Проверка форсунок дизельного двигателя и способы их очистки в домашних условиях

Дизельный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – очень надёжный агрегат. Особенности работы дизеля обеспечивают закладывание высокого запаса прочности ещё при разработке. Практически, все его возникающие проблемы связаны исключительно с топливной аппаратурой. В частности, одним из узких мест становятся топливные форсунки (инжекторы).

Что именно с ними может быть не так разберемся в этой статье.

Принцип работы дизельных форсунок

Основной их задачей является максимально мелкое (дисперсное) распыление топлива. Дизель работает на солярке, в отличие от бензина это смесь тяжёлых фракций переработки нефти. Она крайне неохотно смешивается с воздухом для образования пригодной для полного и быстрого сгорания консистенции.

Наиболее простым устройством обладают форсунки гидромеханического типа. Солярка поступает к ним раздельно от индивидуальных секций топливного насоса высокого давления (ТНВД). При достижении в нужный момент некоторого порогового давления форсунка открывается, и топливо, дозированное нагнетателем насоса, впрыскивается в камеру сгорания, одновременно распыляясь на мельчайшие капельки.

После чего давление падает и клапан инжектора закрывается возвратной пружиной. Возможно двухступенчатое срабатывание, когда предварительно подаётся небольшая пилотная порция солярки, после чего срабатывает вторая пружина, и на распылитель поступает основной топливный заряд. Так повышается оптимальность работы двигателя.

Более совершенной системой впрыска стала её организация по принципу общей рампы высокого давления, так называемая Common Rail. Здесь ТНВД создаёт требуемый напор на все форсунки одновременно, а срабатывают они в нужный момент по электрическому сигналу от блока управления.

Стало возможным более точное распределение смеси по цилиндрам, плавное дозирование за счёт многократной подачи в рамках одного цикла и качественное сгорание дизтоплива при более мягкой работе мотора. Обеспечивается это наличием в каждом инжекторе электромагнита, который управляет запорным клапаном.

Следующим шагом стало появление пьезоэлектрического привода для иглы распылителя. Используется эффект изменения некоторыми кристаллами своих геометрических размеров при подаче на них электрического напряжения.

В отличие от электромагнитного привода, такая организация позволяет резко повысить быстродействие клапанов. Стало возможным увеличить количество порций топлива, подаваемых за один такт работы цилиндра. Мера вынужденная из-за постоянно повышающихся требований по экологичности дизелей. Такие форсунки отличаются высокой ценой и неремонтопригодностью.

Отдельным классом стоят так называемые насос-форсунки. Их отличает отсутствие в системе ТНВД, его роль выполняется при механическом воздействии кулачков распределительного вала на встроенную в каждый топливный инжектор плунжерную пару.

Применяются относительно редко из-за целого ряда недостатков. Из преимуществ здесь только отсутствие общего насоса высокого давления, что несколько упрощает аппаратуру.

Признаки неисправностей

Общими причинами проявления неисправностей будут три фактора:

• повышенный расход через инжектор (перелив);
• снижение качества распыления топлива;
• уменьшение производительности отдельных распылителей.

Внешне это будет проявляться примерно похоже, хотя более внимательное изучение каждого конкретного случая сможет указать на приблизительный характер проблемы.

1. Изменяется отдача двигателя, причём его мощность может как упасть, так и возрасти.
2. Двигатель будет нестабильно запускаться и неуверенно работать на режиме холостого хода.
3. В движении могут появиться хорошо различимые рывки и подхваты при неизменном положении педали акселератора.
4. Изменится звук работы двигателя, появится жёсткость, вибрации и даже стуки в цилиндрах.
5. Двигатель начнёт дымить, выхлоп окрасится в чёрный цвет, что свидетельствует о выделении сажи — несгоревших остатков углеводородного топлива.
6. Начнёт подниматься уровень масла в картере из-за попадания туда излишков солярки.
7. Современный ДВС заметит неисправность средствами внутренней диагностики и зажжёт контрольную лампу на панели приборов.

В любом случае уточнение причин потребует проведение индивидуальной диагностики инжекторов.

Диагностика форсунок в домашних условиях

С определённой степенью точности вычислить неисправный прибор можно и в условиях гаража. Для начала надо определить конкретное местоположение подозрительной форсунки.

Обороты работающего на холостом ходу дизеля выставляются и фиксируются такими, чтобы его неравномерность работы проявлялась максимально отчётливо. Затем одним из подходящих способов с форсунки снимается давление топлива, для чего ослабляется крепление подводящего штуцера. Исправный инжектор вызовет при этом куда более заметную реакцию двигателя, чем имеющий отклонения в работе.

У электромагнитной форсунки можно измерить сопротивление обмотки соленоида с помощью мультиметра. Значение его может составлять от единиц Ом до двух десятков, более точно можно узнать из документации на конкретный прибор. В любом случае, обрыв будет означать полную неисправность катушки.

На простейших гидромеханических форсунках можно замерить давление начала открытия клапана при помощи тройника, манометра и контрольной заведомо исправной детали. Возможны изменения в калибровках пружины, что вызовет отклонение угла впрыска.

Проверка на перелив (слив в обратку)

В системе Common Rail управление впрыском производится при помощи специального обратного клапана, открытие которого создаёт необходимый перепад давлений на штоке основного клапана, в результате чего он также открывается и производит подачу в цилиндр.

Износ и загрязнение приводит к тому, что в обратную магистраль поступает слишком много топлива, и давление в рампе падает. Мотор запускается с большим трудом.

Для проверки со всех форсунок снимаются шланги обратки, а вместо них устанавливаются обычные прозрачные колбы медицинских шприцев с трубочками от систем капельниц. При работе мотора на холостых оборотах исправные форсунки выделяют в обратку совсем немного топлива, обычно это единицы миллилитров в минуту.

Неисправная выдаст в разы больше, конкретное значение зависит от типа прибора и двигателя, но если хотя бы превышение над исправными будет трехкратным или более, форсунка подлежит ремонту или замене.

Диагностический стенд

Хороший профессиональный стенд проверки инжекторов содержит набор плановых тестов, которые помимо экспресс-диагностики способны определить более тонкие неисправности.

Простейшая стендовая проверка производится на удержание форсункой рабочего давления, а также на возможные её загрязнения и износы. Визуально оценивается форма факела при распылении калиброванной жидкости. Определяются базовые способности прибора, при невыполнении которых инжектор однозначно бракуется.

Более сложные тесты определяют соответствие проверяемой детали на работу во всех режимах от холостого хода до максимальной мощности, проверяют быстродействие клапанов в режимах предварительного впрыска, а также состояние обратных клапанов.

Только так можно оценить общее состояние и возможность уложиться в действующие нормы по экологичности выхлопа, а также предсказать остаточный ресурс. Результатом работы профессионального стенда станет кодирование условного состояния форсунки.

Специальные приборы

Отдельные функции инжекторов можно проверять и специализированными установками.

Например, гидромеханические форсунки можно протестировать прибором, создающим давление топлива, при котором клапан должен открываться, и убедиться, что оно находится в заданных рамках. Устройство содержит ручной насос и манометр.

Есть и более сложные конструкции, как входящие в состав дизель-тестеров, так и автономные. Они обычно снабжены ручным или электрическим ТНВД, гидроаккумулятором, измерительной аппаратурой, прозрачными колбами для визуального контроля. Вполне доступны для самостоятельного изготовления.

Чистка форсунок дизельного ДВС

Оценив наличие проблемы, в ряде случаев восстановить работоспособность можно очисткой или промежуточным по сложности ремонтом. Убрать загрязнения допускается химическим и механическим способами.

Ультразвук

Воздействие акустическими колебаниями высокой частоты достаточно эффективно, часто с деталей смываются даже нанесённые на заводе надписи специальными красками.

Снятая форсунка помещается в ванну, наполненную чистящей жидкостью, к которой подключён мощный излучатель ультразвука. Процесс очистки продолжается около 20 минут, после чего результаты контролируются на стенде.

Наиболее современные форсунки, где содержится много нежных пластиковых деталей, могут начать работать ещё хуже, чем до очистки, поэтому проверять их надо по всем параметрам, а не только по виду факела.

Очистка на стенде

Через загрязнённый инжектор проливается под давлением специальная промывочная жидкость, представляющая собой очень эффективный растворитель.

Это самый надёжный способ чистки, поскольку деталь не подвергается никаким разрушительным воздействиям, а всё акцентировано именно на растворении отложений и загрязнений.

Одновременно с помощью того же стенда контролируются результаты работы, после чего можно будет принять максимально точное решение о возможности дальнейшего использования распылителей.

Использование присадок

В продаже имеется большое количество всевозможных моющих присадок для дизельной аппаратуры, работающих при простом добавлении их в топливо.

Эффективность подобного способа достаточно сомнительна, поскольку в качественном дизтопливе такого рода вещества уже присутствуют и при постоянном использовании не допускают появления отложений. А уже имеющиеся смывать затруднительно из-за низкой концентрации моющих компонент.

К тому же можно получить обратный эффект в случае сильно загрязнённой системы, когда крупные фракции отделятся и попадут в узкие места, полностью их закупорив. Тем не менее, получение положительного результата тоже не исключается.

Ручной способ

Может производиться, как с разборкой форсунки, так и методом проливания через неё чистящей жидкости. В последнем случае это ничем, кроме сложности, не отличается от промывки на стенде.

При разборке форсунки там, где это допускается конструктивно, можно очистить и притереть клапаны, снять загрязнения механически с доступных деталей, даже прочистить мягкой проволокой отверстия распылителей.

Главное проявлять достаточную осторожность с учётом прецизионной точности всех деталей. Для промывки используется всё та же жидкость для очистки инжекторов.

Как продлить срок службы устройств подачи топлива

Топливная аппаратура дизельных двигателей, кроме самых древних, рассчитана на высококачественное топливо.

1. Заправляться следует только самой лучшей соляркой, специально предназначенной для современных систем питания легковых автомобилей.
2. Категорически недопустимо попадание воды, которая вызовет немедленную коррозию деталей и потребует дорогостоящего ремонта.
3. Необходимо следить за состояние фильтров и отстойников, вовремя их менять и обслуживать согласно инструкции, а в идеале надо регулярно проводить контроль и профилактическую промывку со снятием в условиях специализированного дизельного сервиса.

Помимо всего, это ещё и позволит избежать проблем со снятием-установкой прикипевших соединений, которые способны вылиться в значительные расходы.

Диагностика дизельных форсунок: устройство и принцип работы, инструкция по регулировке и ремонту

Высокая производительность силового агрегата, питающегося соляркой, напрямую зависит от качественного распыла. По этой причине систематическая проверка форсунок дизельного двигателя становится приоритетной задачей в общем регламенте технического обслуживания машины.

Устройство и принцип работы

Главная функция системы топливной подачи — впрыск горючего в определённых дозах под давлением.

Различают две основные разновидности форсунок:

В стандартной дизельной форсунке распылитель является главной деталью. Он может иметь несколько отверстий, по-разному регулироваться и подавать солярку. Например, простые дизельные силовые агрегаты оснащаются элементами с однодырочным распылителем и иглой. А вот двигатели типа GDI оснащены распылителями со множеством отверстий, как правило, от 2 до 6.

Обычную работу форсунок можно представить себе так. К ТНВД из бака поступает солярка под незначительным напором. Затем ТНВД последовательно нагнетает топливо уже под сильным давлением к элементам впрыска. Они открываются под действием давления. Как только напор падает, отключается и впрыск дизеля.

Электроуправляемые форсунки созданы в результате прогресса топливных систем дизеля. Здесь солярка подаётся в цилиндры по тому же принципу, только распылители открываются не под действием давления. Управляет всем этим процессом электромагнитный клапан. Он не сам по себе, а контролируется непосредственно ЭБУ автомобиля. Без соответствующего сигнала оттуда топливо в распылитель не попадает.

Электромеханическое управление имеет массу преимуществ. Так, в форсунках дизеля Common Rail, за один цикл может происходить до 7 впрысков, что априори повышает мощность двигателя. Благодаря высокоточному распределению в таких системах, горючая смесь равномерно дозируется, эффективнее распыляется и сгорает.

Также с недавних пор популярны системы «насос-форсунка». Здесь нет ТНВД, на каждый цилиндр отдельно имеется собственный распылитель.

Признаки неисправности

Несмотря на предельную точность, дизельные системы впрыска очень хрупкие. Это и становится причиной их быстрого выхода из строя. Особенно актуально это для электронных и электромеханических форсунок, которые не переносят низкокачественного топлива, агрессивного стиля вождения и засорения.

Первый, явный признак неисправной форсунки — повышенная, неестественная резвость автомобиля. Электроника неправильно определяет дозировку и переливает топливо. Долго это не продолжается: процесс принимает обратный эффект. Увеличивается дымность выхлопа, особенно при резком задействовании педали газа. Повышается расход масла, в которое начинает просачиваться солярка.

Второй признак — нестабильность холостого хода. Автомобиль начнёт хуже заводиться по утрам, при прогреве — дымить. Грамотная диагностика дизельных форсунок должна обязательно проводиться с учётом этих факторов.

Таким образом, «симптоматический ряд» кратко можно описать так:

• рывки и толчки во время езды;
• холостой режим двигателя нестабилен;
• из выхлопной системы выделяется избыточное количество дыма;
• ощущается потеря тяги или её резкое увеличение;
• отказывают отдельные цилиндры.

Давление форсунок дизельных двигателей

Чем выше давление форсунок дизельных двигателей, тем тоньше распыливается солярка. Так, двигатель GDI имеет среднее давление инжектора, равное 1000-2050 бара. Кроме того, в зависимости от качества распылителя и топливной системы может быть разным время впрыска — от 1 до 2 миллисекунд.

Грамотный уход за дизелем подразумевает в первую очередь регулировку давления начала впрыска. Производится это на специальном стенде, настраивается винтом при снятом колпаке форсунки и отвёрнутой контргайке. Давление будет повышаться при ввёртывании винта, и понижаться — при откручивании.

Ниже приведены примерные показания стандартного давления различных систем:

• классический инжектор — через ТНВД поступает 400-1000 кг/см2;
• Коммон Райл — через ТНВД обеспечивается до 1600 кг/см2;
• насос-форсунки — 1200-2050 кг/см2.

Проверка форсунок дизельного двигателя своими руками

Обычный способ диагностики на засорение форсунок проводится так:

• повысить до предела обороты двигателя на холостом ходу;
• ослабляя гайки в местах фиксации рампы высокого давления, поочерёдно деактивировать форсунки;
• прислушаться к работе мотора.

Если отключить исправную форсунку, силовой агрегат начнёт барахлить. И наоборот, если отсоединить неисправный элемент впрыска, изменений наблюдаться не будет. Кроме того, проверить элементы впрыска можно и по давлению. Надо прощупать топливопроводы на наличие толчков или повышение температуры. Засорённый штуцер будет горячим, так как ТНВД постоянно нагнетает сюда горючее, но в силу забитости канала оно не проходит.

Следующий вариант проверки — через слив в обратку. Неисправная форсунка будет скидывать в систему обратки больше топлива, чем нужно. ТНВД из-за этого теряет способность выдавать нужное рабочее давление, что становится причиной сложного запуска и плохой работы мотора.

Перед диагностикой этого типа нужно подготовить следующие инструменты:

• медицинские шприцы на 20 мл;
• систему капельниц.

Как правило, чтобы ускорить процесс работы, подготавливается система капельниц, а не один шприц с трубкой. Так удаётся разом проверить все форсунки. Из шприцов должны быть вынуты поршни, трубки капельницы подсоединены к горлышкам.

Найти проблемную форсунку можно так:

• подключить систему капельниц со шприцами к обратным сливам форсунок — штатные провода нужно снять;
• завести мотор;
• подождать, пока внутрь шприца наберётся определённое количество солярки.

Вот какие выводы делаются после этого:

• форсунка считается полностью рабочей, если за две минуты в шприц не поступило топливо или количество горючего составило 2-3 мл;
• частично неисправная, требующая ремонта, если объём солярки превысил 10-15 мл;
• полностью неисправная, требующая замены, если количество слива превысило 20 мл.

Несмотря на широкую популярность данных способов проверки среди дизелистов, без гидравлического оборудования полноценную картину происходящего увидеть крайне сложно. В действительности объём сбрасываемого форсункой топлива зависит от многого. По этой причине методы диагностики путем расчёта количества обратного слива или отключения позволят судить лишь о пропускных способностях распылителя.

Тестеры для более детальной диагностики

Один из известных приборов называется максиметр. Это совершенная во всех отношениях форсунка, оснащённая пружиной и шкалой. С её помощью можно отрегулировать важные параметры, в том числе и давление. Некоторые автомобилисты используют вместо максиметра обычную, заведомо исправную форсунку. Снятые с её помощью показатели сравниваются с данными распылителей, используемых в двигателе.

Алгоритм проверки с помощью максиметра:

• демонтируются все форсунки автомобиля;
• к свободному штуцеру ТНВД подсоединяется тройник;
• ослабляются накидные гайки на всех остальных штуцерах;
• к тройнику подсоединяется максиметр и проверяемая форсунка;
• активируется декомпрессионный механизм;
• запускается вращение коленвала.

В идеальных условиях обе форсунки должны показать одинаковые результаты по давлению в начале впрыска. В случае отклонений, распылитель нуждается в регулировке.

Вообще на работу элементов впрыска влияют механические характеристики. Но их проверка возможна только на профессиональном стенде.

В частности, на нём тестируют:

• количество топлива, проходящего через элемент;
• давление топлива;
• форму распыла.

Контроль с помощью стенда является наиболее точным методом диагностики, позволяющим определить степень повреждения элементов впрыска и целесообразность ремонта.

Грамотная регулировка форсунок

Если форсунка ремонтопригодна, её регулируют с целью восстановления изначальной плотности установки иглы. Если она свободно болтается, топливо вытекает через появившийся зазор. Для полностью исправного распылителя допустим показатель протечки не более 4% от общего количества горючего, подаваемого в цилиндр. Кроме того, дизельные элементы впрыска могут протекать из-за плохого уплотнения в зоне конуса иглы.

Регулировка форсунок дизельного двигателя на плотность осуществляется путём изменения натяжения пружины. Оптимально разрешённое смещение — 10 кгс/см2. Если наблюдается течь, специальной пастой ГОИ игла притирается. Для лучшего эффекта абразив разводят с керосином.

Инструкция по очистке (промывке)

Как и говорилось выше, частой проблемой дизельных форсунок является их засорение. Для восстановления производительности элементов впрыска проводится чистка.

Её можно провести двумя способами:

• без демонтажа форсунок;
• со снятием.

В первом случае в топливо добавляется особая присадка, способная очистить инжектор от отложений. Однако этот способ редко даёт результат, тем более для дизельных машин. Куда эффективнее выглядит очистка сольвентом. Но здесь приходится сооружать небольшую автономную систему из топливного фильтра, бутылок, манометра и компрессора. Данная работа требует осторожности, так как давление нужно постоянно контролировать, иначе разорвёт пластиковые бутылки.

Что касается полноценной очистки, то она возможна только со снятием форсунок с двигателя.

Промывка элементов может быть проведена с помощью:

Ультразвуковая очистка является более эффективной, но требует наличия специального стенда. Кроме того, этот вариант имеет свои недостатки: некоторым видам форсунок противопоказан данный вариант промывки.

Химическая обработка куда проще. Как правило, используется карбклинер. Он соединяется с зарядным устройством от телефона. Затем сооружается небольшая схема и осуществляется одновременная промывка системы впрыска. С помощью средства для чистки карбюратора можно промывать отложения средней твёрдости. Однако убирать окаменелости и старые отложения оно не может: здесь уже нужно использовать ультразвук.

Причины и методы устранения течи горючего из топливной форсунки

Проверяется дизельная система на течи следующим образом:

• форсунка, место её вкручивания и гайка крепления трубки насухо протираются;
• обозначенные места протираются мелком;
• запускается двигатель и сразу глушится;
• в том месте, где мел потемнел, будет протечка.

Как правило, течёт из-под топливной трубки. В этом случае поможет её замена. Если потеет форсунка, то она подвергается тщательной проверке, а если место между элементом впрыска и головкой, надо заменить медное уплотнительное кольцо.

Существует несколько причин течи солярки из форсунки. Самая банальная — ослабление шайбы, расположенной под проблемным элементом впрыска. Нужно её заменить и проверить заново всю систему.