Как настроить форсунки двигателя

В процессе эксплуатации дизельного двигателя качество работы форсунок постепенно ухудшается вследствие снижения давления начала подъема иглы распылителя из-за ослабления рабочей пружины, закоксования или засорения отверстий распылителя, а также заедания его иглы.

Проверку и регулировку форсунок проводят непосредственно на двигателе автомобиля или на специальном оборудовании в цехе.

Предварительную проверку форсунок на двигателе проводят последовательным их отключением на работающем двигателе или по характерному звуку впрыска на неработающем двигателе. Качество работы форсунок без снятия их с двигателя проверяют также максиметром.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Максиметр (рис. 89) представляет собой прибор, аналогичный по устройству форсунке. Он имеет микрометрическую головку со шкалой, с помощью которой устанавливают давление начала подъема иглы распылителя прибора на заданное значение до 50 МПа. Поворот микрометрической головки на один оборот изменяет давление начала подъема на 5 МПа.

Для испытания форсунку снимают с двигателя и присоединяют к штуцеру нагнетательной секции насоса через максиметр. По микрометрической головке максиметра устанавливают требуемое давление начала подъема иглы распылителя (для форсунок двигателей ЯМЭ-236 и ЯМЭ-238 оно составляет 16,5 Па). Затем ослабляют затяжку гаек остальных топливопроводов к форсункам и стартером вращают коленчатый вал двигателя.

Если впрыск топлива через максиметр и испытуемую форсунку начинается одновременно, то можно считать, что регулировка форсунки соответствует техническим требованиям. Если через форсунку топливо впрыскивается, а через максиметр нет, то давление начала подъема иглы распылителя форсунки ниже, чем требуется, и наоборот.

Рис. 89. Максиметр:
1 — игла распылителя, 2— корпус макси-метра, 3 — штуцер для присоединения трубопровода к форсунке, 4 — микрометрическая головка, 5 — установочный винт, 6 — контргайка установочного винта, 7 — стопорный винт, 8, 10 — упоры пружины, 9 — пружина, 11 — гайка крепления к штуцеру нагнетательной секции, 12 — распылитель

Рис. 90. Стенд модели 625 для проверки форсунок и плунжерных пар:
1 — топливный бак, 2 — стол, 3 — игольчатый воздушный клапан, 4 — штуцер для подключения сжатого воздуха, 5 — воздушный манометр, 6 — ванна, 7 — стакан для установки проверяемой форсунки, 8 — прибор для проверки форсунок, 9 — рычаг насоса прибора, 10 — проверяемая форсунка, 11 — манометр давления топлива в форсунках, 12 — бачок с топливом, 13 — прибор для проверки плунжерных пар, 14 — нагрузочный рычаг прибора, 15 — кран подачи топлива к приборам, 16 — кран управления, 17 — предохранительный клапан

Чтобы отрегулировать форсунку на требуемое значение давления, изменяют степень затяжки пружины регулировочным винтом.

Проверку и регулировку давления начала подъема иглы распылителя форсунки выполняют также с помощью эталонной форсунки (предварительно отрегулированной на приборе) по принципу использования максиметра. Для этого на трубопровод, подходящий к испытуемой форсунке, крепят тройник. К одному отводу тройника присоединяют испытуемую форсунку, а к другому эталонную. Дальнейшие действия с испытуемой форсункой выполняют в той же последовательности, что и при использовании максиметра.

Проверка и регулировка форсунок на специальном оборудовании позволяет выявить, не нарушена ли герметичность форсунок, а также давление начала подъема иглы распылителя, качество распыливания топлива, угол конуса струи. Для этих целей применяют стенд модели 625 (рис. 90). Основными испытательными устройствами стенда являются два прибора, один из них предназначен для проверки технического состояния форсунок, другой— для проверки плунжерной пары насоса высокого давления на гидравлическую плотность.

Рис. 91. Прибор КП-1609А для проверки и регулировки форсунок:
1 — прозрачный сборник топлива, 2 — форсунка, 3 — маховичок крепления форсунки. 4 — бачок, 5 — манометр, 6 — корпус распределителя, 7 — запорный кран, 8 — плунжерный насос, 9 — рычаг привода насоса

Прибор для проверки форсунок представляет собой плунжерный насос с ручным приводом, который подает под большим давлением топливо к форсунке. Прибор снабжен манометром, регистрирующим давление топлива, подводимого к форсунке. При испытании форсунки на герметичность, а также при определении давления начала впрыска манометр позволяет фиксировать момент и величину падения давления.

Качество распыливания топлива форсункой оценивают визуально по характеру выхода струй топлива из отверстий распылителя форсунки, а также по четкости начала и окончания процесса впрыска.

Прибор для определения гидравлической плотности плунжерной пары работает на принципе передачи определенной механической нагрузки на плунжер нагнетательной секции. Под действием этой нагрузки плунжер опускается в гильзу. Скорость перемещения плунжера, регистрируемая секундомером, позволяет оценить степень изношенности плунжерной пары, а следовательно, и ее гидравлическую плотность.

При отсутствии стенда 625 техническое состояние форсунок можно проверить на приборе КП-1609А (рис. 91), который по конструкции аналогичен прибору для проверки форсунок, установленному на стенде 625.

Перед испытанием форсунок прибор проверяют на герметичность. Для этого вместо форсунки в устройство для ее крепления завертывают заглушку, открывают запорный кран и создают насосом давление около 30 МПа. Затем, включив секундомер, наблюдают за падением давления, которое не должно превышать 0,5 МПа в минуту.

При испытании форсунок на приборе КП-1609А проверяют те же параметры форсунок, что при испытании на стенде модели 625.

Герметичность форсунки проверяют на приборе, медленно завертывая регулировочный винт и поднимая давление рычагом (см. рис. 91) привода насоса до 30 МПа. После того как достигнуто указанное давление, проверяют герметичность по запорному конусу и направляющей игле в распылителе, подтекание топлива из сопловых отверстий, а также в сопряжении распылителя с корпусом форсунки.

Быстрое падение давления до 25—23 МПа укажет на нарушение герметичности форсунки. Допустимое время падения давления до 23 МПа должно быть 17—45 с при кинематической вязкости дизельного топлива 3,5—6 сСт и температуре 20 °С.

Давление начала подъема иглы распылителя определяют при повышении давления топлива в приборе до 12,5 МПа с большой скоростью и далее со скоростью до 0,5 МПа в секунду. Величина давления фиксируется в момент начала впрыска топлива. В случае несоответствия давления начала впрыска техническим условиям регулируют степень затяжки пружины форсунки. При этом регулировочный винт завертывают, если давление меньше нормы, и отвертывают при большем значении.

Качество распыливания топлива проверяют на отрегулированной форсунке. Для этого закрывают кран прибора и рычагом несколько раз подкачивают топливо. Когда оно поступит в форсунку, нажимают на рычаг с интенсивностью 50—60 ходов в минуту и наблюдают за характером впрысков.

Качество распиливания Топлива при впрысках будет удовлетворительным, если при этом образуются из каждого отверстия распылителя факелы туманообразного топлива и оно равномерно распределяется по поперечному сечению конуса распылителя. Начало и конец впрыска должны быть четкими с характерным звуком отсечки. Не допускается также подтеканий топлива из распылителя после окончания впрыска.

Угол конуса струи распыливаемого топлива определяют по диаметру отпечатка струи на фильтровальной бумаге и расстоянию от нее до сопл форсунки.

Если в результате проверки и регулировки форсунки с помощью прибора КП-1609А не удается получить требуемые показатели по герметичности, давлению начала подачи или качеству распыливаемого топлива, то форсунку ремонтируют.

Проверка бензиновых форсунок от А до Я

Топливная форсунка играет важную роль в приготовлении рабочей смеси бензина с воздухом, как по количественному её составу, так и по ещё более главному свойству в настоящий момент – качественному распылению. Именно это больше всего влияет на недоступные ранее способности двигателя по экономичности и чистоте выхлопа.

Принцип работы инжекторной форсунки

Как правило, в бензиновых моторах применяются электромагнитные форсунки, работа которых основана на управлении подачей топлива электрическими импульсами, формирующимися электронной системой управления двигателем (ЭСУД).

Импульс в виде скачка напряжения поступает на обмотку соленоида, что вызывает намагничивание расположенного внутри него штока и перемещение его внутрь цилиндрической обмотки.

Со штоком механически связан клапан распылителя. Топливо, находящееся в рампе под строго регулируемым давлением, начинает поступать через клапан на выходные отверстия, мелкодисперсно распыляется и смешивается с входящим в цилиндр воздухом.

Количество бензина за один цикл работы определяется суммарным временем циклового открытия клапана.

Суммарным – потому что клапан может открываться и закрываться несколько раз за цикл. Это необходимо для обеспечения более тонкой работы двигателя на очень бедной смеси.

Например, для инициации горения можно подать небольшое количество обогащённой смеси, а потом применять уже более бедный состав для поддержания горения и обеспечения нужной экономичности.

Таким образом, хорошая форсунка становится достаточно технологичным узлом, к которому предъявляются высокие, а иногда противоречивые требования.

1. Высокое быстродействие нуждается в малой массе и инерционности деталей, но при этом необходимо обеспечить надёжное закрывание клапана, что потребует достаточно мощной возвратной пружины. Но в свою очередь, для её сжатия надо применить значительное усилие, то есть увеличить размеры и мощность соленоида.
2. С электрической точки зрения потребность в мощности вызовет рост индуктивности катушки, что ограничит быстродействие.
3. Компактность конструкции и низкая индуктивность вызовет увеличение тока потребления катушки, это добавит проблем с электронными ключами, расположенными в блоке ЭСУД.
4. Высокая частота работы и динамические нагрузки на клапан усложняют его конструкцию, вступая в противоречие с его компактностью и долговечностью. При этом гидродинамические процессы в распылителе должны обеспечивать нужную дисперсность и стабильность во всём диапазоне температур.

Форсунки обладают точным значением пропускной способности при заданном перепаде давлений между рампой и впускным коллектором. Поскольку дозирование осуществляется только временем нахождения в открытом состоянии, то количество впрыснутого бензина не должно зависеть ни от чего другого.

Хотя нужной точности всё равно добиться не удаётся, и применяется петля обратной связи по сигналам датчика кислорода в выхлопной трубе. Но у него достаточно узкий рабочий диапазон, при выходе из которого работа системы нарушается, и ЭСУД высветит ошибку (Check) на приборной панели.

Признаки неисправности форсунок бензинового двигателя

Существует две общих неисправности инжектора – нарушение количественного состава смеси и искажение формы факела распыления. Последнее также снижает качество смесеобразования.

Поскольку особую важность представляет качественное соблюдение состава смеси при пуске холодного двигателя, то и наиболее явно проблемы с форсунками проявляется именно в этом режиме.

Инжектор может «переливать», когда клапан не в состоянии удержать давление бензина и переобогащённая смесь откажется воспламеняться, а свечи будут забросаны бензином в жидкой фазе. Такой двигатель без продувки дополнительным воздухом уже не завести.

Конструкторы даже предусматривают специальный режим обдува свечей, для чего надо полностью утопить педаль акселератора и прокрутить двигатель стартёром, топливо при этом полностью перекрывается. Но даже это не поможет, когда закрытая форсунка не держит давление.

Недостатки распыления могут привести к обеднению рабочей смеси. Мощность мотора упадёт, снизится динамика разгона, возможны пропуски зажигания в отдельных цилиндрах, что вызовет зажигание лампы на панели приборов.

Любые отклонения в составе смеси, в том числе и по причине её недостаточной гомогенизации, приведут к значительному увеличению расхода топлива. Необязательно это будет означать слишком богатую смесь, бедная повлияет точно так же, поскольку снизится общая эффективность двигателя.

Может возникнуть детонация, выйдет из теплового режима и разрушится каталитический нейтрализатор, появятся хлопки во впускной коллектор или глушитель. Двигатель потребует немедленной диагностики.

Способы проверки форсунки

Чем сложнее применяемая при диагностике аппаратура, тем точнее можно определить причины произошедшего и назначить необходимые меры по устранению проблемы.

Проверка питания

Наиболее простым способом контроля поступающих на разъём инжектора импульсов будет подключение к его питающему контакту светодиодного индикатора.

При вращении вала стартером светодиод должен мигать, что свидетельствует о приблизительной исправности ключей ЭСУД и самом факте её попыток открыть клапаны, хотя поступающие импульсы могут и не иметь достаточной мощности.

Точную информацию могут дать только осциллограф и имитатор нагрузки.

Как измерить сопротивление

Активный характер нагрузки можно проверить с помощью омметра, входящего в состав универсального мультиметра (тестера). Сопротивление обмотки соленоида указывается в паспортных данных форсунки, как и его разброс.

Показание омметра должны подтвердить соответствие данных. Сопротивление измеряется при отсоединённом разъёме между питающим контактом и корпусом.

Но помимо сопротивления обмотка должна обеспечивать нужную добротность и отсутствие короткозамкнутых витков, что простейшими способами не определить, но обрыв или полное замыкание вычислить можно.

Проверка на рампе

Если снять с коллектора рампу с форсунками в сборе, то можно оценить состояние распылителей более точно. Погрузив каждый инжектор в прозрачную пробирку и включив стартёр наблюдать распыление топлива можно визуально.

Факелы должны иметь правильную коническую форму, содержать только неразличимые глазом отдельные капельки бензина, а главное быть одинаковыми по всем подсоединённым форсункам. При отсутствии управляющих импульсов выделения бензина из клапанов быть не должно.

Проверка форсунок на стенде

Самую точную и полную информацию о состоянии распылителей может дать специализированная установка. Форсунки снимаются с двигателя и устанавливаются на стенд.

Прибор имеет несколько режимов работы, один из которых является тестовым. Установка проводит циклирование в различных режимах, собирая выделенное топливо и измеряя его количество. Помимо этого, работа инжекторов видна сквозь прозрачные стенки цилиндров, можно оценить параметры факелов.

Результатом станет появление цифр производительности раздельно по каждому прибору, которые должны соответствовать паспортным данным.

Как самостоятельно почистить устройство подачи топлива

Тот же стенд имеет функцию очистки форсунок. Но при желании это можно сделать и в гаражных условиях. Используется стандартная чистящая жидкость и несложное приспособление, собранное из подручных средств.

Самодельная установка представляет собой автомобильный электрический бензонасос, помещённый в сосуд с очистителем инжекторов. Шланг от насоса подсоединяется к входному штуцеру форсунки, а на её питающий разъём через микропереключатель кнопочного типа подаётся питание от аккумулятора.

Многократно прогнав через распылитель содержащую мощные растворители отложений жидкость можно добиться существенного восстановления распылительных свойств прибора, что станет ясно по изменению формы факела.

Неподдающуюся очистке форсунку придётся заменить, не всегда её дефект связан с загрязнением, возможна коррозия или механический износ.

Чистка форсунки не снимая с двигателя

Очистить инжекторы вполне возможно и без полной разборки узлов впрыска. При этом очищающая жидкость (сольвент) позволяет двигателю работать в процессе промывки.

Растворитель отложений подаётся из отдельной установки, промышленной или самодельной, в напорную магистраль рампы. Излишки смеси поступают обратно в расходный бачок через трубопровод обратки.

Данный способ имеет как достоинства, так и недостатки. Преимуществом будет экономия на сборочно-разборочных процедурах, а также неизбежных при этом затратах на расходные материалы и детали. Заодно очистятся и прочие элементы, например клапаны газораспределительного механизма, рампа и регулятор давления. Снимется также нагар с поршней и камеры сгорания.

Недостатком станет недостаточная эффективность раствора, вынужденного сочетать моющие свойства с топливными функциями, а также некоторая рискованность процедуры, когда отмытый шлак путешествует по элементам топливной системы и попадает в масло. Нелегко придётся и катализатору.

Дополнительным неудобством станет также и отсутствие визуального контроля за эффектом очистки. О результатах можно будет судить только по косвенным признакам. Таким образом данный способ можно рекомендовать только как профилактическую процедуру с обязательной заменой масла в двигателе.