Как работает форсунка

Насос-форсунка

Одной из разновидностей систем питания дизеля являются конструкции, в которых полностью отсутствует ТНВД. За создание высокого давления впрыска отвечают так называемые дизельные насос-форсунки. Принцип работы системы состоит в том, что насос низкого давления сначала подает солярку напрямую к инжектору, в котором уже имеется собственная плунжерная пара для создания высокого давления впрыска. Плунжерная пара форсунки работает от прямого воздействия на нее кулачков распредвала. Данная система позволяет добиться лучшего качества распыла дизтоплива благодаря способности создать очень высокое давление впрыска. 

Исключение из системы подачи топлива ТНВД позволяет сделать размещение дизельного ДВС под капотом более компактным, избавиться от привода топливного насоса и отбора мощности на его постоянное вращение. Также стало возможным удалить из системы питания решения, которые распределяют топливо от ТНВД по цилиндрам. Инжекторы в системе с насос-форсунками имеют электрический клапан, что позволяет подавать топливо за два импульса.

Принцип похож на работу механической форсунки с двумя пружинами. Решение позволяет реализовать сначала подвпрыск, а уже затем произвести подачу в цилиндр основной порции горючего. Насос-форсунки реализуют подачу топлива в максимально точно заданный момент начала впрыска, лучше дозируют солярку. Дизельный мотор с такой системой экономичен, работает мягко и тихо, содержание вредных веществ в отработавших газах сведено к минимуму.

Главным минусом решения можно считать то, что давление впрыска насос-форсунки напрямую зависит от частоты вращения коленвала двигателя. В списке недостатков также отмечены: сложность исполнения, высокая требовательность к моторному маслу, чистоте и качеству топлива. В процессе эксплуатации выделяют трудности в процессе ремонта и обслуживания, а также общую дороговизну сравнительно с системами, которые оборудованы привычным ТНВД.

Принцип работы форсунки дизельного двигателя

Опишем конструкцию детали на примере примитивной механической форсунки с 1 пружиной. В боковой части расположен канал, обеспечивающий непрерывную подачу солярки. Внутри камеры форсунки имеется подвижный барьер с пружиной и иглой, который опускается при росте давления. Игла поднимается, освобождая путь топлива к распылителю.

Дополнительно можно отметить более продвинутые типы форсунок:

1. Пьезоэлектрические: толкатель пружины опускается под воздействием пьезоэлемента. Такая технология обеспечивает высокую интенсивность открытия распылителя: достигается экономия топлива, при этом ДДВС работает более ровно.
2. Электрогидравлические: в конструкции имеются впускной и сливной дроссели, а также электромеханический клапан. Режим работы компонентов регулируется блоком управления двигателя.
3. Насос-форсунки: применяются в моторах, в которых отсутствует топливный насос высокого давления. Горючее подаётся непосредственно форсунки. Внутри таких устройств распыления имеется собственная плунжерная пара, которая генерирует необходимое для впрыска давление.

Вследствие чрезмерных нагрузок форсунка может выйти из строя из-за нарушения режима эксплуатации мотора. Производителями заявляется ресурс деталей до 200 000 км, но в силу негативных эксплуатационных факторов износ деталей проявляется гораздо раньше.

Устройство форсунки двигателя ЯМЗ

Форсунка дизелей марки «ЯМЗ» состоит из корпуса, в котором имеется центральное отверстие под штангу и наклонный топливный канал; распылителя с тщательно обработанным осевым отверстием под иглу и топливных каналов. В нижней части распылителя имеются четыре сопла, кольцевая проточка и два глухих отверстия под штифты. Игла распылителя имеет цилиндрическую направляющую часть, конусные пояски в средней и нижней частях. Распылитель с иглой крепится к корпусу накидной гайкой. В верхней боковой части находится прилив с резьбовым отверстием под топливный штуцер с фильтрующей сеткой. В центральной верхней части имеется резьба под резьбовую втулку, в центральной части которой находится резьбовое отверстие под регулировочный винт с контргайкой. Нижняя часть винта является верхней опорной тарелкой под возвратную пружину иглы распылителя.

На штанге в верхней части крепится нижняя опорная тарелка пружины, в нижней части запрессован шарик для плотной посадки иглы на седло. Резьбовая втулка в верхней части закрыта колпач-ковой гайкой с резьбовым отверстием под дренажный трубопровод.Топливо подводится к форсунке через штуцер с сетчатым фильтром и поступает по наклонному каналу корпуса в кольцевую проточку распылителя. Затем топливо по трем каналам проходит в кольцевую полость (средней части распылителя), расположенную под утолщенной (с конусным пояском) частью иглы. Под действием топлива, поступающего в полость, игла поднимается, сжимая возвратную пружину. Сопла распылителя открываются, и топливо впрыскивается в камеру сгорания. После окончания впрыска давление топлива падает и под действием возвратной пружины игла плотно садится на седло в распылителе. Давление впрыска топлива регулируется регулировочным винтом с контргайкой в резьбовой втулке затяжкой возвратной пружины иглы распылителя. Топливо, просочившееся между иглой и распылителем, отводится дренажным трубопроводом в бак.

Насос-форсунка дизельных двигателей

Форсунку очень часто называют инжектором, предназначение которого состоит в подаче и дозировке горючего в камеры сгорания. Для систем подачи топлива автомобилей новых моделей использование форсунок является основой в их конструкции.

В наше время дизельные двигатели становятся все мощнее, экономичнее и их выбросы все более чистые. Чтобы держать эти показатели в норме, нужно чтобы в цилиндрах автомобиля образовывалась хорошая горючая смесь. Именно поэтому системы впрыска топлива должны иметь высокую эффективность.

Топливо должно быть точно дозировано, распылено до мельчайшей фракции и подано в рабочие цилиндры в определенное время. Насос-форсунка дизельных двигателей в состоянии удовлетворить такие большие требования. Даже Р. Дизелю в свое время хотелось в одном механизме соединить и насос для топлива, и форсунку.

Благодаря такому воссоединению можно было бы отказаться от использования топливопровода высокого давления. После этого давление впрыска значительно бы повысилось.

Проверка дизельных форсунок на перелив (слив в обратку)

По мере износа дизельных форсунок со временем возникает проблема, связанная с тем, что топливо из них попадает обратно в систему, из-за чего насос не может нагнетать нужного рабочего давления. Следствием этого может быть проблемы с запуском и работой дизельного двигателя.

Перед проверкой вам необходимо будет купить медицинский шприц объемом 20 мл и систему для капельниц (для подключения шприца вам понадобится трубочка длиной 45 см). Чтобы найти форсунку, которая скидывает в обратку больше топлива, чем ей положено, необходимо воспользоваться следующим алгоритмом действий:

• вынуть поршень из шприца;
• на запущенном двигателе с помощью системы подключить шприц к “обратке” форсунки (трубочку вставить в горлышко шприца);
• в течение двух минут держать шприц, чтобы в него набиралось топливо (при условии что оно будет набираться);
• повторять процедуру поочередно для всех форсунок либо соорудить систему для всех сразу.

На основании информации о количестве топлива в шприце можно сделать соответствующие выводы:

Проверка перелива в обратку

• если шприц пустой — значит, форсунка полностью исправна;
• количество топлива в шприце объемом от 2 до 4 мл также в пределах нормы;
• в случае, если объем топлива в шприце превышает 10…15 мл, это означает, что форсунка частично или полностью вышла из строя, и ее необходимо заменить/отремонтировать (если льет 20 мл, то ремонтировать бесполезно, поскольку это говорит об износе седла клапана форсунки), так как она не держит давление топлива.

Однако такая простая проверка без гидростенда и тест плана не дает полной картины. Ведь на самом деле при работе двигателя количество сбрасываемого топлива зависит от многих факторов, она может быть забита и её нужно чистить или она подвисает и требуется в ремонте либо замене. Поэтому данный способ проверки форсунок на дизеле в домашних условиях позволяет лишь судить лишь об их пропускных способностях. В идеале количество пропускаемого ими объема топлива должно быть одинаковым и находиться в пределах до 4 мл за 2 минуты.

Точный объем топлива, которое может подавать в обратную магистраль вы можете найти в мануале своего автомобиля или двигателя.

Для того, чтобы форсунки эксплуатировались как можно дольше, заправляйтесь качественным дизельным топливом. Ведь оно напрямую зависит от на работу всей системы. Кроме этого, ставьте оригинальные топливные фильтры и не забывайте вовремя их менять.

Механические форсунки

Механическая форсунка — это «классическое» решение, которое применяется многие десятилетия и сейчас не теряет своей актуальности. Механическая форсунка — это, в сущности, клапан, открываемый при достижении определенного давления. Основу такой форсунки составляет корпус, внутри которого находится игла, которая под действием пружины закрывает сопло. Топливо от ТНВД под давлением поступает в кольцевую камеру между корпусом и иглой и приподнимает иглу — в этот момент открывается сопло, и топливо распыляется в камеру сгорания. При снижении давления игла снова закрывает сопло.

Механическая форсунка очень проста и надежна, однако она не может обеспечить характеристик, которые предъявляются к современным дизельным двигателям. Поэтому ее постепенно вытесняют другие типы форсунок.

Способы чистки форсунок

В процессе эксплуатации топливные форсунки засоряются. Это происходит по причине некачественного топлива, а также несвоевременной замены топливного фильтра тонкой и грубой очистки. Впоследствие падает производительность форсунки, а это чревато повышением температуры в камере сгорания, а значит скором износе поршня. 

Проще всего промывать форсунки распределенного впрыска, так как их проще демонтировать для качественной чистки на стенде, при этом есть возможность выровнять пропускную способность и угол распыла. 

Чистка моющей жидкостью типа Wynns на стенде. Форсунки устанавливают на стенд, в бачок заливается жидкость, минимум 0.5 литров, сопло каждой форсунки погружено в колбы с делением в мл, что позволяет проконтролировать производительность форсунок. В среднем чистка занимает 30-45 минут, после чего меняются уплотнительные кольца на форсунках и они устанавливаются на свое место. Периодичность чистки зависит от качества топлива и диапазоне замены топливного фильтра, в среднем каждые 50 000 км. 

Чистка жидкостью без демонтажа. К топливной рейке подключается система с жидкостью. Шланг, по которому будет подаваться чистящая жидкость, подключается к топливной рейке. Смесь подается под давлением 3-6 атмосфер, двигатель работает на ней около 30 минут. Способ также эффективен, однако отсутствует возможность корректировки угла распыла и производительности. 

Чистка при помощи присадки в топливо. Метод часто подвергается критике, так как эффективность смешивания моющей присадки с топливом сомнительна. На деле это работает в том случае, если форсунки еще не забиты, как в качестве профилактики — отличное средство. Вместе с форсунками чистится бензонасос, проталкиваются мелкие частицы через топливопровод. 

Чистка ультразвуком. Работает способ только при снятии форсунок. Специальный стенд оборудован ультразвуковой установкой, эффективность которой доказана. После чистки удаляются смольные отложения, которые ни одна моющая жидкость не смоет. Главное не забыть сменить фильтр-сетку, если ваши форсунки дизельные или инжекторные с непосредственным впрыском. 

Помните, что после очистки форсунок желательно заменить топливный фильтр, а также фильтр грубой очистки, который установлен на бензонасосе. 

Возможные неисправности дизельных форсунок

Наиболее частой причиной неисправности является нарушение плотности посадки иглы в направляющей втулке форсунки. Если ее значение уменьшено, то через новый зазор протекает большое количество топлива. В частности, для нового инжектора допускается утечка в объеме не более 4% от рабочего топлива, которое попадает в цилиндр. В целом же, количество топлива из форсунок должно быть одинаковым. Обнаружить утечку топлива на форсунке можно следующим образом:

• найти информацию о том, какое давление должно быть при открытии иглы в форсунке (для каждого двигателя он будет различным);
• снять форсунку и установить ее на испытательный стенд;
• создать заведомо высокое давление на форсунке;
• с помощью секундомера измерить время, через которое давление упадет на 50 кгс/см2 (50 атмосфер) от рекомендуемого.

Проверка форсунки на стенде

Это время также прописано в технической документации к двигателю. Обычно для новых форсунок оно составляет от 15 секунд и более. Если форсунка поношенная, то это время может сократиться до 5 секунд. Если время меньше 5 секунд, значит форсунка уже находится в нерабочем состоянии. Дополнительную информацию о том, как ремонтировать дизельные форсунки (выполнять замену распылителей) вы можете почитать в дополнительном материале.

При износе седла клапана форсунки (не держит требуемого давление и происходит чрезмерный слив) ремонт бесполезен, обойдется больше половины стоимости новой (а это около 10 тыс. руб).

Иногда дизельный инжектор может давать небольшую или обильную течь горючего. И если во втором случае необходим лишь ремонт и полная замена форсунки, то в первом случае можно обойтись собственным силами. В частности, необходимо притереть иглу к седлу. Ведь основная причина подтекания — нарушение уплотнения на торце иглы (другое название — уплотняющий конус).

Для удаления подтекания дизельной форсунки зачастую используют тонкую шлифовальную пасту ГОИ, которую разводят с керосином. Во время притирки необходимо следить за тем, чтобы паста не попала в зазор между иглой и втулкой. По окончании работ все элементы промывают в керосине или солярке без примесей. После этого нужно обдуть их сжатым воздухом из компрессора. После сборки вновь проверить на наличие течи.

Другие неисправности форсунок и устранение их

Современные модели этой детали изготавливаются с допуском в 1 мкм и способны отработать до миллиарда циклов. Основной причиной того, что они начинают течь, является загрязнение в процессе эксплуатации, хотя на пути механических частиц стоят топливные фильтры, отсеивающие частицы крупнее 10—20 мкм. Они устанавливаются в топливной магистрали и в самой форсунке. Последние имеют относительно небольшие размеры и призваны лишь гарантировать чистоту топлива, поступающего в деталь, отсекая особо мелкие включения, проникшие через магистральный фильтр тонкой очистки топлива. Поглощающая способность их невелика, а засорившись, они оставляют форсунки на голодном пайке. Чтобы этого не допустить, нужно внимательно следить за состоянием фильтра тонкой очистки топлива и не заливать в бак сомнительный бензин.

Признаки того, что деталь течет, могут быть следующие:

• при движении ощущаются рывки и толчки;
• ДВС нестабильно работает на холостых оборотах, глохнет;
• ощутимая потеря мощности;
• увеличение расхода горючего;
• хлопки в выпускной системе и глушителе;
• отказ отдельных цилиндров.

При этом неисправности, связанные с тем, что деталь течет, проще всего заметить в зимнее время: если они сильно загрязнены или износились резиновые уплотнители, двигатель «на холодную» будет очень трудно запускаться.

Процесс демонтажа инжектора требует наличия инструмента независимо от того, какое расположение форсунок имеет топливная система автомобиля. Разборка отличается в зависимости от модели транспортного средства и типа впрыска горючей смеси. В большинстве случаев, чтобы заменить форсунку, которая течет, понадобится следующий инструмент:

• динамометрический ключ;
• удлинитель;
• головку для форсунок (обычно идёт в комплекте с автомобилем);
• ключ на 17;
• пинцет;
• ёмкость под топливо, ветошь.

Диагностирование течи дизельных форсунок и их обслуживание предполагает снятие распылителей с ДВС. Предварительно необходимо сбросить давление в топливной системе. Для этого отключите провода от бензонасоса и запустите мотор. Двигатель выработает оставшееся в системе топливо и заглохнет. Данные действия помогут стравить давление и исключат резкие выбросы во время выкручивания.

После подготовки инструмента и понижения давления в топливной системе можно приступить непосредственно к демонтажу и ремонту:

1. С корпуса форсунок снимите все шланги (возможно, выльется небольшое количество горючего, поэтому нужно заранее подставить под мотор ёмкость или проложить место работы тканью).
2. Отсоедините трубки высокого давления от детали, которая течет.
3. Выкрутите ее накидным ключом.
4. Снимите термоизоляционные шайбы.
5. Протрите каждое посадочное место чистой тканью, чтобы в мотор не попадала пыль и грязь.
6. Первым делом нужно очистить деталь от нагара и грязи. Для этого отлично подойдет карбиклинер. Если такого очистителя не имеется, промойте детали от нагара в чистой солярке или ацетоне. Завершающим этапом промывки является ополаскивание гайки, корпуса форсунки и распылителя в чистом дизтопливе.
7. Установите новый распылитель. Сначала все элементы закручиваются от руки, после чего произведите затяжку при помощи накидного ключа. Запомните, что на начальном этапе не следует сильно затягивать гайку, так как не исключена необходимость разобрать устройство еще раз.
8. Установите регулировочную шайбу тем же методом: старую выкрутите, новую установите на ее место.
9. Замену уплотнительных колец рекомендуется выполнять даже в тех случаях, когда резина не повреждена. Старые кольца снимаются пинцетом, на их место натягиваются новые.
10. После чего на все резиновые элементы детали наносится небольшое количество топлива.
11. Перед установкой нужно установить в гнездо новые термоизоляционные шайбы. Даже если старые не имеют деформаций и трещин, шайбы необходимо менять после каждого снятия.
12. Форсунка, которая текла, устанавливается на место и закручивается динамометрическим ключом. Это обеспечит надежность фиксации и легкость при последующем демонтаже.

Методы диагностики бензиновых форсунок

Самой надежной проверкой станет обследование в специализированных сервисных центрах и в авто мастерских.

1. Измерение сопротивления. Этот метод не предусматривает демонтаж детали, все можно сделать без снятия детали. В первую очередь, нужно определить, какие форсунки установлены в топливной системе – высокой омности (импеданса) или низкой.

     — отсоединить высоковольтную проводку;

     — повернуть ключ зажигания и снять «-»  АКБ;

     — разъединить разъем, отщелкнув зажим крепления;

     — мультиметром измерить сопротивления форсунок.

У форсунок высокой омности, его значение колеблется от 11Ом до 17Ом. Форсунки низкого импеданса – 2,5 – 4,5 Ом. Отклонение свидетельствует о поломке детали.

1. Тестирования питания форсунок. Сначала протестировать контакты разъема. В нем четыре контакта отвечают за подачу тока в форсунки. Их нужно проверить попарно. Сопротивление должно быть 11 – 15 Ом. Чтобы уточнить, какая именно форсунка не работает, отсоединить каждую из них и куском проволоки напрямую замкнуть с ЭБУ. Повернуть ключ зажигания. Если она исправная, начнется впрыскивание бензина.
2. Сопротивление в моноинжекторе. Уже реже, но еще встречаются модели, с установленной всего одной форсункой.

Тестируются попарно контакты разъема, сопротивление должно иметь значение их интервала 1,2 – 1,6Ом.

Очень часто, в моноинжекторе устанавливается пусковая форсунка, отвечающая за подачу топлива в двигатель, до его разогрева. Его работа длится несколько секунд, затем он отключается. Ее тоже нужно проверить. Снят и поместить в мерную емкость (нужно определить объем впрыска смеси). Затем соединить напрямую с аккумулятором (один контакт с батареей, другой – с «массой»). Реле насоса тоже соединить к «+» аккумулятора. Включить зажигание и дать отработать полный цикл. После отключения, измерить объем в мерной ёмкости и сравнить со справочными данными. Вытереть насухо деталь, подождать несколько минут, чтобы проверить наличие течи. Если ее нет, установить на место.

1. «Прослушка» форсунок. Опытные водители, перед демонтажем, устраивают «прослушку». Можно пользоваться стетоскопом. Нормальное функционирование отражается в равномерных щелчках. Если есть нарушение интервалов и посторонние шумы, форсунку надо почистить или сменить.
2. Диагностика на рампы. Нужно демонтировать рампу целиком, снять жгуты проводов и «-» аккумулятора. Восстановить отдельно схему, включить зажигание. Предварительно, под рампу положить мерные ёмкости. За 10 -15 секунд прокрутки стартера, наберется некоторый объем бензина в стаканчиках. При том, во всех стаканах должен собраться одинаковый объем топлива. В противном случае, требуется тщательная диагностика на проверочном стенде.

1. Баланс форсунок. Баланс проверяется в специальной программе на ПК, который подключают к ЭБУ.

Бензонасос отключают и выравнивают давление в системе (двигатель немного должен поработать, до отключения). К топливной системе подключают манометр, обратно соединить насос. При включении зажигания, зафиксировать показания манометра (норма 2,8 – 3 атмосфер). В программе отключить реле насоса, показатель давления немного проседает (2,8 ат). В программе включить, поочередно, каждую форсунку и проверять показания манометра. Сброс давления у всех форсунок должен быть одинаковый.

Отклонения от нормы будет говорить о неисправности этой форсунки. По окончании тестирования, подключается насос, заводится двигатель. Только после этого, снимается манометр.

1. Тестирование на стенде. Здесь проверяются механические параметры форсунок – давление и количество горючего, прошедшее через нее, форму и угол направления факела. На стенде получается более точная диагностика, определяется степень неисправности. Нужно прочитать о том, как сделать стенд своими руками и собрать его.

На станции техобслуживания, тестирование проводят и по показателям токсичности выхлопа, по лямбда-зонду. Но это под силу только специалисту, при наличии спецоборудования и расшифровке данных с нее.

Способы очистки

В настоящее время существует два основных способа очистки:

• Один из простейших способов — добавления через бензобак в топливо очищающей присадки, растворяющей отложения в процессе работы. Рекомендуется производить подобную очистку для профилактики приблизительно раз на 5 тыс. км. Этот способ подходит лишь в случае небольшого пробега автомобиля. Если машина эксплуатируется уже долго и система предположительно очень загрязнена, из-за такой очистки ситуация может лишь усугубиться. Когда загрязнений много, растворить их полностью при помощи присадок не получится, а распылители могут забиться еще больше. Еще отложения попадут из топливного бака в топливный насос, что может стать причиной его поломки.
• Иной способ требует специального оборудования и навыков. Через специальные переходники-штуцеры к инжектору подключается прибор для промывания. В прибор вместо топлива поступает особая жидкость для промывки типа: Wynn’s, Liqui Moly, С arbom clean и т. д. , из баллона, который присоединен трубками. Благодаря штуцеру системе не нужны: топливный фильтр, бензобак, бензопровод, топливный электронасос. Под давлением в двигатель подается смесь чистящей жидкости и бензина. Давление для подачи должно устанавливаться согласно техническим параметрам определенного двигателя. Под действием промывочной жидкости загрязнения раскисают, проходят через форсунки и сгорают в цилиндрах. Процедура чистки продолжается 30− 50мин.

Нужно отметить, что и этот способ не избавит 100-процентно от загрязненных форсунок. После такой в масляной системе и инжекторе остается промывочная жидкость. Поэтому специалисты рекомендуют 10− 15 км проехать в форсированном режиме работы мотора, а затем поменять масляный фильтр и заменить масло. Этот метод требует серьезных затрат времени и стоить будет немало.

Однако оба способа более всего подходят, когда пробег автомобиля небольшой, а демонтировать форсунки достаточно сложно из-за особенностей расположения.

Диагностика топливных форсунок на стенде

При выполнении диагностики автомобиля мастера устанавливают инжекторную систему на стенд — устройство, которое позволяет имитировать работу форсунок и других узлов автомобиля. Он имитирует деятельность форсунок в рабочих диапазонах и позволяет измерить основные характеристики его работы, поэтому эти показатели можно максимально точно определить и отрегулировать до заводских настроек в случае сбитых показателей. Также на стенде можно провести дефектоскопию и проверить корпусы форсунок на наличие трещин, надломов и иных повреждений корпуса и элементов форсунки, а также критичную степень их изношенности. После такой проверки мастер может определить необходимость замены определенных деталей или всей форсунки в инжекторной системе, в которую она входит. Диагностика топливных форсунок бензинового двигателя на профессиональном стенде определит характеристики форсунки в действии и выявит неисправности при их наличии. Именно поэтому мы не рекомендуем проверять автомобиль вручную своими силами. Обратитесь к нам, в Бош Автотехсервис. Мы проведем диагностику бензиновых форсунок и всей топливной системы, чтобы определить причину поломки или же предотвратить серьезные проблемы с автомобилем. В ходе диагностики также станет известна ориентировочная стоимость ремонта, если он понадобится. Актуальную стоимость диагностики форсунок вы всегда можете уточнить по нашему телефону в Москве с понедельника по пятницу 9:00-21:00.

Записаться на обслуживание

Оставьте заявку и мы перезвоним в течение 27 секунд!

Причины засорения распылителей

Форсунки являются главным элементом инжектора. С их помощью топливо впрыскивается в камеры сгорания. Распространено мнение, что приборы засоряются из-за некачественного топлива, где есть песок и другие инородные частицы. В действительности же вероятность этого невелика: топливная система имеет фильтры, очищающие от крупных частиц поступающее топливо.

Засоряется инжектор постепенно во время эксплуатации машины. Главная причина засорения заключается в том, что на стенках форсунок оседают тяжелые фракции бензина. Случается это главным образом после глушения двигателя. В этот момент увеличивается температура корпуса форсунок — происходит нагрев от двигателя, который уже не охлаждается. Поскольку мотор не работает, отсутствует охлаждающее действие топлива.

Высокая температура выпаривает легкие фракции топлива, остающегося в системе в минимальных количествах, тяжелые фракции оседают на каналах распылителей и не растворяются в бензине или дизтопливе. Отложения имеют толщину в микроны, но уменьшают сечение канала, нарушают работу и снижают производительность.

Большое количество в топливе тяжелых маслянистых фракций — это ненормально. Подобная картина характерна лишь для бензина низкого качества, который получается прямой перегонкой. Такое топливо получают добавлением высокооктановых присадок. Тяжелые фракции могут появиться из-за неправильной транспортировки и нарушения правил хранения топлива.

Режимы работы двигателя GDI

Всего предусмотрено три режима работы двигателя:

• Режим сгорания сверхбедной смеси (впрыск топлива на такте сжатия).
• Мощностной режим (впрыск на такте впуска).
• Двухстадийный режим (впрыск на тактах впуска и сжатия) (применяется на евромодификациях).

Режим сгорания сверхбедной смеси (впрыск топлива на такте сжатия). Этот режим используется при малых нагрузках: при спокойной городской езде и при движении за городом с постоянной скоростью (до 120 км/ч). Топливо впрыскивается компактным факелом в конце такта сжатия в направлении поршня, отражается от него, смешивается с воздухом и испаряется, направляясь в зону свечи зажигания. Хотя в основном объеме камеры сгорания смесь чрезвычайно обеднена, заряд в районе свечи достаточно обогащен, чтобы воспламениться от искры и поджечь остальную смесь. В результате двигатель устойчиво работает даже при общем соотношении воздуха и топлива в цилиндре 40:1.

Работа двигателя на сильно обедненной смеси поставила новую проблему — нейтрализацию отработавших газов. Дело в том, что при этом режиме основную их долю составляют оксиды азота, и поэтому обычный каталитический нейтрализатор становится малоэффективным. Для решения этой задачи была применена рециркуляция отработавших газов (EGR-Exhaust Gas Recirculation), которая резко снижает количество образующихся оксидов азота и установлен дополнительный NO-катализатор.

Система EGR «разбавляя» топливо-воздушную смесь отработавшими газами, снижает температуру горения в камере сгорания, тем самым «приглушая» активное образование вредных оксидов, в том числе NOx. Однако обеспечить полную и стабильную нейтрализацию NOx только за счет EGR невозможно, так как при увеличении нагрузки на двигатель количество перепускаемых ОГ должно быть уменьшено. Поэтому на двигатель с непосредственным впрыском был внедрен NO-катализатор. Существует две разновидности катализаторов для уменьшения выбросов NOx — селективные (Selective Reduction Type) и накопительного типа (NOx Trap Type). Катализаторы накопительного типа более эффективны, но чрезвычайно чувствительны к высокосернистым топливом, чему менее подвержены селективные. В соответствии с этим, накопительные катализаторы устанавливаются на модели для стран с низким содержанием серы в бензине, и селективные — для остальных.

Мощностной режим (впрыск на такте впуска). Так называемый «режим однородного смесеобразования» используется при интенсивной городской езде, высокоскоростном загородном движении и обгонах. Топливо впрыскивается на такте впуска коническим факелом, перемешиваясь с воздухом и образуя однородную смесь, как в обычном двигателе с распределенным впрыском. Состав смеси — близок к стехиометрическому (14,7:1)

Двухстадийный режим (впрыск на тактах впуска и сжатия). Этот режим позволяет повысить момент двигателя в том случае, когда водитель, двигаясь на малых оборотах, резко нажимает педаль акселератора. Когда двигатель работает на малых оборотах, а в него вдруг подается обогащенная смесь, вероятность детонации возрастает. Поэтому впрыск осуществляется в два этапа. Небольшое количество топлива впрыскивается в цилиндр на такте впуска и охлаждает воздух в цилиндре. При этом цилиндр заполняется сверхбедной смесью (примерно 60:1), в которой детонационные процессы не происходят. Затем, в конце такта сжатия, подается компактная струя топлива, которая доводит соотношение воздуха и топлива в цилиндре до «богатого» 12:1.

Почему этот режим введен только для автомобилей для европейского рынка? Да потому что для Японии присущи невысокие скорости движения и постоянные пробки, а Европа- это протяженные автобаны и высокие скорости (а следовательно, высокие нагрузки на двигатель).

Компания Mitsubishi стала пионером в применении непосредственного впрыска топлива. На сегодняшний день аналогичную технологию используют Mercedes (CGI), BMW (HPI), Volkswagen (FSI, TFSI, TSI) и Toyota (JIS). Главный принцип работы этих систем питания аналогичен– подача бензина не во впускной тракт, а непосредственно в камеру сгорания и формирование послойного либо однородного смесеобразования в различных режимах работы мотора. Но подобные топливные системы имеют и различия, причем иногда довольно существенные. Основные из них – рабочее давление в топливной системе, расположение форсунок и их конструкция.

Проверка форсунок с помощью специальных приборов

Более серьезная проверка форсунок дизельного двигателя проводится с помощью прибора под названием максиметр. Под этим названием подразумевается специальная образцовая форсунка с пружиной и шкалой. С их помощью выставляется давление начала впрыска дизельного топлива.

Другой метод проверки — использование контрольной образцовой рабочей форсунки, с которой сравниваются эксплуатируемые в двигателе устройства. Всю диагностику выполняют при запущенном моторе. Алгоритм действий таков:

• выполняют демонтаж форсунки и топливопровода с двигателя;
• на свободный штуцер ТНВД подключают тройник;
• выполняют ослабление накидных гаек на других штуцерах ТНВД (это позволит топливу поступать лишь на одну форсунку);
• к тройнику подсоединяют контрольную и тестируемую форсунки;
• активируют декомпрессионый механизм;
• вращают коленчатый вал.

В идеале контрольная и тестируемая форсунки должны показывать одинаковые результаты в вопросе одновременного начала впрыска топлива. Если есть отклонения — значит, надо регулировать форсунку.

Метод с использованием контрольного образца обычно занимает больше времени, чем использование максиметра. Однако он более точный и надежный. Также можно проверить работу двигателя и форсунок дизельного двигателя и ТНВД на специальном регулировочном стенде. Однако они есть лишь на специализированных СТО.