VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Форсунки дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) предназначены для механического распыления топлива. От степени их изношенности и корректности настройки зависит равномерность работы дизельного двигателя на холостом ходу, полноту сгорания топлива, а также расход топлива и мощность двигателя.

В зависимости от типа форсунок дизельных двигателей давление в распылителе в момент впрыска составляет порядка 200 МПа, а время - от 1 до 2 миллисекунд. От качества впрыска зависит уровень шума двигателя, количество выбросов в атмосферу сажи, окислов азота и углеводорода. [1]

Распылитель является самым ненадежным элементом в механизме форсунок. Но по мере эксплуатации терпят износ и другие ее детали: гайка распылителя, проставка, корпус и грибок форсунки. Износ появляется в местах соприкосновения деталей и вызывается действием сил удара. В следствии этого образуются трещины, вдавливания, царапины, деформации, линейные изменения соединений, такие как увеличение шага иглы и уменьшение длины грибка форсунки. [2]

Современные модели форсунок различаются по форме корпуса, размеру распылителей, а также по способу управления. Отличие различных типов форсунок состоит в использовании различных систем впрыска и видов распылителей, которые бывают штифтовыми и дырчатыми. Штифтовые применяют в двигателях с форкамерной системой зажигания, дырчатые устанавливаются на дизелях с непосредственным впрыском топлива. По способу управления детали делятся на одно пружинные, двух пружинные, с датчиками контроля положения иглы и управляемые пьезоэлектрическими элементами. Кроме всего прочего, схема форсунки дизельного двигателя зависит от способа ее монтажа в головке цилиндров: при помощи фланца, хомута или путем вворачивания в гнездо. Основное назначение таких деталей заключается в дозировании и распылении топлива, а также герметичной изоляции камеры сгорания. [3]

Принцип действия форсунки:

Работу форсунки можно разделить на четыре рабочих такта:

- форсунка закрыта (с подачей высокого давления)

- форсунка открывается (начало впрыскивания)

- форсунка полностью открыта

- форсунка закрывается (конец впрыскивания). [4]

Качество работы форсунок определяет эффективность работы двигателя в целом. Поэтому диагностика форсунок дизельного двигателя внутреннего сгорания должна выполняться немедленно при появлении первых признаков неисправности и отклонений от нормального режима работы. Что позволить быстро устранить проблему и избежать довольно серьезные неисправности, и сократить последующие расходы на ремонт.

Основные признаки, при которых следует произвести диагностику форсунок дизельного двигателя:

- снижение мощности двигателя

- шум двигателя

- сильное дымление

- проблемы с запуском

- увеличение расхода топлива

Эти признаки еще раз подчеркивают, что затягивать с диагностикой не желательно, так как расход топлива увеличивается и с финансовой точки зрения целесообразней провести диагностику и выявить неисправности, тем самым сокращая расходы на топливо. 

Согласно техническим требованиям, форсунки дизельных силовых агрегатов подлежат замене при пробеге 100-150 тыс. км. [5] Но, стоит отметить, что зачастую эти детали еще можно эксплуатировать.

Скорейшему износу способствует использование некачественного топлива и коррозия. Из строя могут выйти распылители, корпус, проставка и грибок форсунки.

Обычно неисправности форсунки спровоцированы износом или загрязнением. Последнее происходит вследствие использования дизтоплива с большим содержанием серы, а также наличия в нем воды. Дело в том, что после остановки мотора вода вместе с соляркой остается в форсунках. Если после этого транспортное средство не ездит некоторый период, под влиянием воды начинаются коррозионные процессы. В результате на поверхности форсунок появляются раковины, разрушаются уплотнительные шайбы, появляются утечки. Также заклинивает игла. При этом, когда после стоянки мотор заводится, игла обычно разрушает распылитель. Мусор, попавший в середину узла приводит к подклиниванию иглы и изменению формы распыла. Зачастую неправильно работающую форсунку нужно прочистить, после чего она восстановит свои функции.

В зависимости от фирмы производителя ремонт форсунок Common Rail не всегда возможен, на это влияют многие факторы, поэтому рассмотрим основные фирмы производители форсунок и их ремонт, если он возможен.

Форсунки  Bosch Common Rail.

Эта форсунка лучше других поддается реставрации и ремонту, поэтому нет смысла покупать новую, так как реставрация или ремонт с заменой внутренних частей на новые обойдутся в половину дешевле новой.Мультипликатор (иногда называют клапан - это основной элемент форсунки bosch), он состоит из седла и штока, как правило, разбивается седло (он реставрируется), но реже изнашивается и шток, который реставрации не подлежит. Тогда мультипликатор заменяется на новый.Распылитель. Завод изготовитель дает на него гарантию 100 тыс. км. В наших условиях распылители клинят, начинают стучать или льют больше топлива в цилиндр. По технологии ремонта дизельных форсунок, распылители надо менять на новые, но в большинстве случаев достаточно почистить ультразвуком. На каждой запчасти форсунки есть номер, который характерен только для данной детали. Форсунки Bosch лучше и проще отремонтировать, ремонт намного выгоднее, чем покупка новых. [6]

Форсунки Delphi Common Rail

В дизельных форсунках Delphi меняются два главных элемента - клапан и распылитель, поэтому ремонтировать форсунку Delphi просто. На выходе получится практически новая форсунка со старым корпусом. В основном, из строя выходит сам клапан. В нем стоит вертушок, который ходит верх и вниз, перекрывая каналы. На нем стирается напыление и посадочное место, вертушок становится криво или в увеличенный зазор попадает песчинка, он клинит и форсунка сливает в обратку, клапан реставрации не подлежит. Распылитель так же можно почистить в ультразвуке или заменить. Запчасти на форсунки Delphi доступны и имеются наличии. Ремонт форсунки выполняется, как правило, за один день. Ремонтировать дизельные форсунки Delphi выгодно, так как можно сэкономить на покупке новой. [6]

Форсунки Denso Common Rail.

Форсунки Denso ставятся на автомобили японских и китайских брендов, но сейчас и европейские производители ставят Denso, например, Ford, Pegeot и др. Эта форсунка стоит намного меньше своих конкурентов. Ходит она до 150 тыс. км. Компания Denso не продает запчасти для дизельных форсунок, объясняется это политикой компании. Если форсунка сломалась, то в лучшем случае, можно из нескольких б/у собрать одну. В форсунках Denso, обычно, выходит из строя, так называемый клапан-таблетка, в который входит вертушок. На конце вертушка расположен запорный шарик, у шарика стесана одна сторона. Этой стороной он запирает канал. Чаще всего этот шарик переворачивается и размолачивает канал, из-за чего форсунка сливает в обратку. Реже клинит распылитель. Если такое произошло, то можно расклинить его, разобрать форсунку, и вместе с распылителем промыть ультразвуком. Форсунки  Denso будет проще купить новые. [6]

В заключение можно сделать вывод, что форсунки дизельного двигателя являются служат связующим элементом между насосом высокого давления, подающим горючее из топливного бака к мотору и камерой сгорания. От технического состояния форсунок напрямую зависят тягово-мощностные характеристики, расход и полнота сгорания топлива, равномерность работы и КПД двигателя и автомобиля в целом.  И что своевременная диагностика и ремонт форсунок позволить снизить расходы и избежать дорогостоящего ремонта и выхода из строя форсунок и ДВС.

Библиографический список

1.Ширяев Ф.Г. Дизельные двигатели. Устройство, обслуживание, ремонт, поиск и устранение неисправностей, М,: Изд. Петит, 2002. 387 с.

2.Выявление неисправностей и ремонт форсунок// Автотранспорт, эксплуатация, обслуживание, ремонт. 2013 №12. С. 34-41.

3.Филин, И. Н. Устройство для проверки форсунок дизелей [Текст] / И. Н. Филин // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции / Пензенская ГСХА. - Пенза: РИО ПГСХА, 2013. - С. 204-206.

4.Ремонт форсунок дизельных двигателей [электронный реcурс]. Систем.требования: AdodeAcrodatReader. URL: http://www.automei.ru/jp_40.php (дата обращения 21.10.2015).

5.Гюнтер Губертус. Диагностика дизельных двигателей, М,: Изд. За рулем, 2004. 176 с.

6.Ремонт дизельных форсунок [электронный ресурс]. Систем.требования: AdodeAcrodatReader. URL: http://dizservice.ru/stati-po-dizelyu/34-varyanti-remonta-dizelnoy-forsunki (дата обращения 21.10.2015)