![]()
|
К сожалению ссылка на первоисточник утерена (прошло несколько лет), и ейчас не могу найти поисковиком эту статью в том объеме,
в котором она осталась у меня, может плохо ищу. Но на мой взгляд статья достойна Вашего внимания,
вот и решил её реанимировать с незначительной корректировкой, не затронув ключевых моментов.
Лучше раз увидеть и убедиться! ... Чем предполагать и сомневаться.
Существует достаточно устойчивая зависимость между количеством непроверенных гипотез о возможных причинах неисправности и объемом имеющегося диагностического оборудования. Разумеется, эта зависимость обратно пропорциональная. Часто после того, как при помощи мотортестера и сканера проверены основные элементы системы управления, необходима проверка исполнительных элементов, в том числе форсунок. Следствием неудовлетворительного состояния форсунок могут быть:
• затрудненный запуск двигателя и его неустойчивая работа (особенно на холостом ходу); Форсунки как элементы системы управления (которые по праву могут называться «инжекторами») бывают двух основных типов - механические и электромагнитные. Примерно с 1993 года автопроизводители отказались от использования механических форсунок ввиду появления более жестких требований к токсичности отработавших газов и, соответственно, к качеству приготовления топливно-воздушной смеси. Надо заметить, что рабочие параметры механических форсунок изменяются в процессе эксплуатации. Это обусловлено изменением жесткости возвратной пружины, а также состоянием седла и запорного клапана. Электромагнитные форсунки активизируются электрическим током, а не давлением топлива, как механические. Конструкция электромагнитной форсунки:
![]() Поэтому некоторое изменение жесткости возвратной пружины не оказывает существенного влияния на процесс дозирования. Современные электромагнитные форсунки изготавливаются с допусками в 1 мкм и способны проработать до миллиарда циклов. Основной причиной нарушения их работы 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. Главной причиной загрязнения является неизбежное присутствие тяжелых фракций в составе бензина.
![]() Наиболее интенсивно накопление отложений происходит сразу после остановки двигателя. В это время температура корпуса форсунки возрастает за счет нагрева от горячего двигателя, а охлаждающее действие потока бензина отсутствует. Легкие фракции бензина в рабочей зоне форсунки испаряются, а тяжелые накапливаются в виде лаковых отложений, уменьшающих сечение калиброванного канала. К примеру, слой отложений толщиной 5 мкм может изменить пропускную способность этого канала на 25%! Возникает два вопроса:
1. Как проверить работу форсунок? Что будем проверять?
Начнем с механических форсунок. Проверку необходимо проводить по следующим параметрам: Первые три параметра можно проверить при помощи специального стенда, состоящего из ручного насоса, манометра и переходников. Четвертый можно попытаться проверить прямо на автомобиле, но тогда в процесс будет вовлечен дозатор - распределитель топлива, и тест окажется некорректным. Дополнительно возникнет множество проблем. Во-первых, это опасность пожара, а также неприятные «мелочи» в виде жестких металлических топливных магистралей, неудобства размещения измерительных колб и т.д. Идеальное решение - использование специального стенда, способного испытывать одновременно комплект форсунок в условиях, близких к реальным.
Работу электромагнитных форсунок можно оценить по следующим параметрам:
Состояние электромагнитных форсунок в системах одноточечного впрыска можно оценить визуально (качество распыления и герметичность), т.к. форсунка расположена над дроссельной заслонкой. Тест сравнительной производительности электромагнитных форсунок систем распределенного впрыска можно провести прямо на автомобиле при помощи комплекта для измерения давления топлива и тестера электромагнитных форсунок. Активизируя форсунки по очереди и регистрируя падение давления в топливной рампе, можно косвенно оценить разницу в производительности.* К сожалению, точность данного метода невысока и не позволяет объективно оценить качество распыления и герметичность.
Как проверять. Различные исполнения электромагнитных форсунок:
![]() Как очистить? Химический метод очистки топливных форсунок без демонтажа достаточно известен. Однако не всегда применение этого метода приносит желаемые результаты. Тогда применяют другой способ более радикальный. Это - использование ультразвука. Форсунки предварительно демонтируют и помещают в специальную ванну. Под воздействием ультразвуковых колебаний частички жидкости каждую секунду совершают возвратно-поступательное движение с частотой генератора. Но из-за инерционности происходит не только перемещение микрообъемов жидкости с резкими изменениями ускорения, но и скачкообразное изменение давления в них. Рабочая жидкость как бы «бомбардирует» поверхность очищаемого изделия и срывает с неё частички грязи. Такое интенсивное движение раствора усиливает размельчение частичек грязи в рабочей жидкости. Наиболее примечательным при этом является то, что полная очистка от загрязнений при помощи ультразвука достигается даже в самых узких углублениях и отверстиях очищаемого изделия. Форсунки погружают дозирующей частью в ванну, устанавливая их на специальный держатель. Важно, чтобы они находились в подвешенном состоянии, постоянно омываясь очищающей жидкостью при воздействии ультразвуковых колебаний. Если форсунки будут касаться дна ванны, то это может привести к преждевременному выходу из строя ультразвукового генератора. После очистки в ультразвуковой ванне производят так называемую «обратную промывку». Для этого извлекают из них входные фильтры и при помощи специальных адаптеров устанавливают в установку. Остатки загрязнения вымываются тестовой жидкостью в обратном направлении. И снова проверка! А как же, очистка должна заканчиваться контролем качества. Иногда, для достижения приемлемого качества, процесс очистки приходиться повторять несколько раз. Использование установки для тестирования и УЗ-очистки позволяет оценить объективные характеристики форсунок. Применяемый способ очистки дает возможность избежать замены дорогостоящих форсунок. Кстати, ультразвуковая очистка применима не только к форсункам... Подробнее ознакомиться с методикой использования установки для тестирования и очистки форсунок бензиновых двигателей можно в нашей компании. Причины загрязнения форсунок. Методы тестирования и очистки. Если предположить, что среднестатистический автомобиль потребляет порядка 10 литров топлива на каждые 100 км пробега и в течение своей "жизни" пробегает хотя бы 250 000 км, то легко посчитать какое количество бензина проходит через его топливную систему. 250 000 / 100 х 10 = 25 000 литров. Немудрено, что с таким количеством топлива в систему попадает и значительное количество загрязнений. Со временем характеристики топливоподающей аппаратуры ухудшаются из-за появления на стенках ее элементов различных загрязнений. На пути механических загрязнений стоят топливные фильтры, отсеивающие частицы крупнее 10-20 микрон. Они устанавливаются в топливной магистрали и в самой форсунке. Своевременно заменяя фильтры и применяя при этом изделия гарантированного качества можно предотвратить загрязнение механическими частицами. Однако основной вклад в загрязнение топливной системы вносит, как ни странно само "чистое" топливо. Воск, гудроны и олефины попадают в систему в составе бензина, осаждаясь на стенках топливных магистралей, регуляторах давления и, конечно, форсунках. Последние страдают от этих отложений в большей степени. На седлах форсунок и на концах запорных элементов со временем появляются твердые смолистые отложения. Они – причина ухудшения эксплуатационных характеристик а иногда и полного отказа форсунок. А образуются отложения довольно просто. После остановки горячего двигателя из пленки топлива, оставшейся на штифтах и внутренних поверхностях распылителей, что ниже запорного клапана, испаряются легкие фракции. Тяжелые же остаются на деталях, ведь смывать их в это время нечем – свежие порции топлива не поступают к распылителю, и запорные клапаны форсунок закрыты. К тому же в этот момент отсутствует охлаждение топливом. Корпус форсунки дополнительно нагревается, получая тепло от горячей головки блока цилиндров через впускной коллектор, ускоряя процесс выпаривания. Из оставшихся тяжелых фракций и образуются смолистые отложения. Накапливаясь, они препятствуют запорному конусу плотно сесть на седло, вследствие чего нарушается герметичность форсунки. Остаточное давление топлива в рампе после остановки мотора сохраняется. Оно потихоньку проталкивает бензин через негерметичный клапан, и процесс закоксовывания идет интенсивнее. Потеря герметичности осложняет запуск двигателя ввиду отсутствия давления в топливной магистрали и возможности образования паровых пробок. Кроме того, с потерей герметичности ухудшается отсечка топлива. Вместо того, чтобы резко оборвать факел, отправив всю порцию во впускной канал, окончание впрыска происходит плавно. Последние капли его не могут "выстрелить", а беспомощно повисают на распылителе. Проходное сечение сопла форсунки – кольцевая щель, образованная корпусом распылителя и запорным клапаном. С появлением отложений просвет "зарастает" и уменьшается. Соответственно уменьшается и количество топлива, дозируемого форсункой за каждый рабочий такт. Если система управления не имеет обратной связи, то изменение пропускной способности форсунок приведет к обеднению рабочей смеси. Последствия этого проявятся в снижении мощности, появлению детонации и т.д. Если на автомобиле установлена система с обратной связью по сигналу Лямбда-зонда, то она сможет при небольшом изменении производительности скомпенсировать это изменение путем увеличения времени впрыска. Однако у такого увеличения есть предел, называемый пределом регулировки. Более того если даже средняя производительность комплекта форсунок снизится ненамного, но разница между отдельными форсунками будет значительна, это приведет к неудовлетворительной работе системы. В современных системах управления двигателем пока нет достаточно быстрой обратной связи, позволяющей корректировать время впрыска для каждой форсунки индивидуально. К тому же многие системы применяют попарный или одновременный тип впрыска, при котором несколько форсунок управляются ECU одним выходным ключом. Нарушается и форма факела – значит, часть топлива попадет не в просвет впускного канала, а, к примеру, на стенки впускного коллектора. Таким образом топливо поступит в цилиндр не в виде однородной смеси а в виде топливной пленки. А еще отложения ухудшат однородность распыления. Из форсунок полетят крупные капли, не успевающие испариться, перемешаться с воздухом и, стало быть, сгореть в цилиндрах.
Подведем итог - загрязнение форсунок может вызвать:
В результате – знакомые многим владельцам основные симптомы: Производители аппаратуры пытаются воспрепятствовать появлению отложений. Для этого совершенствуют конструкцию форсунок, применяют новые материалы, достигают очень высокой точности изготовления. Нефтяные компании выпускают высококачественные бензины с моющими присадками. И все же форсунки приходится чистить, особенно если пробег автомобиля превышает 100 тыс. км и сопряжен с эксплуатацией на низкокачественном бензине, богатом тяжелыми фракциями. Кстати, именно поэтому следует избегать использования топлива из многомесячных запасов, хранящихся в бочках или канистрах. Выпавшие из него смолы быстрее забивают фильтры и оседают на распылителях, ускоряя образование отложений. Значительно реже встречается другая причина неудовлетворительной работы форсунок – загрязнение входных фильтров. Входные фильтры форсунок относительно небольших размеров и призваны лишь гарантировать чистоту топлива, поступающего в форсунки, 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". Существует два основных типа форсунок – механические и электрические. Примерно с 1993 года автопроизводители отказались от использования механических форсунок ввиду более жестких требований к токсичности выхлопа и, соответственно, к качеству приготовления топливно-воздушной смеси. Надо заметить, что рабочие параметры механических форсунок изменяются в процессе эксплуатации. Это обусловлено изменением жесткости возвратной пружины, а также состояния седла и запорного клапана. Современные электромагнитные форсунки изготавливаются с допусками 1 микрон и способны работать до миллиарда циклов. Основной проблемой для них является загрязнение в процессе эксплуатации. Наибольшую интенсивность накопление отложений имеет сразу после остановки двигателя. В это время температура корпуса форсунки возрастает за счет нагрева от горячего двигателя – охлаждающее действие потока бензина отсутствует. Легкие фракции бензина в рабочей зоне форсунки выпариваются, а тяжелые превращаются в лаковые отложения, которые изменяют сечение калиброванного канала. К примеру, 5-микронные отложения могут изменить пропускную способность этого канала на 25%! Возникает два вопроса: Каким образом можно проверить работу форсунок? Каким образом восстановить загрязненные форсунки? Тестирование и очистка форсунок. Практика. Для полноты эксперимента определим некоторые параметры до и после очистки форунок для определения эффективности. Параметры, которые могут измениться в результате очистки форсунок - это состав выхлопных газов, время впрыска (для одного и того же режима - если а/м имеет обратную связь) и разряжение во впускном коллекторе.
![]() Осматриваем расположение топливной рампы. нам повезло - добраться до нее весьма удобно (на Вольво 740/940 с элетромагнитными инжекторами, добраться до нее еще проще) .
![]() Для удобства доступа к топливной рампе демонтируем воздушный фильтр.
![]() Аккуратно отстыковываем электрические разъемы от форсунок и освобождаем жгут проводов форсунок от дополнительных точек крепления. Отводим жгут в сторону, чтобы он не мешал демонтажу топливной рампы. Ослабляем хомут и снимаем корпус воздушного фильтра, не забыв отстыковать разъем датчика температуры воздуха.
![]() Отворачиваем гайки крепления топливной рампы к впускному коллектору (на 740/940 3 болта) ... и аккуратно извлекаем рампу вместе с форсунками.
![]() Сейчас форсунки удерживаются в рампе только на уплотнительных кольцах. На некотрых автомобилях форсунки удерживаются в рампе при помощи специальных скоб (например 740/940). Аккуратно (чтобы не повредить резиновые уплотнения) извлекаем форсунки из топливной рампы.
![]() Вынимаем уплотнительные кольца из отверстий в коллекторе и осматриваем на предмет повреждений (на 740/940 колечки остаются на форсунках).
![]() Поврежденные уплотнения меняем на новые. Хорошее правило - иметь комплект расходных материалов. Прежде, чем что- либо разбирать, убедитесь, что есть чем заменить поврежденные детали! Перед тестированием и очисткой в ультразвуковой ванне отмываем форсунки снаружи от "большой" грязи, чтобы продлить срок службы промывачной жидкости.
![]() Извлекаем входные фильтры форсунок и продуваем их сжатым воздухом под небольшим давлением.
![]() Процедуру продувки применяем также каждый раз при смене режима тестирования на очистку и наоборот. Надо стаоаться, чтобы тестовая и промывочная жидкости не смешивались. Извлечение входных фильтров на этой машине не составило труда - фильтры имеют выступающую поверхность, за которую легко зацепиться. С фильтрами других типов сложнее - нужен специальный инструмент. Входные фильтры загрязняются редко - в основном при использовании некачественных топливных фильтров или несвоевременной их замене. Эти фильтры имеют весьма опрятный внешний вид.
![]() При отсутствии специального инструмента для извлечения входных фильтров форсунок, используем "народные средства". Подбираем подходящий по размеру саморез. Действуя осторожно и аккуратно, вкручиваем его внутрь фильтра, не разрушая его.
![]() Затем, потянув пассатижами за головку самореза...
![]() ...и извлекаем его вместе с фильтр.
![]() Потренировавшись, можно научиться извлекать фильтры, не повредив их. Этой форсунке повезло меньше - она "питалась" чем попало. В фильтре присутствуют следы маслянистой жижи... Разнообразие типов форсунок требует применения различных адаптеров для подсоединения к топливной рампе при тестировании.
![]() В базовый комплект нашей установки Launch CNC-801 входят адаптеры для тестирования механических форсунок (системы K- и KE-Jetronic)- 2 типа, электромагнитных форсунок с верхней подачей топлива - 2 типа и электромагнитных форсунок с боковой подачей топлива - 8 типов. То, что надо для универсального автосервиса! Кстати сказать, конструкция топливной рампы этой установки такова, что если нам и встретятся форсунки с боковой подачей топлива , для которых не подойдет ни один из имеющихся адаптеров, то изготовить их сможет любой квалифицированный токарь. Форсунки могут также отличаться и сопротивлением электрической обмотки. В СNC-801 реализован принцип адаптивного управления и нам нет необходимости обращать внимание на возможные отличия. В более простых установах необходимо будет измерить электрическое сопросивление обмотки и установить соответствующее ему напряжение. Перед установкой форсунок на топливную рампу обязательно надо смазать уплотнительные кольца, чтобы не повредить их. Проще всего это сделать при помощи WD-40.
![]()
Первый этап тестирования - проверка герметичности форсунок. Устанавливаем давление немного выше рабочего и запускаем тест "Sealing". По истечении времени теста (60 сек.) установка сама завершит выполнение теста. Разные производители предьявляют разные требования к проведению этого теста. Например, Toyota считает допустимым появление не более одной капли топлива в течение одной минуты. На рисунке нетипичный случай - при изменении режима тестирования клапан одной из форсунок "залип".
![]() При переходе в другой режим он встал на место. Позже во всех режимах форсунка вела себя вполне адекватно. Обычно негерметичность форсунки проявляется в образовании капель... Далее проверяем качество распыла топлива форсунками. Для отого предусмотрен режим "Spraying". Форма факела распыла зависит от конструкции форсунок. У штифтовых форсунок - это конус. Допустимо появление отдельных струй, однако важно, чтобы факелы у всех форсунок были одинаковыми и топливо распылялось на мелкие частички без образования крупных капель.
![]() Факел распыла 3-ей форсунки немного отличается от остальных. А что с производительностью? Разброс производительности форсунок напрямую влияет на работу двигателя - ведь в современных системах управления нет такой обратной связи, которая смогла бы скомпенсировать его. Обратная связь по сигналам лямбда-зондов работает по усредненному для всех цилиндров составу выхлопных газов. Для того, чтобы регулировать смесь для каждого цилиндра надо иметь громоздкую выхлопную систему и лямбда зонды для каждого цилиндра. Гораздо проще и дешевле поддерживать форсунки в чистом исправном состоянии.
![]() Результаты замеров разброса производительности нас тоже удовлетворяют - максимальный разброс равен 6%. (100 - 94) / 100 = 6% Для того, чтобы иметь максимальную точность, старайтесь, чтобы по окончанию теста уровень жидкости в самой полной колбе соответствовал максимальному делению измерительной шкалы. Да и считать будет проще! Дальше - очистка. Устанавливаем форсунки на специальный аппликатор и наливаем в ванну чистящую жидкость - так чтобы уровень ее был выше, чем дозирующая часть форсунок. Для нашей ванны потребуется примерно 0,6 литра чистящей жидкости. Подключаем электрические разъемы - форсунки должны открываться во время очистки.
![]() После процедуры "купания" в ультразвуковой ванне внешний вид форсунок значительно улучшился.
![]() Однако борьба с внешним загрязнением - не наша цель. Только при помощи ультразвука возможна эффективная очистка внутренних полостей. Этим обстоятельством мы и воспользовались. А для того, чтобы проверить качество очистки, протестируем форсунки еще раз.
![]() Форма факелов распыла тоже изменилась - теперь у всех форсунок они практически одинаковы. Проверяем баланс производительности. Результат - как в учебнике! Аккуратно в обратной последовательности возвращаем форсунки на их штатное "рабочее место" - автомобиль. При необходимости заменяем резиновые уплотнительные колечки. Обязательно смазываем их перед установкой. После завершения сборки проверяем герметичность системы. На большинстве а/м достаточно включить-выключить пару раз зажигание, чтобы бензонасос создал в системе рабочее давление. Внимательно осматриваем систему питания на предмет обнаружения утечек топлива. Если все герметично, подключаем сканер, запускаем и прогреваем двигатель. После срабатывания вентилятора дожидаемся его отключения и просматриваем текущие параметры.
![]() Обращаем внимание, что среднее значение времени впрыска в режиме холостого хода уменьшилось с 2,9 до 2,8 мс. Это хороший признак.
|