При правильной функционировании форсунок улучшается экономия топлива, выбросы становятся более экологичными, а производительность автомобиля повышается. В случае неисправности может потребоваться очистка или полная замена деталей.
Что такое форсунки?
Топливные форсунки (или инжектор) — это элемент системы впрыска автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, работающего на бензиновом и дизельном топливе. Они отвечают за равномерную подачу горючей смеси и её последующее эффективное сгорание.
Принцип работы всех форсунок примерно одинаков, но в зависимости от типа мотора их конструкции и рабочие характеристики различаются.
Изобретение форсунки как механизма распыления под давлением жидкости или порошка принадлежит российскому инженеру Владимиру Шухову. В автомобильной промышленности их внедрение неразрывно связано с именами Рудольфа Дизеля и Роберта Боша, предложившего несколько типов впрыскивающих устройств.
Сегодня существует несколько видов форсунок, которые предназначены для разного впрыска и типов моторов. Но все они обеспечивают:
-
дозировку топлива
-
распыление горючей смеси
-
экономичный расход топлива
-
снижение вредных выбросов
Как работает форсунка?
В самом простом варианте форсунка похожа на насос. Топливо подаётся в неё под высоким давлением и затем в мелкодисперсном виде поступает в камеру сгорания.
Процесс работы форсунки с электронным управлением включает следующие этапы:
-
Топливный насос подаёт бензин или дизель в канал форсунки.
-
Электронный блок управления (ЭБУ) с помощью датчиков определяет оптимальное время для запуска и необходимое количество топлива для распыления.
-
Когда ЭБУ даёт команду, открывается запорный клапан, и происходит впрыск топлива.
Устройство форсунки
Все существующие сегодня форсунки различаются по конструкции и расположению. В устаревших моносистемах они располагались рядом с дроссельной заслонкой. В системах с распределённым впрыском форсунки устанавливаются на впускном коллекторе. Если же впрыск топлива происходит непосредственно в цилиндры, форсунки располагаются в головке блока — по одной на каждый цилиндр.
Топливная форсунка в общем виде состоит из следующих элементов:
-
герметичный корпус;
-
сетчатый фильтр;
-
запорный клапан или игла;
-
распылитель с одним или несколькими соплами.
Виды форсунок
Форсунки для дизельных и бензиновых моторов действительно различаются. Это обусловлено особенностями механизма сжигания топлива в каждом типе двигателя. Основное отличие заключается в уровне давления: в дизельных моторах оно значительно выше.
Механические
Один из самых простых видов форсунок, которые всё реже применяются в конструкции автомобилей, как правило, дизельных, — это механические форсунки. Их работа основана на давлении топливной системы. В дизельных моторах за создание давления отвечает пара насосов: низкого давления (ТННД) и высокого давления (ТНВД).
Когда подаётся топливо, создаваемое давление поднимает иглу, и сопло открывается. Происходит впрыск топлива, после чего под давлением пружины игла вновь запирает сопло.
Электромагнитные
Электромагнитные форсунки используются в инжекторных бензиновых и дизельных моторах. Они состоят из корпуса, запорного клапана и сопла. Привод осуществляется за счёт магнитного поля.
Форсунка имеет электромагнит (обмотку в верхней части элемента) и якорь, который соединён с иглой. Когда на обмотку подаётся напряжение, создаётся магнитное поле, которое притягивает якорь к магниту, тем самым надавливая на пружину. Это приводит к открытию сопла и впрыску топлива. Как только напряжение прерывается, пружина возвращает иглу в исходное положение и клапан закрывается.
Электрогидравлические
Конструкция электрогидравлических форсунок сложнее, в основе их работы лежит разница давления жидкостей. Топливо в таких форсунках подаётся сразу в две камеры — верхнюю и нижнюю. В исходном положении давление в них одинаковое и пружина удерживает иглу.
При открытии электромагнитного клапана давление в верхней камере падает, а топливо уходит в обратную магистраль («в обратку»). Соответственно, в нижней камере давление наоборот возрастает, благодаря чему игла поднимается и происходит впрыск.
Пьезоэлектрические
Конструкция пьезоэлектрической форсунки повторяет электрогидравлическую, но за привод отвечает пьезоэлектрический элемент. Он состоит из множества керамических пластин, плотно спаянных между собой (их ещё называют кристаллами).
Под воздействием электрического напряжения кристаллы расширяются, воздействуя на запорный клапан в камере управления. В результате давление над иглой падает и происходит впрыск.
Пьезоэлектрические форсунки отличаются исключительным быстродействием по сравнению с электромагнитными системами. Открытие клапана в них происходит в среднем в четыре раза быстрее.
Насос-форсунка
Насос-форсунки объединяют в себе распылитель и насос. Они предназначены для прямого впрыска и работают без ТНВД. Количество насос-форсунок соответствует числу цилиндров — по одной на каждый.
В насос-форсунках используется одноплунжерный насос, который приводится в действие распредвалом. В зависимости от модели может использоваться электромагнитный или пьезоэлектрический клапан. Управляются насос-форсунки электронным блоком управления.
Причины неисправности форсунок
Как и любое механическое устройство, топливные форсунки подвержены износу и другим неисправностям. Они могут засоряться, если заливается некачественное топливо, подтекать из-за старения уплотнителей или треснуть. Некоторые элементы форсунок можно заменить или почистить, но в случае серьёзных повреждений они требуют полной замены.
Помимо самой форсунки, выходить из строя могут электрические компоненты инжектора.
Если форсунка неисправна, это может вызвать:
-
проблемы с запуском;
-
повышенный расход топлива;
-
потерю мощности;колебания холостого хода;
-
повреждение каталитического нейтрализатора и сажевого фильтра.
Основные причины неисправности:
-
засорение сетчатого фильтра из-за загрязнённого топлива;
-
плохо закрывающийся игольчатый клапан из-за мельчайших частиц грязи изнутри или отложений присадок;
-
забитое выпускное отверстие;
-
короткое замыкание в катушке;
-
обрыв кабеля к блоку управления.
Когда промывать форсунки
Несмотря на то, что современные виды топлива содержат очищающие присадки, процесс сгорания по-прежнему грязный и приводит к накоплению побочных продуктов. Мусор в форсунки также может попасть, если у автомобиля ржавый топливный бак или неисправный топливный фильтр. Отверстия в распылителе форсунок крошечные, поэтому для их закупорки не требуется много времени.
Засоренные топливные форсунки имеют несколько симптомов. Наиболее очевидные — это пропуски зажигания, неровный холостой ход и «подпрыгивающая» стрелка тахометра. Кроме того, могут возникнуть проблемы с ускорением или двигатель может вообще не запуститься.
Промывку форсунок можно выполнять с их снятием и без. Для этого существует несколько способов:
-
добавление в бензобак специальных чистящих средств;
-
ультразвуковая чистка, которая требует снятия элементов;
-
промывка на специальном стенде.
По словам экспертов, такие работы лучше проводить в автосервисе. Не стоит промывать форсунки ради профилактики, так как это несёт риски их повреждения. Например, они могут выйти из строя из-за агрессивных присадок в моющей жидкости, может повредиться соленоид из-за некорректных параметров тока и др., — говорит Александр Тихонов, продукт-специалист по системам бензинового впрыска Bosch.
Почему форсунки льют
Выражение «льёт форсунка» означает, что она пропускает топливо в момент, когда это не нужно. К этому, например, приводит нарушение герметичности одного из элементов, загрязнение фильтров или выход из строя топливного насоса.
Признаки льющих форсунок:
-
запах бензина;
-
проблемы с запуском двигателя;
-
разбавленное масло.
Например, из-за протечки нижнего уплотнительного кольца на форсунке, топливо может попасть в цилиндр, где оно будет просачиваться через кольца и в конечном итоге смешиваться с моторным маслом. Разжижение масла чревато перегоранием стенок цилиндров, повреждением подшипников двигателя и даже его полным разрушением.
Почему стучат форсунки
Чаще всего форсунки стучат из-за излишней дозы топлива, которое подаётся в цилиндр. Лишний звук может возникать по причине износа распылителей или плохо отрегулированного топливного оборудования.
Несмотря на то, что дизельные моторы изначально шумные, стук форсунок выделяется из общего акустического потока. Он похож на стрекот или цокание, которое исходит из верхней части двигателя. Его интенсивность и сила могут указывать на степень проблемы, поэтому при любых подозрениях на неисправность лучше обратиться за диагностикой на СТО.
Когда нужно менять форсунки
У каждой форсунки свой срок службы, который определяется производителем. В среднем он составляет не менее 100 тыс километров пробега, хотя на практике зависит от условий эксплуатации.
Чтобы продлить срок службы форсунок, достаточно соблюдать два правила: заправляться топливом на проверенных АЗС, а также регулярно проводить обслуживание топливной системы.
