на соплах уже имеются плотные отложения, часто удалить их промывкой бывает невозможно, и в подобных случаях требуется менять форсунки на новые.
Автовладельцам нужно помнить, что стопроцентно точная диагностика возможна исключительно в условиях сервиса на специальных стендах. Задачей автолюбителя будет своевременно определить имеющиеся проблемы с двигателем, после чего оперативно доставить машину на СТО и выполнить её углубленную диагностику.
Только так можно своевременно устранить имеющиеся неполадки, что в свою очередь избавит от необходимости выполнения дорогостоящего и сложного капитального ремонта двигателя.
