Топливная форсунка. Назначение, устройство, принцип работы

Форсунки — исполнительный механизм, предназначенный для распыления топлива во впускном тракте топливной системы или в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания. Существует следующие виды этих устройств — механические, электромагнитные, гидравлические, пьезоэлектрические. Форсунки для бензиновых и дизельных двигателей отличаются по принципу работы. Также в разных марках автомобилей форсунки работают с разным напряжением и давлением. Обо всем этом и многом другом мы расскажем вам в данном материале.

Типы форсунок

Охарактеризуем каждый из перечисленных типов в отдельности, и начнем с электромагнитных форсунок. Они устанавливаются в бензиновые двигатели. Форсунки состоят из следующих составных частей — электромагнитного клапана, распылительной иглы и сопла.

Электромагнитная инжекторная форсунка

Дизельная электрогидравлическая форсунка

Принцип их работы достаточно прост. При поступлении команды от ЭБУ автомобиля на электромагнитный клапан подается напряжение, благодаря чему в нем создается магнитное поле, которое втягивает иглу, тем самым освобождая канал в сопле. Соответственно, через него проходит топливо. Как только напряжение на клапане исчезает, игла под воздействием обратной пружины вновь перекрывает сопло и бензин более не подается в цилиндры.

На форсунки различных автопроизводителей подается разное напряжение. Это надо учитывать при замене форсунок, а также их чистке.

Следующий тип — электрогидравлические форсунки. Они используются в дизельных двигателях, в том числе, созданных по системе Common Rail. Такие форсунки имеют более сложную конструкцию. В частности, в их состав входят впускной и сливной дроссели, электромагнитный клапан и камера управления. Работа форсунки выполняется следующим образом.

Пьезоэлектрическая форсунка

Движение основано на использовании давления топлива как во время впрыска, так и по его прекращению. В начальном положении электромагнитный клапан обесточен, и соответственно, закрыт. При этом игла форсунки прижата к своему седлу под естественным давлением топлива на поршень в камере управления. То есть, впрыск топлива не происходит. Поскольку диаметр иглы гораздо меньше диаметра поршня, то давление на нее больше.

Когда на электромагнитный клапан подается сигнал от ЭБУ тот открывает сливной дроссель. Соответственно, топливо начинает вытекать в сливную магистраль. Однако впускной дроссель препятствует быстрому выравниванию давлений между камерой управления и впускной магистралью. Соответственно, давление на поршень снижается медленно, а давление на иглу не меняется. Поэтому игла под разностью давлений поднимается и происходит топливный впрыск.

Третий тип — это пьезоэлектрические форсунки. Они считаются самыми совершенными, и используются на дизельных двигателях, снабженных системой подачи топлива Common Rail. В конструкцию такой форсунки входят пьезоэлемент, толкатель, переключающий клапан, игла.

Электрическое сопротивление пьезоэлектрических форсунок составляет несколько десятков кОм.

В момент, когда топливо не поступает через форсунку, ее игла сидит плотно в своем седле, так как на нее давит высокое давление топлива. Когда от ЭБУ поступает сигнал на пьезоэлемент, который является исполнительным механизмом, то в этот момент он увеличивается в размере (в длину), и таким образом выталкивает поршень. Вследствие этого происходит открытие клапана, и через него топливо попадает в сливную магистраль. Давление в верхней части иглы снижается и игла поднимается. При этом происходит впрыск топлива.

Основное преимущество пьезоэлектрических форсунок заключается в высокой скорости их срабатывания (приблизительно в 4 раза быстрее гидравлических). Это дает возможность осуществлять многократный впрыск топлива за один рабочий цикл двигателя. В процессе подачи количество подаваемого топлива можно контролировать двумя путями — временем воздействия на пьезоэлемент, а также давлением топлива в рампе. Однако у пьезоэлектрических форсунок есть один существенный недостаток — их неремонтопригодность.

Работа электромагнитной форсунки инжекторного двигателя

Работа форсунки в системе Common Rail

Поскольку принцип работы дизельных форсунок несколько сложнее, чем бензиновых, то имеет смысл рассмотреть более детально алгоритм их работы на примере форсунки Common Rail ранних выпусков.

Как работает дизельная форсунка

На основании полученной информации ЭБУ управляет разными элементами двигателя, в том числе и топливными форсунками. В частности, на какой промежуток времени и когда именно их открывать (момент открытия).

Форсунка дизельного двигателя работает в трех фазах:

Насос-форсунка

Предварительный впрыск. Он необходимо для того, чтобы топливно-воздушная смесь имела нужное качество и соотношение. На этом этапе в камеру сгорания подается небольшое количество топлива с тем, чтобы повысить в ней температуру и давление. Это делается для ускорения воспламенения топлива при основном впрыске.
Основной впрыск. На основе высокого давления, полученного на предыдущем этапе, создается качественная однородная горючая смесь. Ее полное сгорание обеспечивает максимальную мощность двигателя и уменьшает выброс вредных газов.
Дополнительный впрыск. На этом этапе происходит очистка сажевого фильтра. После основного впрыска давление в камере сгорания резко падает, а игла форсунки возвращается на место. Вследствие этого топливо перестает поступать в камеру сгорания.

Далее перейдем к рассмотрению алгоритма, в соответствии с которым работает форсунка дизельного двигателя:

Кулачок распределительного вала двигает плунжер форсунки, освобождая ее топливные каналы.
Топливо попадает в форсунку.
Клапан закрывается, топливо перестает подаваться, и начинает нагнетаться давление в форсунке.
При достижении граничного давления (у каждой модели оно разное, и составляет несколько МПа) поднимается игла форсунки, и происходит предварительный впрыск (в некоторых случаях может быть два предварительных впрыска).
Клапан снова открывается, и предварительный впрыск заканчивается.
Топливо попадает в магистраль, его давление снижается.
Клапан закрывается, вследствие чего давление топлива опять начинает возрастать.
По достижении рабочего давления (больше, чем при предварительном впрыске) пружина иглы форсунки разжимается и происходит основной впрыск топлива. Чем большее давление будет в форсунке — тем большее количество топлива попадет в камеру сгорания, и соответственно, разовьется большая мощность двигателя.
Клапан закрывается, фаза основного впрыска завершается, давление падает, игла форсунки возвращается в исходное положение.
Происходит дополнительный впрыск топлива (обычно их бывает два).

Любая топливная форсунка характеризуется следующими техническими параметрами:

Производительность. Это самый важный параметр, который характеризует количество топлива, которое пропускает форсунка за единицу времени. Обычно измеряется в кубических сантиметрах топлива в минуту.
Динамический диапазон работы. Этот показатель характеризует минимальное время впрыска топлива. То есть, время между открытием и закрытием топливной форсунки. Обычно измеряется в миллисекундах.
Угол распыления. От него зависит качество топливной смеси, образуемой в камере сгорания. Указывается в градусах.
Дальнобойность факела распыления. От этого показателя зависит то, в какой фракции будут находиться распыленные топливные частички, и как они будут подаваться в камеру сгорания. Соответственно, этот показатель также критичен для образования качественной топливной смеси. Измеряется как обычное расстояние в миллиметрах или их производных.

Каждая компания-производитель форсунок имеет собственные обозначения для шифровки технических данных своих изделий. Поэтому при покупке поинтересуйтесь соответствующей информацией у продавца или в интернете.

При выходе за допустимые пределы хотя бы одного из перечисленных параметров форсунка будет работать некорректно, и образовывать некачественную топливно-воздушную смесь. А это, в свою очередь, плохо скажется на работе двигателя вашего автомобиля.

Также существуют отдельный вид форсунок для инжекторных двигателей с непосредственным впрыском. Их основное отличие — высокая скорость срабатывания, а также повышенное напряжение, на котором они работают. Рассмотрим их более детально.

Принцип работы форсунки

Рис. Пример конструкции форсунок систем распределённого (а) и центрального (моно) впрыска (б): 1 — топливный фильтр, 2 — уплотни тельные кольца, 3 — запирающий элемент, 4 — седло, 5 — пружина, 6 — обмотка, 7 — корпус, 8 — электрический разьём

Устройство электрической форсунки может быть разным(примеры конструкций приведены на рисунке), но принцип работы одинаков для всех типов форсунок.

Форсунка представляет собой определённой формы ёмкость с топливом. С одной стороны топливо под давлением поступает из топливной магистрали через фильтровочную сетку, а с другой стороны в распылённом состоянии попадает в рабочую область ДВИГАТЕЛЯ, если подано напряжения на солсноццальный клапан форсунки.

MOНO впрыск — форсунка одна (обычно рядный двигатель до 4-х цилиндров)
ДУБЛЬ MOНO впрыск — две форсунки, работающие на две половины, обычно 6-ти цилиндрового, V-образного двигателя
РАСПРЕДЕЛЁННЫЙ впрыск — по одной форсунке на цилиндр, рабочая часть расположена во впускном коллекторе
ПРЯМОЙ впрыск — по одной форсунке на цилиндр, рабочая часть расположена внутри цилиндра
ПУСКОВАЯ — одна на двигатель, рабочая часть расположена во впускном коллекторе

Форсунки бывают НИЗКООМНЫЕ (от 1 до 7 Ом) и ВЫСОКООМНЫЕ (от 14 до 17 Ом). Низкоомные форсунки управляются пониженным напряжением или в цепях управления имеются добавочные сопротивления (5-8 Ом). Фрагмент схемы с добавочными сопротивлениями (152) приведен на рисунке.

Рис. Фрагмент схемы системы управления и фото блока сопротивлений.

Рис. Форма факела распылённого топлива различна.

Осциллограмма, отображающая форму импульса на форсунке, с системой впрыска от порта (PFI) и системы последовательного впрыска (SFI), которые используют привод выключаемого транзистора насыщения, изображена рядом и отмечена буквой А. Соленоиды форсунок включаются блоком управления двигателем. Напряжение резко падает, когда клапан открыт, а затем, при выключении напряжения, резко возрастает (из-за индуктивности соленоида). Ширина импульса изменяется в зависимости от нагрузки двигателя.

Осциллограмма, отображающая форму импульса на форсунке системы моновпрыска (TBI). Такие системы для включения и выключения форсунок используют формирователи пиковых токов и токов синхронизации. Клапаны соленоидов форсунок включаются при наличии высокого тока питания, подаваемого от блока управления двигателем.

После срабатывания, ток уменьшается и поддерживает клапан в открытом состоянии. Наблюдается резкое падение напряжения при первом открытии клапана, а затем резкое увеличение напряжения, когда формирователь тока создаст меньший ток синхронизации, чем высокий ток включения. Когда соленоид отключается(после периода синхронизации) создаётся амплитуда напряжения, обусловлештя индуктивностью катушки соленоида (схема В).

Некоторые формирователи пиковых токов и токов синхронизации производят быстрые переключения напряжения во время периода синхронизации из-за низкого сопротивления обмотки соленоида форсунки (схема С).

Рис. Форсунка распределённого впрыска топлива.

Примером может служить осциллограмма форсунки автомобиля ФОРД «Сиерра» 1,6i, EEC 4 приведённая ниже.

Рис. Осциллограмма форсунки

Ниже приведены схемы подключения форсунок при одновременном, групповом и фазированном впрыске топлива.

При одновременном и групповом методе все форсунки, соединённые параллельно впрыскивают топливо одновременно, причём за один оборот коленвала впрыскивается половина полной порции топлива.

Такой метод соединения форсунок использовался на а\м выпуска 80 х — начала 90 х годов.

Современные системы управления двигателями используют последовательный или фазированный впрыск топлива. Такой метод управления позволяет увязывать момент впрыска с моментом открытия впускного клапана в конкретном цилиндре, изменять количество подаваемого топлива в цилиндр.

Рис. Схемы подключения форсунок при одновременном, групповом и фазированном впрыске топлива

На схемах использованы следующие обозначения: 1,2,3,4 — форсунки, 5 — ЭБУ двигателем.

Форсунки систем прямого впрыска топлива отличаются от форсунок, применяемых на системах впрыска топлива во впускной коллектор. Распылитель форсунки расположен непосредственно в камере сгорания и испытывает большие температурные нагрузки и нагрузки высокого давления. Форсунка прямого впрыска длиннее, т.к. необходимо пройти толщину головки блока. Давление топлива значительно выше, чем в обычных системах впрыска и факел распыла имеет свои особенности для каждого двигателя. Эти особенности систем прямого впрыска можно отнести к бензиновым и дизельным двигателям. На рисунке показана форсунка и её осциллограмма двигателя HDI СИТРОЕН. Сопротивление обмотки соленоида форсунки 0,3 — 1 Ом.

Рис. Форсунка системы прямого впрыска HDI и осциллограмма, снятая на режиме XX.

Форсунки для двигателя с непосредственным впрыском

Устройство форсунки FSI

Эти форсунки имеют также другое название — GDI (FSI). Оно было придумано в недрах компании Mitsubishi, когда ее инженеры стали производить двигатели с непосредственным впрыском топлива, работающих на сверхобедненных смесях. В основе их работы лежит точный выбор времени срабатывания поднятия и опускания рабочей иглы.

Так, в обычных инжекторных двигателях время открытия форсунки составляет порядка 2…6 мс. А форсунки в двигателях, работающих на сверхобедненных смесях — около 0,5 мс. Поэтому обычная подача стандартных 12 В на форсунку уже не может обеспечить необходимую скорость срабатывания. Для реализации этой задачи они работают по технологии Peak-n-Hold, что в переводе означает “пиковое напряжение и удержание”.

Суть этого метода заключается в следующем. На форсунку подается высокое напряжение (например, на форсунки упомянутой компании Mitsubishi подается напряжение со значением около 100 В). Благодаря этому катушка очень быстро достигает насыщения. При этом ее обмотка не перегорает по причине имеющейся противоЭДС. А для удержания сердечника в катушке необходимо магнитное поле с меньшим значением. Соответственно, нужен и меньший ток.

График тока и напряжения на форсунке GDI

То есть, рабочий ток в катушке сначала очень быстро нарастает, а потом быстро падает. В этот момент наступает фаза Hold (удержания). То есть, время впрыска горючего составляет от начала подачи импульса до второго индуктивного выброса. Такие методы используют автопроизводители Mitsubishi и General Motors.

Однако производители Mercedes и VW пользуются разработками компании BOSCH. В соответствии с их методом система не уменьшает напряжение, а использует широтно-импульсную модуляцию (ШИМ). Задача по реализации этого алгоритма возложена на специальный блок — Driver Injector. Как правило, он расположен неподалеку от форсунок (например, компании Toyota и Mercedes располагают блок в горизонтальном положении в районе чашки амортизаторов, что является на сегодняшний день оптимальным решением).

ШИМ на форсунке FSI

Все двигатели FSI мощностью более 90 л.с. оснащаются усовершенствованной топливной системой. Ее отличием является:

детали насоса высокого давления и рампы форсунок имеют специальное антикоррозионное покрытие, которое защищает их от воздействия топлива с содержанием этанола до 10%;
изменено управление насосом высокого давления;
устранен за ненадобностью трубопровод отвода (в бак) топлива, просочившегося вдоль плунжера;
отвод топлива, сбрасываемого через установленный на рампе форсунок предохранительный клапан, производится через относительно короткий трубопровод в контур низкого давления, перед насосом высокого давления.

Что касается эксплуатации двигателей GDI, то стоит отметить, что он очень чувствителен к качеству топлива, своевременной замене топливного фильтра. Необходимо не забывать проводить чистку топливной системы и своевременно менять масло.

Общие сведения о форсунках: часть вторая

Начало читайте на нашем сайте, в статье под названием «Общие сведения о форсунках: часть первая».

Форсунки для движка с прямым впрыскиванием

Строение форсуночки FSI

Эти форсуночки еще обозначаются — GDI (FSI). Название придумали в центре фирмы Mitsubishi в то время, когда ее разработчики начали производить движки с естественным впрыскиванием топливной смеси, функционирующих на очень обедненных смесях. В основании их деятельности поставлен правильный выбор времени реагирования поднятия и опускания рабочей иголки.

В простых движках на инжекторе период открывания форсуночки бывает примерно 2-6 мс. А форсуночки в движках, которые работают на очень обедненных смесях — примерно 0,5 мс. Поэтому, простая подача 12 Вольт на форсуночку уже не обеспечивает нужную скорость реагирования. Чтобы реализовать эту задачу, они функционируют по технике Peak-n-Hold, переводится как «пиковое напряжение и удержание».

Сущность этой методики в том, что на форсуночку поступает большой натиск (к примеру, на форсуночки названной компании Mitsubishi бывает подано давление со значением примерно 100 Вольт). С его помощью катушка быстренько насытится. Причем ее обмоточка не перегорит из-за наличия противо-ЭДС. Чтобы удержать сердечник в катушечке нужно магнитное поле с малым значением, следовательно, понадобится и тока поменьше.

Графичное изображение тока и напрядения на форсуночке GDI

Получается, что деятельный ток в катушечке вначале быстренько растет, а после также быстренько падает. В это время идет фаза Hold (удерживание). Выходит, период впрыскивания топлива — это время сначала подачи импульса до 2-го индуктивного выбрасывания. Этими методиками пользуются производители авто Mitsubishi и General Motors.

Но фирмы Mercedes и Volkswagen используют разработки фирмы BOSCH. Исходя из этого, система не делает меньше напряжение, а пользуется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ-ом). Реализовывать данный алгоритм должен определенный блок — Драйвер Инжектор. Обычно он находится недалеко от форсуночек (к примеру, фирма Toyota и Mercedes ставят блок в положении горизонтали около амортизаторной чашки, что на сегодня самый оптимальный вариант).

ШИМ на форсуночке FSI

Все движки FSI с мощностями больше 90 л.с. оснащены улучшенной системой топлива. Ее различия состоят в:

деталях насоса большого натиска и форсуночной рампы, которые бывают со специальным антикоррозийным покрытием, защищающим их от влияния топливной смеси и содержат этанол до 10 процентов;
измененном управлении насосом большого давления;
устранении за ненужностью трубопровода отведения (в бачок) топливной смеси, которая просочилась по плунжеру;
отведении топливной смеси, которая сбрасывается сквозь, поставленный на форсуночной рампе, клапан предохранения, делается сквозь сравнительно коротковатый трубопровод в контур малого давления и спереди насоса большого давления.

Касаемо работы движков GDI, то нужно добавить, что он является чувствительным к качеству топливной смеси, когда вовремя сменяется топливный фильтр. Не забываем своевременно делать очищение системы топлива и сменять масляное вещество.

Плюсы и минусы форсунок для топлива

Без сомнения, форсунки для топлива обладают большими плюсами по сравнению с обычными карбюраторными устройствами. А именно, к ним можно отнести:

экономичность топливной смеси, ставшей возможной благодаря правильной дозировке;
низкую величину выбрасывания газов выхлопов в воздух, большая экологичность (датчик бывает в пределах 0,98- 1,2);
возрастание моторной мощности;
простой запуск движка при любой погоде;
отсутствует необходимость в ручном настраивании системы впрыскивания;
большие возможности управляемости движком в различных режимах (другими словами, улучшены его динамические и мощностные свойства);
газы выхлопов от движков на инжекторе по составу — в соответствии с нынешними требованиями, которые касаются данного показателя и вреда для среды обитания.

Но у форсуночек есть и свои минусы, это:

они могут засоряться при применении топливной смеси плохого качества;
стоят дорого по сравнению со старенькими системами карбюраторов;
форсуночки и ее узлы практически непригодны для ремонта;
нужно проводить диагностирование и ремонт на специальных дорогих оборудованиях;
во многом зависят от регулярного наличия электричества в автомобильной сети (в нынешних системах, которые контролируются приборами на электронике).

Но, не обращая внимание на существующие недочеты, на сегодня форсуночки ставятся во многие автомашинные движки на бензине и дизеле, как самые технологичные и экологичные механизмы впрыскивания топлива. Касаемо моторов на дизеле, то там заменили старые механические форсуночки на новенькие с электроникой.

Где находятся форсуночки?

Зависимо от вида форсуночек и методики впрыскивания положение форсуночек бывает разным. А именно:

Когда в автомашине используют центральное впрыскивание топливной смеси, то для него используют одну либо две форсуночки, которые расположены внутри трубопровода впуска, в близости от заслонки дросселя. Эта системы была применима на стареньких автомашинах тогда, когда фирмы отказывались от движков с карбюратором в пользу инжектора.
Когда бывает распределенное впрыскивание топливной смеси, то для каждого цилиндра ставится своя форсуночка. В этом случае ее можете рассмотреть в основе трубопровода впуска.
Когда в движке используют прямое впрыскивание топливной смеси, то форсуночки ставят сверху цилиндровых стенок. Тогда они делают прямое впрыскивание топливной смеси в сгорательную камеру.

Несмотря на то, где находится форсуночка, при своей деятельности она становится грязной. Потому нужно делать регулярную проверку их вида и производительности. В дополнительных публикациях на нашем сайте вы узнаете в подробностях о способах проверки вида дизельных форсуночек коммон рейл и как проверить насос-форсуночку либо инжекторные форсуночки.

Очищение форсунок

Для очищения форсуночки пользуются двумя методиками — ультразвуковой и химической чисткой. Все из названных методик можно применять при различных условиях. При загрязнении системы топлива и, самих форсуночек, на стенках появляются твердые и мягковатые отложения. Вначале бывают мягковатые, которые просто смываются с помощью химических веществ. Если мягковатые отложения становятся плотными, то они становятся твердыми и очистить их можно будет только ультразвуковым очищением.

Идеально было бы химическое очищение форсуночек делать примерно каждые 20 000 км езды. А ультразвуковое не больше одного-двух раз за все время работы, потому как может разрушиться изоляция обмоточки.

Когда форсуночка эксплуатировалась больше ста тысяч км езды, то химическое очищение делать бесцельно и нанесет вред. Во время чистки отколются большие части жестких отложений и если они станут выходить наружу, то просто забьют иглу. Тем более это касается форсуночек с прямым впрыскиванием топливной смеси.

Когда пользуешься ультразвуковым очищением, нужно знать, при каком хорошем деятельном напряжении функционирует форсунка. Суть в том, что напряжение 12 Вольт не обеспечит высокую скорость открывания и закрывания форсуночки. Потому на сегодня множество производителей авто пользуются пониженным напряжением. К примеру, форсуночки от фирмы Тойота функционируют при напряжении 5 Вольт, а форсуночки фирмы Ситроен — при напряжении 3 Вольт. Следовательно, к ним не стоит подавать напряжение 12 Вольт, так как они сгорят. О напряжении на форсунках разговор будет чуть дальше.

Самое хорошее очищение состоит в том, чтобы последовательно использовать метод ультразвукового и химического очищения. Так, сперва жесткие отложения становятся мягкими, потом — их удаляют химическими препаратами.

Еще есть спец. присадки, которые добавляют в бак топлива. Их задача промывать форсунки в то время, когда сквозь них идет топливная смесь с очищающим веществом.

Время между периодами использования этих присадочек имеет отличия, и зависит от определенной модели автомашины и используемой топливной смеси. Но следует отметить, что эта методика хуже, чем названные выше. Ее нужно делать при смене фильтров для топлива либо периодами спустя несколько тысяч км езды. Еще больше сведений о том, как очищать форсуночку самому вы узнаете при знакомстве с иным материалом на нашем сайте.

Напряжение на форсуночках

Более подробно рассмотрим вопрос подаваемого напряжения на двигательные форсунки. Сперва нужно понять, что ими управляют электрические импульсы. При этом плюс от аккумуляторного устройства дается сразу на форсуночку сквозь предохранитель, а минус берет под контроль ЭБУ. Иначе в разное время напрядение на форсуночке постоянно. Но если замерять осциллографом (мультиметр тут возможно, ничего не покажет, так как импульсы очень коротки), то это устройство выдаст среднее значение, которое зависит от того, с какой частотой поступили импульсы на форсуночку.

Графичное изображение импульсов напряжения на форсунках

Показанные на изображении графики окажут помощь в поиске ответа на вопрос — какое напряжение подается на форсуночку. Чем продолжительнее импульсы напряжения, которое подается на форсуночку, тем среднее значение напряжения станет больше (продолжительность импульсов у многих авто в рамках 1-15 мс). А долгие импульсы подаются на больших оборотиках движка. Следовательно, чем больше эти обороты — тем выше станет усредненное деятельное напряжение на форсуночках. Значит на форсунки поступает 12 Вольт (в действительности чуть ниже из небольшого падения напряжения на транзисторе управления), но в импульсе.

Немногие владельцы авто производят попытки открыть форсуночку простой подачей тока от АКБ для очистки ее. Нужно знать, что напряжение прямо от аккумуляторного устройства подавать на форсуночку запрещено, так как есть риск, что она сломается (сгорит ее обмоточка). Импульс на механизм идет сквозь ключ транзистора. Действие его краткое, так как обмоточка в форсуночке быстро нагревается и может просто перегореть. При работе движка период открытия контролируется ЭБУ, а ее прямое охлаждение, хоть и не сильное, производит поступающая топливная смесь.

Как было сказано ранее, производители авто пользуются форсунками с различным деятельным напряж. Потому идеальное решение — это ознакомиться с этой информацией в книге вашей машины либо на сайте производителя. Когда вы не сможете найти эти данные, то для подбирания напряж. при открывании форсуночки подходите с осторожностью.

На практике для открывания форсунки автовладельцы с опытом рекомендуют пользоваться специальным стендом. Но можете и без него обойтись простыми предметами для работы. К примеру, приобрести питательный блок из Китая с выходным напряж., которое регулируется в рамках 3-12 Вольт (как правило, с шажком в 1,5 Вольт). Схематичное изображение подключения в обязательном порядке должно быть с кнопкой без стойкого положения (к примеру, от квартирного звоночка). Для открывания форсуночки подается вначале самое маленькое напряж., увеличивать его нужно тогда, когда форсуночка не раскрылась.

Когда у вас форсунки с низким Ом, то раскрывать их можете только на секундную долю. Форсуночки с существенной сопротивляемостью можете удерживать раскрытыми дольше — 2-3 сек.

Еще можете пользоваться батареей аккумулятора от шуруповерта. Если разобрать ее, то можно увидеть так именуемые «баночки» — малые аккумуляторы. Всякий из них способен дать напряж. в 1,2 Вольт. Соединив их по очереди, можете добиться необходимого напряж. для открывания форсуночки.

Как управлять форсунками?

Как было сказано ранее, управлять форсунками можно электронным блоком управления (ЭБУ) автомашины. На основании сведений, которые поступают от многих измерительных приборов, его «мозг» принимает решения, от которого зависят обороты движка и режим его деятельности.

Таким образом, входными сведениями для контроллера становятся:

положение и частота вращательных движений коленвала;
массовая величина расходуемого движком воздуха;
градусы жидкости охлаждения;
положение заслонки дросселя;
содержится ли кислород в газах отработки (если есть система с обратной связью);
есть ли детонация в движке;
напряж. в цепи электричества автомашины;
скоростной режим авто;
положения распредвала;
деятельность кондиционера;
градусы входящей воздушной массы;
езда по ухабистой дороге (если есть датчик дороги).

Программа, которая встроена в контроллер ЭБУ, дает возможность сделать выбор оптимального режима деятельности движка с тем, чтобы произвести экономию топливной смеси, сделать выбор номинального режима деятельности движка и обеспечить комфортную работу автомашины.

Итог

Учитывая простоту строения, форсунки топлива при не очень хорошем уходе за ними, принесут владельцу авто много хлопот. Таким образом, когда они забиты, авто потеряет свои динамические свойства, будет перерасходоваться горючее, в газах выхлопов будет много гари. Потому советуем вам постоянно смотреть за видом форсунок для топлива движка вашей автомашины и периодами прочищать их. Запомните, что поломки с этими, в принципе, недорогими и несущественным элементами обернутся проблемными вопросами, связанными с дорогостоящими узлами вашей автомашины.

Camp Jeep: когда в одном месте собираются самые крутые внедорожники

Смотреть все фото новости >>

Преимущества и недостатки топливных форсунок

Несомненно, топливные форсунки обладают преимуществами перед традиционным карбюратором. В частности, к ним относят:

экономия топлива, которая стала возможна благодаря точному дозированию;
низкий уровень выброса выхлопных газов в атмосферу, высокая экологичность (лямбда находится в пределах 0,98…1,2);
увеличение мощности мотора;
простота запуска двигателя в любую погоду;
отсутствие необходимости в проведении ручной настройки системы впрыска;
широкие возможности управления двигателем в разных режимах (то есть, улучшение его динамических и мощностных характеристик);
выхлопные газы от инжекторных двигателей по составу соответствуют современным требованиям, касающимся этого параметра и вредности для окружающей среды.

Однако у форсунок есть и свои недостатки. Среди них:

высокая вероятность их засорения при использовании топлива низкого качества;
высокая стоимость по сравнению со старыми карбюраторными системами;
низкая ремонтопригодность форсунки и ее отдельных узлов;
необходимость проведения диагностики и ремонта с помощью специального дорогостоящего оборудования;
большая зависимость от постоянного наличия электропитания в сети автомобиля (в современных системах, контролируемых электронными приборами).

Однако несмотря на имеющиеся недостатки, на сегодняшний день форсунки используются в большинстве автомобильных бензиновых и дизельных двигателей как более технологичные и экологичные системы впрыска горючего. Что касается дизельных моторов, то там произошла замена старых механических форсунок на более новые с электронным управлением.

Способы чистки и промывки инжектора

Наибольшее распространение получили три способа промывки инжектора:

Промывка специальными моющими присадками к бензину.
Чистка и промывка инжектора без снятия форсунок с двигателя.
Промывка форсунок инжектора в стенде ультразвуковой чистки.

Рекомендуем: Что делать, если не работают дворники на ВАЗ-2110: возможные причины

Давайте подробней остановимся на каждом из них.

Присадки к бензину для промывки инжектора

Присадки для промывки инжектора – это самый дешевый и простой способ его очистки от загрязнений. Такие присадки есть в ассортименте многих производителей автохимии. Они наиболее эффективны при регулярном добавлении в бензобак.

При появлении первых признаков загрязнения инжектора можно применить ударную дозу таких присадок, но при условии, что бензобак и трубопроводы относительно чистые. Иначе вся грязь окажется в электробензонасосе и фильтре тонкой очистки топлива, что долговечности этим узлам явно не добавит.

Промывка инжектора без снятия форсунок с двигателя

Чистка и промывка инжектора без снятия форсунок с двигателя осуществляется при помощи несложной промывающей установки:

для этого двигатель отключают от штатной системы питания;
вместо неё подключают установку для промывки инжектора;
после чего мотор заставляют 20-30 минут работать на специальном сольвенте.

Моющая способность такого состава очень высока и он без труда вымывает все отложения (пример смотрите на видео в конце статьи).

Промывка и чистка инжектора ультразвуком

Ультразвуковая промывка инжектора на сегодняшний день является самым эффективным способом очистки. Для этого форсунки снимаются с мотора и помещаются в ультразвуковую установку со специальным растворителем.

Принцип действия установки следующий:

Для того, чтобы помочь растворителю вымыть шлаки, его при помощи ультразвука заставляют вибрировать.
Колебания жидкости практически не воздействуют на форсунку, но заставляют резонировать шлаки, которые отслаиваются от металла и становятся легкой добычей растворителя.

Время такой промывки инжектора обычно составляет от получаса до часа. К достоинствам этого способа можно отнести ненадобность дорогостоящего сольвента, однако при этом производится достаточно большой объем работ по снятию и обратной установке форсунок на двигатель.

Расположение форсунок

В зависимости от типа форсунок и метода впрыска расположение форсунок может быть различным. В частности:

Если в автомобиле используется центральный впрыск топлива, то для этого используется одна или две форсунки, расположенные внутри впускного трубопровода, в непосредственной близости от дроссельной заслонки. Такая система применялась на старых автомобилях в пору, когда производители начали отказываться от карбюраторных двигателей в пользу инжекторных.
При распределенном впрыске топлива для каждого цилиндра устанавливается собственная форсунка. В данном случае ее можно увидеть у основания впускного трубопровода.
Если же в двигателе используется непосредственный впрыск топлива, то форсунки располагают в верхней области стенок цилиндра. В этом случае они выполняют непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания.

Независимо от того, где установлена форсунка, в процессе своей работы она загрязняется. Поэтому необходимо проводить периодическую проверку их состояния и производительности. В соответствующих статьях на сайте вы можете узнать подробно: как проверить состояние дизельных форсунок коммон рейл, осуществить проверку насос-форсунок или проверить инжекторные форсунки.

Чистка форсунок

Для того чтобы почистить форсунки используют два метода — ультразвуковую и химическую чистку. Каждый из перечисленных методов можно использовать при разных условиях. Так, в процессе загрязнения топливной системы и, в частности форсунки, на стенках образуются твердые и мягкие отложения. Сначала появляются мягкие, которые легко смываются под воздействием химических средств. Когда же мягкие отложения уплотняются, то они превращаются в твердые и избавиться от них можно лишь при помощи ультразвуковой чистки.

В идеале химическую чистку форсунок необходимо проводить приблизительно через каждые 20 тысяч километров пробега. А ультразвуковую не более 1-2 раз за весь период эксплуатации, так как она разрушает изоляцию обмотки.

Если же форсунка использовалась более 100 тысяч километров пробега, то химическая очистка для нее не только нецелесообразна, но и вредна. В ее процессе могут отколоться крупные частицы твердых отложений, и при выходе их наружу попросту забить иглу. Особенно это актуально для форсунок с непосредственным впрыском топлива.

Сравнение чистой (слева) и загрязненной форсунки (справа)

При использовании ультразвуковой чистке важно знать, на каком нормальном рабочем напряжении работает форсунка. Дело в том, что стандартное напряжение 12 В не обеспечивает высокой скорости открытия и закрытия форсунки. Поэтому в настоящее время многие автопроизводители используют пониженное напряжение. Например, форсунки от компании Toyota работают при напряжении 5 В, а форсунки компании Citroen — при напряжении 3 В. Соответственно, на них нельзя подавать распространенное напряжение 12 В, поскольку они попросту перегорят. О напряжении на форсунках мы поговорим немного ниже.

Самая лучшая очистка будет состоять в последовательном использовании метода ультразвуковой и химической очистки. Так, на первом этапе твердые отложения превращаются в мягкие, а на втором — они удаляются с помощью химических препаратов.

Также существуют специальные присадки для добавления в топливный бак. Их функция заключается в промывке форсунок, когда через них проходит топливо с чистящим средством.

Срок между периодическим использованием таких присадок отличается, и зависит от конкретной марки автомобиля и используемого топлива. Однако нужно понимать, что этот метод менее действенный, чем описанные выше. Его имеет смысл применять при замене топливных фильтров или периодически через несколько тысяч километров пробега. Дополнительную информацию о том, как почистить форсунку своими руками вы можете посмотреть тут.

Неисправности форсунки

Сопротивление обмотки форсунки должно соответствовать справочным данным. Обычно форсунки на входе имеют мелкую сетку, которая может забиться мелкими частичками примесей или ржавчины из бака и топливных магистралей.

Если впускная сетка не задержала примеси, то проходя через запирающий элемент и седло форсунки, эти части получают дополнительный износ из-за абразивных свойств посторонних частиц. Постепенно форма факела меняется или вообще пропадает и форсунка льёт топливо обычной струйкой, что не способствует правильной работе двигателя.

На распылителе форсунки постепенно скапливаются смоляные отложения. Иногда отложения образовываются в результате использования на двигателе газовой установки.

Напряжение на форсунках

Остановимся подробнее на вопросе, какое напряжение подается на форсунки двигателя. В первую очередь необходимо понимать, что они управляются с помощью электрических импульсов. Причем “+” от аккумулятора подается сразу на форсунку через предохранитель, а вот “-” контролирует ЭБУ. То есть, в разный момент времени напряжение на форсунке постоянно. Однако если произвести замер с помощью осциллографа (мультиметр в данном случае может ничего не показать, поскольку импульсы очень кратковременны), то этот прибор покажет усредненное значение. Оно будет зависеть от того, с какой частотой поступают импульсы на форсунку.

Графики импульсов напряжения на форсунках

Приведенные на рисунке графики помогут нам ответить на вопрос — какое напряжение подается на форсунку. Чем длительнее импульсы напряжения, подаваемого на форсунку, тем усредненное рабочее напряжение будет выше (длительность импульсов у большинства машин находится в пределах 1…15 мс). А длительные импульсы подаются на высоких рабочих оборотах двигателя. Соответственно, чем выше эти самые обороты — тем выше будет усредненное рабочее напряжение на форсунках. То есть, на форсунки подаются рабочие 12 В (на самом деле немного меньше из-за незначительного падения напряжения на управляющем транзисторе), однако в импульсе.

Некоторые автовладельцы пытаются открыть форсунку простой подачей тока от АКБ с целью почистить ее. Необходимо понимать, что напряжение напрямую от аккумулятора подавать на форсунку нельзя, поскольку существует риск того, что она выйдет из строя (сгорит ее обмотка). Импульс на устройство подается через транзисторный ключ. Действует он кратковременно, так как обмотка в форсунке быстро нагревается и может попросту сгореть. В процессе работы двигателя время открытия контролирует ЭБУ, а ее естественное охлаждение, пусть и незначительное, осуществляет поступающее топливо.

Как указывалось выше, автопроизводители используют форсунки с разным рабочим напряжением. Поэтому идеальным решением будет посмотреть эту информацию в мануале автомобиля или на сайте изготовителя. Если же вы не можете найти эти сведения, то к подбору напряжения для открытия форсунки нужно подойти осторожно.

На практике чтобы открыть форсунку, опытные автомобилисты советуют использовать специальный стенд. Однако можно обойтись и более простыми приспособлениями. Например, купить китайский блок питания с выходным напряжением, регулируемым в пределах 3…12 В (обычно с шагом в 1,5 В). Схема подключения обязательно должна иметь кнопку без устойчивого положения (например, от квартирного звонка). Для открытия форсунки стоит подавать сначала самое маленькое напряжение, увеличивая его в случае, если форсунка не открылась.

Если у вас низкоомные форсунки, то открывать их можно буквально на долю секунды. Форсунки с большим сопротивлением можно держать открытыми подольше — 2…3 секунды.

Также можно воспользоваться аккумуляторной батареей от шуруповерта. Разобрав ее, вы увидите так называемые “банки” — маленькие аккумуляторы. Каждая из них выдает напряжение 1,2 В. Соединяя их последовательно, можно добиться нужного напряжения для открытия форсунки.

Управление форсунками

Как упоминалось выше, управление форсунками происходит с помощью электронного блока управления (ЭБУ) автомобиля. На основе информации, поступающей от многочисленных датчиков, его процессор принимает решения о том, какие импульсы подавать на форсунку. От этого зависят обороты двигателя и режим его работы.

Так, входными данными для контроллера являются:

положение и частота вращения коленчатого вала;
массовое количество расходуемого двигателем воздуха;
температура охлаждающей жидкости;
положение дроссельной заслонки;
содержание кислорода в отработанных газах (при наличии системы с обратной связью);
наличие детонации в двигателе;
напряжение в электрической цепи автомобиля;
скорости машины;
положения распределительного вала;
работа кондиционера;
температура входящего воздуха;
езда по неровной дороге (при наличии датчика неровной дороги).

Программа, вшитая в контроллер ЭБУ, позволяет выбрать оптимальный режим работы двигателя с тем, чтобы сэкономить топливо, выбрать номинальный режим работы двигателя и обеспечить комфортную эксплуатацию автомобиля.

Заключение

Несмотря на простоту своего устройства, топливные форсунки при ненадлежащем уходе за ними, могут принести автовладельцу немало хлопот. Так, в случае, если они забились, машина утратит свои динамические характеристики, появится перерасход горючего, в выхлопных газах будет большое количество гари. Поэтому рекомендуем вам следить за состоянием топливных форсунок двигателя вашего автомобиля, и периодически очищать их. Помните, что неисправности с этими, по сути, пустяковыми и дешевыми деталями могут обернуться проблемами с более дорогостоящими узлами вашего автомобиля.