Что такое автомобильные форсунки — виды, устройство и принцип работы

Форсунка – неотъемлемая часть бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания. Поговорим более подробно, что она из себя представляет, по какому принципу работает, каково их назначение и в каких узлах транспортного средства используется.

Что такое форсунки в автомобиле

В широком смысле форсунка – это нагнетательный насос, который используется для распыления различных жидкостей (а иногда и порошков) под высоким давлением. В автомобильных двигателях эти устройства выполняют ту же самую функцию. Основная область их применения – распыление топливной смеси в инжекторных бензиновых и дизельных двигателях внутреннего сгорания.

Первая механическая форсунка была сконструирована в 1864 году российским ученым Александром Шпаковым, а затем усовершенствована другим отечественным инженером, Владимиром Шуховым. В двигателях внутреннего сгорания устройство впервые применил Рудольф Дизель. С появлением инжекторных моторов оно стало нужно и на бензиновых силовых агрегатах.

Для чего нужны форсунки

Форсунки необходимы для формирования топливной смеси внутри цилиндров. Благодаря работе прибора горючее распыляется, смешивается с воздухом и образует своеобразную парообразную взвесь. Она гораздо легче воспламеняется.

Кроме того, форсунки выполняют и другую важную функцию. Они дозируют топливо, которое поступает в цилиндровую группу.

Устройство форсунки

По сути, современная форсунка представляет собой клапан на базе электромагнита с программным управлением. Она включает в себя следующие конструктивные элементы:

• резиновая прокладка;
• фильтр;
• коннектор;
• индукционная катушка с подвижным сердечником, управляемый ЭБУ;
• возвратная пружина сердечника;
• входной коллектор;
• распылительная игла;
• сопло.

Находятся форсунки на головке цилиндроблока. Сколько их там, зависит от общего количества цилиндров, так как для каждого требуется по одной. В подавляющем большинстве легковых автомобилей их 4.

Похожие статьи

Что касается схемы расположения, то в большинстве «легковушек» форсунки выстроены в один ряд и закреплены на полой металлической трубке, по которой в них и поступает топливо.

Узнать, есть ли форсунки в конкретном двигателе и где они расположены проще всего прочитав технический паспорт транспортного средства.

До того, как форсунки начали использовать на инжекторных двигателях совместно с блоком управления, они имели несколько другое устройство. Вместо индукционной катушки с подвижным сердечником в них стоял клапан высокого давления, который срабатывал после нагнетания горючего топливным насосом при достижении определенного давления. Подобные устройства до сих пор используются на некоторых моделях дизельных двигателей.

Принцип работы форсунки

Работу автомобильной форсунки для большей наглядности можно разделить на несколько этапов:

• топливо под давлением поступает на входной коллектор устройства;
• ЭБУ в зависимости от степени нажатия на акселератор посылает на катушку электроток того или иного напряжения;
• сердечник катушки перемещается, в результате чего игольчатый клапан переходит в открытое положение;
• топливо начинает поступать в сопло, располагающееся на конце иглы, после чего оказывается в цилиндре и формирует смесь с нагнетенным туда воздухом.

Если речь идет о механической форсунке, то принцип ее работы будет несколько отличаться:

• под действием топливного насоса на 3-м такте двигателя горючее начинает поступать во входной коллектор форсунки;
• под воздействием интенсивного давления, обеспеченного насосом, клапан устройства открывается и топливо попадает в цилиндр.

Подобным образом форсунки работают на дизельных двигателях.

Типы форсунок

В современных транспортных средствах чаще всего используется три типа деталей:

• электромагнитная;
• электрогидравлическая;
• пьезоэлектрическая.

Поговорим про каждый из них более детально.

Электромагнитная

Клапаном, отвечающим за подачу горючего на сопло детали, в данном случае управляет индукционная катушка с подвижным сердечником. А ей, в свою очередь, управляют программные алгоритмы, внесенные в электронный блок управления. Они работают в зависимости от степени нажатия на акселератор.

На сегодняшний день электромагнитные форсунки являются одними из самых распространенных. Именно этот вид устройств устанавливают в подавляющее большинство бензиновых инжекторных моторов, которыми оборудуют легковые автомобили.

Подробнее устройство электромагнитного варианта устройства и принципа его работы описано выше.

Электрогидравлическая

Представляет собой гибрид электромагнитного и механического типа устройств. Используется в современных дизелях, оснащенных ЭБУ.

В основе работы этого типа устройства – разнице давления горючего. Когда клапан находится в закрытом состоянии, давление больше в области поршня, расположенного в камере управления, и менее интенсивно на игле. Когда необходимо произвести впрыск, с блока управления поступает соответствующий сигнал и электромагнитный клапан приоткрывается. При этом он распределяет топливо таким образом, что на поршень оно оказывает меньшее давление, чем на иглу. Благодаря подобному перераспределению он находиться в открытом состоянии. В результате этого игла приподнимается и бензин или ДТ может свободно поступать в цилиндр. Именно в этот момент и происходит собственно впрыск.

Пьезоэлектрическая

Представляет собой усовершенствованный вариант электрогидравлической форсунки. Имеет по сравнению с ней лучшие характеристики, так как очень быстро срабатывает. Благодаря этому за один такт можно произвести несколько впрысков топлива подряд (обычно 3 – 4). Это особенно важно для дизельных двигателей (что и обусловило область применения этой разновидности детали).

Конструкция пьезоэлектрической форсунки в точности повторяет таковую у электрогидравлической. Главное отличие состоит в том, что в данном случае вместо клапана-электромагнита на устройство устанавливают пьезоэлектрический элемент, который увеличивается в размерах при поступлении на него электрического тока.

Когда клапана находится в закрытом состоянии, на поршень камеры управления топливо оказывает интенсивное давление, а на иглу – низкое. При подаче тока на пьезоэлемент с ЭБУ он увеличивается, толкает поршень и тем самым открывает клапан. Давление перераспределяется – наиболее интенсивное оказывается на иглу. Топливо свободно сквозь нее проходит, в результате чего происходит впрыск.

Таким образом, количество поступающего в цилиндр топлива при использовании этой конструкции определяется длительностью воздействия электрического тока на пьезоэлемент, а также давлением топлива.

Следует отметить, что бывают и другие разновидности форсунок (например, механическая). Однако они постепенно выходят из употребления.

Основные проблемы топливных форсунок

Понять, что с форсункой возникли проблемы, можно по следующим «симптомам»:

• рывки во время движения;
• существенное ухудшение динамики;
• вибрация или «троение» мотора при переключении передачи или снижении скорости;
• значительное увеличение расхода горючего.

Если речь идет о дизельном моторе, то к перечисленным признакам добавляется появление черного дыма из выхлопной трубы. Он появляется вследствие излишнего поступления топлива в цилиндр, которое просто не успевает полностью сгорать.

Неисправности детали могут возникнуть по самым разным причинам. Вот наиболее распространенные:

• повышенное количество серы в горючем;
• коррозия;
• физический износ;
• засорение;
• неправильный монтаж;
• перегрев;
• попадание воды.

Если неприятности вызваны появлением окислов на внутренних стенках устройства или его засорением, поможет промывка. Ее можно выполнить несколькими способами.

Первый – залитие в бензобак машины специального очищающего состава. Это наиболее простой метод. Он полезен не только для чистки, но и для предотвращения дальнейшего появления загрязнений. Но он подходит только для относительно новых автомобилей. Это обусловлено тем, что таким способом нельзя удалить загрязнения большой интенсивности.

Второй способ – использование специальной промывочной установки. Она есть на каждой станции технического обслуживания. При этом грязь удаляется и с форсунок, и с топливной рамы. Следует помнить, что такой метод не подходит для сильно изношенных моторов. Также в автосервисе можно почистить форсунки с помощью ультразвука.

Наконец, третий способ – это очистка со снятием. Она подразумевает демонтаж форсунок с головки цилиндроблока и последующую ручную очистку. Метод применяют при наличии сильных загрязнений. Кроме того, он позволяет выявить наличие неисправностей.

Если на форсунке обнаружены физические повреждения или сильный износ, единственный вариант – ее полная замена. Произвести ее можно и самостоятельно, не обращаясь в автосервис. Для этого деталь извлекают из головки цилиндроблока, отсоединяют от системы подачи топлива и проводов, ведущих к ЭБУ, а затем в обратном порядке устанавливают на ее место новую.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Pinterest

где находятся и для чего нужны? Снижение мощности двигателя

Топливные форсунки играют большую роль в нелегкой «жизни» автомобильного двигателя. От них может зависеть работоспособность, расход топлива и общая производительность силового агрегата. Поэтому во избежание проблем, необходимо следить за их состоянием и своевременно

чистить форсунки в случае необходимости.

Большинство продвинутых автовладельцев, знают не понаслышке как чистить форсунки , а также, что может произойти если промывка форсунки будет несвоевременной. Некоторые автомобилисты доверяют только профессионалам, поэтому предпочитают чистить форсунки только на СТО. Топливные форсунки играют важную роль в инжекторном двигателе, точнее в системе впрыска топлива, и это действительно так. Задача форсунок заключается в подаче необходимого количества топлива в камеру сгорания, в виде мельчайших частиц, образующих своеобразную пыль, которая в последствии поджигается от искры.

Существует три основных критерия, по которым можно определить необходимость чистить форсунки .

1. Первый критерий это — производительность. То есть пропускная способность, при которой топливные форсунки могут обеспечить оптимальную подачу смеси.

2. Второй фактор это — герметичность и факел распыления. Подразумевается способность смешивания топлива с воздухом, в следствие чего образуется однородная смесь, имеющая прекрасные качества для обеспечения хорошего сгорания в цилиндрах. В результате двигатель получает: максимальную производительность, мощность, динамику и крутящий момент.

Со временем топливные форсунки выходят из строя, в связи с образованием на их поверхности возле запорных клапанов, различных от

Что такое форсунки, и принцип их работы

 В последнее время, топливные форсунки стали одним из важнейших элементов системы впрыска дизельных и бензиновых моторов в автомобилестроении. Инжекторные моторы получили большое распространение из-за более эффективного впрыска топлива и возможности добиться более качественной топливной смеси, а следовательно, появилась хорошая возможность улучшить экономичность, экологичность и мощность силовых агрегатов. Со временем, топливные форсунки развивались, и с каждым поколением появлялись новые особенности в конструкции. Далее в статье, будет приведена краткая информация о всех применяемых типах форсунок и особенностях их конструкции.

 Зачем нужны топливные форсунки

---

 Топливные форсунки — это элемент системы инжекторного впрыска топлива в камеры сгорания. Применяются на современных моторах с дизельным и бензиновым топливом. Форсунки распыляют топливо в камеры сгорания через сопла специальной формы, которые формируют строго заданный топливный факел, обеспечивающий качественное смешивание топлива и воздуха, что дает более полное сгорание топливной смеси. 

 Но существует небольшая разница между форсунками для бензиновых и дизельных систем, заключающаяся в рабочем давлении в топливной магистрали. В двигателях, работающих на бензине, современные бензонасосы создают давление в 1 — 2 атмосферы, а в «дизелях», специальные топливные насосы высокого давления, нагнетают дизельное топливо до давления в сотни атмосфер.

 Далее пройдемся по типам форсунок, отличающиеся по принципу работы клапанов.

 Механические форсунки

---

 Механическая форсунка отличается простотой и надежностью конструкции, используется в автомобильном производстве несколько десятилетий. Ее принцип работы основан на открытии клапана при достижении определенного давления. Конструкция форсунки представляет собой корпус, сопло, и подпружиненная игла, закрывающая доступ топлива к соплу. При достижении определенного давления в камере с топливом, нагнетающегося топливным насосом высокого давления — игла приподнимается, и дает доступ скопившемуся топливу к соплу. При резком падении давления в камере форсунки, игла снова перекрывает форсунку.

На фото: Механические форсунки дизельного мотора

 Данная конструкция позволяет использовать форсунки на самых простых дизельных моторах, но требования экономичности и экологичности двигателей повышаются с каждым годом. Это вынуждает производителей отказываться от данной конструкции, как неспособной дать большего контроля над процессом смешивания топливной смеси.

 Электромагнитные форсунки

---

На фото: Электромагнитные форсунки дизельного мотора

Многие современные и недорогие бензиновые двигатели оснащаются электромагнитными форсунками. Хоть конструкция не менее вынослива предыдущей, но она не приспособлена для работы с высоким давлением дизельных систем. Как становится понятным из названия, форсунка имеет похожую конструкцию с механической, только имеет электромагнит, поднимающий запорную иглу при сигнале от блока управления. Данная конструкция позволяет более точно регулировать момент подачи распыленного бензина в цилиндры, и позволяют добиться лучших показателей от силового агрегата.   

 Электрогидравлические форсунки

---

 Данный тип форсунок объединил две предыдущие технологии, и полностью приспособлен к использованию на «дизелях». Большое давление в топливной системе, уравнивается тем, что давление на иглу происходит сверху и снизу. Тем самым, в верхней камере и в нижней образуется одинаковое давление. Но в нижнюю камеру, топливо попадает через узкий канал, увеличивая время на уравновешивание давления в двух камерах.

На фото: Электрогидравлические форсунки дизельного мотора

 При срабатывании электромагнитного клапана, из-за равного давления — большая мощность не требуется, игла открывает доступ к соплу и позволяет топливу из нижней камеры поступить в цилиндр. Но верхняя камера напрямую соединена с топливной магистралью и быстро заполняется, увеличивая давление на иглу. После закрытия, нижняя камера наполняется топливом через узкий канал, и давление уравнивается.

 Форсунки показали себя надежным механизмом, эффективным при использовании на любых двигателях, но применяется на современных дизельных двигателях. Так как, на бензиновых системах достаточно и электромагнитных форсунок. Кроме этого, электрогидравлические форсунки применяются в двигателях с системой непосредственного впрыска топлива в цилиндры.

 Пьезоэлектрические форсунки

---

 Пьезоэлектрические форсунки — это самое современное изобретение, применяющееся на массовом производстве современных дизельных моторах, оснащенных системой непосредственного впрыска в цилиндры. По принципу работы. Они полностью повторяют электрогидравлические форсунки, за единственным исключением — в качестве привода клапана используется не электромагнит, а пьезоэлектрический кристалл.

На фото: Пьезоэлектрические форсунки дизельного мотора

 Уже давно известен эффект, при котором, некоторые кристаллы способны менять свою форму под воздействием электрического разряда. Этот же эффект наблюдается и в обратную сторону. Если воздействовать на такой кристалл механическим способом — то вырабатывается электрический разряд. При конструировании, были использованы кристаллы, способные увеличивать свою длину под воздействием электричества, приводя в действие механизмы клапана в форсунке.

 Основным преимуществом новой технологии, стала быстрота срабатывания клапана, что позволило производить многократный впрыск за один такт. Современные системы способны срабатывать до девяти раз за один такт. Это значительно улучшило качество топливной смеси, и позволяет еще больше улучшить характеристики дизельных агрегатов.

 Но к сожалению, даже современные технологии не застрахованы от поломок, а новые форсунки данного типа обходятся потребителю в круглую сумму. Поэтому, ремонт пьезоэлектрических форсунок — это целесообразное решение, а для ознакомления с ремонтными мастерскими, можно посетить данный сайт www.spbparts.ru.

Элемент 228258 не найден.

Что такое топливная форсунка: фото и двигатель

Некоторые не представляют, что такое автомобильная топливная форсунка. А те, кто имеет определенную информацию о ней, в большинстве своем незнакомы с принципами ее работы и предназначением. Данная деталь является неотъемлемой частью топливной системы автотранспортного средства. Топливная форсунка выполняет функции подачи необходимого количества горючего в саму камеру сгорания машинного двигателя. Конструкция форсунки обеспечивает смешивание солярки и воздуха, создавая горючую смесь. В данной статье постараемся разобраться в том, что такое форсунка, для чего она нужна и прочее. Также для наглядности, приведены фото.

Для чего нужна форсунка

Согласно утверждению, основной функцией возложенной на деталь, форсунка это своевременность подачи топливной смеси в камеру сжигания под определённым давлением. Состав смеси различается в зависимости от типа двигателя: бензиновому агрегату нужна соответственно бензиновая смесь, а дизелю – на основе воздуха и солярки. Перед попаданием горючего в саму камеру сгорания происходить смешивание определенного количества свежего воздуха и горючего. Затем эта смесь транспортируется в камеру сгорания.

Как активировать бортовой компьютер на Рено Дастер

Для передвижения смеси по топливной системе необходимо нагнетать давление с помощью специального клапана, который при открытии производит забор топлива и выталкивает полученную смесь в цилиндры.

На сегодня можно встретить достаточно большое разнообразие форсунок, которые отличаются приводом клапана и принципами работы. Отметим, что наиболее распространены автофорсунки с так называемым электромагнитным клапаном. Он, как правило, устанавливается на бензиновые ДВС из-за простоты своей конструкции и технологии работы. Единственный нюанс их периодически следует промывать.

Топливная форсунка работает на основе сигналов передаваемых электронным блоком управления, которые дают указание специальной обмотке, находящейся на корпусе форсунки, в конкретный момент создать разряжение для приема обозначенного количества бензина непосредственно в камере сгорания двигателя.

В указанное время, игла форсунки выходит из посадочного седла и выдавливает требуемый объем топлива под давлением в камеру сгорания. Количество атмосфер в топливной рампе всегда постоянно. В случае увеличения мощности в двигатель вливается больше топлива под более высоким давлением, которое нагнетается автоматически.

Второй класс форсунка это с электрогидравлическим приводом. Такая топливная форсунка, как правило, находятся на дизельных ДВС. Данное устройство функционирует согласно сигналам электронного блока, который определяет потребность мотора в топливе. В этом случае камера сгорания заполняется соляркой из-за разницы давлений на поршневую группу. Теперь более понятно, что такое форсунка 2-ой группы.

Что такое форсунка 3-ей группы? Она встречается более реже и устанавливается на дизеля с системой подачи топлива Common Rail. Они являются более лучшими по показателям нагнетания давления и скорости реагирования на управляющее воздействие. Поэтому в течение всего цикла топлива попадает прямо в камеру топливосгорания под определенным постоянным давлением, что хорошо влияет на мощность. Приводящее воздействие осуществляет гидравлика, как и во втором виде форсунок. Показано это и на разных фото.

Производим замену и ремонт

Ранее уже указывалось, что периодически происходит засорение, что ограничивает подачу топлива в силовой агрегат. Топливная форсунка должна быть чистой, и исправно работать. Для поддержания работоспособности двигателя следует проводить регулярную профилактику и очистку.

Заправка качественным бензином у проверенных дилеров снизит вероятность засорения жиклеров. Эти каналы, обеспечивают продвижение топлива из бака в камеры сгорания силовой установки автомобиля. Для защиты машины от топлива низкого качества в устройстве транспортного средства предусмотрено наличие различных фильтрующих элементов, которые расположены по всей топливной системе. Фильтры производят тонкую и грубую очистку. Фильтр грубой очистки используется при заливании бензина в бак, а фильтр мягкой очистки установлен в непосредственной близости от системы впрыска.

Рено Дастер противотуманные фары

В автомагазинах сейчас можно найти большое разнообразие моющих средств. Ими пользуются при очистке жиклеров. Такие присадки вливаются в бак с топливом, после чего они самостоятельно чистят каналы.

Такой подход можно использовать при незначительном уровне загрязнения жиклеров. В случае если степень засорения такова, что не позволяет завести машину, то следует использовать более действенную методику.

Другим методом избавления от загрязнения служит очистка комплектующих без их демонтажа. Для этого необходимо влить в топливо, находящееся в заправочном баке промывочную смесь. После следует отвести бензонасос и поводящие патрубки. Далее подающая магистраль подсоединяется к продувной установке, которая будет очищать канал. Она будет под высоким давлением вымывать с помощью промывающей смеси внутреннюю часть патрубка.

Последний способ как очищается топливная форсунка, используется, когда первые два оказались неэффективными. В этом случае происходит снятие форсунок с двигателя и погружение их в спецсостав в специальной емкости. В этой камере, с использованием ультразвука, происходит очистка. Он разрушает посторонние частицы в теле элемента.

Для профилактики необходимо доливать промывающую жидкость каждые 2000-3000 км пробега. Они прочищают как жиклеры, так и топливопроводную систему и узлы, которые подвержены засорению. Также следует обслуживать топливный специальный насос, который отвечает за подачу бензина в трубопровод, где давление всегда контролируется.

Где собирают Рено Дастер

Подведем итоги

Каждый современный автолюбитель имеет определенное представление о топливной системе, однако же, не все производят должное ее обслуживание и придерживаются правил эксплуатации. Довольно часто автосервис пополняется представителями автопрома с загрязненной топливной системой автомашины. Всегда топливная форсунка должна быть чистой, и работать исправно. Для предотвращения подобной ситуации необходим соответствующий уход за машиной.

Форсунки самое простое и самое сложное устройство

Форсунки – самое простое и в то же время самое сложное устройство на автомобиле.

Принцип действия их прост – электромагнит втягивает сердечник, игла открывает «проходное сечение» – бензин поступает во впускной коллектор.

 

На самом деле все обстоит значительно сложнее. Вспомним школьный курс физики.

Что такое обмотка? Катушка индуктивности. Для тех, кто еще не знал (а так же для тех, кто уже забыл) напомню, как протекает ток через нее.

 При появлении тока через проводник появляется магнитное поле. Изменение магнитного поля вызывает появление ЭДС противоиндукции (закон Фарадея). Ток в катушке нарастает плавно. При достижении максимального магнитного поля (называемого  насыщением) изменение магнитного поля прекращается, ЭДС противоиндукции прекращается, ток (а равно и магнитное поле) достигает своей максимальной величины.

        Как себя ведет в это время игла? Обозначим через «А» ток через форсунку, а через «h» высоту подъема иглы.

 

Как мы видим, в зоне поднятия и опускания иглы проходное сечение не определено (игла вроде бы не закрыта, но и не поднята полностью). Производительность форсунки непонятна….

        Наша задача —  сократить это время. Как этого добиться? Способ только один – уменьшить индуктивность катушки. Сократить количество витков….  Увеличим ток через обмотку?

 «Перегреем» ее. Ставим токоограничивающий резистор.

Таким образом, форсунка работает при меньшем, чем 12 в напряжении. К примеру, фирма TOYOTA применяет 5-вольтовые форсунки, а фирма Ситроен – аж 3-х вольтовые!
Токоограничивающий резистор раньше стоял под капотом. Но прогресс не стоит на месте, и его расположение может меняться….Фирма Mitsubishi, например, располагает этот резистор в блоке управления.
И только с появлением новых технологий (сплавов), появилась возможность избавиться от этого резистора. Современные форсунки могут быть и 12-вольтовыми. Обмотка сделана не из меди, а из латунных сплавов.
Таким образом, держа в руках форсунку, определить ее рабочее напряжение невозможно. Наиболее часто на нее подают 12 вольт.
Отсюда появился очень распространенный миф о том, что якобы ультразвуковая очистка «убивает» форсунки. Нет! «Убивает» их не ультразвук, а те «Кулибины», которые подают на них 12 вольт! Ведь вы же не знаете, на какое напряжение рассчитаны форсунки! Лично я решал эту проблему просто – у меня был «убитый» аккумулятор, вольт эдак на 4-6. Форсунка открывается – этого достаточно!
Очень оригинально эту проблема решена в стенде Web Sonic фирмы WeberMS. Этот стенд не определяет напряжение открытия форсунок – он ограничивает ток через них. Напряжение срабатывания получается автоматически.

Чистка форсунок

Не прекращаются споры, что лучше – ультразвук или Wynns? Попробуем разобраться. Для непосвященных поясню – Wynns это способ химической очистки форсунок. Просто он так называется по имени фирмы, являющейся лидером в производстве препаратов для химической очистки форсунок. В данном проекте участвует много фирм (включая наш родной сольвент – хуже, но дешевле!).
Не секрет, что в бензинах всегда присутствует определенное кличество смолистых компонентов, которые образуют нерастворимые отложения на деталях топливного тракта. Так же как и отложения в камере сгорания (клапанах) делятся на два типа – твердые и мягкие. 
Вы когда нибудь видели печную трубу? Снаружи очень мягкий налет, внутри очень твердое вещество. Так же и в форсунках. Смолистые отложения накапливаются во всех деталях топливного тракта – но большее влияние они оказывают именно в зоне иглы форсунки. Изменяют проходное сечение – меняют производительность и форму распыла.
Сначала образуются мягкие отложения. Очень хорошо смываются химическими методами. Например, фирма WYNN,S рекомендует чистку форсунок своим препаратом каждые 20.000 км (по другим источникам от 15.000 до 25.000). Ну а теперь скажите мне – кто из вас видел клиентов, которые следуют этим рекомендациям?
Эти мягкие отложения превращаются в твердые. Химическими методами уже не смываются…. Ультразвук использует разность прохождения звуковой волны в разных средах (ведь металл отличается от твердых отложений!?). Возникают кавитационные пузыри, отрывающие отложения от основного металла. Твердые отложения отрываются от деталей форсунки и превращаются в мягкие. Вот тут и кроется основная проблема ультразвуковой очистки (про химию мы забыли – она с твердыми не борется – не может!).
Как удалить продукты распада из зоны их образования? 
1.Обеспечить противоток жидкости (обратный поступлению топлива). Достижимо только подбором частоты открытия форсунок для обеспечения резонанса (по моим данным, в Москве не применяют).
2. Твердые отложения превратить в мягкие с помощью ультразвука. Ну а мягкие удалить с помощью химии. Наиболее прогрессивный метод. 
3.Никак не удалять. Наиболее распространенная методика (увы….)..

Химия или ультразвук?
Итак, возьмем Винс.
Вариант 1. Клиент каждые 20.000 чистит форсунки (таких не бывает, но теоретически предположим). Химия значительно эффективнее ультразвука. Отложения мягкие — смываются хорошо. Вся смытая гадость поступает в самое узкое место – игла – но тут же вымывается и вреда не наносит.
Вариант 2. Клиент приезжает на сервис после 100.000 км. Химия хорошо смывает все мягкие отложения и даже местами отрывает частицы твердых. Которые задерживаются в самых узких местах – игла. Проработав на лицензированной станции ВИНС, моя личная статистика говорит о том, что в 50 % данный вид очистки случаев не помогает, а в 50% случаев вредит. 

Наиболее актуально данная проблема стоит для форсунок двигателей с непосредственным впрыском топлива (это GDI,NeoDi, D4 –Япония, FSI – Мерседес и примкнувший к нему WV).В этом случае статистика весьма печальна — химия только вредит – смытая грязь забивает ТНВД, форсунки…. Стоимость ремонта после промывки весьма высока.
Но это тема отдельной статьи, которая в скором времени появиться на этом сайте.
 

   Автор:

Федор Рязанов (father), руководитель образовательного центра ИнжекторКар

Форсунка — Вікіпедія

Типова паливна електромеханічна форсунка у вигляді електромагнітного клапана

Форсу́нка (англ. force — нагнітати) — пристрій з одним або декількома отворами для розпилення рідини, яка надходить в нього під тиском. Форсунки використовують для подачі рідкого палива у зону горіння і вони забезпечують рівномірне і повніше згоряння палива в котлах, камерах згоряння теплових двигунів. Форсунки використовуються також для розпилення води (наприклад, для зволоження повітря чи ґрунту), отрутохімікатів, фарби, добрив та ін. з метою забезпечення рівномірного розподілу часток рідини по поверхні чи в об’ємі.

До паливних форсунок відносяться пристрої, що використовуються для підготовки рідкого палива до горіння, яка полягає в доведенні палива до такого стану, в якому воно легко перемішується з повітрям (окислювачем). Для підготовки до горіння паливо подрібнюється шляхом розпилювання або випаровується в результаті нагрівання.

Відповідно до цього виділяють два типи паливних форсунок: розпилювальні і випарні. Останні називаються також пальниками. Підготовлене паливо підводиться в зону горіння, причому конструкція форсунки повинна забезпечувати одночасну подачу палива і повітря у потрібній кількості і пропорціях та їх однорідне перемішування.

Автоматичні паливні форсунки і пальники, які використовуються, наприклад, в системах опалювання і побутових нагрівних агрегатах, регулюються відповідно до команд системи керування. Найбільше застосування паливні форсунки знаходять в теплоенергетиці та промислових технологічних процесах (наприклад, сушіння зерна).

Існує декілька типів розпилювальних форсунок: струменеві, вихрові і з обертовим розпилювачем.

Струменеві форсунки[ред. | ред. код]

В типову систему подачі форсунки високого тиску входять повітряний нагнітач, паливний насос, фільтр і клапан регулювання тиску. При запуску системи насос викачує паливо з бака і через фільтр підводить його до клапана регулювання тиску, який відкривається, коли тиск досягає заданого рівня (~0,7 МПа), і паливо поступає в розпилювач форсунки.

За принципом пневматичного розпилювання фарби працюють фарбувальні агрегати, за допомогою яких можна розпилювати водні та неводні фарбувальні суміші і навіть шпаклівки. У цих агрегатах фарба, вилітаючи з сопла фарборозпилювача, що є складовою частиною фарбувального агрегату, розпилюється струменем стисненого повітря.

Фарбувальна суміш під тиском надходить у фарборозпилювач і через внутрішній канал потрапляє в сопло. На виході з: сопла суміш підхоплюється струменем стисненого повітря, що проходить у просторі між стінкою сопла і внутрішньою поверхнею розпилювальної головки, і, вилітаючи, подрібнюється на найдрібніші частинки.

Вихрові форсунки[ред. | ред. код]

Розпилювач форсунки високого тиску має від двох до шести тангенціальних паливних каналів залежно від продуктивності агрегату. Через канали паливо поступає в порожнину розпилювача, закручується і викидається через сопло. Паливо розпилюється, утворюючи туман з дрібних крапельок, і поступає в зону горіння, куди подається і повітря.

Пневматичні форсунки низького тиску за своєю конструкцією аналогічні вищеописаним, а їх принцип роботи у певній мірі аналогічний роботі краскопульту. Тиск, при якому рідке паливо поступає в розпилювач, зазвичай не набагато вище за атмосферний.

Вихрова форсунка (форсунка відцентрового типу) зроблена так, що фарбувальна суміш надходить у внутрішню порожнину форсунки через вхідний канал, розміщений по дотичній до її внутрішньої циліндричної поверхні. Всередині форсунки фарба набирає обертального руху і завихрюється. Вилітаючи з вихідного, отвору форсунки, фарба під дією відцентрової сили розпилюється на найдрібніші частинки і утворює конусоподібний факел. У деяких форсунках завихрювання фарби створюється за допомогою спеціального гвинтоподібного сердечника, який є в корпусі форсунки

Для розпилювання фарби у вихрових форсунках повітря не використовується, тому за допомогою цих форсунок можна розпилювати лише водні ґрунтувальні і фарбувальні суміші які менш в’язкі (вапняні, силікатні тощо).

Форсунки з обертовим розпилювачем[ред. | ред. код]

У форсунках з розпилювачем, що обертається закручування потоку з часточками палива здійснюється обертанням корпусу розпилювача. При викиданні палива через радіальні сопла чашкового розпилювача в повітряний потік утворюється кільцевий плоский фронт полум’я.

• Мастрюков Б. С. Теплотехнические расчеты промышленных печей. — М.: Изд-во «Металлургия», 1972. — 368 с.
• Кисликов В. Ф. Будова й експлуатація автомобілів — К.: «Либідь», 1999.

GDI: особенности форсунок

Форсунка двигателя системы GDI представляет собой  дозирующее устройство высокой точности, конструкция которого предопределена   техническими условиями:

— точное дозирование топлива по временному показателю

— точное дозирование топлива по массовому показателю

— возможность формирования разных видов распыла топлива в зависимости от режимов работы двигателя

— способность сохранения  точности дозирования вне зависимости от изменения условий по давлению и температуре

 

Конструкция

 

Форсунка состоит из (фото 1):

1 – впускной канал с находящимся внутри «фильтриком»

2 – электрический разъем

3 – корпус форсунки

4 – нижняя рабочая часть с расположенным внутри утройством  для создания первоначального завихрения исходящего топлива

                            фото 1

Внутри корпуса форсунки находится:

 

1 – устройство завихрения «unit swirl»

2 – игла форсунки

3 – пружина форсунки

                            фото 2

Принцип действия

 

В зависимости от режима работы двигателя, токовый импульс от ECU ( бортового компьютера) или от Driver Injector («усилителя» форсунок), проходит через обмотку соленоида форсунки , вследствии чего  создается магнитное поле.

Игла форсунки преодолевает сопротивление пружины, приподнимается над седлом и открывает канал сопла форсунки.

Так как давление в топливной рейке перед форсункой превышает давление в камере сгорания, то за счет разницы давлений  топливо поступает в цилиндр двигателя.

 

Условия создания топливо-воздушной смеси

 

Для каждого режима работы двигателя системы GDI требуется топливо-воздушная смесь с различными параметрами по  соотношениям «воздух – топливо».

Основная задача форсунки – подача топлива в камеру сгорания в нужное время и в нужном объеме.

Важной составляющей этого процесса является качество распыления топлива, так как после поступления в камеру сгорания топливо должно за очень короткое время нагреться, испариться и образовать вместе с воздухом топливо-воздушную смесь  требуемого состава.

Чем быстрее струя топлива из форсунки распадется на мелкие капли, тем быстрее увеличится площадь распыленного топлива, тем самым создавая наиболее благоприятные условия для испарения топлива и перемешивания его с воздухом.

 

На качество распыления оказывают влияние такие факторы:

— давление топлива перед форсункой ( чем больше давление \ перепад давления , тем больше скорость истечения топлива из форсунки )

— конструкция форсунки: наличие устройства для завихрения позволяет первоначально «закрутить» струю топлива, тем самым создавая наиболее благоприятные условия для качественного и полного распыления топлива

— температура в камере сгорания: при более высокой температуре все химические процессы в камере сгорания происходят быстрее

 

В зависимости от перепада давления между «предфорсуночной камерой» и камерой сгорания, от состояния и работоспособности устройства завихрения внутри форсунки, завихрение и распыление топлива происходит по-разному.

 

«Отпечаток» капель топлива при различных условиях работы
(теоретический пример)

                        фото 3

1 – практически «идеальное» распыление

2 – пониженное давление перед форсункой

3 – неисправность форсунки: «засаженность»  устройства завихрения, осмоление седла иглы

 

Одно из основных отличий форсунки двигателя GDI от  «обычной» форсунки, является наличие устройства для завихрения топлива:

                      фото 4

Конструктивно оно исполнено таким образом, что топливо, проходя через него, начинает «завихряться» и на выходе форсунки имеет уже  высокую степень турбулизации , что помогает более быстрому испарению топлива и смешиванию его с воздухом для создания ТВС требуемого состава.

 

Примечание *А* :

1. «ТВС» — топливо-воздушная смесь
2. Фото форсунки предоставлено Дмитрием Юрьевичем ( ник «mek» на нашем Форуме), в мастерской которого и распиливалась данная форсунка, на что было потрачено около 5 ножовочных полотен (по количеству истраченных полотен  можно судить о прочности 
   «изделия»?)

Примечание *В* (лирическое):
   Мы как «дети малые».
Верим и доверяем всей  информации,  которую  нам соизволит предоставить производитель той или иной автомобильной фирмы.
Вот сказали — и весь автомобильный Интернет дружно «подхватил» утверждение о «завихрении топлива из форсунки».
Все поверили мгновенно и сразу.
На слово поверили.
 Но разве так жить интересно?
Верить всему, что говорят Авторитеты.
Нет, так жить  — неинтересно!
«Доверяй, но проверяй», — правильно?
Да, все вышесказанное можно опровергнуть, мол, нет смысла куда-то лазать и что-то разбирать, если «мануалы не врут», если «утверждение насчет завихрения» подтвердилось.
Может быть и «не врут».
Но точно — многое не договаривается. Оставляется «за кадром».
Потому что «кто-то и когда-то» решил ограничить  наши Знания той планкой, которые «они» установили в силу определенных причин.
Это может быть и правильно, но…
Основная масса читающих эти статьи работают не в дилерском или «полу-дилерском» автосервисе, где нельзя отступать от «мануалов», а надо строго выполнять все их требования. 
Где, например, если написано что «если сопротивление больше такого-то значения», то далее ничего делать  нельзя,  кроме одного — «заменить».
И к нашей рассматриваемой теме это имеет самое прямое отношение.
Раньше в мастерской Дмитрия Юрьевича было много форсунок, которые были «отбракованными».
Но после того, как несколько форсунок было распилено и изучено — после этого стеллаж с «отбракованными» форсунками просто перестал существовать.
Потому что их научились ремонтировать.
Как научились?
А это пришло «само собой» после того, как «влезли» внутрь конструкции форсунки, досконально разобрались с ней и поняли ее «слабые» места.
Так во всем остальном.

Надо постоянно помнить, что «политика недоговоренности» всегда существовала и будет существовать.
И если читать (изучать) какие-то «мануалы», то обязательно помнить: «Здесь сказано не все, здесь сказано только то, что разрешено сказать».
Не будем касаться такой темы, как «коммерческая или технологическая тайны», тут все понятно.
Надо касаться темы «недоговоренности».
И продолжать помнить об этом.
Потому что именно в какой-то «недоговоренности» и заключается «Тайна сия Великая».
Надо только обратить внимание на «недоговоренность», понять что скрывается «между строчек».
Ну например: мы все знаем (опять-таки из «мануалов»), что двигатель системы GDI имеет несколько режимов работы:
Ultra Lean Combustion Mode – впрыск топлива на такте сжатия
Superior Output Mode – врыск топлива на такте впуска
Two- stage nixing – впрыск топлива на такте впуска и такте сжатия

Это теоретически.
А практически что показывает нам сканер?
Он показывает такие режимы:
1. Compression on Lean ( работа на обедненной смеси)
2. STICH ( работа на смеси приблизительно стехиометрического состава).
Да, по сканеру можно узнать, что режим STICH можно условно разделить еще на два режима:
— работа в режиме «открытой петли»
— работа в режиме «закрытой петли»

И все. А режим Two-stage mixing не показывается и никак не обозначается. Где он? Когда он начинается и когда заканчивается?
Именно здесь и надо начинать «читать между строк».
Зная и понимая «недоговоренности», можно пытаться регулировать «дикий» расход топлива при помощи (например), того же TPS.
И с 20 литров его можно  «снизить» до приемлимых 10 (например).

Такое отношение к работе можно назвать как «техническое подвижничество».
И если вы хотите, что бы перед воротами вашей мастерской постоянно «толпились» автомобили , то к мысли такой прийти придется.
         Рано или поздно. 

Владимир Петрович