Топливный насос и форсунки – два основных элемента топливной системы дизельного двигателя. Не зависимо от того, каким двигателем оснащена Газель – ЗМЗ-405 или Камминз 2.8, которые начали устанавливать на газели в 2010 году, диагностика и, при возникновении необходимости, ремонт форсунок – процедуры для этого автомобиля достаточно регулярные. И не потому, что конструкция форсунок этих двигатель плоха или ненадежна, просто форсункам приходится работать в условиях высоких постоянных перегрузок, при этом точность настроек этих элементов двигателя должна быть высока. В противном случае их некорректная работа выразится в уменьшении мощности мотора, и в увеличившимся потреблении им топлива, а также в более обильном выхлопе. Кстати, содержание в нем тяжелых частиц будет превышать допустимые нормы.
Назначение форсунок
Форсунки, как в бензиновом, так и дизельном моторах, исполняют роль элементов, обеспечивающих впрыск топливовоздушной смеси в камеры сгорания двигателя. Они отмеряют требуемую дозу топлива, после чего в строго определенный момент рабочего цикла двигателя под давлением в несколько атмосфер подают его в цилиндр. Благодаря уникальной форме сопла (выходного отверстия форсунки), дизельное топливо или бензин, проходя сквозь него, распыляется, т.е. разбивается на мелкие капли, смешивается со сжатым воздухом и, воспламеняясь в цилиндре, образует т.н. факел.
Как видите, форсунки и в бензиновом и дизельном двигателях работают, по сути, по одному принципу, но в бензиновом моторе они создают давление относительно небольшое, измеряемое единицами, максимум, десятком атмосфер, в дизельном же двигателе давление в них достигает в несколько сотен, а порой даже и тысяч атмосфер. Разумеется, изготавливают форсунки из особых сплавов, способных и противостоять высоким температурам, и не деформироваться в условиях сверхвысокого давления.
Тем не менее, в дизельном двигатели эти элементы частенько выходят из строя и требуют настройки, ремонта, а то и полной замены.
Признаки неисправности форсунок
О том, что требуется ремонт форсунок Газель, понять можно по следующим признакам:
- резкое падение мощности двигателя;
- неравномерность работы двигателя, особенно при увеличенных его оборотах;
- неоправданно возросший расход топлива;
- изменение объема и качества выхлопных газов
Ремонт форсунок Газели
Форсунками именного типа оснащены дизельные двигатели Камминз, которые устанавливаются на Газель нового поколения. Конструкция этих форсунок настолько сложна, что их диагностику и ремонт может быть осуществлен только в автосервисе профессионалом высокого класса. Впрочем, и ремонт электрогидравлических форсунок отечественного дизеля ЗМЗ также достаточно сложен, чтобы пытаться осуществить его, не имея ни специального высокоточного оборудования, ни соответствующей квалификации.
Конечно, вышедшую из строя форсунку всегда можно заменить на новую (хоть это и весьма сложная операция, но, т.к. она не требует разборки агрегата, то и занимает меньше времени, и отнимает меньше сил), но рентабельнее, все-таки, ремонт. Разумеется, если он возможен.
Промывка форсунок может осуществляться двумя способами: без снятия их с двигателя путем добавления в топливо моющих присадок и на посредством специально для этого предназначенных ультразвуковых стендах. Второй способ дает более качественный результат, но он требует не только демонтажа, но и полной разборки форсунки. Конечно, проще промыть форсунки при помощи топливных присадок, но в случае их сильного засорения гарью и посторонними примесмями эффект может оказаться обратным: большое количество накипи, растворенной моющей присадкой, забивает собой трубопровод, топливный фильтр, а порой даже и сами форсунки, приводя к окончательному их выходу из строя.
Если в функционировании форсунок возникли серьезные неполадки, то следует как можно скорее обратиться в автосервис для проведения их диагностики, ведь, возможно, причина их поломки более серьезна, нежели банальное засорение. Но даже качествен промыть форсунки можно только в условиях автосервиса. Для этого форсунку в разобранном виде устанавливают на ультразвуковой стенд и погружают его в специально для этого разробатнный моющий состав, одновременно подвергая воздействию ультразвука. По окончании этой процедуры форсунка собирается и вновь устанавливается на двигатель автомобиля.
Принцип действия и типы форсунок
Форсунки современных двигателей могут быть механическими, электромеханическими, пьезоэлектрическими и электрогидравлическими в зависимости от того, какой механизм приводит в действие иглу, открывающую выпускной клапан форсунки.
В механической форсунке этот клапан открывается сам, как только давление внутри форсунки достигнет определенного уровня. Форсунки этого типа считаются максимально надежными, но имеют существенный недостаток: они не в состоянии с необходимой степенью точности отмерить необходимое для одного впрыска количество топлива. На старых дизельных моторах их степени точности в этом вопросе было вполне достаточно, но в дизельных моторах более поздних модификаций, оснащенных системами турбонаддува, требования ко всем параметрам форсунок сильно возросли, поэтому классические форсунки механического типа постепенно выходят из массового употребления.
Электромагнитная форсунка, появившаяся во второй половине минувшего века, отличается от традиционной тем, что в ней за подъем иглы отвечает электромагнит, включающийся благодаря сигналу от контроллера. Единственный недостаток форсунок этого типа состоит в том, что под слишком высоким давлением электромагнит срабатывает не всегда, а посему ставить такие форсунки на дизеля – занятие неблагодарное.
Их используют исключительно в бензиновых двигателях инжекторного типа, где они исправно работают, не требуя ремонта, годами.
Электрогидравлическая форсунка идеально совмещает в себе преимущества форсунок обеих рассмотренных нами типов. Конструкция ее, состоящая из двух топливных камер, устроена таким образом, что топливо в ней давит на иглу с обеих сторон – и сверху, и снизу. Когда давление в верхней и нежней камерах выравнивается, одинаковым становится и давление на иглу с разных сторон, и та пребывает в состоянии покоя. Но когда клапан верхней камеры, следуя сигналу от контроллера открывается, давление в ней за доли секунды падает, смещается и игла, открывая выпускной клапан, осуществляя тем самым впрыск дизельного топлива в цилиндр. Форсунки этого типа были разработаны непосредственно для дизельных двигателей и особенно широкое распространение они получили для дизельных моторов, оснащенных современными системами впрыска «Common Rail».
Вершиной инженерной мысли в сфере конструирования форсунок для дизельных моторов на сегодняшний день являются пьезоэлектрические форсунки, принцип работы которых основан на электромагнитных свойствах кристаллов. Устройство форсунок этого типа такое же, как и у электрогидравлических. Разница между ними состоит лишь в том, что сигнал к открытию верхнего клапана форсунки поступает от пьезо-кристалла, который при достижении определенного давления внутри форсунки вырабатывает электрический ток. Этот ток и является сигналом к началу нового цикла: верхний клапан форсунки открывается – давление в верхней камере понижается – игла смещается – открывается выпускной клапан – осуществляется впрыск топливовоздушной смеси в цилиндр. Главные преимущества этих форсунок – надежность и быстродействие. Выработка пьезо-кристаллом электрического импульса происходит в несколько раз быстрее, нежели посыл такого же сигнала с электромагнитного реле, как это происходит в электрогидравлических форсунках.