Меню

Единицы измерения дизельных форсунок



Производительность форсунки

Калькулятор расчета производительности форсунки

Калькулятор расчета производительности форсунки онлайн

Производительность форсунки — это ее максимальная пропускная способность в открытом состоянии (рассчитывается как подача максимального количества горючего за единицу времени). Измеряется в кубических см за минуту ([см³/мин] или [cc/min]) либо при расчетах мощности двигателя также может указываться как г/мин. Большинство производителей, в том числе Bosch, Siemens, Denso и Delphi в своих каталогах предоставляют размер инжекторов по американскому стандарту в фунтах за час (англ. — [lbs/hr]). Коэффициент перевода равен

10,5. Форсунки могут иметь очень широкий диапазон производительности, например для стандартных бошевских под двигатели ВАЗ — 125-137 см³/мин, а номинальные на «Тойоте» — от 155cc до 430cc. Что касается форсированных двигателей, то там могут стоять даже более чем 1000 cc/min.

Выбор форсунки для инжекторного двигателя базируется, в основном, на ее производительности. От этого показателя зависит устойчивая работа двигателя на разных режимах работы. И качестве распыления топлива (зависит от количества отверстий), что влияет на мощность двигателя и расход топлива. В данном материале мы покажем, как правильно выбирать производительность форсунки, а также приведем справочную таблицу для разных производителей и автомобилей.

Необходимость в расчете производительности форсунки может возникнуть при тюнинге двигателя или его замене. Ведь правильно подобранные форсунки являются залогом эффективной работы мотора, хороших динамических характеристик автомобиля и экономии топлива.

Расчет производительности форсунок

Стандартное давление, на которое рассчитаны большинство форсунок — 3 Бара. Однако если изменить давление в топливной системе, то автоматически изменится и расход топлива, проходящего через форсунку. Это наиболее простой метод увеличения ее производительности.

Для начала определимся с понятиями. Статическая производительность форсунок — это количество топлива, которое протекает через полностью открытый ее канал за единицу времени при определенном давлении. Единица измерения этой величины — грамм в минуту (г/мин). Для того, чтобы перевести значения из g/min в cc/min необходимо воспользоваться значением плотности бензина, которая зависит от октанового числа. Так, для А76 — 0,730 г/см³, АИ92 — 0,748 г/см³, АИ95 — 0,758 г/см³, АИ98 — 0,780 г/см³. Указанные величины в таблицах производители приводят для давления 3 кгс/см², если не обозначены другие условия, а плотность топлива

0,755 г/см³ (среднее при нормальных условиях).

При подборе форсунки по производительности необходимо выбирать модель, которая будет на 10. 15% больше от рассчитанного значения. При этом желательно, чтобы ее динамический диапазон, то есть время открытия, было минимальным, а линейный диапазон работы — как можно более широким. Также необходимо выбирать форсунку с максимальным количеством отверстий. Чем их больше — тем лучше. Если в форсунке много отверстий — это повышает динамические характеристики автомобиля, а также уменьшает расход топлива.

Что касается динамической характеристики форсунки, то под этим определением понимают время задержки открытия форсунки при данном напряжении в электросети автомобиля. Эту величину необходимо настраивать с помощью ЭБУ под конкретные условия работы. Кроме этого, она будет работать по-разному и при разных режимах работы двигателя.

Источник

Форсунка дизельная

Дизельная форсунка, которую нередко называют инжектором, является ключевой деталью дизельного двигателя. Ее основной задачей выступает подача топлива в камеру сгорания, а также его точная дозировка и распыление. Учитывая сложные условия эксплуатации, которые сопровождают эксплуатацию дизельного двигателя и выражаются в высокой температуре и серьезном давлении, от качества изготовления и эффективности выполнения форсункой своих функций зависит КПД всего агрегата.

Назначение

Наличие в конструкции топливной форсунки выступает отличительной чертой не только дизельных, но и бензиновых инжекторных двигателей. Необходимость в этой детали возникает из принципа работы обоих типов силовых установок, который предусматривает использование системы прямого впрыска горючего в камеры сжигания. При этом воспламенение топлива происходит под воздействием высокого давления, достигаемого за счет ТНВД. Уровень этого показателя в дизельных агрегатах намного выше, чем в инжекторных бензиновых установках.

Как следствие, эффективная работа двигателя на дизельном топливе возможна только при наличии специальной детали, способной обеспечить своевременную подачу нужного количества горючего, его распыление внутри камеры и герметичность си

темы. Основные функции дизельной форсунки уже были перечислены выше. Они состоят в следующем:

· впрыск топлива внутрь камеры сгорания;

· дозировка горючего, представляющая собой определение такого его количества, которое необходимо для достижения нужной мощности;

· распыление топлива внутри камеры сгорания, что обеспечивает более полное и эффективное сжигание;

· сохранение герметичности системы подачи топлива.

История изобретения и совершенствования

Первые модели дизельного двигателя, разработанные и изготовленные в конце позапрошлого века при непосредственном участии Рудольфа Дизеля, предусматривали наличие так называемой компрессорной форсунки и применение в качестве топлива керосина. Появление ТНВД позволило использовать намного более компактные и удобные бескомпрессорные форсунки.

Особенно удачной оказалась модель инжектора, созданная в 20-х годах прошлого века Робертом Бошем. Этот вариант дизельной форсунки с незначительными доработками и усовершенствованиями применяется до настоящего времени. Конечно же, эксплуатационные и технические параметры современных деталей, несмотря на общую схожесть конструкции, существенно превосходят разработки Боша, что объясняется значительным улучшением качества и точности изготовления, а также использованием в процессе производства новейших сталей и сплавов.

Ключевым усовершенствованием форсунки стало активное применение разнообразной электроники. Использование датчиков контроля и управления работой дизельного двигателя в целом и его отдельных узлов позволяет заметно повысить КПД и эффективность эксплуатации транспортного средства.

Устройство

В настоящее время продолжает активно использовать большое количество различных по конструкции и принципу действия типов дизельных форсунок. Несмотря на определенные особенности каждого из них, можно выделить несколько общих элементов или деталей, в том или ином виде присутствующих практически всегда. К ним относятся:

· корпус, в котором размещаются остальные детали и элементы дизельной форсунки;

· распылитель в виде иглы. Предназначение детали очевидно и заключается в распределении топлива в пространстве над поршнем;

· стержень или плунжер, который движется внутри корпуса форсунки, за счет чего нагнетается необходимый уровень давления;

· пружина запирания иглы. Используется для фиксации иглы в нужном положении;

· штуцер подвода топлива. Предназначен для подачи горючего в форсунку;

· управляющий клапан. Применяется для эффективного решения двух главных задач – дозировки топлива и определения регулярности его впрыскивания в камеру сжигания;

· фильтр очистки топлива. Один из элементов общей системы очистки используемого в дизельном двигателе горючего;

· штуцер обратного отвода излишков топлива. Назначение этого элемента форсунки также предельно очевидно – он применяется для того, чтобы отвести из форсунки топливо, не попавшее в камеру сжигания.

Устройство современных дизельных форсунок предусматривает обязательное наличие электронного блока управления. Входящие в него приборы и датчики в автоматическом режиме регулируют процессы, протекающие в рассматриваемом механизме, обеспечивая эффективную работу как инжектора, так и двигателя в целом.

Рабочие стадии

Эксплуатация дизельной форсунки предусматривает циклическое и последовательное повторение 4 рабочих стадий. В указанное число входят:

1. Закрытое положение форсунки. Начальный этап процесса. Предусматривает создание высокого давления одновременно со стороны плунжера и пружины, благодаря чему форсунка остается закрытой.

2. Начало впрыска. Автоматика подает сигнал, вследствие которого плунжер форсунки начинает двигаться вверх. В результате давление на иглу уменьшается, она также начинает подниматься, обеспечивая начало поступления топлива в камеру сгорания.

3. Полностью открытое положение форсунки. На этом этапе плунжер управления поднимается максимально, достигая верхнего упора. Это означает аналогичное перемещение иглы и режим полного открытия форсунки.

4. Конец впрыска. Завершающая стадия рабочего процесса. Она состоит в опускании управляющего плунжера и иглы форсунки, следствием чего становится перекрытие доступа горючего в камеру сжигания.

Приведенная выше схема с некоторыми корректировками достаточно точно описывает эксплуатацию дизельных форсунок любого типа. Важно понимать, что количество подобных рабочих циклов в период времени зависит от типа и мощности агрегата, вида самой форсунки и большого количества других факторов.

Разновидности и принцип работы

В сегодняшних условиях применяются самые разные виды дизельных форсунок. Их большое разнообразие объясняется как крайне широкой сферой применения, так и различиями в задачах, для решения которых они предназначаются.

Механическая форсунка

Традиционный вариант устройства, постепенно уступающий по популярности современным инженерным решениям. Именно его принцип действия был приведен выше при описании рабочего цикла дизельной форсунки. Он базируется на срабатывании клапана при достижении определенного уровня давления.

Механическая форсунка применяется в автомобилестроении в течение нескольких десятков лет. Однако, введение новых экологических стандартов и всеобщее стремление к повышению уровня экономичности дизельных двигателей привело к неуклонному вытеснению этого классического устройства более эффективным разработкам последних лет.

Главное направление совершенствования форсунки в частности и дизельного двигателя в целом – это передача контроля и управления большинством рабочих процессов электронным приборам и датчикам. Кроме того, отдельного упоминания заслуживает форсунка с двумя пружинами, разделяющая подъем иглы на две стадии. В результате обеспечивается гибкость в подаче горючего, более полное сгорание топлива и уменьшение шума при работе агрегата.

Электромеханическая форсунка

Главное отличие от механического варианта состоит в использовании для перемещения иглы форсунки вместо пружины электромагнитного клапана. Он управляется автоматикой, благодаря чему достигается точное определение количества необходимого топлива и оптимальная периодичность его впрыска.

Электромеханическая форсунка напоминает часто используемую в инжекторных бензиновых двигателях электромагнитную версию устройства. Она не используется в дизель-моторах, так как не способна выдерживать высокое давление.

Насос-форсунка

Еще одна вариация традиционного дизельного двигателя. Устройство агрегата не предполагает наличие обычного ТНВД. Вместо него для нагнетания необходимого уровня давления используются специальные насос-форсунки. Фактически, вместо одного топливного насоса высокого давления устанавливаются несколько более простых, каждый из которых обслуживает только одну форсунку.

Такое устройство двигателя позволяет подавать топливо в камеру сгорания под очень высоким давлением. Как следствие – обеспечивается уверенное самовоспламенение и более полное сжигание горючего. Отсутствие ТНВД позволяет сделать двигатель более компактным, что также выступает немаловажным достоинством.

Однако, использование системы насос-форсунка имеет и определенные недостатки. Главные из них – высокая требовательность к качеству применяемого дизельного топлива, а также более значительные расходы на изготовление двигателя в целом. Именно поэтому стремительно растет популярность еще одной разновидности дизельных форсунок и системы, предусматривающей их применение.

Пьезоэлектрическая форсунка

Устройство пьезофорсунки напоминает электромеханические или электромагнитные аналоги. Главное отличие заключается в использовании вместо электромагнитного клапана специального пьезоэлемента, часто называемого пьезоэлектрическим кристаллом. Его наличие обеспечивает крайне высокое быстродействие устройства. Благодаря этому клапан срабатывает в 4 раза чаще, чем в обычных электромагнитных форсунках.

Читайте также:  Угол кровли как измерить

Нет ничего удивительного, что пьезоэлектрические форсунки стали важным элементом системы впрыска Common Rail, которая используется сегодня практически повсеместно. Ее использование позволяет увеличить эффективность работы дизельного двигателя и повысить КПД при одновременном уменьшении расхода топлива и количества вредных выбросов.

Причины и способы устранения неисправностей

Главной проблемой при эксплуатации форсунок выступает низкое качество дизельного топлива. Оно может быть вызвано с продажей некачественного горючего на автозаправочных станциях, использованием различных красителей и присадок для дизтоплива, слишком большим количеством тяжелых фракций углеводородов или элементарным загрязнением топлива мелкими частицами различных веществ.

В любом из перечисленных случаев возникают крайне неприятные последствия в виде повышенного уровня износа и быстрой эрозии поверхности деталей и узлов дизельной форсунки. Следствием этого становятся очевидные проблемы в работе двигателя в целом, которые обычно выражаются в следующем:

· ослабление или перепады мощности в процессе эксплуатации автомобиля;

· трудности при запуске двигателя;

· порывистое движение при увеличении оборотов;

· заметный рост расхода дизельного топлива;

· увеличение количества выбросов или их качества (черный или сизый дым из выхлопной трубы) и т.д.

Современное диагностическое оборудование позволяет заблаговременно выявить возможные проблемы с форсунками двигателя. Поэтому для длительной и бесперебойной работы агрегата целесообразно регулярно проходить техническое обслуживание, причем в солидной специализированной организации.

Для устранения выявленных проблем применяются различные современные и весьма эффективные методы, требующие наличия соответствующего оборудования и навыков и обслуживающих его специалистов:

· промывка при помощи специальных присадок, добавляемых в дизельное топливо;

· промывка специальными техническими жидкостями на стенде;

· ручная промывка форсунок дизельного двигателя.

Своевременно проведенная диагностика и ремонт форсунок обеспечат длительную и беспроблемную эксплуатацию. В свою очередь, это гарантирует владельцу транспортного средства эффективную и экономную работу всего дизельного двигателя, установленного на автомобиле.

Источник

Как выбрать дизельную форсунку

Форсунки дизельных моторов существенно отличаются от бензиновых форсунок. Они сильно подвержены износу, но, что является огромным плюсом, просты в диагностике и обслуживании. В сервисном центре можно очень быстро проверить дизельные форсунки. При наличии некоторых теоретических знаний выявить неисправности форсунок можно и самому.

В данной статье эксперты Avto.pro расскажут об особенностях работы этих элементов топливной аппаратуры, их основных «болезнях», а также о том, как правильно выбрать новые форсунки.

Основные требования

Поскольку система подачи и дозирования топлива являются одной из важнейших систем автомобиля, к каждому ее компоненту предъявляют жесткие требования. Эти требования не особо менялись с течением времени, а вот подход к созданию топливной аппаратуры успел измениться несколько раз за какие-то 30 лет. Актуальные требования к дизельным форсункам таковы:

  • Топливо должно иметь оптимальную дисперсность, т.е. состоят из как можно более маленьких капель. Чем больше маленьких капель, тем больше будет суммарная поверхность, и, соответственно, тем быстрее топливо нагреется и сгорит;
  • Форсунка должно распределять топливо при впрыске по всей камере сгорания (объему);
  • Впрыск должен начинаться и прекращаться резко;
  • Допустимый диаметр капель топлива: 30-50 мкм . Это не исключает требования 1-го пункта, а скорее поправка к нему. Если капли будут мелкими, а струя топлива будет двигаться недостаточно быстро, она не сможет достигнуть краев камеры сгорания.

Несмотря на то что форсунки могут быть закрытыми и открытыми, в дизельных моторах сегодня используют только закрытые, т.е. не обеспечивающие непрерывную подачу топлива . Также закрытые форсунки бывают однодырчатыми и многодырчатыми.

Неисправности дизельных форсунок

Как и практически все элементы топливной аппаратуры, форсунки могут пострадать от множества воздействий – как внешних, так и внутренних. К счастью, все неисправности легко заметить самому, не прибегая к профессиональной диагностике. К последней стоит обратиться лишь тогда, когда автомобиль нужно оставить в сервисном центре и начинать готовиться к покупке новых деталей или ремонту уже установленных. Неисправности дизельных форсунок могут быть выражены в следующем:

  • Высокая температура, а также стуки отработанных газов;
  • Провалы, реже рывки рабочего двигателя при увеличении нагрузок;
  • Неустойчивая работа ДВС на невысоких оборотах;
  • Темный и токсичный выхлоп;
  • Существенное снижение мощности двигателя.

Вышесказанное справедливо и для бензиновых форсунок. Явным признаком неисправности топливной аппаратуры является падение мощности и странная работа двигателя при увеличении оборотов. В случае дизельных форсунок эксплуатационные неисправности могут быть разделены на 2 категории :

  • Неисправная работа форсунок вследствие неправильно монтажа или сборки аппаратуры . При установке новых форсунок мастер мог допустить перекос деталей, защемление иглы, а также закупорку топливных каналов;
  • Неисправности, вызванные загрязнением форсунок . Врагом номер один для дизельных моторов является само дизельное топливо. Во-первых, некачественное топливо со временем загрязняет топливную систему. Во-вторых, это же топливо может стать причиной перегрева. Как результат: нарушение герметичности, оплавление иглы, выход из строя топливного фильтра.

Реже форсунка грешит следующим: неверная регулировка давления (изношена пружина), заедание иглы (проблема решается зачисткой детали или ее заменой). Как правило, дизельная форсунка легко может отъездить заявленные производителем 100-150 тысяч километров. При правильной эксплуатации и заливке качественного топлива ресурс увеличивается еще на 30-50 тысяч километров.

Когда нужно производить промывку форсунок

Даже в самом качественном дизеле все равно содержатся тяжелые фракции, которые и загрязняют топливную систему. При долгом простое автомобиля процесс загрязнения происходит намного интенсивнее. Особенно страдают форсунки: геометрия отверстия распыления меняется, нарушается состав и поведение топливно-воздушной смеси, падает мощность двигателя. Прочистка форсунок дизельного автомобиля – как раз то, что позволяет решить часть связанных с топливной аппаратурой проблем. Обслуживание форсунок нужно производить как минимум каждые 5000 часов работы , а для некоторых двигателей эта цифра уменьшена до 500 часов. Вот когда чистка форсунок критически необходима:

  • Пуск двигателя сильно затрудняется;
  • Двигатель глохнет на холостых;
  • Сильно упала мощность ДВС;
  • Выпускная система хлопает при работе;
  • Сильно увеличился расход топлива.

Чистку производят на специальных установках. Стоит отправиться к мастеру и делегировать эту работу ему. В теории, чистку можно произвести и самому. Использование заливаемых в бак промывочных жидкостей дает очень слабый результат, а если вся топливная система сильно загрязнена (если автомобиль старый и долго не обслуживался – это точно так), то чистящий препарат выведет из строя всю систему разом.

Ремонт или покупка новой детали?

Сегодня большая часть дизельных форсунок производится четырьмя фирмами: Siemens , Bosch , а также Denso и Delphi . Конечно, у них есть конкуренты, но все же именно эта четверка занимает большую часть рынка. По этой причине на многих, если не большинстве, автомобилях стоят форсунки именно этих производителей. Почему это так важно? Дело в том, что топливная аппаратура далеко не всех производителей поддается ремонту. Давайте разберемся:

  • Bosch Common Rail . Одна из самых распространенных на данный момент форсунок. Ее можно отреставрировать без особых проблем. Чаще всего выходит из строя мультипликатор, седло, шток. Последний элемент не подлежит реставрации. При ремонте форсунки распылитель или меняют, или чистят ультразвуком;
  • Denso Common Rail . Японские форсунки все чаще устанавливают на европейские автомобили. По качеству они значительно превосходят аналоги из своей ценовой категории. Форсунки практически не поддаются ремонту. Во-первых, на них мало запчастей. Во-вторых, со сборкой и разборкой детали справится лишь толковый мастер с большим опытом – в форсунке очень много мелких деталей и для ее разборки нужно специальные ключи;
  • Delphi Common Rail . В этих форсунках нередко выходит из строя клапан, чуть реже – распылитель. И то, и то иногда можно найти в специализированных магазинах, но зачастую приходится заказывать в сети. После чистки и замены деталей автолюбитель получает новую форсунку в старом корпусе. Это обойдется вдвое дешевле покупки полностью новой детали;
  • Пьезоэлектрические форсунки . Наибольший опыт в создании форсунок нового поколения сегодня имеют Bosch и Siemens . Форсунки с пьезо-кристаллами все чаще устанавливают на новые модели авто европейских концернов. Как правило, в них выходит из гидроаккумулятор. Чуть реже ломается клапан и заклинивает распылитель. Ремонтировать пьезоэлектрические форсунки легко (банальное «разобрал, поменял, собрал»), но запчасти для ремонта редко бывают в продаже.

Обращайте внимание на фирму-производителя форсунок. Если это Bosch , то деталь почти наверняка можно отремонтировать. Это дешевле, чем покупка новой форсунки. Ремонт детали от Delphi еще дешевле, но в подавляющем большинстве случаев сопряжен с ожиданием поставки запчастей. Если же на автомобиле стоит отработавшая свое форсунка Denso , то ее лучше выбросить и искать замену. Различные форсунки с пометкой Piezo приходится менять на новые, но в ближайшем времени стоит ожидать того, что запчасти для них начнут появляться в магазинах.

Как выбрать новую форсунку

Если ремонт невозможен, приходится покупать новую запчасть. В случае форсунок в ремонте нет особо смысла, если деталь успела отъездить 100-150 тысяч километров (бывают исключения). Приходится искать замену. Найти ее не так уж сложно. Вот как можно вести поиски:

  • По VIN-коду . Старый и проверенный способ, который в некоторых случаях является единственно верным и надежным;
  • По коду форсунки . Если нужно найти форсунку Commor Rail , то можете быть уверены – задача не из простых. Такие форсунки имеют индивидуальный код, в который «вшиты» данные детали: расход, зависимости от давления рабочих параметров, время реакции. Если у вас форсунка Delphi и вы знаете ее код, то лучше взять точно такую же, руководствуясь кодом. При сборке транспортного средства код форсунки фиксируется в блоке ECU ;
  • По данным авто . Конкретно: марка авто, модель, данные двигателя, год выпуска. Всегда есть вероятность допустить ошибку и купить не вполне подходящую форсунку, которую будет очень легко найти в интернет-каталогах. Здесь нужно отдавать предпочтение проверенным каталогам, работой над которыми занимаются специалисты – они должны уточнить совместимость запчасти с конкретным автомобилем и подобрать ближайшие к оригинальной запчасти аналоги.

Как показывает практика, лучше покупать оригинальную форсунку – она обходится дороже аналога со вторичного рынка, но становится на автомобиль без особых проблем. Если тот же аналог был выбран неточно, то автолюбитель столкнется со следующими проблемами:

  • Высокая шумность работы мотора;
  • Повышенная дымность выхлопа;
  • Снижения КПД двигателя;
  • Увеличенный расход дизеля.

Особого смысла разбираться в особенностях генерации индивидуального кода и внесении корректировок в блок управления нет – все это должны знать мастера, у которых также имеется тестовое оборудование и специализированный софт. На примере Delphi Common Rail : форсунки последних моделей имеют 20-значный код C3i , а более старые модели – 16-значный C2i . Ставя новую форсунку, мастер вносит корректировки кода в блок ECU и тот начинает корректно работать с новой деталью. Если код не менять, то блок будет руководствоваться характеристиками старой форсунки. Результат – указанное в списке выше.

Читайте также:  Выберите единицы измерения количества теплоты

Экскурс по брендам

Дизельная форсунка не является той запчастью, на которой можно экономить. Если есть возможность купить оригинал или стоящий аналог, то выбор должен быть очевидным. Однако и здесь есть возможность немного сэкономить и взять неплохой бюджетный аналог . При выборе форсунки сперва нужно обратить внимание на продукцию следующих брендов:

Выше указаны премированные производители, которым доверяют тысячи автолюбителей во всем мире. Продукция очень качественная и по сути является все тем же оригиналом – часть форсунок немецкого производства идет прямо на заводы автоконцернов . Автолюбители могут найти в магазинах и электронных каталогах и более доступные в ценовом плане аналоги под именами нескольких известных брендов. А именно:

Как показывает практика, замен форсункам в сборе или отдельным их элементам от четверки производителей из первого списка может не быть. Самый верный вариант один: не искать ближайших аналогов, а брать конкретную запчасть. Если ее не будет в наличии, лучше сделать заказ и ждать поставки, или же снять рабочую деталь с автомобиля в разборке.

Вывод

Часто бывает так, что найти подходящую дизельную форсунку для конкретного автомобиля очень сложно. Во-первых, нужно уточнить совместимость. Во-вторых, нужно выбрать запчасть от известного производителя (хотя здесь выбор не так велик – в основном попадаются Bosch и Denso ). В-третьих, нужно быть готовым к немалым тратам на запчасть. Однако смысла экономить, покупая б/у или не самый подходящий бюджетный аналог, нет вовсе. В случае поломки форсунки стоит обратиться в сервис и узнать, можно ли ее отремонтировать – зачастую это вдвое-втрое дешевле покупки новой запчасти.

С полной версией статьи можете ознакомиться здесь .

Источник

В чем измеряется давление в форсунках

Надежность работы форсунок во многом зависит от чистоты собираемых деталей и от правильного выбора зазоров в прецизионной паре, поэтому перед сборкой все детали тщательно моют в чистом дизельном топливе и продувают сжатым воздухом. Особое внимание обращают на правильную сборку распылителя как наиболее ответственного узла форсунки. Распылители форсунок судовых дизелей в большинстве притирают совместно с иглой, поэтому в собранном узле замена только одной детали не допускается. На заводах массового производства в основном внедрена селективная сборка.

Собранные распылители и форсунки должны удовлетворять определенным требованиям, выполнение которых контролируют при помощи специальных приборов. Распылитель в сборе должен обеспечивать:

  • достаточную гидравлическую плотность;
  • свободное перемещение иглы в направляющей;
  • герметичность;
  • гидравлическое единообразие.

После сборки распылитель проверяют на гидравлическую плотность. Зазор между иглой и ее направляющей должен быть таким, чтобы обеспечивались минимальные утечки топлива без опасности зависания иглы. Зазор измеряют в поперечном сечении, расположенном у кармана форсунки, а проверяют обычно косвенным путем при определении плотности.

Гидравлическую плотность проверяют на специальной установке. Пружину форсунки затягивают до давления в 1,5—2 раза превышающего давление открытия иглы, затем ручным насосом создают давление и измеряют время его падения, например с 35 до 30 МПа или от 20 до 18 МПа. Перед каждой опрессовкой должен производиться один впрыск. Время падения давления не должно выходить за пределы, установленные техническими условиями. Подтекание топлива по уплотняющему конусу распылителя, проявляющееся в образовании капли на выходе из сопла, при этом испытании не допускается. Правильность показаний установки предварительно проверяют на эталонных распылителях. Испытания ведут на специальной смеси определенной вязкости, например смеси дизельного топлива с веретенным маслом или авиационным маслом вязкостью 9.9—10,9 сСт, а также на чистом дизельном топливе при определенной температуре. Вязкость смеси, ее температуру, состав, а также методику проверки гидравлической плотности распылителей обычно устанавливают заводы-изготовители. Плавность перемещения иглы в корпусе распылителя проверяют при тщательно промытых и смоченных дизельным топливом деталях. Вынутая из направляющей на 1/3 длины игла должна свободно перемещаться под действием собственного веса при любом повороте вокруг оси и наклоне корпуса распылителя под углом 45° к горизонтальной плоскости.

Герметичность запорного конуса распылителя проверяют на аккумуляторном стенде. При давлении в кармане распылителя, меньшем на 1 МПа давления затяжки пружины иглы, не допускается ни появления капель, ни потения у сопловых отверстий. При дальнейшем повышении давления до давления открытия иглы допускается появление капли без ее отрыва от сопла.

Если это требование не выполняется, то производят совместную притирку распылителя и иглы по конусу. При проверке герметичности на стенде без аккумуляторной емкости создают в кармане форсунки давление на 1,5—2,5 МПа меньше давления открытия иглы форсунки. При этом давлении в течение 20 с на сопле не должны появляться капли топлива.

Гидравлическое единообразие распылителей проверяют при проливе определенного количества топлива заданной вязкости и температуры на установке постоянной подачи аккумуляторного типа. Давление пролива выбирают таким, чтобы обеспечивался при проливе режим течения, при котором коэффициент расхода остается постоянным. Обычно фиксируют время, в течение которого проходит через распылитель 1 кг топлива. Допускаемое отклонение времени на пролив этого топлива не должно превышать ±10% номинального. При таких результатах обеспечивается взаимозаменяемость форсунок без подрегулировок топливных насосов на стендах. Перед испытанием распылителей на гидравлическое единообразие стенд проверяют на эталонном распылителе.

После проверки распылителя регулируют давление (допуск не более 4% номинального) начала подъема иглы форсунки. Часто одновременно с этой регулировкой проверяют качество распиливания топлива на стенде с ручным приводом насоса. Необходимо, чтобы форсунка обеспечивала туманообразное распиливание топлива без заметных на глаз отдельных капель, сплошных струек и местных сгущений с характерным резким дробящим звуком. Перед началом и после окончания впрыска на конце сопла не должна появляться капля топлива. Начало и конец впрыска должны быть четкими. Охлаждаемые форсунки дополнительно проверяют на герметичность полости охлаждения.

Собранную форсунку обычно испытывают на режиме, соответствующем номинальному режиму работы дизеля, продолжительностью не менее 1 ч. После обкатки форсунку разбирают и осматривают с целью обнаружения и устранения дефектов. Окончательно собранную форсунку подвергают контрольному испытанию продолжительностью 30 мин при работе на номинальном режиме с последующей проверкой качества распиливания на аккумуляторном или ручном стенде. После испытаний форсунка должна пройти консервацию путем прокачки защитной смеси под давлением. Отверстия подвода топлива и распылитель закрывают заглушками. Форсунки хранят и транспортируют в специальной таре.

Производительность форсунки — это ее максимальная пропускная способность в открытом состоянии (рассчитывается как подача максимального количества горючего за единицу времени). Измеряется в кубических см за минуту ([см³/мин] или [cc/min]) либо при расчетах мощности двигателя также может указываться как г/мин. Большинство производителей, в том числе Bosch, Siemens, Denso и Delphi в своих каталогах предоставляют размер инжекторов по американскому стандарту в фунтах за час (англ. — [lbs/hr]). Коэффициент перевода равен

10,5. Форсунки могут иметь очень широкий диапазон производительности, например для стандартных бошевских под двигатели ВАЗ — 125-137 см³/мин, а номинальные на «Тойоте» — от 155cc до 430cc. Что касается форсированных двигателей, то там могут стоять даже более чем 1000 cc/min.

Выбор форсунки для инжекторного двигателя базируется, в основном, на ее производительности. От этого показателя зависит устойчивая работа двигателя на разных режимах работы. И качестве распыления топлива (зависит от количества отверстий), что влияет на мощность двигателя и расход топлива. В данном материале мы покажем, как правильно выбирать производительность форсунки, а также приведем справочную таблицу для разных производителей и автомобилей.

Необходимость в расчете производительности форсунки может возникнуть при тюнинге двигателя или его замене. Ведь правильно подобранные форсунки являются залогом эффективной работы мотора, хороших динамических характеристик автомобиля и экономии топлива.

Расчет производительности форсунок

Стандартное давление, на которое рассчитаны большинство форсунок — 3 Бара. Однако если изменить давление в топливной системе, то автоматически изменится и расход топлива, проходящего через форсунку. Это наиболее простой метод увеличения ее производительности.

Для начала определимся с понятиями. Статическая производительность форсунок — это количество топлива, которое протекает через полностью открытый ее канал за единицу времени при определенном давлении. Единица измерения этой величины — грамм в минуту (г/мин). Для того, чтобы перевести значения из g/min в cc/min необходимо воспользоваться значением плотности бензина, которая зависит от октанового числа. Так, для А76 — 0,730 г/см³, АИ92 — 0,748 г/см³, АИ95 — 0,758 г/см³, АИ98 — 0,780 г/см³. Указанные величины в таблицах производители приводят для давления 3 кгс/см², если не обозначены другие условия, а плотность топлива

0,755 г/см³ (среднее при нормальных условиях).

При подборе форсунки по производительности необходимо выбирать модель, которая будет на 10. 15% больше от рассчитанного значения. При этом желательно, чтобы ее динамический диапазон, то есть время открытия, было минимальным, а линейный диапазон работы — как можно более широким. Также необходимо выбирать форсунку с максимальным количеством отверстий. Чем их больше — тем лучше. Если в форсунке много отверстий — это повышает динамические характеристики автомобиля, а также уменьшает расход топлива.

Что касается динамической характеристики форсунки, то под этим определением понимают время задержки открытия форсунки при данном напряжении в электросети автомобиля. Эту величину необходимо настраивать с помощью ЭБУ под конкретные условия работы. Кроме этого, она будет работать по-разному и при разных режимах работы двигателя.

Диагностика, профилактика и ремонт дизельной топливной системы двигателя (ТНВД и форсунок) позволяет выявить и решить проблемы с перерасходом топлива и неустойчивой работой двигателя.

Главные причины возникновения неисправностей дизельных двигателей:
— несвоевременное и неквалифицированное техобслуживание (ТО):
— нарушение режимов эксплуатации двигателя;
— использование низкосортного топлива или масла;
— естественный износ деталей и узлов в процессе эксплуатации.

До 70% отказов дизельных агрегатов приходится на топливную аппаратуру высокого давления. Расчеты показывают, что дизель большегрузного автомобиля или трактора в современных условиях эксплуатации перерасходует в среднем в год 2-3 тонны топлива и увеличивает выброс в атмосферу вредных компонентов: СО – на 100-150 кг, СН – на 30-50 кг.

Читайте также:  Единицей измерения разности потенциалов является

При регулярной диагностике и последующем оперативном ТО возможно существенно снизить топливные потери и продлить срок службы дизельного двигателя на 15-20%. При своевременном обнаружении и устранении неисправности одной форсунки (раскоксовка распылителя, промывка, притирка, регулировка давления) за те же 10 тыс. км пробега экономия топлива составляет 10-15 кг.

Нормальная работа топливной аппаратуры характеризуется бесперебойностью подачи топлива и хорошим его распылением в цилиндре. Существенно влияет на работу топливной аппаратуры и качество топлива (наличие или отсутствие воды и механических примесей, вязкость). От качества работы топливной аппаратуры зависят мощность и экономичность двигателя.

Наблюдение за работой топливной аппаратуры сводится к ее профилактике (промывке топливной системы), испытаниям и регулировке.

Присадки для улучшения работы дизеля

Для обеспечения нормальной работы топливной аппаратуры дизелей мы рекомендуем периодически применять специально разработанные нами присадки к дизельному топливу: АКТИВНУЮ ПРОМЫВКУ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ для дизельных ДВС и РАСКОКСОВКУ ЭДИАЛ. Данные препараты хорошо промывают и очищают детали топливной аппаратуры дизелей от углеродистых отложений и улучшают их работу, очищают от нагара поверхности камеры сгорания, сопла форсунок, кольца, повышая компрессию и улучшая смесеобразование.

Восстановление и рост компрессии обеспечивает полное сгорание топлива в камере сгорания, улучшаются мощностные характеристики двигателя и экономится топливо. В зимнее время благодаря топливным присадкам ЭДИАЛ обеспечивается запуск двигателя при более низких температурах.

Способ применения топливных присадок самый простой: необходимо просто залить их в бак на расчетное количество топлива. Все процессы по очистке происходят во время штатной эксплуатации автомобиля. На данное время это самый простой и надежный способ содержать в рабочем состоянии топливную аппаратуру дизельного двигателя. Применение этих присадок перед диагностикой топливной аппаратуры позволит увидеть «реальную картину» текущего состояния ТНВД и дизельных форсунок, а также порой избежать капремонта.

Сроки проведения ТО дизеля

Правилами технической эксплуатации определены сроки периодического контроля, а при необходимости восстановления и регулировки топливных насосов и форсунок. Так, осмотр и профилактику топливных насосов высокого давления (ТНВД) крупных дизелей производят через 4-6 тыс. час., а форсунок — через 600-1000 час. нормальной работы. У высокооборотных дизелей сроки соответственно в 2-3 раза меньше.

Мелкое распыливание подаваемого в цилиндр топлива достигается в современных топливных системах за счет больших давлений распыливания. Высокое давление обеспечивается наличием малых зазоров между плунжером и втулкой ТНВД (не более 1-3 мкм). Простота решения уплотнения является одновременно и недостатком насосов высокого давления, так как увеличение кольцевого зазора вследствие износа снижает плотность пары плунжер-втулка, и, естественно, сказывается на величине развиваемого давления. Из этого вытекает основное контрольное мероприятие, определяющее возможность дальнейшей эксплуатации – проверка плотности. Это относится к прецизионным парам насоса и форсунки.

При регулярной диагностике и последующем оперативном ТО возможно существенно снизить топливные потери и продлить срок службы дизельного двигателя на 15-20%. Для примера возьмем форсунки. При своевременном обнаружении и устранении неисправности одной форсунки (раскоксовка распылителя, промывка, притирка, регулировка давления впрыска) за те же 10 тыс. км пробега экономия топлива составляет 10-15 кг.

Тестеры для диагностики дизельных форсунок

Базовым прибором для проведения оперативной диагностики дизельной топливной аппаратуры с механическим впрыском является механотестер топливной аппаратуры МТА-2 (ДД-2120).

Это простой, компактный переносной прибор позволяет проводить тестирование состояния форсунок, нагнетательных клапанов и плунжерных пар ТНВД не снимая их двигателя, что позволяет существенно экономить время и средства на проведение диагностики. После экспресс диагностики вы снимаете уже только нерабочие форсунки для последующего их ремонта, опрессовки или регулировки. При установке на верстак, механотестер превращается в стационарный прибор для диагностирования форсунок ДД-2110 или другой импортный аналог типа СТ-90.

Также одним из основных приборов на участке по ремонту топливной аппаратуры должен быть стенд для испытания и регулировки ТНВД, это самый дорогостоящий инструмент в мастерской и к нему предъявляются жесткие требования. На сегодняшний момент существуют различные модификации и производители данного типа оборудования. Выбор стенда зависит только от целей и задач топливного участка.

Мелкое распыливание подаваемого в цилиндр топлива достигается в современных топливных системах за счет больших давлений распыливания. Высокое давление обеспечивается наличием малых зазоров между плунжером и втулкой (не более 1—5 мкм). Простота решения герметичности уплотнения является одновременно и недостатком насосов высокого давления, так как увеличение кольцевого зазора вследствие износа снижает плотность пары плунжер-втулка, что сказывается на величине развиваемого давления. Из этого вытекает основное контрольное мероприятие, определяющее возможность дальнейшей эксплуатации — проверка плотности. Это относится к прецизионным парам насоса и форсунки.

Существует способ проверки плотности плунжерных пар непосредственно на двигателе. Для проверки необходимо подключить механотестер МТА-2 к секции топливного насоса (можно через трубку высокого давления), выставить проверяемую плунжерную пару в положение, соответствующее середине пути нагнетания топлива, обеспечить в полости нагнетания давление 250 кгс/см2 и измерить с помощью секундомера продолжительность снижения давления в интервале от 200 до 150 кгс/см2. Также можно запустив двигатель оценить максимальное давление создаваемое данной плунжерной парой.

Проверка проста и не требует больших затрат времени.

Как можно оценить качество распыливания не снимая форсунку с двигателя?

У форсунки хороший распыл топлива, если начало давления впрыска топлива равно номинальному или близко к нему. При впрыске изменение колебания стрелки манометра стабильны на предельно коротком интервале показаний или отсутствуют. Хорошо слышен «звонкий звук» впрыска.

Если давление впрыска занижено на 30..50 % от номинального значения, и стрелка манометра колеблется в интервале от нуля до зафиксированного максимального значения, то это свидетельствует о низком качестве распыливания топлива (форсунка «льет»), о зависании иглы распылителя в верхнем открытом положении или о заклинивании иглы в нижнем закрытом положении.

Хорошее распыление топлива при впрыскивании в атмосферу как при испытании форсунок на дизеле, так и при их проверке на стенде характеризуется следующими признаками:

туманообразное состояние топлива в струе;

отсутствие различимых глазом отдельных вылетающих капель и местных сгущений топлива;

четкий, резкий звук (отсечка) при впрыскивании;

отсутствие подтекания топлива при выходе струи из отверстий распылителя перед началом и по окончанию впрыскивания.

Для оперативной диагностики дизельных форсунок с электронной системой управления впрыском Common Rail применяют тестер обратной подачи топлива.

Прибор предназначен для диагностики дизельного двигателя с 4 или 6 форсунками, рядного или v-образного. Служит для измерения значения перелива непосредственно на транспортном средстве. Тестер подключается к обратной ветви слива топлива с форсунок и собирает это топливо в специальные, прозрачные, калиброванные мензурки или колбы (для каждой форсунки предназначена своя емкость). Сравнивая количество жидкости по окончании теста можно быстро и легко определить неисправную форсунку. Также с помощью данного прибора возможно одновременное измерение количества топлива, проходимого через обратную ветвь форсунки за определенный промежуток времени.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

1. Отсоединить обратные топливопроводы (обратную ветвь) от форсунок, заглушить их и присоединить на их место приспособление с колбами и крепежной рампой с помощью прозрачных шлангов со штуцером. В зависимости от производителя топливной аппаратуры подберите необходимые штуцеры из комплекта адаптеров в приборе.
2. Следует исключить попадание воздуха в отсоединенный обратный топливопровод.
3. Проверить герметичность соединений.
Далее производится 2 вида тестирования форсунок: статический и динамический.

СТАТИЧЕСКИЙ ТЕСТ:

Стартером прокрутить двигатель два раза по 5 сек.
Если в трубках топлива не более 20 см, то форсунки в норме, при условии, что ТНВД накачивает давление не менее 1000 бар. Если 20 и выше, то форсунка умирает.

ДИНАМИЧЕСКИЙ ТЕСТ:

Мотор должен быть прогрет. Запускаем двигатель и и он работает три минуты на холостом ходе и две минуты на оборотах 2500-3000об/мин. Инжектор у которого показания в три раза отклоняются от нормы подлежит замене. При этом необходимо наблюдать за количеством топлива в мерных мензурках и не допускать его перелива.

7. После проведения замеров следует восстановить ранее отсоединенный обратный топливопровод.
8. Проверить герметичность восстановленного соединения.

Адаптеры входящие в комплект прибора позволяют применять его на большинстве систем Common Rail всемирно известных производителей легковых и коммерческих автомобилей, дорожной, строительной и сельскохозяйственной техники.

Диагностика и ремонт механических форсунок дизелей

Форсунка это элемент который непосредственно производит впрыск в камеру сгорания дизельного двигателя. Часто обладатели дизельных автомобилей грешат на ТНВД хотя это не всегда правильно. Форсунка это конечный элемент топливной аппаратуры в который подается высокое давление топлива. От форсунки зависит работа ДВС.

Если давление открытия форсунки упало , то соответственно форсунка откроется раньше . В результате может появиться черный дым. Если давление открытия форсунки завышено то, форсунка откроется позже, что в свою очередь приведет к белому дыму.

Теперь представим что на двигателе форсунки отрегулированы под разное давление. Казалось бы вы выставили предварительный угол впрыска согласно технической документации но двигатель работает с перебоями и непонятно почему дымит то черным то белым , ответ напрашивается сам по себе одни форсунки открываются позже другие раньше. Как — бы вы не регулировали угол впрыска топлива положительных результатов вы не добьетесь.

Признаки засорения форсунок дизеля

Образование твёрдых отложений в распылительной части форсунок — объективный процесс, свойственный любому двигателю, оснащённому системой впрыска. В России данная проблема усугубляется нестабильностью и нарушениями технологии производства и транспортировки топлива.
Наличие отложений в канале и распылителе форсунки приводит к нарушению формы факела распыливания и уменьшению её пропускной способности. Типичными симптомами проявления данной неисправности являются:

  • ухудшение пусковых характеристик двигателя (особенно в холодное время года);
  • подёргивания и провалы при ускорении и на переходных режимах;
  • ухудшение динамики и уменьшение мощности двигателя;
  • увеличение расхода топлива;
  • ухудшение равномерности работы двигателя на холостом ходу (необязательно).

Игнорирование перечисленных симптомов и продолжение эксплуатации автомобиля вызывает следующие последствия:

  • перегрев и повреждение нейтрализатора выхлопных газов;
  • пробой изоляции высоковольтных компонентов системы зажигания (провода, наконечники, катушки, бегунок распределителя и т.п.);
  • повреждение деталей ЦПГ вследствие возникновения очагов детонации (в большей степени характерно для турбированных двигателей).

К великому сожалению в России часто явление, что автомобили приезжают не на диагностику, а уже на ремонт, хотя многих затратных ремонтов можно было избежать своевременно проверив топливную аппаратуру.

Источник