Форсунки бензиновых двигателей

1.8 Выводы о системах впрыска

Многие  до сих пор настороженно относятся  к автомобилям, оснащенным системами  впрыска топлива. Напрасно. Во-первых, карбюраторные двигатели все  равно постепенно отходят в прошлое  и волей-неволей к впрыску придется привыкать. Во-вторых, с точки зрения эксплуатации системы впрыска гораздо надежнее карбюраторов, требующих постоянной чистки и регулировки. О выигрыше с точки зрения ходовых качеств автомобиля можно не говорить. И о зимнем запуске двигателя тоже. И о многом другом. Но, конечно, неприятности тоже случаются.

В первую очередь, заправка этилированным  бензином. Его продажа в Москве запрещена, но кто не попадал в  ситуацию, когда заправляться приходится за городом? А в других городах? Одной  заправки этилированным бензином с гарантией хватает на то, чтобы вывести из строя катализатор. Можно, конечно, не думать об окружающей среде, но от содержащегося в этилированном бензине тетраэтилсвинца страдает не только катализатор - из строя выходит и датчик кислорода, лямбда-сенсор. Это уже хуже, поскольку нарушается управление двигателем. А это потеря мощности и другие прелести.

Бывают  и курьезные случаи. Один человек  за городом оборвал глушитель. Где-то в самой передней части. Грохочет машина, естественно, жутко. И не едет совсем. Сначала думал, что дело в психологии - не хотелось сильно шуметь. Превозмог себя, нажал на газ как следует - все равно не едет, вернее едет, но плохо. Потом только в гараже разобрался - глушитель оборван перед самым цилиндром с катализатором, датчик кислорода торчит наружу. Естественно, сигнализирует, что кислорода много. Умный компьютер понял - подаваемая в двигатель смесь слишком бедная. И обогатил ее до отказа. С соответствующей потерей мощности двигателя.

Другой  пример - добыл себе человек Land Rover. Летом все было нормально, но как только чуть похолодало, начались проблемы. Когда разобрались, выяснилось, что человек из экономических соображений немного схитрил - купил машину по случаю, в исполнении для жарких стран. Естественно, компьютер был запрограммирован на совершенно другой температурный диапазон. Пришлось ставить новый. Этим и закончилась экономия.

Достаточно  распространенное явление в отечественных  условиях - загрязнение форсунок инжекторов. От плохого бензина. Проявляется  это в повышенной шумности холостого хода, провале или неуверенном наборе скорости при резком нажатии на педаль газа, увеличении расхода топлива, грязном выхлопе. Чаще происходит в небольших автомобилях с тесным подкапотным пространством при коротких поездках по городу с длительными остановками между ними: в неработающем горячем двигателе оставшиеся в соплах форсунок капли топлива испаряются, оставляя осадок, постепенно забивающий тонкий (около 0,05 мм) кольцевой канал. Профилактика - использование высокосортного топлива с хорошими моющими характеристиками. Проверка - только на стенде. Лечение - моющие добавки к бензину, причем использовать рекомендуется только те из них, которые специально предназначены для чистки инжекторов - добавки для карбюраторных двигателей не годятся.

И здесь мы переходим к важному  вопросу. В целом системы впрыска  устроены логичнее и даже проще карбюраторов. Но уровень их технического исполнения таков, что найти неисправность  без специального диагностического оборудования сложно, а уж отремонтировать  - тем более. И вряд ли здесь поможет умелец в робе с продранными локтями, который регулирует карбюраторы на улице. И хотя ломаются системы впрыска крайне редко, ищите хорошую станцию заранее.

1.9 Эксплуатация современного впрыска

О том, что так называемый впрыск - вещь нужная, известно всем. Но как правильно с ним обращаться, знает отнюдь не каждый. Между тем, большинство автомобилей, катающихся по нашим дорогам, оснащены этими самыми инжекторами. Мы надеемся, что данная статья поможет автомобилистам разобраться в устройстве систем впрыска топлива.

Начнем  с того, что инжекторные системы  подачи топлива имеют целый ряд  преимуществ над карбюраторными. Главное - это точное дозирование  топлива и, как следствие, более  экономичный его расход. Также  нельзя забывать о снижении токсичности выхлопных газов и увеличении приемистости.

Эффективность работы инжекторного двигателя во многом определяет состояние форсунок - управляемые  электромагнитные клапаны, обеспечивающие дозированную подачу топлива в цилиндры двигателя. Кстати, существуют форсунки для центрального (одноточечного) и распределенного (многоточечного) впрыска. Еще одна важная деталь - блок управления, которому и подчиняются все форсунки.

Как работает форсунка? К ней под определенным давлением подается топливо, а электрические импульсы, поступающие от блока управления, открывают и закрывают игольчатый клапан. Таким образом и регулируется количество распыляемого топлива (оно пропорционально длительности импульса, задаваемой блоком управления). Причем большую роль в процессе смесеобразования играют форма и направление так называемого распыляемого факела (это зависит от расположения распылительных отверстий). Теперь самое время разобраться, чем различаются центральный и распределенный впрыски. Начнем с первого. Здесь для всех цилиндров двигателя топливо впрыскивается одной форсункой. Она устанавливается перед дроссельной заслонкой, на том самом месте, где должен стоять карбюратор. Эта форсунка имеет низкое сопротивление обмотки электромагнита - от 4 до 5 Ом.

В системах распределенного впрыска топлива для каждого цилиндра работает отдельная форсунка, которая располагается у основания впускного коллектора. Такие форсунки имеют высокое сопротивление обмотки электромагнита - от 12 до 16 Ом.

На  новейших инжекторах топливо подается непосредственно в камеру сгорания, поэтому такие системы носят название - непосредственный впрыск. Здесь форсунки обладают очень высоким рабочим напряжением электромагнита - до 100 В.

Со  временем, естественно, форсунки приходят в негодность. Об этом, кстати, вы сразу узнаете: недостаточная мощность двигателя, повышенная токсичность выхлопов, рывки и провалы при увеличении нагрузки на двигатель, неустойчивая работа на малых оборотах.

Самая распространенная неисправность форсунок - загрязнение. Причин тому огромное количество. Это и общее загрязнение топливной системы, и закоксовывание содержащимися в топливе смолами, и... Но не пугайтесь - ведь чаще всего форсунки промывают, и они восстанавливают свою работоспособность. Хуже, когда из строя выходит электромагнит форсунки. В таком случае ее, вероятней всего, придется менять. А проверить его исправность можно на ощупь или, если хотите, с помощью стетоскопа.

Но  вернемся к промывке. Весь смысл  состоит в том, чтобы удалить  загрязнения. Существует три основных способа промывки форсунок: промывка специальными присадками к топливу, промывка без демонтажа форсунок с помощью специальной установки и промывка на ультразвуковом стенде с демонтажом форсунок.

2. Исследование работы и процесса  технической эксплуатации форсунок бензиновых двигателей

2.1 Конструкция электромагнитных форсунок

Рассмотрим  устройство и принцип действия форсунок на примере форсунки фирмы Бош, а  также неисправности которые  она может вызвать.

Форсунка  топливная EV1.3C 0280150902 (BOSCH)

Назначение электромеханизма. Принцип действия

1. Форсунка предназначена для дозирования  и тонкого распыления топлива  в сторону впускного клапана  цилиндра двигателя.

2. Форсунка представляет собой  прецизионный гидравлический клапан  с приводом от быстродействующего электромагнита.

3. Упрощенно конструктивная схема  включает игольчатый клапан и  электромагнит в общем корпусе.  В обесточенном состоянии обмотки  электромагнита клапан прижат  пружиной к седлу клапана.

4. Концы обмотки электромагнита  выведены наружу через изолированные от корпуса электрические контакты. Топливо от топливной рампы через входной штуцер подводится вовнутрь корпуса форсунки через дополнительный сетчатый фильтр, предохраняющий полость форсунки, распылитель и отверстие клапана от загрязнения. Дозирующее сечение распылителя представляет собой кольцевую щель шириной 0,085 мм.

5. Электропитание форсунки (второй  вывод обмотки)

6. осуществляется от бортовой сети  через главное реле, а включение  форсунки производится путем  замыкания на массу первого  вывода обмотки через силовой канал блока управления.

7. При постоянном относительном  давлении топлива в магистрали  и напряжения питания электромагнита  объем дозируемого топлива пропорционален  длительности управляющего импульса  включения форсунки. Длительность  импульса управления форсункой (длительность впрыска) колеблется от сотен миллисекунд на запуске двигателя до нескольких миллисекунд на режиме холостого хода. В режиме ЭПХХ блок управления отключает форсунки, прекращая подачу топлива в двигатель, что обеспечивает дополнительную экономию топлива.

Конструкция электромеханизма

Рис. Общий вид форсунки.

Конструктивно электромеханизм состоит из следующих  элементов:

o корпус с впускным и выпускным  штуцерами, внутри которого размещены  подпружиненный игольчатый клапан  и обмотка электромагнита;

o уплотнительные резиновые кольца  на концах штуцеров;

o двухконтактная вилка соединителя,  опрессованная в корпусе.

Параметры электромеханизма

1. Статическая производительность: 2,595г/с.

2. Активное сопротивление обмотки: 16±1 Ом.

3. Индуктивность обмотки на частоте  100 Гц: 12±2мГн,

4. Напряжение электропитания: 6...18В.

5. Ход запорного элемента: 0,16мм.

6. Время срабатывания клапана: 1,5мс.

7. Время отпускания клапана: 1,3мс.

8. Производительность форсунки зависит  не только от давления топлива, но и от величины бортового напряжения, которым запитана форсунка (с ростом напряжения производительность форсунки растет эквидистантно). Эта поправка по величине бортового напряжения учитывается в программе блока управления при расчете длительности впрыска.

Установка и монтаж электромеханизма на автомобиле

1. Форсунки устанавливаются  в специальные  седла-отверстия  головки блока  цилиндров двигателя  и прижимаются  сверху топливной  рампой.

2. Уплотнение топливных соединений форсунок выполняется резиновыми кольцами.

3. Подключение каждой форсунки  к жгуту проводов производится  посредством двухконтактной розетки  с защелкой, имеющей специальный  цилиндрический паз.

Аналоги электромеханизма

1. Форсунки EV-1.3C 0280150902 (BOSCH) предназначены для установки, в основном, на автомобильные двигатели УМЗ-4213.10 и УМЗ-420.10.

2. Полные аналоги данной форсунки  отсутствуют.

3. При проведении ремонтных работ  могут устанавливаться:

o форсунка EV-1.3C 0280707569 (BOSCH);

o форсунка DEKA-1A ZMZ (SIEMENS).

4. После замены форсунок необходимо выполнить регулировку CO на холостом ходу.

Внешние проявления неисправностей цепей электромеханизма

Схема включения форсунок на автомобиле ГАЗ.

Схема включения форсунок на автомобиле УАЗ.

1. Лампа неисправности горит после  включения зажигания. Самодиагностика блока фиксирует коды неисправности 131.

Проверьте исправность цепей форсунок: 17(37к), 16(37и), 35(37з), 34(37ж). Двигатель работает с перебоями («троение» или «двоение»). Лампа неисправности мигает бессистемно. Система самодиагностики блока фиксирует однократные коды неисправности 131...143 (156).

o Проверить контакты в электрических  соединителях форсунок.