Как проверять и обслуживать топливные форсунки

Именно форсункам современные автомобили в первую очередь обязаны своей экономичностью и экологичностью, уровень которых недоступен для машин предыдущих поколений. Форсунки не только правильно дозируют топливную смесь, а и формируют оптимальную геометрию струи, давление и угол распыла. Они – основное звено в цепи между топливным насосом и двигателем.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ФОРСУНОК

Большинство современных двигателей (вне зависимости от вида топлива, на котором они работают) оснащено системой распределенного многоточечного впрыска – то есть, количество форсунок соответствует (или кратно) количеству цилиндров. Устанавливаются форсунки на рампе – так проще и крепить их, и подавать топливо. Оно, поступая под действием топливного насоса, задерживается в рампе регулятором давления или, в системах прямого впрыска, клапаном.
Далее форсунки впрыскивают топливо:

• в простых бензиновых двигателях – во впускной коллектор, где оно смешивается с воздухом;
• в дизельных двигателях, а также в бензиновых с прямым (непосредственным) впрыском – напрямую в камеру сгорания.

Существуют варианты дизелей, в которых топливо впрыскивается в предкамеру (также называемую вихревой), но смысла работы форсунок это не меняет. Топливо форсунка распыляет в форме конического факела жидкостной пыли – так оно лучше смешивается с воздухом, не оседает на стенках рабочей камеры и коллектора. Обычно форсунка впрыскивает топливо несколько раз за цикл, распределяя его порционно.

ВИДЫ ТОПЛИВНЫХ ФОРСУНОК

По принципу управления форсунки делятся на две основные группы:

• механические, в которых впрыск регулирует клапан, открывающийся при повышении давления в рампе, и закрывающийся, когда оно падает при поступлении дозы топлива в цилиндр;
• электромеханические, управление которыми производится с внешнего контроллера – как правило, электронного блока управления двигателем (ЭБУ)

.
Несмотря на то, что наиболее продвинутые механические форсунки имеют расширенные характеристики – например, позволяют осуществлять двухступенчатую подачу топлива, их применение осталось в прошлом, а в современных двигателях преимущественно используются электронные устройства, в свою очередь, также делящиеся на следующие группы:

1. Электромагнитные форсунки. Применение – простые бензиновые двигатели. За открытие иглы распылителя отвечает электромагнит, импульс на который посылает ЭБУ. По завершении фазы впрыска (момент и продолжительность также контролирует электроника) ток отключается, игла возвращается назад пружиной. Такие форсунки создают относительно невысокое давление – около 40 бар, недостаточное для дизельных двигателей.
2. Электрогидравлические форсунки. Применяются в дизельных двигателях (в т.ч. с системой Common Rail). Принцип работы довольно схож с механическими и состоит в уравнивании давления на запорную иглу, но открывается форсунка под управлением электроники.
3. Пьезоэлектрические форсунки. Наиболее современные, используются и в бензиновых моторах, и в дизелях. Иглой движет пьезоэлемент из керамики, расширяющийся под действием тока. Достоинства – максимальное быстродействие, позволяющее вспрыскивать топливо в 2-4 приема, и работа с высоким давлением – до 2000 бар.
4. Насос-форсунки. Популярны в дизельных двигателях. Совмещают в себе функции форсунки и насоса высокого давления, что позволяет не использовать ТНВД. Плунжер приводится в движение от распредвала, а за клапан (иглу) могут отвечать как электромагнит, так и пьезокристаллы.

Наконец, нужно упомянуть форсунки для газобаллонного оборудования (ГБО) IV поколения, устанавливающиеся, как правило, параллельно с основной топливной системой. Они бывают штокового (электромагнитного), игольчатого и мембранного типов.

ПРИЗНАКИ НЕИСПРАВНОСТИ ФОРСУНОК

Форсунка будет работать неправильно, если нарушен состав смеси и/или искажена форма факела. Нужно заменить, что часто симптомы некачественной работы форсунок во многом похожи на неполадки в других системах автомобиля: клапанах, топливном насосе, свечах и катушках зажигания, датчике коленвала, и для определения истинной причины необходима комплексная диагностика.

Признаки таковы:

• трудности с пуском, особенно после непродолжительной остановки (самый частый и явный симптом);
• нестабильный холостой ход;
• двигатель троит;
• рывки при разгоне и движении;
• черный дым и хлопки из выхлопной трубы;
• увеличение расхода топлива;
• повышение уровня СО в выхлопных газах;
• повышенная температура в камере сгорания.

Устранением неисправностей нужно заняться как можно быстрее, поскольку проблемы с инжектором могут негативно сказаться на работе двигателя, трансмиссии, привести к быстрому выходу из строя каталитического нейтрализатора, а также привести к проблемам при управлении автомобилем – при движении на крутых подъемах, обгонах, в других сложных ситуациях.

ПРИЧИНЫ ВЫХОДА ФОРСУНОК ИЗ СТРОЯ

Главные виновники поломок форсунок – отложения от тяжелых фракций топлива и частиц несгоревшего масла, образующиеся на деталях камеры сгорания. Смолистый нагар вредит всем составляющим форсунки:

• сопло засоряется, в результате количество топлива, поступающего в цилиндр, уменьшается, а форма факела распыла искажается;
• запорный конус иглы из-за отложений неплотно садится в седло, что приводит к разгерметизации форсунки, она может начать переливать топливо.

Другой причиной засора и, как следствие, неисправности форсунок может стать засорение топливных фильтров – как общего, находящегося в баке или другом месте магистрали, так и тех, что находятся в рампе или в самой форсунке.
Кроме того, причинами выхода из строя этих деталей могут стать:

• повышенное содержание в топливе серы;
• попадание влаги;
• коррозия металлических частей топливной магистрали;
• воздействие высоких температур;
• износ.
• Проблемы с работой форсунок также могут возникнуть по вине питания, поступающего на нее с ЭБУ.

КАК ПРОВЕРИТЬ ФОРСУНКУ

Проверить работоспособность форсунок можно самостоятельно, не снимая их с автомобиля, особенно, если дело касается электропитания. Первый способ – проверка напряжения в цепи форсунки. Для этого нужно снять разъем и при помощи мультиметра определить, поступают ли на него импульсы. Делать это можно как в одиночку (тогда придется снимать разъемы с каждого цилиндра по очереди), или с помощником – в этом случае разъемы можно снять все, и проверять их поочередно, прокручивая двигатель стартером. Вместо мультиметра можно использовать лампочку (светодиод). Если напряжение поступает (короткими импульсами) – значит, проводка исправна. Если нет – необходимо искать обрыв в цепи.
Примерно так же, снимая разъемы с форсунок (но не заводя двигателя), можно проверить сопротивление катушек внутри форсунок. Предварительно (из руководства по эксплуатации или других источников) желательно узнать заводские характеристики форсунок конкретного двигателя. Но даже если это не удастся сделать, сравните показания для разных цилиндров: маловероятно, что все до одной форсунки вышли из строя.
Существует метод проверки форсунок на слух, приложив к форсунке стетоскоп или какой-либо предмет, другой конец которого может контактировать с ухом. Исправная форсунка издает только щелчки, а засоренная – еще и посторонние звуки наподобие хрипения, стуков вибраций. Но для того, чтобы быть уверенным в этом методе, нужно обладать опытом (по крайней мере, знать, как звучит рабочая форсунка).
Оценить состояние распылителей форсунок: форму факела, количество распыляемого топлива, можно, демонтировав их с двигателя (в том числе, в сборе с рампой), но не отключая от электропитания автомобиля. Погружая форсунки в прозрачную емкость и прокручивая двигатель стартером, можно определить их работоспособность.
Внимание! Способ этот весьма небезопасный, поскольку топливо под давлением выходит наружу. Применять его самостоятельно нежелательно, да и неопытному человеку он даст мало информации. Для диагностики форсунок лучше обратиться на СТО, где есть специализированная установка – стенд, на который для проверки устанавливаются снятые с авто форсунки. Стенд соберет информацию о деталях, проведя циклирование в разных режимах, кроме того, через его прозрачные стенки специалисты смогут проконтролировать работу форсунок визуально.

СПОСОБЫ ОЧИЩЕНИЯ ФОРСУНОК

Если форсунки в принципе работоспособны, но загрязнены отложениями, можно попробовать очистить их, даже не снимая с автомобиля. Самостоятельно это легко сделать двумя методами:
регулярно повышая обороты и скорость автомобиля (до 4-5 тыс. об/мин и 120-130 км/ч) на ровных прямых участках, дав автомобилю поработать в таком режиме 10-15 минут;
заливая в бак специальные составы.

Однако оба эти метода малоэффективны при серьезных проблемах. В этом случае рекомендуется провести очистку форсунок в условиях профессионального автосервиса:

• при помощи подключенной к рампе специальной очищающей жидкости;
• методом ультразвуковой чистки.

Последний метод более эффективен, однако противопоказан форсункам, содержащим керамические детали. В первом случае после процедуры в обязательном порядке необходимо будет заменить свечи зажигания. Но какой бы метод вы не выбрали, вам с удовольствием помогут на любой из станций техобслуживания сети умных автосервисов Wilgood.