Форсунки инжектора: расположение, назначение и принцип работы

Форсунки – ключевая часть работы системы впрыска, которая управляется программно и представляет собой, грубо говоря, электромагнитный клапан. Топливная форсунка (ТФ) отвечает за своевременную правильную подачу топливной смеси и пропорциональное смешивание её с воздухом.

ТФ обычно изготавливаются под конкретный тип двигателя и не могут считаться универсальными. Исключением являются топливные форсунки компании Bosch, которые применимы для механических систем с непрерывным впрыском. Несмотря на это, некоторые гидромеханические экземпляры имеют разные модификации, которые не имеют связи друг с другом.

Самое распространенное применение гидромеханические форсунки компании Bosch нашли в системе K-Jetronic.

Форсунки могут располагаться в нескольких местах в зависимости от формы всей системы:

1. Непосредственный впрыск – ТФ размещаются вверху стенок цилиндра и обеспечивают подачу смеси непосредственно в камеру сгорания.
2. Центральный – находятся рядом с заслонкой дросселя.
3. Распределенный – для каждого цилиндра отведена отдельная форсунка, которая считается неотъемлемой частью впускного трубопровода.

Принцип работы ТФ основывается на передачи электромагнитных импульсов от ЭБУ к магниту инжектора. Последний, в свою очередь, управляет движением игольчатого клапана. Количество подаваемой смеси под давлением определяет длительность импульса при нахождении клапана в открытом положении.

Преимущества топливных форсунок и их недостатки

В отличии от традиционного карбюратора, топливные форсунки обладают рядом неоспоримых преимуществ, к ним относится:

• Экономный расход топлива, за счет точного дозирования
• Низкий уровень выброса в окружающую среду выхлопных газов, экологичность с лямбдой в пределах 0-98…1,2.
• Повышенная мощность двигателя
• Быстрый и простой запуск двигателя в любое время года
• Не требуется ручная настройка системы впрыска
• Улучшенные динамические и мощностные характеристики, обеспеченные широкими возможностями управления двигателем в разных режимах

Форсунки имеют и ряд недостатков, к ним относится:

• Применение топлива низкого качества, обеспечит высокую вероятность их засорения
• Высокая стоимость форсунок
• Не все форсунки ремонтнопригодны, в большинстве случаев допускается ремонт лишь отдельных элементов.
• Диагностика и ремонт возможны только с помощью специализированного дорогостоящего оборудования
• Зависимость от наличия постоянного электропитания в сети автомобиля.

Форсунки, на сегодняшний день, используются в большинстве автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями, как более экологичные и передовые системы впрыска топлива. В дизельных агрегатах, старые механические форсунки, заменяются на более новые с электронным управлением.

Возможные неисправности: причины, проявление, последствия

Естественно, что топливные форсунки требуют периодического осмотра и чистки, а при необходимости даже замены. Определить проблемы возможно по ряду симптомов, среди которых:

• Появление нехарактерных сбоев при запуске силового узла и при его работе на холостом ходу;
• Увеличение расхода;
• Нехарактерный цвет выхлопа.

После первых проявлений проблемы можно говорить о наличии серных отложений на элементах системы, коррозии, износе фильтров и некоторых рабочих деталей. В результате влияния каждого процесса происходит засорение системы подачи топливной смеси, а, следовательно – потеря мощности и большой расход.

В руководстве по эксплуатации указано, что проводить чистку форсунок необходимо каждые 20–30 тысяч км пробега. На практике этот интервал снижается до 10–15 тысяч км.

Регулировка топливных форсунок

Со временем эффективность работы топливных форсунок снижается, поэтому так необходимо проводить их своевременную регулировку. Проверка и регулировка форсунок производится на специализированном стенде, который проверяет давление начала впрыска, герметичность и качество распыления топлива, собственно, чего нельзя сделать в обычном необорудованном для этих целей гараже. Отсутствие своевременной регулировки может привести к увеличению интенсивности износа деталей, что в свою очередь чревато нарушением герметичности и появлению течей.

При этом следует помнить, что ресурс бензиновых форсунок составляет около 200 тыс. км пробега, а дизельных 90 тыс. км и их проверку и регулировку нужно проводить чаще.

Самостоятельно провести регулировку топливных форсунок весьма сложно, поэтому мы рекомендуем обращаться за помощью к специалистам.

СТО «AUTO-MAXIMA» готова предложить Вам свои услуги по диагностике и регулировке топливных форсунок.

Проверка питания на форсунках

В случае если водителем отмечается исправная работа всех форсунок, но при включении зажигания инжектор отказывается работать, то имеет смысл проверить подачу импульса на форсунки.

Чтобы правильно произвести проверку необходимо отсоединить колодку от инжектора и подготовить два провода для их подключения к аккумулятору. Вторые контакты подсоединяют к форсункам.

Далее после завершения подготовки, включают зажигание и проводят анализ вытекания топлива. Главная задача – зафиксировать наличие или отсутствие протечки. В результате – если топливо вытекает то, можно говорить о проблемах работы всей электрической цепи. Если же утечка не наблюдается, то система работает исправно.

Различные концепции

В легковых автомобилях используется несколько видов систем Common Rail. Упрощенно их можно разбить на два типа (электромагнитные и пьезоэлектрические) и четыре производителя (Bosch, Continental, Delphi, Denso). Bosch, Delphi и Denso – известные производители автомобильной электроники. Bosch создавал системы впрыска еще в самом начале прошлого века. Delphi технологию впрыска дизельного топлива купил у компании Lucas. Японский Denso набрался опыта, работая совместно с Bosch и Magnetti Mareli. Continental приобрел Siemens и VDO, став главным конкурентом немецкого Bosch. Форсунки этой компании обозначаются эмблемой Continental уже около года, ранее они носили логотип Siemens.

Самым универсальным является лидер рынка — Bosch, который производит оба типа форсунок: электромагнитные и пьезоэлектрические. В гораздо меньших масштабах оба вида форсунок производят Delphi и Denso. Continental (Siemens) ограничивается исключительно пьезоэлектрической техникой.

Определение поломки на слух

Большинство опытных водителей могут попробовать определить работу форсунок даже на слух. Новичкам не рекомендуется пользоваться подобным методом в силу отсутствия опыта.

Чтобы попробовать диагностировать форсунки на слух, не снимая с двигателя, потребуется, в идеале, стетоскоп, или небольшая тонкая доска. Одну сторону дощечки необходимо плотно прижать к обследуемой ТФ, ухом прикладываемся к другой стороне.

При исправной работе, форсунка не издает никаких сторонних звуков, не выделяет вибрации, а исключительно четко генерирует ритмичные щелчки. В случае если доносятся неравномерные шумы или стуки, то можно сделать вывод, что форсунка засорена. Степень повреждения определяется громкостью и частотой нехарактерного шума.

Автомобилисты с большим стажем могут при анализе обходиться и без пластины. Если неисправность существует, то из области двигателя будет исходить приглушенный высокочастотный звук, очень напоминающий писк. Если он непрерывно доносится при работающем моторе, то топливные форсунки необходимо исследовать на рампе или стенде.

Каждый кулик хвалит свое болото

В рекламных буклетах каждый производитель хвалит свой продукт, как лучшее решение. Как Вы уже догадались, на практике у многих из них часто выявляется целый ряд недостатков. Простейшую конструкцию имеют электромагнитные форсунки Bosch. Ремонт немецких форсунок не сложен. Delphi хотел пойти дальше и разработал для своих электромагнитных форсунок гораздо более сложную систему управления. В результате его продукт оказался наиболее чувствительным к качеству топлива и, к сожалению, не слишком долговечным. Среди электромагнитных форсунок наиболее надежными считаются Denso, но есть сложности с доступностью запасных частей для ремонта. Наиболее сбалансированными считаются пьезоэлектрические форсунки конструкции Бош и Сименс (Континенталь), а также отчасти Denso. Форсунки похожи друг на друга, как в техническом плане, так в плане надежности. Из этой группы выбивается только Delphi, пьезофорсунки которого на протяжении всего времени слыли менее выносливыми.

Замер сопротивления при помощи мультиметра

Одним из основных применяемых способов для определения поломок топливных форсунок является замер сопротивления с помощью мультиметра. Перед началом работ важно определить заводской импеданс ТФ.

Зажигание при диагностике необходимо выключить, и отключить отрицательную клемму от АКБ. На форсунке отсоединяется соответствующий электрический разъем. Выполнить это можно благодаря отвертке с достаточно тонким концом – отщелкивается зажим на колодке.

Мультиметр нужно перевести в режим омметра и подключить соответствующие контакты. Полученные результаты между центральным и крайним контактом должны попадать в интервал 11–17 Ом для форсунок с высоким импедансом или в диапазон 2–5 Ом для форсунок с низким импедансом.

Наличие каких-либо отклонений от нормы дает основания для более детальной диагностики. В отдельных случаях топливную форсунку меняют на заведомо исправную, чтобы оценить работу силового узла.

Измерение электрического сопротивления

Этот метод позволяет проверить форсунки прямо на автомобиле.

1. Гуглим модель форсунок, установленных на вашем автомобиле. По этим данным находим электрическое сопротивление катушек внутри форсунки. Если ничего не нашлось — ничего страшного.
2. Глушим двигатель. Снимаем разъёмы питания с форсунок.
3. Берем мультиметр. Переключаем его в режим измерения 0-200 Ом (Ω).
4. Измеряем сопротивление каждой форсунки. Оно должно быть в пределах паспортных значений. Если номинальное сопротивление узнать не удалось, то сравнивать нужно форсунки между собой. Т. е., если 3 форсунки показали 10 Ом, а одна 20 Ом, то она признается неисправной.

Проверка баланса форсунок

Чтобы выполнить баланс ТФ необходимо для начала отключить бензонасос и завести машину. После нескольких секунд работы двигатель должен заглохнуть – это необходимо для исключения избыточного давления смеси. Затем подключается манометр, и только после возвращается на место бензонасос. Далее подключается компьютер с необходимым ПО и проводится диагностика.

Последующие действия выполняются исключительно при помощи специализированных программ. Можно обратить внимание, что бензонасос постепенно будет включаться и выключаться, как и форсунки. В целом можно выделить следующий алгоритм:

• Включение зажигания;
• Показания манометра в диапазоне 2,8–3 атм;
• Отключается бензонасос;
• Падение давление до 2,5–2,8 атм;
• Проверка одной ТФ;
• Анализ данных манометра – не должна наблюдаться значительная динамика;
• Давление восстанавливается к исходному благодаря включению бензонасоса;
• Процедура поочередно повторяется со всеми форсунками.

При правильной работе каждый элемент будет давать примерно одинаковые показатели. Если же в определенном месте сброс отличается, то можно говорить о неисправности форсунки или ее дальнейшей диагностики. После завершения манипуляций манометр нужно отключать лишь предварительно сбросив давление в системе.

Почему отказывают форсунки

Вместе с бензином в топливную систему могут попадать загрязнения. Для очистки устанавливаются фильтры, которые улавливают загрязнения размером более 20 микрон. Такие фильтры предусмотрены как на топливной магистрали, так и в самой форсунке.

В составе бензина есть тяжелые фракции. Они оседают на сёдлах форсунок, а со временем превращаются в смолистые наросты. Это приводит к ухудшению работы форсунок или полному их отказу.

Как появляются отложения

Когда двигатель перестаёт работать, лёгкие фракции топлива испаряются на горячих плоскостях. Тяжёлые фракции оседают на деталях, в том числе форсунках. Смыть их нечем — топливо больше не поступает.

Запорный конус со временем уже не может плотно сесть в седло — следовательно, герметичность форсунки нарушена. Это приводит к перебоям при запуске двигателя, так как давление в топливной магистрали уменьшается. Смолистые отложения засоряют сопло форсунки. В результате количество топлива, выброшенное форсункой в каждый рабочий акт, уменьшается.

Также изменяется форма распыла форсунки. Распылитель имеет свои нормы и допуски. Твёрдые загрязнения приводят к образованию факела неправильной формы, распыление топлива происходит плавно, и появляются подтёки топлива. Часто отложения образуются интенсивней на отдельных форсунках, при этом нагрузка на более «чистые» увеличивается.

Загрязнённость фильтров

Ещё одной из главных причин выхода из строя форсунок является загрязнённость фильтров. Фильтры установлены на пути следования топлива и, сама форсунка имеет фильтр. Размер его небольшой, и он предназначен только для отсева очень мелких загрязнений топлива. Если при работе топливной системы засорён магистральный фильтр, который должен улавливать все более крупные частицы — фильтр форсунки мгновенно засоряется. Поэтому своевременная замена фильтров топливной системы — залог работоспособности форсунок.

Проверка форсунок на рампе

Диагностика ТФ на стенде подразумевает демонтаж полной конструкции с мотора. После чего подключаются контакты к рампе и ТФ. Клемма «-» должна быть подсоединена к АКБ.

Рампу размещают под капотом так, чтобы было удобно подключить мерную емкость. Подключают топливные трубки и включают зажигание. Мотор необходимо повернуть стартером. В момент вращение можно проконтролировать работу форсунок.

После выключения зажигания проверяют количество топлива в мерных колбах. В идеальном случае – оно одинаковое для каждой ТФ. Отклонение в сторону недолива говорит о необходимости чистки или замены, в ином случае – об утрате герметичности.

Стенд для диагностики форсунок

Современные станции технического обслуживания всегда оснащены стендами для диагностики и очистки форсунок. Этот метод предполагает снятие топливной рампы и форсунок с автомобиля. На таких стендах проходит полная диагностика: проверка подачи питания, измерение электрического сопротивления, проверяется производительность диагностируемых форсунок. Некоторые самостоятельно конструируют подобные стенды.

Следите за состоянием форсунок, вовремя меняйте топливные фильтры, заправляйтесь качественным топливом и на проверенных заправках, проходите вовремя ТО и у вас не будет проблем с топливной системой.

Предыдущая запись Инструкция CONSULT-III plus

Следующая запись Регулятор холостого хода (РХХ) — как работает, неисправности, симптомы, проверка

Что надо знать о форсунках Common Rail?

Электромагнитные форсунки Bosch

Они разбираются и сравнительно просты в ремонте. Стоимость восстановления одной форсунки около 100-150 долларов за штуку. Выдерживают они 200 000 км. В 1.9 CDTi компании Opel и 1.9 JTD Fiat форсунки способны дожить до 500 000 км. Цена новой форсунки – около 250-300 долларов за штуку.

Пример применения:

Alfa Romeo 159 2.0 JTDM, Fiat Punto 1.3 JTD, Kia CEE’D 1.6 CRDi, Mercedes C 220 CDI W202, Opel Vectra C 1.9 CDTI, Renault Laguna II 1.9 DCI, Volvo V70 D5, BMW 320d E46.

Электромагнитные форсунки Delphi

По сравнению с Бош форсунки Делфи значительно более чувствительны к качеству топлива. Они немного дороже в ремонте – около 150-200 долларов за штуку — из-за необходимости кодирования с новым наконечником. Средний срок службы 150 000 км. Стоимость новой форсунки – около 250 долларов.

Пример применения:

Dacia Logan 1.5 DCI, Ford Focus 1.8 TDCi, Renault Megane II 1.5 DCI Nissan Almera 1.5 DCI, Hyundai Santa Fe 2.2 CRDi, Kia Carnival 2.9 CRDi, Ford Mondeo 2.0 TDCi III.

Электромагнитные форсунки Denso

Электромагнитные форсунки Denso считаются наиболее качественными. До недавнего времени ощущалась нехватка запасных частей, но в настоящее время большинство из них можно восстановить. Стоимость ремонта около 150-250 долларов за единицу. Цена новой форсунки – около 450 долларов.

Пример применения:

Mazda 6 2.0 CD, Nissan Pathfinder 2.5 DCI, Opel Corsa 1.7 CDTI, Mitsubishi Pajero 3.2 DI-D II, Toyota Avensis 2.0 D-4D.

Пьезоэлектрические форсунки Continental (Siemens)

Раньше предлагались под именем Сименс, а теперь Континенталь. Они долговечны, но еще до недавнего времени считались неремонтопригодными. Сегодня появляются запасные части, и некоторые мастерские берутся за ремонт. Ресурс форсунок более 200 000 км. Стоимость новой форсунки около 350 долларов.

Пример применения:

Citroen C5 2.0 HDi II, Mercedes C220 CDI W204, Volvo V50 D4, Peugeot 207 1.4 HDi.

Пьезоэлектрические форсунки Bosch

Встречаются во многих современных автомобилях и конструктивно очень похожи на форсунки Continental. Имеют они и схожий ресурс – более 200 000 км. К сожалению, они неремонтопригодные. Новые стоят около 300 долларов.

Пример применения:

Audi A6 3.0 TDI, BMW 320d E90, Nissan Qashqai 2.0 DCI, Skoda Octavia III 2.0 TDI.

Пьезоэлектрические форсунки Denso

Они достаточно надежные, но не разборные и поэтому ремонту не подлежат. Применяются в небольшом количестве автомобилей. Чаще всего их можно встретить в Lexus и новых моделях Toyota. Стоимость новой форсунки около 500 долларов.

Пример применения:

Lexus IS 2.2D, Toyota RAV-4 IV 2.2 D-4D.

Пьезоэлектрические форсунки – Delphi

На рынке представлены ограничено. Дебютировали с Mercedes E250 CDI BlueEFFICIENCY в 2009 году, и сразу же начали вызывать проблемы. Позже конструкция форсунок была изменена.

Пример применения:

Mercedes E 250 CDI Bluefficiency.

Признаки неисправности форсунок

Есть симптомы, однозначно указывающие на неполадки с этим устройством:

• Нестабильная работа мотора на холостом ходу;
• Некое повышение объема расхода топлива;
• Затрудненный запуск двигателя;
• Глухой гул из работающего мотора;
• Повышение токсичности выхлопа;
• Поломка атчиков кислорода и разрушение катализатора;
• Перебой зажигания на ХХ;
• Потеря мощности, плохой разгон.

Различные проблемы, неисправности и засорения, приводящие к некорректной работе форсунок, значительно сокращают КПД двигателя и его срок службы!

Чьи форсунки можно отремонтировать?

С точки зрения возможности ремонта наиболее предпочтительны турбодизели с классическим впрыском Common Rail компании Bosch. С восстановлением форсунок этого типа способны справиться практически все специализированные центры. Но конечный результат зависит от усердия и честности мастера. Электромагнитные форсунки Delphi также поддаются ремонту, но требуют замены наконечника и кодировки форсунки после ремонта. Это увеличивает стоимость ремонта, но без кодировки двигатель будет работать с перебоями. Электромагнитные форсунки Denso одни из самых долговечных, но ремонт возможен лишь при наличии запасных частей. А вот с этим как раз не все хорошо.

Пьезофорсунки Delphi и Bosch считаются неремонтопригодными. В случае с Siemens (Continental) появились наконечники впрыска, позволяющие изменять размер, что позволяет восстановить работоспособность форсунки. Однако, это касается лишь некоторых моделей с двигателями PSA 2.0 HDI 16V. Различные модификации данного турбодизеля применяются в автомобилях Ford Mondeo IV, Focus, Galaxy, S-Max и Volvo S40, S60.