Форсунки - Виконавчий механізм, призначений для розпилення палива у впускному тракті паливної системи або в циліндрах двигуна внутрішнього згоряння. Існує такі види цих пристроїв - механічні, електромагнітні, гідравлічні, п'єзоелектричні. Форсунки для бензинових та дизельних двигунів відрізняються за принципом роботи. Також у різних марках автомобілів форсунки працюють з різною напругою та тиском. Про все це та багато іншого ми розповімо вам у даному матеріалі. Охарактеризуємо кожен із перелічених типів окремо, і почнемо з електромагнітних форсунок. Вони встановлюються у бензинові двигуни. Форсунки складаються з наступних складових частин - електромагнітного клапана, розпилювальної голки та сопла. Електромагнітна інжекторна форсунка Дизельна електрогідравлічна форсунка Принцип їхньої роботи досить простий. При надходженні команди від ЕБУ автомобіля на електромагнітний клапан подається напруга, завдяки чому в ньому створюється магнітне поле, яке втягує голку, тим самим звільняючи канал у соплі. Відповідно через нього проходить паливо. Як тільки напруга на клапані зникає, голка під впливом зворотної пружини знову перекриває сопло і бензин не подається в циліндри. На форсунки різних автовиробників подається різна напруга. Це треба враховувати при заміні форсунок, а також їх очищенні. Наступний тип - електрогідравлічні форсунки. Вони використовуються в дизельних двигунах, у тому числі створених за системою Common Rail. Такі форсунки мають складнішу конструкцію.Зокрема, до їх складу входять впускний та зливний дроселі, електромагнітний клапан і камера управління. Робота форсунки виконується в такий спосіб. Рух заснований на використанні тиску палива як під час упорскування, так і його припинення. У початковому положенні електромагнітний клапан знеструмлений, і, відповідно, закритий. При цьому голка форсунки притиснута до свого сідла під природним тиском палива на поршень у камері керування. Тобто впорскування палива не відбувається. Оскільки діаметр голки набагато менший за діаметр поршня, то тиск на неї більше. Коли на електромагнітний клапан подається сигнал від ЕБУ, той відкриває зливальний дросель. Відповідно, паливо починає витікати у зливну магістраль. Однак впускний дросель перешкоджає швидкому вирівнюванню тисків між камерою керування та впускною магістраллю. Відповідно, тиск на поршень знижується повільно, а тиск на голку не змінюється. Тому голка під різницею тисків піднімається і відбувається паливне упорскування. Третій тип - це п'єзоелектричні форсунки. Вони вважаються найдосконалішими, і використовуються на дизельних двигунах, забезпечених системою подачі палива Common Rail. У конструкцію такої форсунки входять п'єзоелемент, штовхач, клапан, що перемикає, голка. У момент, коли паливо не надходить через форсунку, її голка сидить щільно у своєму сідлі, оскільки на неї тисне високий тиск палива. Коли від ЕБУ надходить сигнал на п'єзоелемент, який є виконавчим механізмом, то в цей момент він збільшується у розмірі (в довжину) і таким чином виштовхує поршень.Внаслідок цього відбувається відкриття клапана і через нього паливо потрапляє в зливну магістраль. Тиск у верхній частині голки знижується та голка піднімається. При цьому відбувається упорскування палива. Основна перевага п'єзоелектричних форсунок полягає в високої швидкості їх спрацьовування (приблизно в 4 рази швидше за гідравлічні). Це дає можливість здійснювати багаторазове упорскування палива за один робочий цикл двигуна. У процесі подачі кількість палива, що подається, можна контролювати двома шляхами — часом впливу на п'єзоелемент, а також тиском палива в рампі. Однак у п'єзоелектричних форсунок є одна істотна вада — їхня неремонтопридатність. Робота електромагнітної форсунки інжекторного двигуна Робота форсунки в системі Common Rail Оскільки принцип роботи дизельних форсунок є дещо складнішим, ніж бензинових, то є сенс розглянути більш детально алгоритм їх роботи на прикладі форсунки Common Rail ранніх випусків. З отриманої інформації ЕБУ управляє різними елементами двигуна, зокрема і паливними форсунками. Зокрема, на який проміжок часу та коли саме їх відкривати (момент відкриття). Форсунка дизельного двигуна працює у трьох фазах: Далі перейдемо до розгляду алгоритму, відповідно до якого працює форсунка дизельного двигуна: Будь-яка паливна форсунка характеризується такими технічними параметрами: Кожна компанія-виробник форсунок має власні позначення для шифрування технічних даних своїх виробів. Тому при покупці поцікавтеся відповідною інформацією у продавця чи інтернету. При виході за допустимі межі хоча б одного з перерахованих параметрів форсунка працюватиме некоректно і утворюватиме неякісну паливно-повітряну суміш. А це, у свою чергу, погано позначиться на роботі двигуна вашого автомобіля. Також існують окремий вид форсунок для інжекторних двигунів із безпосереднім упорскуванням. Їхня основна відмінність — висока швидкість спрацьовування, а також підвищена напруга, на якій вони працюють. Розглянемо їх детальніше. Пристрій форсунки FSI Ці форсунки мають також іншу назву - GDI (FSI). Воно було придумано в надрах компанії Mitsubishi, коли її інженери стали виробляти двигуни з безпосереднім упорскуванням палива, що працюють на надзбіднених сумішах. В основі їх роботи лежить точний вибір часу спрацьовування підняття та опускання робочої голки. Так, у звичайних інжекторних двигунах час відкриття форсунки становить близько 2.6 мс. А форсунки у двигунах, що працюють на надзбіднених сумішах – близько 0,5 мс. Тому звичайна подача стандартних 12 на форсунку вже не може забезпечити необхідну швидкість спрацьовування. Для реалізації цього завдання вони працюють за технології Peak-n-Hold, що у перекладі означає “пікова напруга та утримання”. Суть цього методу полягає у наступному. На форсунку подається висока напруга (Наприклад, на форсунки згаданої компанії Mitsubishi подається напруга зі значенням близько 100 В). Завдяки цьому котушка дуже швидко досягає насичення. При цьому її обмотка не перегорає через наявну протиЕРС. А для утримання осердя в котушці необхідне магнітне поле з меншим значенням. Відповідно, потрібний і менший струм. Графік струму та напруги на форсунці GDI Тобто робочий струм у котушці спочатку дуже швидко наростає, а потім швидко падає. У цей момент настає фаза Hold (утримання). Тобто час упорскування пального становить від початку подачі імпульсу до другого індуктивного викиду. Такі методи використовують автовиробники Mitsubishi та General Motors. Проте виробники Mercedes та VW користуються розробками компанії BOSCH. Відповідно до їх методу система не зменшує напругу, а використовує широтно-імпульсну модуляцію (ШИМ).Завдання щодо реалізації цього алгоритму покладено на спеціальний блок — Driver Injector. Як правило, він розташований неподалік форсунок (наприклад, компанії Toyota і Mercedes мають блок у горизонтальному положенні в районі чашки амортизаторів, що є на сьогоднішній день оптимальним рішенням). ШИМ на форсунці FSI Всі двигуни FSI потужністю понад 90 л. оснащуються удосконаленою паливною системою. Її відмінністю є: Що стосується експлуатації двигунів GDI, то варто відзначити, що він дуже чутливий до якості палива, своєчасної заміни паливного фільтра. Необхідно не забувати проводити чищення паливної системи та своєчасно міняти олію. Безсумнівно, паливні форсунки мають переваги перед традиційним карбюратором. Зокрема, до них відносять: Однак у форсунок є свої недоліки. Серед них: Однак незважаючи на наявні недоліки, на сьогоднішній день форсунки використовуються в більшості автомобільних бензинових та дизельних двигунів як більш технологічні та екологічні системи упорскування пального. Що стосується дизельних моторів, то там відбулася заміна старих механічних форсунок на новіші з електронним керуванням. Залежно від типу форсунок та методу упорскування розташування форсунок може бути різним. Зокрема: Незалежно від того, де встановлено форсунку, у процесі своєї роботи вона забруднюється. Тому необхідно проводити періодичну перевірку їхнього стану та продуктивності. У відповідних статтях на сайті ви можете дізнатися докладно: як перевірити стан дизельних форсунок коммон рейл, перевірити насос-форсунки або перевірити інжекторні форсунки. Для того щоб почистити форсунки використовують два методи. ультразвукову і хімічну чищення. Кожен із перерахованих методів можна використовувати за різних умов. Так, у процесі забруднення паливної системи та, зокрема, форсунки, на стінках утворюються тверді та м'які відкладення. Спочатку з'являються м'які, які легко змиваються під впливом хімічних засобів. Коли ж м'які відкладення ущільнюються, то вони перетворюються на тверді і позбутися їх можна лише за допомогою ультразвукового чищення. В ідеалі хімічне очищення форсунок необхідно проводити приблизно через кожні 20 тисяч кілометрів пробігу. А ультразвукову не більше 1-2 разів за весь період експлуатації, оскільки вона руйнує ізоляцію обмотки. Якщо ж форсунка використовувалась понад 100 тисяч кілометрів пробігу, то хімічне очищення не лише недоцільна, а й шкідлива. У її процесі можуть відколотися великі частинки твердих відкладень, і при виході їх назовні просто забити голку.Особливо це актуально для форсунок з безпосереднім упорскуванням палива. Порівняння чистої (ліворуч) та забрудненої форсунки (праворуч) При використанні ультразвукового чищення важливо знати, на якій нормальній робочій напрузі працює форсунка. Справа в тому, що стандартна напруга 12 не забезпечує високої швидкості відкриття і закриття форсунки. Тому в даний час багато автовиробників використовують знижену напругу. Наприклад, форсунки від компанії Toyota працюють при напрузі 5 В, а форсунки компанії Citroen - при напрузі 3 В. Відповідно, на них не можна подавати поширену напругу 12 В, оскільки вони просто перегорять. Про напругу на форсунках ми поговоримо трохи нижче. Найкраще очищення полягатиме в послідовне використання методу ультразвукового та хімічного очищення. Так, на першому етапі тверді відкладення перетворюються на м'які, а на другому вони видаляються за допомогою хімічних препаратів. Також існують спеціальні присадки для додавання в паливний бак. Їх функція полягає у промиванні форсунок, коли через них проходить паливо із засобом для чищення. Термін між періодичним використанням таких присадок відрізняється, і залежить від конкретної марки автомобіля та палива. Однак слід розуміти, що цей метод менш дієвий, ніж описані вище. Його має сенс застосовувати при заміні паливних фільтрів або періодично за кілька тисяч кілометрів пробігу. Додаткову інформацію про те, як почистити форсунку своїми руками, ви можете подивитися тут. Зупинимося докладніше на питанні, яка напруга подається на форсунки двигуна.Насамперед необхідно розуміти, що вони керуються за допомогою електричних імпульсів. Причому "+" від акумулятора подається відразу на форсунку через запобіжник, а от "-" контролює ЕБУ. Тобто, в різні моменти часу напруга на форсунці постійно. Однак якщо зробити замір за допомогою осцилографа (Мультиметр в даному випадку може нічого не показати, оскільки імпульси дуже короткочасні), цей прилад покаже усереднене значення. Воно залежатиме від того, з якою частотою надходять імпульси на форсунку. Графіки імпульсів напруги на форсунках Наведені на малюнку графіки допоможуть нам відповісти на запитання, яка напруга подається на форсунку. Чим довше імпульси напруги, що подається на форсунку, тим усереднена робоча напруга буде вищою (Тривалість імпульсів у більшості машин знаходиться в межах 1. 15 мс). А тривалі імпульси подаються на високих робочих обертах двигуна. Відповідно, що вище ці самі оберти — то вище буде усереднена робоча напруга на форсунках. Тобто, на форсунки подаються робітники 12 В (насправді трохи менше через незначне падіння напруги на транзисторі, що управляє), проте в імпульсі. Деякі автовласники намагаються відкрити форсунку простою подачею струму від АКБ із метою почистити її. Необхідно розуміти, що напруга безпосередньо від акумулятора подавати на форсунку не можнаоскільки існує ризик того, що вона вийде з ладу (згорить її обмотка). Імпульс на пристрій подається через ключ транзистора. Діє він короткочасно, тому що обмотка у форсунці швидко нагрівається і може згоріти.У процесі роботи двигуна час відкриття контролює ЕБУ, а її природне охолодження, нехай і незначне, здійснює паливо, що надходить. Як зазначалося вище, автовиробники використовують форсунки з різною робочою напругою. Тому ідеальним рішенням буде переглянути цю інформацію в мануалі автомобіля або на сайті виробника. Якщо ви не можете знайти ці відомості, то до підбору напруги для відкриття форсунки потрібно підійти обережно. На практиці, щоб відкрити форсунку, досвідчені автомобілісти радять використовувати спеціальний стенд. Однак можна обійтися і більш простими пристроями. Наприклад, купити китайський блок живлення з вихідною напругою, що регулюється в межах 3. 12 В (зазвичай з кроком 1,5 В). Схема підключення обов'язково повинна мати кнопку без стійкого положення (наприклад від квартирного дзвінка). Для відкриття форсунки варто подавати спочатку найменшу напругу, збільшуючи її у випадку, якщо форсунка не відкрилася. Якщо у вас низькоомні форсунки, відкривати їх можна буквально на частку секунди. Форсунки з великим опором можна тримати відкритими довше - 2.3 секунди. Також можна скористатися акумуляторною батареєю від шуруповерта. Розібравши її, ви побачите так звані банки — маленькі акумулятори. Кожна з них видає напругу 1,2 Ст. З'єднуючи їх послідовно, можна досягти потрібної напруги для відкриття форсунки. Як згадувалося вище, керування форсунками відбувається за допомогою електронного блоку керування (ЕБУ) автомобіля. На основі інформації, що надходить від численних датчиків, процесор приймає рішення про те, які імпульси подавати на форсунку.Від цього залежать обороти двигуна та режим його роботи. Так, вхідними даними для контролера є: Програма, вшита в контролер ЕБУ, дозволяє вибрати оптимальний режим роботи двигуна для того, щоб заощадити паливо, вибрати номінальний режим роботи двигуна та забезпечити комфортну експлуатацію автомобіля. Незважаючи на простоту свого пристрою, паливні форсунки при неналежному догляді за ними можуть принести автовласникові чимало клопоту. Так, якщо вони забилися, машина втратить свої динамічні характеристики, з'явиться перевитрата пального, у вихлопних газах буде велика кількість гару. Тому рекомендуємо стежити за станом паливних форсунок двигуна вашого автомобіля, і періодично очищати їх. Пам'ятайте, що несправності з цими, по суті, дріб'язковими та дешевими деталями можуть обернутися проблемами з дорожчими вузлами вашого автомобіля. Паливна форсунка (або інжектор) - це елемент системи упорскування автомобіля з бензиновим або дизельним двигуном внутрішнього згоряння.Ця деталь розпорошує пальне, щоб воно рівномірно змішувалося з повітрям та ефективно згоряло. Бувають різні види інжекторів, але принцип роботи у всіх приблизно однаковий. Знаходяться форсунки на головці циліндроблоку. Їхня кількість залежить від загального числа циліндрів, тому що для кожного потрібно по одній. Найчастіше у легкових автомобілях їх чотири. Форсунки, які виробляють для дизельних двигунів, відрізняються від деталей для бензинових силових агрегатів. Причина в різних механізмах спалювання пального в кожному з них, оскільки рівень тиску бензинових двигунів набагато нижчий, ніж у дизельних. Деталі паливної системи, що впорскують, бувають: Прості варіанти інжектора схожі на насос, який під впливом високого тиску розпорошує пальне. На сучасних автомобілях встановлюються деталі з електронним блоком керування упорскуванням. Він визначає правильний час для запуску та обсяг палива для розпилення. Він вказує запірний клапан, коли відкриватися, після чого пирскає пальне в камеру згоряння. Є кілька симптомів, за якими можна дізнатися про непрацюючу належним чином систему упорскування: Причиною неправильної роботи найчастіше є утворення нальоту на внутрішній поверхні форсунки. Вона починає погано розпорошувати бензин чи дизпаливо. Трапляються випадки, коли пальне просто тече струменем, майже не змішуючись із повітрям. Згоряючи, неоднорідна повітряно-паливна суміш не дає належної кількості енергії, оскільки основна частина просто вилітає у вихлопну трубу. Це впливає на роботу двигуна, який стає менш динамічним. Внаслідок чого водієві доводиться сильніше натискати педаль газу, що призводить до перевитрати палива, а динаміка транспорту продовжує падати. Чому ще паливна система може працювати некоректно? Якщо кажуть, що «ллє форсунка», значить деталь пропускає пальне. Ознаки такої несправності: Ці симптоми можуть бути викликані порушенням цілісності одного з елементів (наприклад, зносилося кільце ущільнювача), забрудненням фільтрів або коли з ладу вийшов паливний насос. Щоб двигун працював належним чином, потрібно періодично перевіряти і чистити розпилювач. Автоексперти радять робити профілактику через кожні 20–30 тисяч кілометрів пробігу. Але треба розуміти, що на цей регламент впливає кількість мотогодин і якість палива. Якщо машина експлуатується в місті, часто стоїть у пробках, то лікування потрібно проводити частіше — приблизно через 15 000 км пробігу. Процедуру можна робити різними способами (зі зняттям форсунок та без): Потрібно розуміти, що запчастини різних виробників терміни служби відрізняються. У середньому деталь може коректно працювати при пробігу до 100-150 тисяч км, хоча насправді це залежить від того, наскільки інтенсивно експлуатується авто. Щоб деталь прослужила довше, потрібно дотримуватись двох правил: лити бензин та дизпаливо на перевірених автозаправних станціях, а також вчасно обслуговувати паливну систему. Порада від експертів Трейд-ін Кунцеве: при покупці автомобіля з пробігом понад 50 000 км рекомендуємо перевіряти роботу форсунок в автосервісі.Загальні відомості про форсунки
Типи форсунок
Як працює дизельна форсунка
Форсунки для двигуна з безпосереднім упорскуванням
Переваги та недоліки паливних форсунок
Розташування форсунок
Чищення форсунок
Напруга на форсунках
Управління форсунками
Висновок
Що таке форсунки у двигуні і як зрозуміти, що вони працюють неправильно
Як працює інжектор
Ознаки несправності паливної системи
Причини несправності
Як дізнатися, що форсунки ллють
Коли потрібно робити профілактику та міняти форсунки