1.3 Пусковые электромагнитные форсунки

К электромагнитным форсункам относятся и пусковые гидроклапаны с электромагнитным управлением, которые по принципу действия мало чем отличаются от ЭМ-форсунок. Именно поэтому пусковые гидроклапаны чаще называют пусковыми форсунками.

Основное назначение пусковой форсунки (ПС-форсунки) — это работа в механической системе непрерывного распределенного впрыска во время запуска холодного двигателя. Иногда ПС-форсунка используется как форсажное устройство, наподобие ускорительного насоса в карбюраторе, или как устройство для запуска перегретого двигателя с турбонаддувом. Пусковая форсунка применяется и в некоторых системах впрыска группы "L". В любом случае ПС-форсунка работает непосредственно от бортсети автомобиля, а в систему электронного управления двигателем включается опосредовано через специальное электронное реле управления.

К ПС-форсункам требования высокой скорости срабатывания не предъявляются, что значительно упрощает конструктивное исполнение ее составных компонентов. Так, масса якоря электромагнита, который (якорь) одновременно является и запирающим элементом клапана форсунки, число витков катушки электромагнита, сечение распылительного сопла, упругость возвратной пружины — все это заметно увеличено по сравнению с рабочей клапанной ЭМ-форсункой.

1.4 Форсунка закрытого типа с плунжерным насосом

Ведутся исследования в направлении поиска принципиально новых способов впрыска бензина с помощью форсунок. Испытаны так называемые магнитоэлектрические форсунки, которые отличаются высоким быстродействием (0,5 мс), так как работают с принудительным высокочастотным переключением полярности магнитного поля в катушке соленоида.

Рисунок 4 – Форсунка закрытого типа с плунжерным насосом

Перспективными считаются также форсунки закрытого типа с дополнительным электромагнитным управлением (электрогидравлические). В системах впрыска бензина группы "Д" (впрыск в камеру сгорания) используется насос-форсунка закрытого типа с плунжерным насосом высокого давления, который приводится в действие от кулачка распредвала.

Насос-форсунка оснащен сливным каналом с быстродействующим электрогидравлическим клапаном. Комбинация — плунжерный насос, закрытая гидромеханическая форсунка, электроуправляемый от электронной автоматики сливной канал — дает возможность реализовать так называемый "послойный впрыск бензина" непосредственно в камеру сгорания ДВС. Это обеспечивает значительную экономию топлива за счет работы двигателя на очень бедных ТВ-смесях (а = 2,0), а также повышает ряд его эксплуатационных показателей.

При послойном впрыске цикловая подача бензина непрерывно дифференцируется по времени посредством управления давлением в рабочей полости насос-форсунки (под плунжером). Давление регулируется электроуправляемым гидроклапаном в сливном канале. Суть послойного впрыска топлива состоит в его подаче отдельными, строго дозированными порциями. Получается так: за один цикл впрыска бензин подается прямо в цилиндр не сплошной однородной струей, а несколькими частями, каждая из которых образует "свой" коэффициент избытка воздуха а. В объеме цилиндра образуется "послойный пирог" из ТВ-смеси разной концентрации. Преимущество послойного впрыска бензина состоит в том, что в первый момент воспламенения в зону центрального электрода свечи зажигания подается нормальная (стехиометрическая) ТВ-смесь с а = 1, которая легко возгорается. Далее процесс горения топлива в очень бедной ТВ-смеси (а = 2.0) поддерживается за счет "открытого огня", образовавшегося в первый момент воспламенения. Однако система впрыска бензина с насос-форсунками обладает двумя существенными недостатками: она содержит дорогостоящие и очень сложные механические устройства, а также способствует появлению значительных количеств оксидов азота в выхлопных отработавших газах двигателя, бороться с которыми крайне сложно. Тем не менее система выпускается фирмой TOYOTA для двигателей TD4 легковых автомобилей.

2 Основные неисправности форсунок, пути их возникновения и ремонт

2.1 Неисправности форсунок

Засорение и нарушение нормальной работы форсунок может произойти по целому ряду причин: некачественное топливо, сбой электроники, длительные периоды работы двигателя на холостом ходу, частые кратковременные поездки при непрогретом двигателе и так далее. Для борьбы с загрязнением применяются различные методы.

Основными признаками неисправности форсунок служат следующие явления:

• затрудненный пуск двигателя;

• неустойчивая работа двигателя на холостом ходу и в переходных режимах;

• провалы при резком нажатии на педаль газа;

• ухудшение динамики разгона автомобиля и потеря мощности двигателя;

• увеличение расхода топлива;

• повышение токсичности отработавших газов;

• появление детонации при разгоне вследствие обеднения смеси и повышения температуры в камере сгорания;

• пропуски воспламенения;

• хлопки в выпускной системе;

• быстрый выход из строя свечей, кислородного датчика (лямбда-зонда) и каталитического нейтрализатора.

Наиболее распространенной неисправностью форсунок является их загрязнение. Они расположены в зоне воздействия высоких температур. Следствие этого - закоксовывание содержащимися в топливе (особенно низкокачественном) смолами, образование на форсунке твердых отложений, перекрывающих (частично или полностью) распылительные отверстия и нарушающих герметичность игольчатого клапана. Кроме того, общее загрязнение элементов топливной системы (бака, трубопроводов, фильтра и т.д.) приводит к засорению частичками шлама каналов и фильтра форсунки. Основным способом восстановления нормальной работоспособности форсунок является их промывка.

Ниже будут представлены самые распространённые из неисправностей.

Рисунок 5 – Неудовлетворительно работающая форсунка

Жалобы: неудовлетворительная работа топливной системы, “чёрный дым”. Признаки: остатки от сгорания на внешней стороны инжектора. Возможные причины: некорректная установка инжектора (сильно затянут или неровно закручен с одной стороны), отсутствует уплотнительное кольцо, несоответствующий момент затяжки при установке.

Рисунок 6 - Неудовлетворительно работающая форсунка

Жалобы: неудовлетворительная работа топливной системы, “чёрный дым”. Признаки: остатки от сгорания на внешней стороны инжектора, сжатие уплотнительного кольца с одной стороны. Возможные причины: некорректная установка инжектора (сильно затянут или неровно закручен с одной стороны), отсутствует уплотнительное кольцо, несоответствующий момент затяжки при установке.

Рисунок 7 - Неудовлетворительно работающая форсунка

Жалобы: неудовлетворительная работа топливной системы, “чёрный дым”. Признаки: остатки от сгорания на внешней стороны инжектора, выделяющийся газ. Возможные причины: некорректная установка инжектора (сильно затянут или неровно закручен с одной стороны), отсутствует уплотнительное кольцо, несоответствующий угол затяжки.

Рисунок 8 - Неудовлетворительно работающая форсунка

Жалобы: неудовлетворительная работа топливной системы, проблемы при холостом ходе (вибрация), шум при сгорании. Признаки: перегрев, обгоревшее отверстие форсунки, остатки сгорания на конусе и корпусе распылителя. Возможные причины: тюнинг двигателя, неправильно подобранные или несоответствующие требованиям присадки к топливу, моторное масло во впускной системе, проблемы с уплотнителем, разжижение масла.

Рисунок 9 - Неудовлетворительно работающая форсунка

Жалобы: неудовлетворительная работа топливной системы, “чёрный дым”. Признаки: остатки от сгорания на внешней стороны инжектора, выделяющийся газ. Возможные причины: Некорректная установка инжектора (сильно затянут или неровно закручен с одной стороны), Некорректная установка инжектора (момент затяжки слишком высокий).

Рисунок 10 - Неудовлетворительно работающая форсунка

Жалобы: неудовлетворительная работа топливной системы, проблемы при холостом ходе (вибрация), шум при сгорании. Признаки: перегрев, алюминиевый налет на корпусе распылителя. Возможные причины: тюнинг двигателя, неправильно подобранные или несоответствующие требованиям присадки к топливу, моторное масло во впускной системе, проблемы с уплотнителем, разжижение масла.

Рисунок 11 - Неудовлетворительно работающая форсунка

Жалобы: неудовлетворительная работа топливной системы, проблемы при холостом ходе (вибрация), шум при сгорании. Признаки: масляный нагар на щелевом фильтре, низкая подвижность поршня клапана или иглы распылителя. Возможные причины: моторное масло в топливной системе, утечка моторного масла в CP, утечка в цилиндрической головке при обратном сливе топлива (CRIN).

Рисунок 12 - Неудовлетворительно работающая форсунка

Жалобы: сильный шум при сгорании, проблемы при запуске. Признаки: попадание инородных частиц во внутреннюю часть инжектора. Возможные причины: недостаточная, неполноценная фильтрация, забивание фильтрующего элемента свободными частицами, неправильная установка фильтра, попадание загрязнений при установке инжектора или транспортировке.

Рисунок 13 - Неудовлетворительно работающая форсунка

Жалобы: неудовлетворительная работа, трудности при запуске, проблемы при холостом ходе (вибрация), двигатель останавливается во время поездки, количество возврата слишком высокое. Признак: разрушение или износ седла шарика клапана. Возможные причины: топливо низкого качества с содержанием абразивных частиц, недостаточная, неполноценная фильтрация.