Форсунки. Часть 1, теоретическая: Обучение малому впрыску, корректировки
У нас и у эльководов регулярно публикуются отчеты вида: "Провел обучение малому впрыску, такие цифры корректировок — это хорошо или плохо?" В поисках ответов на вопрос, я прочитал различные документы от Denso, плюс накопилось некоторое количество экспериментальных данных по двум комплектам форсунок. Результатами хочу поделиться в этом отчете. Отчет я разделил на две части — теоретическую и экспериментальную. В этой, теоретической, некий обзор про обучение и корректировки. В экспериментальной выложу хронику корректировок по двум комплектам форсунок, с отчетом по диагностике и замене: где-что-почем: Форсунки. Часть 2, практическая: Диагностика на стенде, замена, обучение малому впрыску
Обучение малому впрыску
Зачем нужно обучение малому впрыску? Что именно значат и как используются корректировки малого впрыска? Рекомендую почитать сервис мануал от Denso: Operation. Common Rail System, часть информации я взял из него.
Проблема первая. Чем выше давление в топливной рампе, тем быстрее, а значит больше и/или в наиболее оптимальный момент времени можно подать топливо в цилиндр. На нашем моторе 4D56U рабочий диапазон давлений в рампе составляет от 30MПа (300атм) на холостом ходу до, в теории, 180МПа (1800атм) при максимальной нагрузке, хотя я не наблюдал значений выше 160МПа даже при пиковых нагрузках. С другой стороны, большое давление в системе создает следующую проблему: От момента начала подачи топлива в цилиндр до момента воспламенения смеси проходит некоторое время, сократить которое нельзя конструктивно. Чем выше давление топлива в системе, тем больше топлива успевает поступить в цилиндр за этот промежуток времени, и тем взрывообразней происходит воспламенение топлива. По официальной версии Denso, работа в таком режиме сопровождается увеличенным выбросом NO и неприятным "детонационным" звуком. Не удивлюсь, если кроме звука с мотором приключается какая-нибудь более серьезная незадокументированная печаль )
Для решения этой проблемы за некоторое время до основного впрыска в цилиндр подается небольшое количество топлива — предварительный впрыск (pilot injection). В таком режиме импульс основного впрыска уже не вызывает взрывной рост давления с его негативными последствиями. В некоторых моторах предварительный впрыск осуществляется в виде нескольких импульсов.
Проблема вторая. Даже новые форсунки сходят с конвейера с индивидуальными особенностями, влияющими на их фактическую подачу топлива. То есть, подключив новые форсунки к стенду с заданным фиксированным давлением топлива и подав на них одинаковые управляющие импульсы, даже новые форсунки в общем случае выдадут разное количество топлива. Поэтому форсунки калибруют еще на заводе: измеряют фактическую подачу форсунки в нескольких режимах, и сравнивают с эталонной подачей, которая ожидается от форсунок в этих режимах.
Именно эти отклонения от эталонной подачи зашифрованы и нанесены в виде цифрового и QR кода на разъемах наших форсунок. Данный код прописывают в энергонезависимую память блока управления (ECU) для каждой форсунки на заводе или при замене/ремонте форсунок. Опираясь на данные в этом коде ECU определяет на сколько именно необходимо открыть каждую форсунку с учетом ее индивидуальных особенностей, чтобы подать в цилиндр расчетное количество топлива.
Третья проблема. Общий объем топлива подаваемый в цилиндр на нашем моторе 4D56U составляет: на холостом ходу — 6-8мм3/р.такт, в режиме средней нагрузки — 40-50 мм3/р.такт, в пиковой нагрузке — 90-100мм3/р.такт. Типичный объем предвпрыска составляет 2.0-2.5 мм3 на один рабочий такт. Если даже заранее откалибровать столь малый объем подачи на заводе при изготовлении форсунки и затем внести поправки в ECU, они достаточно быстро "поплывут" в ходе эксплуатации форсунки из-за износа и загрязнения. Если фактический объем топлива предвпрыска будет некорректным, то вернется первая проблема: при переподаче топлива будет "греметь" и отравлять экологию уже сам предвпрыск, при недоподаче снова "загремит" основной впрыск. Снимать и калибровать форсунки каждые N километров на стенде — дорогое удовольствие. Для решения этой проблемы инженеры Denso придумали некий обходной маневр — процедуру обучения малому впрыску.
Допустим у нас есть мотор, работающий на холостом ходу без полезной нагрузки. Все форсунки подают топливо в строгом соответствии с таблицами, прописанными в ECU и их индивидуальными корректировками (кодами), сам мотор создает строго нормативную нагрузку (трение, генератор, итд). Тогда корректировки подачи топлива вообще не потребуются – такой идеальный мотор будет работать с заданными оборотами ХХ. Со временем из-за износа или загрязнения форсунки начнут подавать количество топлива, не соответствующее расчетному. Из-за этого обороты двигателя будут ниже или выше заданных оборотов ХХ. Для приведения скорости вращения коленвала к заданной потребуется откорректировать общую подачу топлива путем изменения длительности открытия форсунок. Этот эффект и используется при обучении малому впрыску. То есть при обучении в роли калибровочного стенда выступает сам мотор, а ECU подбирает значения корректировок, добиваясь равномерного вращения коленвала на холостом ходу с заданной частотой.
Вроде все просто. Но мотор то тоже неидеальный. Вряд ли есть два мотора, полностью одинаковых по внутренним потерям (трение, компрессия), плюс может возникнуть дополнительная нагрузка (генератор, ГУР, ваккумник). Эти потери/нагрузка потребует дополнительного количества топлива, которое тоже учтется в проведенной ECU корректировке продолжительности впрыска. Но нам для корректировки предварительного впрыска нужна только та часть, которая компенсирует особенности подачи форсунок и не нужна часть корректировки, обусловленная дополнительной внешней нагрузкой или отсутствием масла индивидуальными особенностями мотора. Нагрузочную часть корректировки необходимо как-то исключить. Denso придумала и запатентовала следующее решение patents.google.com/patent/US6694945. В процессе обучения малому впрыску на холостом ходу на форсунки подается серия из нескольких одинаковых импульсов.
"Форсуночная" составляющая корректировки, обусловленная индивидуальными изменениями характеристик форсунок, постоянна для каждого импульса и не зависит от числа импульсов в серии. То есть если форсунка "тормозит" при открытии на 10 микросекунд относительно новой, она будет это делать одинаково на каждом импульсе в серии. "Нагрузочная" составляющая корректировки наоборот будет убывать обратно пропорционально числу импульсов в серии, так как дополнительный объем топлива, обусловленный доп. нагрузкой, не зависит от числа импульсов, и ECU распределит его равномерно по всем импульсам в серии. За счет разного характера зависимости от числа импульсов в серии, проведя измерения при разном числе импульсов в серии, можно отделить форсуночную составляющую от нагрузочной. Забегая вперед, в практическую часть, я провел следующий эксперимент: выполнил обучение с включенными доп. потребителями (свет, моторчик печки) и без них — корректировки в пределах погрешности не изменились. То есть при обучении малому впрыску дополнительная нагрузка действительно "отфильтровывается". Главное, чтобы эта доп. нагрузка была постоянной — не менялась в процессе обучения. Поэтому кондей, музыку и другие "нестабильные" потребители необходимо выключить.
Значения корректировок малого впрыска у одной отдельно взятой форсунки будут разными при разных давлениях топлива. В общем случае, чем выше давление при обучении — тем меньше длительность импульса, а значит меньше (по модулю) и сама корректировка этого импульса. Поэтому процедуру обучения проводят при различных значениях давления в топливной рампе. На нашем моторе процедура обучения выполняется для пяти базовых значений давлений: 30, 60, 90, 120 и 150 МПа. Величина корректировок для промежуточных давлений в рабочих режимах определяется интерполяцией.
Сама процедура обучения запускается либо "вручную", командой по OBD разъему, либо автоматически по достижению критериев: превышению пробега с момента предыдущего обучения или некорректной работе мотора. По завершении обучения корректировки сохраняются в энергонезависимую память ECU и не меняются до успешного завершения следующей процедуры обучения. Учет значений корректировок ведется в виде миллисекунд. В рабочих режимах двигателя ECU применяет данные корректировки с поправочными коэффициентами к длительности импульса предварительного впрыска.
Корректировки основного впрыска
Перед экспериментальной частью стоит еще затронуть тему корректировок основного впрыска и диагностки по ним. На эту тему есть хорошая статья на дизельном форуме.
При работе мотора в реальных условиях нагрузка на мотор варьируется даже в режиме ХХ. Например, если включить ближний свет, это будет стоить папаше Дорсету еще 500$ около 1.5мм3 топлива на рабочий такт. ECU должен уметь корректировать подачу топлива для компенсации этой доп нагрузки на холостом ходу. За это отвечает логический модуль Idle Speed Control (ISC). Идея проста — добавлять или убавлять объем впрыскиваемого топлива пока усредненные обороты ХХ не совпадут с требуемыми. Похоже на обучение малому впрыску, но вместо "учебной" серии из N импульсов на форсунки уже идут "боевые" двойки импульсов предвпрыск + основной впрыск. В данном примере ISC подаст дополнительный объем топлива 1.5мм3/р.такт, то есть по каждой форсунке будет плюсовая корректировка +1.5мм3. Это уже достаточно большое количество, сравнимое с объемом предварительного впрыска. ECU распределяет эту корректировку между основным и предварительным впрыском: основная доля корректировки добавляется к объему основного впрыска и лишь небольшая часть – к объему предварительного впрыска.
Допустим в нашем моторе форсунки в режиме ХХ подают избыточное количество топлива, не соответствующее их калибровкам (переливают). Тогда ISC подберет корректировку равную разности между топливом требуемым дополнительной нагрузкой и избыточным, неучтенным, количеством топлива, подаваемым форсунками. Например, если на холостом ходу все форсунки переливают на 2мм3/р.такт и доп нагрузки нет, то корректировка ISC составит ‑2мм3/р.такт. При включении доп нагрузки 1.5мм3/р.такт суммарная корректировка составит ‑0.5мм3/р.такт. Отслеживая параметр корректировки ISC или изменение суммарной подачи топлива на ХХ можно сделать некоторые выводы о состоянии форсунок. Отрицательная корректировка ISC, или внезапно уменьшившийся общий объем топлива, рассчитанный ECU “к подаче”, на холостом ходу — признак льющих форсунок. С плюсовой корректировкой или увеличившимся объемом топлива на ХХ не все однозначно — это могут быть и загрязненные форсунки и доп. нагрузка на мотор.
Усложняем задачу. Допустим у нас в моторе две форсунки подают топливо в строгом соответствии с их индивидуальными калибровками, а две форсунки изношены и в режиме ХХ переливают топливо в количестве 2мм3 на рабочий такт каждая. В предыдущем примере дополнительная нагрузка в виде включенного света потребует 1.5мм3/р.такт * 4р.такта = 6мм3 доп. топлива на два оборота коленвала . Две льющих форсунки за эти два оборота КВ подадут 2мм3/р.такт * 2р.такта = 4мм3 лишнего топлива. Модулю ISC останется подать дополнительные 2мм3 топлива чтобы привести обороты КВ к заданному значению ХХ, или 2мм3 / 4 р.такта = +0.5мм3/р.такт в пересчете на каждую форсунку.
Но мотор при этом будет работать не равномерно. По-прежнему в два цилиндра с льющими форсунками будет поступать топлива на 2мм3/р.такт больше, чем в два других цилиндра с нормальными форсунками. Из-за этого скорость вращения коленвала во время рабочего такта у цилиндров с льющми форсунками будет выше. Для компенсации этого явления создана логический модуль Fuel Control for Cylinder Balance (FCCB). Он подбирает поцилиндровые корректировки подачи топлива для достижения одинаковой скорости вращения коленвала по всем цилиндрам, без изменения общего, суммарного объема подаваемого топлива. То есть FCCB перераспределяет (балансирует) общий подаваемый объем топлива между цилиндрами. В данном случае для достижения равномерного вращения КВ, а значит и одинаковой фактической подачи топлива, надо перекинуть подачу 1мм3/р.такт с льющих на нормальные форсунки. Поцилиндровые корректировки FCCB составят: #1 +1.0 | #2 +1.0 | #3 -1.0 | #4 -1.0 мм3/р.такт, плюсовые корректировки — по нормальным форсункам, минусовые — по льющим. Итоговая суммарная поцилиндровая корректировка ISC+FCCB составит #1 +1.5 |#2 +1.5 |#3 -0.5 |#4 -0.5 мм3/р.такт.
А что если корректировать подачу топлива поцилиндрово не только на холостом ходу а и в нагруженных режимах, уравнивая скорость вращения коленвала на рабочих тактах? Например у нас три форсунки под нагрузкой подают расчетные 40мм3/р.такт, а четвертая по факту льет все 50мм3/р.такт. Тогда корректировки FCCB составят #1 +2.5 |#2 +2.5 |#3 +2.5 |#4 -7.5 мм3/р.такт. Получили "бесплатный" инструмент для диагностики состояния форсунок на моторе под нагрузкой, без необходимости снятия форсунок на стенд. Но есть ситуации, которые мы не отловим этим инструментом: например, если все форсунки одинаково переливают под нагрузкой, и при этом укладываются в норму на ХХ, то есть не выдадут себя ни межцилиндровой корректировкой, ни минусовой корректировкой ISC на ХХ. Также при проблемах с компрессией в одном из цилиндров по этому цилиндру будет плюсовая коррекция, которая сложится с корректировкой, обусловленной состоянием форсунки.
В ряде электронных систем управления параметры суммарной корректировки топлива на ХХ (ISC) и межцилиндровой корректировки (FCCB) на ХХ можно мониторить в диагностических целях. Например у TLC на моторах 1GD-FTV, 1KD-FTV — это параметры Injection Feedback Value for Idle и Injection Feedback Value #. В некоторых системах, например BMW, межцилиндровую корректировку можно мониторить и под нагрузкой, параметр selective mass adjustment.
А теперь плохая новость: Все это — не про наш мотор 4D56U. По крайней мере я не нашел каких-либо упоминаний о поцилиндровой корректировке в режиме нагрузки, равно как и PID’ов для мониторинга поцилиндровых корректировок хотя бы на холостом ходу. Все что у нас есть — это значения корректировок малого впрыска. Можно ли как-то оценить состояние форсунок с помощью них — в следующем отчете.
Краткие итоги
При обучении малому впрыску ECU подбирает значения корректировок малого (1-2мм3) впрыска, используя в качестве калибровочного стенда сам мотор. Данные корректировки необходимы ECU для подачи точного количества топлива в импульсе предварительного впрыска. Корректировки компенсируют изменения характеристик форсунок, возникающие со временем из-за износа и/или загрязнения.
Кроме корректировок малого впрыска в некоторых системах управления применяются общие и поцилиндровые корректировки основного впрыска, измеряемые в режиме ХХ и/или под нагрузкой. Данные корректировки можно использовать для предварительной диагностики состояния форсунок. В ECU двигателя 4D56U данный тип корректировок отсутствует / недоступен для мониторинга.
Выражаю благодарность Эдуарду napic за ответы на ряд вопросов при подготовке отчета.
Проверка дизельных форсунок
Форсунки дизельного двигателя, также как и инжекторного, периодически загрязняются. Поэтому многие владельцы машин с дизельным двигателем задаются вопросом — как проверить форсунки на дизеле? Как правило, в случае их засорения топливо несвоевременно подается в цилиндры, и возникает повышенный расход горючего, а также перегрев и разрушение поршня. Кроме этого, возможен прогар клапанов, и выход из строя сажевого фильтра.
Форсунки дизельного двигателя
Проверка дизельных форсунок в домашних условиях
В современных дизельных двигателях повсеместно могут использоваться одна из двух известных топливных систем Common Rail (с общей рампой) и насос-форсунки (где на на каждый цилиндр отдельно подводится своя форсунка).
Они обе способны обеспечить высокую экологичность и КПД двигателя. Поскольку эти дизельные системы функционируют и устроены подобным образом, но Коммон Реил более прогрессивна с точки зрения эффективности и шумности работы, хотя и проигрывает в мощности, стала все более чаще использоваться на легковых авто, то далее будем говорить о ней. А про работу, неисправности и проверку насос форсунок расскажем отдельно, ведь это не менее интересная тема, особенно для владельцев автомобилей VAG группы, поскольку там довольно не сложно производится программная диагностика.
Самый простой метод вычисления забитой форсунки такой системы можно провести по следующему алгоритму:
Форсунка Common Rail
- на холостом ходу довести обороты двигателя до того уровня, когда проблемы в работе двигателя слышны наиболее отчетливо;
- каждую из форсунок отключают путем ослабления накидной гайки в месте крепления магистрали высокого давления;
- когда вы отключаете нормальную рабочую форсунку, то работа двигателя меняется, если же форсунка проблемная, то двигатель продолжит работать в таком же режиме и далее.
Кроме этого, проверить форсунки своими руками на дизельном двигателе можно путем прощупывания топливопровода на наличие толчков. Они будут результатом того, что ТНВД пытается нагнетать топливо под давлением, однако в силу забитости форсунки возникают сложности с его пропуском. Проблемный штуцер также можно определить по завышенной рабочей температуре.
Проверка дизельных форсунок на перелив (слив в обратку)
Проверка объема слива в обратку
По мере износа дизельных форсунок со временем возникает проблема, связанная с тем, что топливо из них попадает обратно в систему, из-за чего насос не может нагнетать нужного рабочего давления. Следствием этого может быть проблемы с запуском и работой дизельного двигателя.
Перед проверкой вам необходимо будет купить медицинский шприц объемом 20 мл и систему для капельниц (для подключения шприца вам понадобится трубочка длиной 45 см). Чтобы найти форсунку, которая скидывает в обратку больше топлива, чем ей положено, необходимо воспользоваться следующим алгоритмом действий:
- вынуть поршень из шприца;
- на запущенном двигателе с помощью системы подключить шприц к “обратке” форсунки (трубочку вставить в горлышко шприца);
- в течение двух минут держать шприц, чтобы в него набиралось топливо (при условии что оно будет набираться);
- повторять процедуру поочередно для всех форсунок либо соорудить систему для всех сразу.
На основании информации о количестве топлива в шприце можно сделать соответствующие выводы:
Проверка перелива в обратку
- если шприц пустой — значит, форсунка полностью исправна;
- количество топлива в шприце объемом от 2 до 4 мл также в пределах нормы;
- в случае, если объем топлива в шприце превышает 10. 15 мл, это означает, что форсунка частично или полностью вышла из строя, и ее необходимо заменить/отремонтировать (если льет 20 мл, то ремонтировать бесполезно, поскольку это говорит об износе седла клапана форсунки), так как она не держит давление топлива.
Однако такая простая проверка без гидростенда и тест плана не дает полной картины. Ведь на самом деле при работе двигателя количество сбрасываемого топлива зависит от многих факторов, она может быть забита и её нужно чистить или она подвисает и требуется в ремонте либо замене. Поэтому данный способ проверки форсунок на дизеле в домашних условиях позволяет лишь судить лишь об их пропускных способностях. В идеале количество пропускаемого ими объема топлива должно быть одинаковым и находиться в пределах до 4 мл за 2 минуты.
Для того, чтобы форсунки эксплуатировались как можно дольше, заправляйтесь качественным дизельным топливом. Ведь оно напрямую зависит от на работу всей системы. Кроме этого, ставьте оригинальные топливные фильтры и не забывайте вовремя их менять.
Проверка форсунок с помощью специальных приборов
Более серьезная проверка форсунок дизельного двигателя проводится с помощью прибора под названием максиметр. Под этим названием подразумевается специальная образцовая форсунка с пружиной и шкалой. С их помощью выставляется давление начала впрыска дизельного топлива.
Другой метод проверки — использование контрольной образцовой рабочей форсунки, с которой сравниваются эксплуатируемые в двигателе устройства. Всю диагностику выполняют при запущенном моторе. Алгоритм действий таков:
- выполняют демонтаж форсунки и топливопровода с двигателя;
- на свободный штуцер ТНВД подключают тройник;
- выполняют ослабление накидных гаек на других штуцерах ТНВД (это позволит топливу поступать лишь на одну форсунку);
- к тройнику подсоединяют контрольную и тестируемую форсунки;
- активируют декомпрессионый механизм;
- вращают коленчатый вал.
В идеале контрольная и тестируемая форсунки должны показывать одинаковые результаты в вопросе одновременного начала впрыска топлива. Если есть отклонения — значит, надо регулировать форсунку.
Метод с использованием контрольного образца обычно занимает больше времени, чем использование максиметра. Однако он более точный и надежный. Также можно проверить работу двигателя и форсунок дизельного двигателя и ТНВД на специальном регулировочном стенде. Однако они есть лишь на специализированных СТО.
Чистка форсунок дизеля
Чистка форсунок дизеля
Выполнить очистку форсунок дизельного двигателя можно самостоятельно. Работы необходимо выполнять в чистоте и при хорошем освещении. Для этого форсунки снимают и промывают либо в керосине, либо в дизельном топливе без примесей. Перед обратной сборкой нужно обдуть форсунку сжатым воздухом.
Также важно проверить качество распыления топлива, то есть форму “факела” форсунки. Для этого существуют специальные методики. В первую очередь нужен испытательный стенд. Там подключают форсунку, подают на нее топливо и смотрят на форму и силу струи. Зачастую для испытаний используют чистый лист бумаги, который подкладывают под нее. На листе будут отчетливо видны следы попадания топлива, форма факела и другие параметры. В соответствии с этой информацией можно будет в дальнейшем провести необходимые корректировки. Для чистки сопла иногда используют тонкую стальную проволоку. Ее диаметр должен быть минимум на 0,1 мм меньше, чем диаметр непосредственно сопла.
Возможные неисправности дизельных форсунок
Наиболее частой причиной неисправности является нарушение плотности посадки иглы в направляющей втулке форсунки. Если ее значение уменьшено, то через новый зазор протекает большое количество топлива. В частности, для нового инжектора допускается утечка в объеме не более 4% от рабочего топлива, которое попадает в цилиндр. В целом же, количество топлива из форсунок должно быть одинаковым. Обнаружить утечку топлива на форсунке можно следующим образом:
- найти информацию о том, какое давление должно быть при открытии иглы в форсунке (для каждого двигателя он будет различным);
- снять форсунку и установить ее на испытательный стенд;
- создать заведомо высокое давление на форсунке;
- с помощью секундомера измерить время, через которое давление упадет на 50 кгс/см2 (50 атмосфер) от рекомендуемого.
Проверка форсунки на стенде
Это время также прописано в технической документации к двигателю. Обычно для новых форсунок оно составляет от 15 секунд и более. Если форсунка поношенная, то это время может сократиться до 5 секунд. Если время меньше 5 секунд, значит форсунка уже находится в нерабочем состоянии. Дополнительную информацию о том, как ремонтировать дизельные форсунки (выполнять замену распылителей) вы можете почитать в дополнительном материале.
При износе седла клапана форсунки (не держит требуемого давление и происходит чрезмерный слив) ремонт бесполезен, обойдется больше половины стоимости новой (а это около 10 тыс. руб).
Иногда дизельный инжектор может давать небольшую или обильную течь горючего. И если во втором случае необходим лишь ремонт и полная замена форсунки, то в первом случае можно обойтись собственным силами. В частности, необходимо притереть иглу к седлу. Ведь основная причина подтекания — нарушение уплотнения на торце иглы (другое название — уплотняющий конус).
Для удаления подтекания дизельной форсунки зачастую используют тонкую шлифовальную пасту ГОИ, которую разводят с керосином. Во время притирки необходимо следить за тем, чтобы паста не попала в зазор между иглой и втулкой. По окончании работ все элементы промывают в керосине или солярке без примесей. После этого нужно обдуть их сжатым воздухом из компрессора. После сборки вновь проверить на наличие течи.
Выводы
Частично вышедшие из строя форсунки являются не критичной, однако весьма неприятной поломкой. Ведь их неправильная работа ведет к значительной нагрузке на другие узлы силового агрегата. В целом же, машину при забитых или ненастроенных форсунках эксплуатировать можно, однако желательно как можно быстрее выполнить ремонт. Это позволит сохранить в работоспособном состоянии двигатель автомобиля, что избавит вас от еще больших денежных расходов. Так что при проявлении первых же симптомов нестабильной работы форсунок на вашем дизельном автомобиле рекомендуем хотя бы элементарным способом проверить работоспособность форсунки, которую как видите вполне под силу сделать каждому в домашних условиях.
Как очистить и отрегулировать дизельные форсунки
Качественный распыл топлива напрямую влияет на эффективность сгорания топливно-воздушной смеси в цилиндре бензинового или дизельного двигателя. Если горючее подается неравномерно или не в заданный момент времени, тогда дизель теряет мощность на разных режимах работы, выхлоп дизеля становится черным, мотор начинает троить и т.д. Дизельный двигатель плохо заводится «на холодную», неустойчиво работает «на горячую».
Рекомендуем также прочитать статью о том, как самостоятельно замерить компрессию дизельного двигателя. Из этой статьи вы сможете узнать о том, как правильно мерить компрессию в цилиндрах.
Такие неисправности в системе питания дизельного двигателя могут привести к дорогостоящему ремонту. Несвоевременная подача топлива в цилиндры приводит к повышенному расходу горючего, перегреву и разрушению поршня, прогару клапанов, выходу из строя сажевого фильтра. Одной из частых причин неисправной работы ДВС является нарушение впрыска по вине топливных инжекторов. Чтобы избежать подобных неприятностей может потребоваться диагностика, промывка и/или ремонт дизельных форсунок.
Проверка форсунок дизельного двигателя своими руками
Для определения неисправной необходимо на заведенном двигателе довести обороты коленвала до такой частоты, когда сбои в работе дизеля заметны наиболее отчетливо. Далее каждую из форсунок последовательно отключают путем ослабления накидной гайки в месте крепления магистралей высокого давления к соответствующим штуцерам насоса. Если отключается «рабочая» деталь, тогда работа двигателя меняется. В момент отключения топливной форсунки, которая заведомо неисправна, никаких явных изменений в работе двигателя не произойдет.
Забитый инжектор можно выявить путем прощупывания топливопровода на предмет толчков, которые возникают в результате пульсации нагнетаемого ТНВД горючего при полной невозможности или только частичной его прокачке через сопло. Следует обратить внимание на штуцер вызывающей подозрение секции. Температура элемента будет выше сравнительно с остальными.
Экономичность дизеля и эффективность его работы сильно зависит от типа установленных распылителей, которые периодически меняют в процессе чистки, регулировки или ремонта топливной системы дизельного двигателя. Перед монтажом дизельной форсунки на мотор нужно убедиться в подходящей маркировке распылителя. Распылители на всех инжекторах должны быть одинаковыми, пропускная способность не должна отличаться.
Проверка форсунок на давление в момент впрыска, а также анализ эффективности распыла осуществляется при помощи специального прибора под названием максиметр. Максиметр является контрольным образцом в виде специальной форсунки. Такой элемент имеет тарировочную пружину и шкалу, которая нанесена на корпус и колпак. При помощи указанной шкалы становится возможным установить давление начала впрыска солярки.
Вторым способом является наличие контрольной образцовой рабочей форсунки, с которой сравниваются остальные. Данные проверки производят на заведенном дизельном двигателе. Чтобы проверить качество распыла и давление впрыска потребуется демонтаж форсунки и топливопровода с дизельного ДВС. Далее на свободный штуцер топливного насоса высокого давления монтируется специальный тройник, к которому подключают тестируемую деталь параллельно с заведомо исправной контрольной.
Контрольный инжектор предварительно регулируют на оптимальный показатель давления начала топливного впрыска, проверяют на качество распыла. Также необходимо осуществить ослабление затяжки накидных гаек на оставшихся штуцерах ТНВД. Это позволит прервать топливоподачу к другим дизельным форсункам. Последним шагом становится активация декомпрессионного механизма, выставляется максимальная подача горючего. После этого можно начинать вращение коленвала двигателя.
Обе форсунки (контрольная и тестируемая) должны демонстрировать одновременное начало впрыска топлива. Если тестируемый инжектор отклоняется от нормы сравнительно с контрольным образцом, тогда потребуется регулировка дизельной форсунки. Необходимо отрегулировать давление пружины тестируемой детали.
Для регулировки потребуется отвинтить колпак форсунки и ослабить контргайку. Далее при помощи регулировочного винта нужно установить такую степень затяжки пружины, чтобы оба инжектора в итоге осуществляли впрыск одновременно. Для определения эффективности и качества распыла тестируемой детали необходимо сравнить результат с показателями контрольного образца.
Проверка дизельных форсунок на давление впрыска и качество распыла при помощи контрольного образца займет больше времени по сравнению с использованием заранее подготовленного максиметра. Кроме проверки на двигателе с использованием ТНВД эффективность работы инжектора можно протестировать при помощи специального проверочного (регулировочного) стенда.
Очистка форсунок дизельного ДВС
В том случае, если потребовалась промывка дизельных форсунок своими руками, неисправную деталь снимают для осмотра и регулировки. Прежде чем ответить на вопрос, как очистить форсунки дизельного двигателя, следует отметить, что разбор инжектора необходимо осуществлять в условиях максимальной чистоты и освещенности.
Самостоятельно промыть дизельную форсунку можно керосином или качественным дизтопливом без примесей. Далее элементы детали аккуратно обдувают сжатым воздухом, после чего можно осуществить сборку в обратном порядке.
Если конструктивно предусматривается возможность регулировки подъема иглы, тогда регулировочный винт затягивают до упора. Далее указанный винт немного отпускают, тем самым обеспечивая нужный подъем иглы. Параметры касательно высоты подъема обычно указываются в руководстве по эксплуатации конкретного двигателя.
Качество распыла дизтоплива
Нормально работающая форсунка в момент подачи топлива производит одиночный, короткий и «кучный» впрыск, который сопровождается резким звуком. Распространенной ситуацией является то, что отверстия сопла форсунок (распылителя) могут быть частично забиты или изношены. Тогда сопло требует чистки или замены.
Рекомендуем прочитать статью о том, как правильно подбирать масло для дизельного двигателя. Из этой статьи вы узнаете об основных параметрах и критериях при выборе дизельного моторного масла с учетом индивидуальных особенностей и условий эксплуатации мотора.
В этом случае деталь необходимо закрепить на проверочном стенде и направить соплом в специально подготовленное место. В это место нужно положить чистую бумагу для того, чтобы упростить процесс диагностики. Далее осуществляется резкий впрыск топлива. После этого на бумаге можно увидеть следы или прорывы листа от струй солярки. Общее количество таких следов после впрыска должно быть идентичным сравнительно с общим количеством отверстий в конструкции распылителя. Если следов на бумаге меньше, тогда некоторые отверстия забиты и требуется очистка сопла (распылителя) дизельной форсунки.
Следы солярки на бумаге должны иметь одинаковую сгущенность, а также располагаться на равном удалении от центра. Важной функцией инжектора является не только подача, но и обеспечение максимально равномерного распыла дизтоплива по окружности.
Отверстия прочищают после разбора инжектора. Осуществлять чистку без разбора элемента не рекомендуется по причине того, что грязь и отложения останутся внутри. Распылитель и остальные детали необходимо тщательно промывать в керосине. Образовавшийся нагар, который находится снаружи составных элементов, аккуратно удаляется деревянным скребком. Сами отверстия прочищаются небольшим куском тонкой и мягкой стальной проволоки.
Распылитель подлежит замене, если диаметр отверстий сопла увеличен всего на 10% от максимально допустимого. Также поводом для замены сопла выступает и разница в диаметрах отверстий на 5%. После чистки или замены распылителя осуществляется обратная сборка форсунки.
Диагностика и регулировка дизельных форсунок
Частой проблемой является нарушение плотности посадки иглы форсунки в направляющей втулке. Если плотность уменьшена, тогда существенно больше топлива протекает через образовавшийся зазор между иглой и втулкой. Для исправного инжектора допускается протечка горючего не более 4% от общего количества топлива, которое подается в цилиндр двигателя. Общее количество топлива, которое сливается из разных форсунок за каждый отдельный промежуток времени, не должно существенно отличаться. Выявить отклонения от нормы можно при помощи следующих действий:
- необходимо затянуть пружину форсунки так, чтобы параметр давления открытия иглы совпадал с тем, который указан в технической литературе по эксплуатации конкретного дизельного двигателя;
- следующим шагом становится создание заведомо большего давления топлива, чем указанное в документации по эксплуатации ДВС. Затем нужно замерить при помощи секундомера время, за которое давление упадет на 50 кгс/см 2 от рекомендуемого;
Оптимальное время падения давления указано в технической документации по эксплуатации мотора. Зачастую требуется не менее 15 секунд для полностью новых форсунок. Для детали с пробегом данный показатель находится в рамках 5 секунд.
Если наклонить направляющую иглы на угол около 45 градусов, тогда игла должна выйти из нее не более чем на треть от длины направляющей. Игла должна выходить свободно, под собственным весом и при учете любого поворота вокруг оси. Указанную пару втулка-игла меняют в случае существенных отклонений в работе. Отдельная замена иглы без замены направляющей втулки не рекомендуется, так как данные элементы подгоняются друг к другу с высокой точностью.
Регулировка давления подъема иглы форсунки достигается путем изменения силы натяжения пружины. Максимально допустимое отклонение находится в рамках до 10 кгс/см 2 . Показатель величины такого давления указан в инструкции по эксплуатации ДВС.
Течи горючего из топливной форсунки
Также дизельные инжекторы могут давать как незначительную, так и обильную течь. В первом случае потребуется ремонт, во втором можно обойтись способом притирки иглы к седлу. Форсунки текут по причине нарушения уплотнения в области торца иглы, который еще называется уплотняющим конусом.
В том случае, если замечено подтекание дизельной форсунки, тогда осуществляется аккуратная притирка иглы к седлу. Для этого используется тонкая шлифовальная паста ГОИ, которую дополнительно разводят с керосином. В процессе притирки необходимо избегать попадания пасты в зазор, который присутствует между иглой и направляющей втулкой. По окончании все элементы промываются в керосине или чистой солярке, затем их обтирают соответствующими салфетками. Далее необходимо обдуть все части сжатым воздухом и произвести повторную проверку на наличие течи.
Признаки неисправности и проверка инжекторных форсунок без демонтажа. Диагностика электропитания форсунок, анализ производительности. Советы и рекомендации.
Особенности работы и причины неисправностей дизельных форсунок. Как самостоятельно выполнить снятие, дефектовку, разборку и ремонт форсунок дизельного ДВС.
Когда нужно чистить форсунки на автомобиле, признаки и симптомы. Самостоятельная чистка инжекторных форсунок: доступные способы очистки инжектора.
Почему и когда нужно промывать систему питания двигателя. Как промыть топливную систему двигателя самостоятельно: бензиновый и дизельный мотор.
Когда и для чего нужно снимать топливные форсунки с двигателя. Снятие форсунок на бензиновом и дизельном моторе: особенности процесса демонтажа.
Настройка холостых оборотов на карбюраторном и инжекторном моторе. Особенности регулировки ХХ карбюратора, регулировка холостого хода на инжекторе.