ОБСЛУЖИВАНИЕ ФОРСУНОК ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

В предыдущих номерах журнала мы начали разговор о топливных системах, сделав краткий обзор. Пришло время разобраться с основными составляющими этой системы – форсунками и ТНВД.Работа дизельного двигателя во многом обусловлена правильной работой топливной аппаратуры. Основными узлами которой являются ТНВД и форсунки, изготавливаемые с высокой точностью и в специальных условиях технологической обработки. Точности исполнения деталей этих узлов, необходимые для их нормальной работы, должны находиться в пределах одного микрона. Измерения такого класса точности нельзя выполнить, используя только обычные измерительные приборы. Они выполняются с помощью специальных измерительных устройств, очень часто, путем косвенных измерений, например, измерениями количества газа или жидкости, протекающей через отверстия или через зазор между иглой и корпусом распылителя.

Форсунки – наиболее часто изнашиваемые детали топливной аппаратуры, они наиболее просты в обслуживании и диагностике в условиях автосервиса, поэтому разговор начнется именно с них.

Функции форсунки в дизельном двигателе

Форсунка непосредственно влияет на процесс сгорания топлива в дизельном двигателе, и соответственно, на легкость запуска, мощность, динамику, расход топлива, а также на уровень вредных выбросов и шум. Обычно, на практике, форсунка ассоциируется с хорошим распылением топлива в камере сгорания двигателя и плотным закрытием после окончания впрыска, именно эти параметры чаще всего контролируются дизель-сервисами.

Но правильная оценка состояния форсунки и ее работоспособности, это также и проверка внутренней плотности форсунки, влияющей на величину дозы топлива впрыснутой в камеру сгорания, плотности монтажа форсунки в головке блока цилиндров, обеспечивающей герметичность камеры сгорания.

Величину дозы топлива, впрыснутой в камеру сгорания, определяют количество и диаметр распыляющих отверстий распылителя, а также давление и время впрыска.

Максимальное давление топлива в распылителе во время впрыска, в зависимости от топливной системы и типа распылителя, составляет 120-200 МПа, а время впрыска около 1- 2 миллисекунды. О протекании впрыска топлива (насыщении поступающего топлива в зависимости от оборотов коленвала) зависит шумность, выбросы сажи, содержание окислов азота и углеводородов в выхлопных газах. Форсунки различаются по конструкции корпуса, по типоразмеру применяемого распылителя и по способу управления открытием распылителя.

Типы форсунок

В зависимости от системы впрыска различают форсунки со штифтовыми распылителями, применяемыми в форкамерных двигателях, и с дырчатыми распылителями, применяемыми в двигателях с непосредственным впрыском топлива.

В зависимости от способа управления открытием распылителя, стандартные форсунки различаются: с одной пружиной, форсунки двухпружинные, форсунки с датчиком положения иглы распылителя и форсунки, управляемые электромагнитным клапаном или пьезоэлектрическим элементом.

Кроме того, конструкция корпуса форсунки зависит от способа ее установки в головке блока – с помощью фланца, прижимного хомута, прижимной гайки или непосредственно, вворачивая корпус в отверстие головки блока.

КОНСТРУКЦИЯ ФОРСУНОК

Разнообразность конструкторских решений головок блока и камер сгорания требует применения различных конструкций форсунок, которые с точки зрения регулировки давления открытия можно разделить на три группы:

1) форсунки с регулировкой давления открытия с помощью винта (т.н. форсунки с плавной регулировкой давления), применяемые в старых двигателях;

2) форсунки с регулировкой давления открытия регулировочными шайбами;

3) форсунки с электронной регулировкой давления открытия, например, форсунки системы Common Rail.

Форсунки с регулировкой давления с помощью шайб

Современные форсунки – это чаще всего форсунки с регулировкой давления с помощью шайб – пружина размещена в нижней части форсунки, возле распылителя. Такое решение существенно уменьшает размеры грибка форсунки, который одновременно выполняет роль опоры пружины, а также уменьшает размеры пружины, что уменьшает массу подвижных частей. Вверху, пружина соприкасается с шайбами, которые служат для регулировки давления открытия.

Впрыск происходит тогда, когда давление топлива преодолеет силу пружины и поднимет иглу распылителя.

Для штифтовых распылителей устанавливается 11- 14 МПа (17,5 МПа для двигателей с турбонаддувом), а для дырчатых распылителей: 15-30 МПа.

Проставка

Очень важную роль в форсунках с регулировкой давления с помощью шайб выполняет проставка – находящаяся между корпусом форсунки и корпусом распылителя, которая ограничивает ход иглы распылителя, соединяет канал высокого давления в корпусе форсунки с топливным каналом в распылителе, закрывает камеру пружины, в форсунках с дырчатыми распылителями она служит для расположения штырьков, фиксирующих положение распылителя в форсунке.

Поверхности проставки выполнены с высокой точностью и должны быть идеально плоскими, гладкими и параллельными. Толщина проставки в форсунках с распылителями типоразмера “S” составляет 5_9 мм, а ее меньший диаметр равен диаметру фланца распылителя – 17 мм (распылитель “S”) или 14,3 мм (распылитель “Р”). Проставка имеет два штырька, изготовленных из стального прутка диаметром 1,8-3 мм, либо, так называемые, распорные штырьки.

Корпус форсунки

Наиболее распространенная конструкция форсунки – это конструкция, в которой корпус изготовлен из стального прутка, тянутого или точеного. Большинство форсунок изготавливается (согласно ISO 2699-1983 и ISO 3539-1975), в трех типоразмерах, с диаметрами корпусов форсунок 17, 21 и 25 мм.

Форсунки со штифтовыми распылителями типоразмера “S” чаще всего имеют диаметр корпуса 21 мм, а с дырчатыми распылителями типоразмера “Р” – диаметр 17 или 21 мм.

В канале высокого давления в корпусе форсунки есть щелевой фильтр, задерживающий загрязнения в топливе.

Ч-образная форсунка

Оригинальную конструкцию имеют форсунки с диаметром корпуса 9,5 мм, так называемые Ч-образные форсунки, производимые только одной американской фирмой – Stanadyne. Они комплектуются чаще всего дырчатыми распылителями с диаметром 5,4 мм. В форсунках “Stanadyne” регулируется ход иглы и, с помощью регулировочного винта, давление открытия распылителя. Такие форсунки применяются в двигателях Ford с непосредственным впрыском и в двигателях фирмы John Deer.

Двухпружинные форсунки

Для снижения уровня шума в двигателях с непосредственным впрыском, особенно на холостом ходу, применяются двухпружинные форсунки – со “слабой” пружиной, жесткость которой определяет, так называемый, предварительный впрыск распылителя, и пружиной “мощной”, которая определяет полное открытие распылителя.

Во время впрыска, игла сначала приподнимается на небольшую высоту – дает возможность впрыснуть небольшое количество топлива, а когда давление в распылителе увеличится, игла поднимается на полный ход и происходит впрыск основного количества топлива. Давление “1” открытия распылителя регулируется и проверяется, как и в форсунках с одной пружиной. Давление “2” открытия распылителя – это сумма предварительного напряжения пружины “мощной” и пружины “слабой”. “Слабая” пружина поддерживается опорной втулкой, которая определяет предварительный ход иглы распылителя (также, как втулка в форсунках с одной пружиной), составляющий 0,03-0,06 мм. Вместе с ростом давления топлива в форсунке, опорная втулка начинает подниматься, разрешая дальнейшее движение иглы распылителя вверх.

Очень важно выдержать соответствие давлений открытия форсунки, например: 130 и 180 бар, а также величину предварительного хода. В двухпружинных форсунках устанавливаются распылители типоразмера “Р”, с иглой без верхнего штифта, а опорная плоскость находится в плоскости проставки форсунки.

Двухпружинные форсунки можно встретить на двигателях с форкамерами и с вихревыми камерами.

Форсунки с датчиком подъема иглы распылителя

С целью точного определения начала впрыска, определяющего оптимальную работу двигателя, в системах впрыска с электронным управлением применяются одно- и двухпружинные форсунки с датчиком подъема иглы. Это индукционный датчик, питаемый током низкого напряжения, состоящий из катушки, в которой размещен толкатель, являющийся продолжением грибка форсунки. Движение иглы, передаваемое через грибок форсунки, вызывает изменение магнитного потока и индуктирует сигнал, амплитуда которого зависит от скорости движения иглы. При проверке датчика осциллографом, его необходимо запитывать от внешнего источника, так как в противном случае амплитуда сигнала будет слишком мала.

Исправность электрических цепей проверяется омметром – сопротивление катушки должно быть в пределах 80-120 Ом.

Форсунки Common Rail

В системах впрыска Common Rail применяются форсунки управляемые не давлением топлива, а электрическим импульсом с напряжением 80 В. Высокое напряжение позволяет увеличить скорость срабатывания электромагнитного клапана (время открытия около 0,3 миллисекунды), что повышает точность параметров впрыска.

Конструкция форсунки Common Rail показана на рисунке. Электрический сигнал непосредственно не поднимает иглу, а открывает шариковый клапан, что вызывает изменение давлений внутри форсунки – тогда сила, действующая на управляющий поршень форсунки, меньше, чем давление топлива в камере давлений распылителя, действующего на пружину распылителя, что вызывает открытие распылителя и впрыск топлива.

Когда отсутствует электрический сигнал, игла распылителя удерживается в закрытом положении с помощью пружины. Давление топлива в камере давлений распылителя, стремящееся открыть распылитель, уравновешивается давлением, действующим на управляющий поршень в форсунке. То есть, в форсунках Common Rail инициация начала впрыска – электрическая, а движение иглы обеспечивается давлением топлива.

Новое поколение форсунок Common Rail

Новое поколение форсунок Common Rail отличается применением миниатюрных электромагнитных клапанов, расположенных в непосредственной близости от иглы распылителя, уменьшая тем самым инерционность подвижных частей форсунки и ее габариты. Для разделения процесса впрыска на несколько фаз, что при применении электромагнитного клапана затруднено, учитывая его инерционность, вместо электроклапана в форсунке Common Rail используется пьезоэлектрический элемент.

Пьезоэлектрический эффект основывается на очень быстром, длящимся доли миллисекунд, изменении размеров кристалла кварца под действием приложенного электрического заряда. Разряд электростатического напряжения возвращает кристалл к исходным размерам. В пьезоэлектрических форсунках Common Rail пьезоэлемент состоит из более чем ста слоев кристаллов и удлиняется на 0,04 мм, что достаточно для реализации многофазного (ступенчатого) впрыска топлива: начальной, предварительной и главной дозы. Чтобы разброс дозы был небольшим (около 0,5 мм3/впрыск) для начальной дозы 1,5 мм3/впрыск, и чтобы вытекание топлива из всех распыляющих отверстий было одинаковым, игла распылителя выполняется с дополнительной направляющей – ниже камеры давлений.

Термоэкраны и термошайбы

Чтобы предотвратить перегрев распылителей, применяются разнообразные термоэкраны и термошайбы, ограничивающие передачу тепла к нижней части корпуса распылителя, а благодаря этому, его температура снижается на несколько десятков градусов. Так предотвращается закоксовывание распыляющих отверстий.

В случае форсунок с штифтовыми распылителями термошайба, изготовленная из низкоуглеродистой стали, вкладывается в гнездо головки блока двигателя и прижимается форсункой. Термошайба деформируется на несколько десятых долей миллиметра, обеспечивая герметичность головки блока.

Дырчатые распылители, несущие большую тепловую нагрузку (например, в двигателях Steyr, Berliet, Renault), требуют применения термоэкранов, изготовленных из нержавеющей стали и подходящих по размеру распылителя. В этом случае, для герметизации головки блока цилиндров, применяется еще и медная шайба, прижимаемая гайкой распылителя к головке блока.

Регулировочные шайбы

В форсунках с регулировкой давления регулировочными шайбами используются две шайбы разной толщины. Регулировочные шайбы отличаются по наружному диаметру, в зависимости от конструкции корпуса форсунки:

– в японских двигателях применяются шайбы с наружным диаметром 7.2 мм;

– для регулировки давления открытия в форсунках Lucas (Delphi) – шайбы диаметром 9.4 мм;

– для форсунок Bosch – регулировочные шайбы диаметром 8.5, 9.9 и 11.5 мм.

Шайбы выпускаются с шагом по толщине 0.02 мм, 0.04 и 0.05 мм начиная от 0.80 мм до 2.40 мм.

Уплотнительные шайбы

Для герметичности камеры сгорания между форсункой и головкой блока устанавливается медная или стальная шайба.

РАСПЫЛИТЕЛИ

Распылитель впрыскивает топливо в камеру сгорания дизеля, существенно влияя как на образование топливовоздушной смеси и на процесс ее сгорания, так и на мощность двигателя, состав отработанных газов и уровень шума. Чтобы распылители оптимально выполняли свои задачи, их конструкция должна быть адоптирована к конкретной модели дизеля. Еще довольно часто, встречаются случаи, когда вместо положенного заводом-изготовителем распылителя стоит другой, существенно отличающийся по параметрам. При этом механик не учитывает, что распылитель играет важную роль в формировании процесса впрыскивания, т.е. точном протекании давления и распределении подачи по углу поворота коленчатого вала, в оптимальном распыливании и распределении топлива в камере сгорания, в герметичном разъединении системы питания и камеры сгорания при прекращении подачи. Отсюда и повышенный расход топлива, падение мощности и шумность двигателя.

Из-за своего положения в камере сгорания распылитель постоянно подвергается пульсирующим механическим и тепловым нагрузкам со стороны двигателя и системы впрыска. Проходящее через распылитель топливо одновременно охлаждает его, однако в режиме проворачивания, когда впрыск не производится, температура распылителя сильно повышается, поэтому его термостойкость должна соответствовать и этому рабочему режиму.

При использовании систем впрыска с рядными, распределительными и индивидуальными ТНВД, распылители с корпусами насос-форсунок устанавливаются на двигателе. В системах насос-форсунок, а также аккумуляторной системе Common Rail распылитель интегрирован в насос форсунку. Отдельный корпус форсунки при этом не требуется. Топливо впрыскивается в камеру сгорания через распылитель, являющийся прецизионным, неразделимым узлом форсунки. Определение “прецизионный” говорит о том, что детали распылителя – игла и корпус – изготовлены с высочайшей точностью. Зазор между иглой и корпусом составляет, в зависимости от типа распылителя, от 0,002 мм до 0,004 мм. Отклонения формы иглы и внутренних поверхностей корпуса распылителя менее 0,001 мм (рис. 1)

Виды распылителей

В зависимости от системы впрыска, определяемого по типу камеры сгорания, применяется два вида распылителей:

– штифтовые распылители (однодырчатые), применяемые в дизельных двигателях с раздельной камерой;

– дырчатые (бесштифтовые) распылители, применяемые в системах непосредственного впрыска с единой камерой, сформированной в днище поршня. Современные дизели с большой мощностью и пониженным расходом топлива оснащаются только бесштифтовыми распылителями.

В этих двух группах распылителей существуют сотни типов и модификаций, отличающихся между собой по конструкции корпуса и иглы, по размерам и по характеристикам работы.

Проходная (гидравлическая) характеристика распылителя

Основным параметром распылителя является его проходная (гидравлическая) характеристика (рис. 2), описывающая изменение проходного сечения в распылителе в зависимости от величины подъема иглы и, соответственно, изменения количества топлива вытекающего из распылителя. Вид этой характеристики влияет на экономичность (расход топлива), динамику и экологические параметры двигателя (шумность, содержание сажи и токсичных соединений в выхлопных газах).

Проходная характеристика зависит от конструкции распылителя и его размеров, а именно:

– в штифтовых распылителях: от высоты дросселя, зазора дросселя, высоты подъема иглы и других конструктивных особенностей (диаметра штифта, относительного показателя);

– в дырчатых распылителях от подъема иглы, разницы углов конуса иглы и гнезда в корпусе распылителя, относительного показателя, диаметра и глубины колодца, количества, диаметра и длины распыляющих отверстий.

Проходная характеристика штифтового распылителя

Проходная характеристика штифтового распылителя с дроссельным эффектом отличается вытянутым, плоским отрезком дросселирования, определяющим уровень шума и углеводородов и отрезком с крутым подъемом, влияющим на расход топлива и уровень дымности выхлопных газов.

Плоский участок характеристики зависит от высоты дросселя и величины кругового зазора между отверстием и штифтом на игле, называемой зазором дросселирования. Обычно, высота дросселя составляет, в зависимости от применения распылителя (для легковых или грузовых автомобилей), от 0,3 до 0,7 мм, а зазор дросселирования – от 0,01 до 0,05 мм.

Для достижения более тихой работы двигателя, облегчения запуска и гарантирования равномерной работы двигателя на холостом ходу, применяются распылители, у которых на штифте иглы сделана плоская или косая лыска. Раньше для этого в распылителе сверлили дополнительное отверстие, которое во время работы быстро закоксовывалось. Кроме того, штифт иглы имеет дополнительную фаску для более плавного перехода характеристики распылителя от плоского отрезка к крутому вертикальному. Благодаря этому, снижается уровень шума и уменьшаются выбросы углеводородов при малых нагрузках двигателя.

Проходная характеристика дырчатого распылителя

Проходная характеристика дырчатого распылителя отличается, по сравнению с характеристикой штифтового распылителя, намного более резким увеличением проходного сечения при подъеме иглы, что зависит от величины зазора между уплотняющим конусом иглы и краем колодца, разницы углов конусов на игле и в корпусе, а также диаметра распыляющих отверстий. Для уменьшения закоксовывания и выбросов углеводородов, колодец должен быть как можно меньше.

Относительный показатель распылителя

Динамические свойства распылителя: скорость подъёма иглы (скорость открывания распылителя), скорость вытекания топлива через распыляющие отверстия и время впрыска, зависят от относительного показателя, являющегося отношением диаметра гнезда к диаметру иглы (рис.3).

На практике, диаметр гнезда не бывает меньше 2,2 мм, что ограничивало бы подачу топлива к распыляющим отверстиям и ускоряло бы кавитационный износ гнезда распылителя. Диаметр иглы распылителя составляет, в зависимости от размера распылителя, 5 или 6 мм для распылителей типораз мера “S” и, соответственно, 4,5 или 4 мм для распылителей типоразмера “Р”.

Наиболее часто встречаются следующие соотношения:

Для распылителей типоразмера “S”: 3/6 и 2,5/6;

Для распылителей типоразмера “Р”: 2/4 и 2,6/4,5

Распылители без колодца

С точки зрения экологичности двигателя, износостойкойсти так называемой сферической части корпуса распылителя и его звуковых свойств, важным параметром конструкции являются размеры пространства находящегося ниже гнезда распылителя.

Выпускаются два вида дырчатых распылителей: с колодцем и без колодца – с иглой закрывающей входы распыляющих отверстий, находящихся в конической части корпуса распылителя (распылители типа VCO – “Valve Cover Orifice” (рис. 4).

Распылители с колодцем могут иметь колодец разной формы (для обеспечения соответствующей износостойкости):

– цилиндрический с полукруглым или коническим окончанием корпуса распылителя;

– конический с коническим окончанием корпуса.

Чем меньше объем колодца, тем меньше в нем остаётся топлива и испаряется после окончания впрыска и, соответственно, меньше выбросы углеводородов и склонность распылителя к закоксовыванию распыляющих отверстий.

Новейшие типы распылителей VCO, имеют колодец с минимальным объемом. Такие распылители имеют, по сравнению с распылителями с колодцем, меньшую износостойкость, поэтому это обычно распылители типоразмера “Р” с длиной распыляющего отверстия 1 мм и с конической формой окончания корпуса. Игла в этих распылителях имеет дополнительный конус, улучшающий их гидравлические свойства.

Конструкция игл распылителей

В зависимости от типа двигателя, игла распылителя может иметь окончание в форме цилиндра и конуса (часто с притуплённой верхушкой для согласования конуса с уменьшенным пространством колодца) или двойного конуса, у распылителей, где цилиндр заменен на конус – такая форма гарантирует большую стойкость распылителя к кавитационному износу, а дополнительное притупление носика иглы дает ей возможность работать с гнездом без колодца.

Распылители, применяемые в системах с высоким давлением, например, в системе Common Rail, имеют иглу с двойной направляющей, что предотвращает потерю устойчивости иглы и гарантирует закрывание всех распыляющих отверстий, что важно для создания равномерных струй топлива.

Подъем иглы

Важным параметром, с точки зрении гидравлических свойств распылителя и времени впрыска, является величина подъема иглы (шаг). Шаг иглы должен быть как можно меньшим, но достаточным, чтобы проходное сечение через гнездо было на 30% больше суммарного сечения отверстий распылителя. Слишком большой шаг иглы приводит к запаздыванию закрывания распылителя и нежелательному вытеканию топлива, к прорыву выхлопных газов внутрь распылителя и образованию нагара внутри распылителя. Шаг иглы в штифтовых распылителях, с учетом шага дросселирования, составляет от 0,4 до 1,1 мм, а в дырчатых распылителях намного меньше – от 0,2 до 0,35 мм.

Материалы для распылителей и их тепловая обработка

Распылители во время работы на двигателе подвергаются механическим и тепловым нагрузкам. Это резкие удары иглы об уплотняющий конус в корпусе распылителя с частотой до 10 000 раз в минуту. Перегрев распылителя (температура возле распыляющих отверстий выше 200°С) приводит к изменению цвета, закоксованию отверстий, заклиниванию иглы. Поэтому, корпуса распылителей изготавливаются из стальных сплавов, с обработкой азотированием или углеродом, содержащих хром, никель, молибден. Корпуса штифтовых распылителей также изготавливаются из стальных (подшипниковых) сплавов с закалкой.

Износостойкость и безотказность в эксплуатации распылителя зависит от толщины твердого слоя на конусе распылителя. Если твердый слой тонкий или вообще отсутствует, то износостойкость распылителя будет низкая. Обработка углеродом дает слой с большей толщиной, но с меньшей твердостью по сравнению с азотированием, дающим тонкий, но более твердый слой. Твердость после тепло-химической обработки корпуса распылителя на поверхности уплотнительного конуса должна быть не менее 60 HRC.

Штифтовые распылители

Штифтовые распылители применяются для двигателей, которые работают по предкамерному или вихрекамерному процессу, т.е. имеют разделенные камеры сгорания. В этих двигателях топливовоздушная смесь образуется преимущественно за счет энергии воздушного вихря. Устройство всех модификаций штифтовых распылителей практически одинаково. Различие составляет геометрия наконечника штифта.

Штифтовые распылители выпускаются в трех конструктивных вариантах:

  1. Без дросселирующего эффекта (стандартные) – применяемые в очень старых дизельных двигателях (рис. 5).
  2. С дросселирующим эффектом (рис. 6) – для современных двигателей, в основном для применения в легковых автомобилях. Распылители с дросселирующим эффектом имеют штифт с цилиндрической дросселирующей частью и направляющий штифт, который может быть цилиндрическим (нулевой угол направляющего штифта), а также с отрицательным или положительным углом.
  3. Распылитель с лыской (рис. 7) – получил свое название из-за плоской шлифованной лыски на штифте, которая при открытии освобождает канал для течения топлива, дополняющий кольцевую щель. В этой области уменьшаются отложения из-за повышенного объемного расхода, поэтому такие распылители коксуются меньше и равномернее.

Давление открытия штифтовых распылителей 110-170 бар.

Штифтовые распылители типоразмеров “S” и “Р”

Штифтовые распылители выпускаются в двух типоразмерах: “S” – с диаметром иглы чаще всего 6 мм или 5 мм, а также “Р” с диаметром иглы 4 мм, применяемые, в основном, в японских и корейских автомобилях.

Наружный диаметр фланца корпуса штифтового распылителя типоразмера “S” составляет 17 мм, а типоразмера “Р” – 14,3 мм.

Штифтовые распылители отличаются друг от друга конструкцией штифта, величиной зазора, шагом дросселирования, и шагом иглы.

Дополнительные обозначения: “+”, “-“, “/” штифтового распылителя касаются его конструктивных модификаций.

Разные конструктивные версии штифтовых распылителей

Сейчас производятся распылители со следующими конструкциями штифта:

– с цилиндрической формой дросселирующей части штифта;

– с фаской на переходе от дросселирующей части штифта к направляющей части;

– с фаской и плоским срезом на дросселирующей части штифта (параллельным оси иглы);

– с фаской и косым срезом на дросселирующей части штифта (под углом к оси иглы).

Эти версии закодированы в обозначениях распылителя, которые наносятся на фланец (лазером или накаткой). Применение лазера позволяет производить маркировку после выполнения всех технологических операций, после тепловой обработки и шлифовки. Накатка же возможна только в начале технологического процесса.

В последнее время, учитывая затраты и возможности быстрой смены типов продукции, используется маркировка лазером. Так маркируются штифтовые распылители, в которых один и тот же корпус может применяться для изготовления разных распылителей – в зависимости от конструкции иглы.

Дырчатые (бесштифтовые) распылители

Дырчатые распылители используются на дизелях с непосредственным впрыском топлива. Место их установки определяется конструкцией двигателя.

Расположенные под различными углами отверстия распылителя должны быть направлены в камеру сгорания под оптимальными углами (Рис. 8). Такие распылители разделяются на распылители с подигольным объемом (рис. 9) и на распылители с перекрытием отверстий (рис. 11). Бесштифтовые распылители с подигольным объемом изготавливаются в разных вариантах и разного размера (рис. 10). Так бесштифтовый распылитель с цилиндрическим глухим отверстием подыгольного объема и сферической вершиной, состоит из цилиндрической и полусферической частей; дает большую свободу выбора таких параметров, как число и длина отверстий, а также угол конуса расположения осей отверстий. Бесштифтовый распылитель с цилиндрическим глухим отверстием подыгольного объема и конической вершиной имеет длину соплового отверстия от 0,6 мм. Применение конической формы повышает прочность вершины. Бесштифтовый распылитель с коническим глухим отверстием подыгольного объема и конической вершиной имеет меньший остаточный объем, чем у распылителя с цилиндрическим отверстием. Более совершенной модификацией является бесштифтовый распылитель с подыгольным микрообъемом.

Особенно хорошо он сочетается с системой Common Rail, которая характеризуется относительно медленным подъемом иглы и вместе с тем сравнительно длительным дросселированием при открытии.

У бесштифтовых распылителей с перекрытием отверстий специальная форма отверстий распылителя, двойная направляющая иглы или сложная ее геометрии, дополнительно улучшают в распылителях с сопловыми отверстиями на седле распределение факелов топлива и образование смеси.

Дырчатые распылители выпускаются в двух типоразмерах: “S” с диаметром 6 или 5 мм (с подыгольным объемом для больших двигателей), а также “Р” с диаметром 4 или 4,5 мм (двигатели с турбонаддувом с высоким давлением впрыска).

Давление открытия бесштифтовых распылителей лежит в пределах 150-350 бар.

Определяющие параметры дырчатых распылителей

Определяющие параметры конструкции дырчатых распылителей, от которых зависит правильная работа в двигателе это количество и диаметр распыляющих отверстий, оговариваемые в приемо-сдаточной документации; косвенно проверяется по расходу воздуха или испытательной жидкости через распыляющие отверстия; угол расположения распыляющих отверстий; относительный параметр распылителя; длина штифта иглы и шаг иглы, обуславливающие правильный монтаж распылителя в корпусе и его правильную работу.

ОЦЕНКА ИЗНОСА ДЕТАЛЕЙ ФОРСУНКИ

Чаще всего в форсунке выходит из строя распылитель. Но изнашиваются также и другие детали форсунки: гайка распылителя, проставка, корпус форсунки, грибок форсунки. Износ появляется в местах соприкосновения деталей и вызывается действием сил удара. Появляются трещины, вдавливания, царапины, деформации, линейные изменения соединений, например: увеличение шага иглы, уменьшение длины грибка форсунки.

Детали форсунки могут изнашиваться и из-за действия коррозии, загрязнений содержащихся в топливе, а также из-за эрозионного действия топлива в местах, где есть изменения проходных сечений (в топливных каналах).

Неисправности в работе форсунки

Об износе форсунки и необходимости ее ремонта мастер может судить по следующим отклонениям в работе:

1 – падению давления открывания распылителя – за время эксплуатации форсунки допустимое падение давления не может быть больше чем 10% от величины настроенного давления открывания. Причина: износ поверхностей, износ пружины форсунки, неправильно подобраны регулировочные шайбы;

2 – неплотности между поверхностью корпуса форсунки, проставкой и корпусом распылителя. Причина: искривление фиксирующих штырьков, износ гайки распылителя (поверхности, прилегающей к фланцу распылителя);

3 – уменьшению притока топлива к распылителю, что приводит к увеличению времени впрыска и плохой работе двигателя (потеря мощности, увеличение дымности).

4 – неправильному впрыску топлива. Причина: выбивание поверхности проставки или упорной поверхности штифта распылителя форсунки, что увеличивает высоту подъема иглы, и время впрыска топлива.

Износ распылителя

Об износе распылителя и необходимости его замены говорят следующие признаки:

– повышенная дымность – черный дым;

– проблемы с запуском двигателя;

– шумная работа двигателя;

– повышенный расход топлива;

– потеря мощности и приемистости двигателя.

Это вызвано:

– потерей плотности гнезда распылителя вследствие разбивания поверхностей и из-за загрязнения этих поверхностей;

– зависанием иглы из-за загрязнения и деформации корпуса распылителя, а также из-за нагара на игле;

– перекрытием распыляющих отверстий либо их эрозийным износом;

– износом штифта в штифтовом распылителе;

– потеря плотности на направляющей части иглы;

– загрязнение нагаром топливных отверстий в корпусе распылителя.

Оценка качества изготовления распылителя

Перед установкой распылителя в форсунку необходимо оценить его качество и работоспособность. В условиях мастерской это производится на основании осмотра рабочих и монтажных поверхностей, а также на основании оценки работы распылителя на пробнике.

В дырчатых распылителях особое внимание следует обратить на:

1 – опорную поверхность (штифт) иглы распылителя, которая касается грибка форсунки. Если она недостаточно гладкая и имеет отклонения формы, то увеличивается вероятность быстрого падения давления открывания распылителя;

2 – положение отверстий для фиксирующих штырьков, что может влиять на неплотности и трещины в распылителе;

3 – чистоту кромки пересечения топливного отверстия с камерой давления в распылителе;

4 – микроскопические загрязнения могут заклинить иглу, блокировать распыляющие отверстия, повредить уплотняющее гнездо;

5 – чистоту кромки пересечения распыляющих отверстий с колодцем распылителя; микроскопические загрязнения изменяют форму и длину струи топлива.

В штифтовых распылителях визуальному контролю подлежат:

1 – положение уплотняющей кромки на игле распылителя, которая (если она есть), слишком близка к верхней кромке гнезда, то распылитель может подтекать;

2 – уплотняющая поверхность на игле распылителя – нет ли на ней кавитационных повреждений;

3 – управляющий штифт на игле, от формы которого зависит проходная характеристика распылителя.

ДЕМОНТАЖ ФОРСУНКИ С ДВИГАТЕЛЯ

Демонтаж форсунки – простая операция только с одной стороны. Ей должен предшествовать детальный анализ состояния топливной системы и двигателя. И если только диагностические операции указывают на неисправность форсунки, то только тогда стоит браться за демонтаж. Предварительно стоит запастись специальным инструментом для выполнения этих операций, особенно это касается форсунок Common Rail, снятие которых всегда сопряжено с определенным риском повреждения не только самой форсунки, но и головки блока двигателя. Специализированному инструменту, из-за его многообразия, будет посвящена отдельная статья. Сейчас же остановимся на очередности операций по демонтажу:

  1. Убеждаемся, что зажигание выключено.
  2. Очищаем топливопроводы и все соединения. Очистку производят жесткими щетками сухим и мокрым способами с последующим обдувом сжатым воздухом из узкого сопла.
  3. Откручиваем гайки топливопроводов на форсунках и насосе ТНВД.
  4. Снимаем трубки высокого давления. При разъединении топливопроводов необходима предельная аккуратность с целью недопущения попадания даже малейших частиц грязи в полости трубок. При демонтаже все штуцера должны быть закрыты (пластмассовыми крышками либо другим способом).
  5. Откручиваем и снимаем магистраль обратного слива топлива с форсунок.
  6. Отсоединяем электрические разъемы датчика подъема иглы.
  7. Вынимаем термошайбу и уплотнительную шайбу форсунки.

Демонтаж форсунок с дизеля может быть затруднен закоксовыванием боковой поверхности распылителя, а также определяется особенностями конструкции. В большинстве современных дизелей форсунка находится в сухом форсуночном стакане (как в двухклапанных, так и в четырехклапанных головках). Однако стремление конструкторов расположить их в центре камеры сгорания порой приводит к существенному усложнению демонтажа. Так, форсунки Ореl-Есоtес находятся под распределительным валом и собираются со штуцером-траверсой только при установке в головке. Форсунки старых дизелей и насос-форсунки также находятся в масляной среде механизма газораспределения, а, следовательно, труднее демонтируются. Отметим, что обслуживание насос-форсунок с электронным управлением, ввиду отсутствия или сокращения элементов регулировки, проще, чем обслуживание чисто механических.

Существуют штатные приемы, например, с помощью съемников (винт с захватом за штуцер форсунки в подковообразном корпусе съемника или П образном корпусе, устанавливаемом над форсункой). Более остроумные приемы разработаны практиками: а) ослабить крепление прижимной планки нужной форсунки на 1-2 мм, запустить дизель, после того как газы из цилиндра начнут “сечь” через форсуночный стакан, заглушить дизель, вынуть форсунку; б) большинство современных форсунок имеют подвод топлива через штуцер в верхней части. Для них применим инерционный съемник (захват штока наворачивается на штуцер форсунки, а грузом ударяем по упору на противоположном конце штока).

Это не касается форсунок, заворачиваемых в головку по резьбе (как свеча) – резьба заменяет съемник. Не следует только выворачивать форсунку за ее верхнюю часть.

УСЛОВИЯ ПРОВЕРКИ ФОРСУНОК

Проверка работы форсунки проводится на испытательном приборе для проверки и регулировки форсунок после принятия решения о неисправности этого узла. Это довольно сложная операция, требующая большого опыта и точного выполнения условий, в которых необходимо производить проверку.

Для правильной оценки работоспособности форсунки, а также сравнения свойств распылителей проверяемых на заводе и в мастерской, ручной прибор для проверки форсунок должен отвечать следующим требованиям:

– иметь манометр со шкалой на 400 (или 600) Bar (кг/см) и с ценой деления до 2 (как исключение не более 5) Bar, поскольку точность установки давления открывания форсунки находится в пределах от 5 до 10 Bar;

– обеспечить производительность накачки проверочной жидкости в форсунку на уровне 4,5 – 6,0 мм3 за один ход рычага прибора;

– иметь соответствующую внутреннюю эластичность, характеризующую весь объем топливопроводов и каналов прибора, эластичность стенок и манометра, а также испытательной жидкости. От внутренней эластичности прибора зависит точность оценки работоспособности распылителя – оценка частоты и амплитуды хода иглы во время накачки топлива в распылитель, а также звука и качества распыла. Внутренняя эластичность прибора проверяется с помощью специального микроизмерителя объема, измеряющего изменение объема жидкости во время падения давления в приборе с 1 до 0,7 Bar.

Это изменение объема должно составлять 0,2 мм3 / Bar. Необходимо учитывать, что данный прибор сложное и точное устройство, и даже замена манометра, топливопровода или испытательной жидкости может изменить внутреннюю эластичность прибора, и этим влиять на оценку работоспособности распылителя;

– иметь соответствующую гидромеханическую жесткость, измеряемую величиной хода рычага прибора, нагруженного силой возрастающей от 50 до 150 N, в зависимости от давления открытия форсунки. Эта жесткость должна составлять не менее 2 Bar /мм хода рычага прибора. Выполнение условий по гидромеханической жесткости влияет на правильность оценки легкости движения иглы в распылителе во время медленных движений рычагом прибора.

КОНТРОЛЬ ПРИБОРА В УСЛОВИЯХ МАСТЕРСКОЙ

В условиях мастерской, простыми и доступными методами проверки правильной работы прибора являются:

– проверка (ее необходимо проводить после контроля 100 распылителей, или не реже чем раз в месяц) показаний манометра с помощью, например, образцовых форсунок, отрегулированных на определенное давление открывания;

– проверка герметичности контура высокого давления прибора (после контроля 100 распылителей) замеряя время падения давления с 350 до 300 Bar при закрытом выходе масла из топливопровода прибора. Это время должно быть не менее 10 минут;

– проверка степени износа плунжера прибора, мерой чего является количество впрысков происходящих во время контроля распылителя на внутреннюю герметичность за 7 секунд (при падении давления с 200 до 150 Bar). За один ход рычага прибора в течение 3- 4 секунд, при давлении впрыска 200 Bar, должно произойти 12 одиночных впрысков.

Прибор для проверки форсунок должен использоваться в чистом, проветриваемом, хорошо освещенном помещении, при температуре воздуха около 20°С.

ПРОВЕРКА РАБОТЫ ФОРСУНКИ

Проверка форсунок, с одной стороны, обусловлена частотой возникновения неисправностей форсунок за счет их числа и множественности дефектов, относительно малым ресурсом распылителей, но доступна опытному автослесарю и производится достаточно часто. Все предыдущие публикации, посвященные форсункам дизельного двигателя, были подготовительными к сегодняшней публикации. В данной статье мы попробуем разобраться, как и что проверять в форсунках.

Прибором для испытания распылителей проверяются форма топливных факелов, дребезжание, давление открытия и уплотнение распылителя, также и форсунки в целом. По результатам испытаний принимается решение о необходимости замены распылителей или форсунки в сборе.

Параметры оценки действия форсунки

Параметрами оценки работы форсунки являются:

  1. Плотность гнезда конуса (подтекание распылителя).
  2. Звуковые свойства, так называемое хрипение распылителя.
  3. Давление открывания распылителя.
  4. Внутренняя плотность форсунки (вытекание топлива через зазор между направляющими поверхностями корпуса и иглы распылителя).
  5. Распыление топлива, форма и углы (положение) струй топлива.

Предварительная проверка форсунки

После закрепления форсунки в испытательном приборе отключается манометр прибора и, при включении быстродействующего насоса, промывается распылитель форсунки. Здесь надо сказать, что многие производители рекомендуют все, снятые с автомобиля форсунки промывать в ультразвуковой ванне. Более того, фирма BOSCH обязывает автосервисы производить такую операцию в случае с гарантийными изделиями. После того как топливопровод высокого давления и распылитель промыты, подключается манометр, и проверяются давление открытия и уплотнение распылителя. При проверке давления открытия давление повышают, пока топливо не станет выходить из распылителя. Установочная величина давления открытия распылителя обычно наносится на его корпус, но всё же следует использовать справочное пособие, например каталог по подбору распылителей от производителя этих деталей. Там всегда указано давление, рекомендуемое производителем мотора. Допуск составляет 10 Bar. Если давление открытия распылителя находится вне допуска, оно должно быть подкорректировано подбором регулировочных шайб (Рис. 1). В зависимости от толщины этих шайб изменяется предварительное натяжение пружины форсунки. Как правило, изменение толщины шайбы на 0,08 мм приводит к изменению давления открытия на 10 Bar.

При разборке и сборке форсунки необходимо обращать внимание на соблюдение абсолютной чистоты аппаратуры и личной безопасности специалиста. Руки во время процесса проверки не должны ни в коем случае находиться в соприкосновении с топливным факелом, под высоким давлением топливо без труда может проникнуть под кожу и вызвать отравление кровеносной системы. Присутствие открытого огня легко может привести к взрыву распыленного топлива.

Плотность гнезда распылителя

После установки форсунки в прибор мы начинаем с проверки плотности гнезда распылителя. Отсутствие плотности распылителя влияет на повышенный расход топлива дымный выхлоп детонационные шумы при работе двигателя.

Оценка плотности гнезда распылителя проводится следующим образом: засекается – нет ли отрыва капли топлива в течение 10 сек при давлении меньшем на 10 Bar, чем давление открывания распылителя (Рис. 2, 3). Предварительно проверяется давление открывания распылителя, после осушения носика распылителя, медленно (1 движение рычага в секунду) накачивается давление на 10 Bar меньшее, чем давление открывания.

Если гнездо не плотное, то проявляется явление подтекания распылителя и его следует заменить, при условии что причиной подтекания не является загрязнение. Поэтому, перед такой проверкой следует сделать несколько быстрых движений рычагом прибора для промывки возможных загрязнений.

Другой причиной неплотности гнезда распылителя может быть изношенный корпус форсунки – следовательно, новый распылитель необходимо проверять, используя контрольный корпус (см. №11 2005).

Возможен и другой, более приемлемый, в условиях автосервиса, способ. Перед проверкой уплотнения распылителя поверхности в зоне перемещения иглы распылителя протираются насухо. В это время давление повышается до величины, которая на 10 Bar ниже давления открытия распылителя. Это давление удерживается в течение 10 с. Затем, к головке распылителя прижимается чистая бумага. Если бумага остается сухой, это указывает на идеальное уплотнение распылителя. Если на бумаге появляется влажная точка диаметром более 3 мм, распылитель должен быть заменен.

Звуковые свойства распылителя

Вибрация иглы распылителя, во время прокачивания проверочного масла через распылитель, вызывает прерывание струи вытекающего масла, что сопровождается звуком (распылитель хрипит (Рис. 4).

Такая проверка проводится с закрытым клапаном, отсекающим подачу топлива к манометру прибора.

Звуковая характеристика зависит от конструкции распылителя, скорости движения рычагом и диаметра нагнетающего плунжера прибора, а также от того – проверяемый распылитель новый или работавший на двигателе.

На практике, оценка звука распылителя проводится при плавных движениях рычага прибора от 0,5 до 5 движений в секунду, причём соответствующий подбор скорости накачки зависит от конструкции распылителя.

Штифтовые распылители без дросселирующего эффекта хрипят во всём диапазоне движений рычага прибора. Новые штифтовые распылители дребезжат при медленной и быстрой работе насоса. Отчетливо слышимый дребезжащий звук – знак того, что игла распылителя не закоксована. При наступлении закоксовывания иглы распылитель дребезжит лишь при быстрой работе насоса, что, однако, еще не является основанием для замены распылителя. Только если в форме факела обнаруживаются отчетливые полосы, и ни на какой скорости работы насоса не возникает дребезжание, распылитель требует приведения в исправное состояние или замены. При проверке бесштифтовых распылителей поступают таким же образом.

Струи впрыскивания у такого распылителя должны быть тоньше распылены. Бесштифтовые распылители дребезжат жестче, чем штифтовые, из-за более высокого давления открытия распылителя и большего поперечного сечения выходных отверстий. При проверке бесштифтовых распылителей следует определить, какое количество выходных отверстий предусмотрено конструкцией, иначе дефектный распылитель может быть принят за исправный.

Элементы системы насос-форсунок на обычном, без дополнительного оборудования, приборе для испытания распылителей проверить нельзя. Форсунки аккумуляторной системы впрыска на таком приборе можно проверить лишь на качество уплотнения при давлениях до 400 Bar. Для проверки таких форсунок необходимо приобрести дополнительное оборудование. Пока нам известна только одна украинская компания, выпускающая действительно функциональное оборудование для этих целей (рис. 5). Штифтовые распылители с дросселирующим эффектом имеют три диапазона хрипения, зависимые от скорости качков:

– При медленных (до двух качков в секунду), проявляется так называемый нижний диапазон вибраций иглы, при котором генерируется тихий шелест;

– При движениях рычагом со скоростью до четырёх движений в секунду – диапазон без вибраций иглы. Игла зависает во вре мя дросселирования и звук исчезает;

– При быстрых движениях рычагом (более 4. качков в секунду) – верхний диапазон вибраций иглы, при котором генерируется высокий тон звука (рис. 7).

Дырчатые распылители классифицируются по трём звуковым группам.

Эта классификация относится к новым распылителям, так как распылители бывшие в употреблении должны проверяться при быстрых, энергичных движениях рычага прибора (более 2 качков в секунду), независимо от того к какой звуковой группе принадлежал распылитель до работы на двигателе.

В распылителях бывших в употреблении, исчезает разница углов иглы и конуса. Линейное прилегание конического края иглы заменяется на прилегание по всему конусу гнезда, а также появляется нагар в распыляющих отверстиях. Эти изменения приводят к тому, что при малых скоростях накачки вибрации иглы гасятся, поэтому работавшие распылители должны сильно хрипеть в верхнем диапазоне движений рычага пробника. Хорошие звуковые свойства и хороший распыл означают, что игла движется свободно, и что такой распылитель ещё будет хорошо работать на двигателе.

Новые дырчатые распылители, с диаметром гнезда 3 мм или больше и диаметром иглы 6 мм (относительный показатель 0,5 или более) принадлежат к первой звуковой группе. Они хрипят громко и жёстко во всём диапазоне движений рычага прибора. Форма факела распыла:

– “толстая” струя топлива при медленных движениях рычага прибора;

– переходит в хорошо распылённый факел при быстрых движениях рычага.

Новые дырчатые распылители, с диаметром гнезда 3 мм и относительно большим сечением распыляющих отверстий (вторая звуковая группа) хрипят шумно в нижнем (до 2 движений рычага) и верхнем диапазоне (более 4 движений рычага). Форма факела распыла:

– струя, с большими каплями при низких скоростях движения рычага, переходит узкую струю топлива в диапазоне без вибраций. С ростом скорости движений рычага достигается полное и равномерное распыление топлива.

Новые дырчатые распылители, с диаметром гнезда 3 мм и с относительно малым сечением распыляющих отверстий (третья звуковая группа) хрипят слабо в узком нижнем и верхнем диапазоне скоростей движений рычага. Форма факела распыла:

– по мере увеличения скорости накачки, струя топлива из узкого переходит в хорошо распыленный факел (рис. 6,8).

Давление открытия распылителя

Проверка и регулировка давления открывания распылителя проводится при полностью открытом клапане, перекрывающем приток масла к манометру, медленно качая рычагом пробника и наблюдая за моментом отрыва иглы от гнезда распылителя. Это сопровождается тихим звуком; на манометре видно давление, которое перестаёт возрастать или начинает падать, а также топливо начинает вытекать из распылителя. Такое давление является давлением открывания распылителя.

Если оно отличается от указанного в справочнике, то его следует отрегулировать с помощью регулировочного винта или шайб. В случае слишком низкого давления, по отношению к требуемому, следует подложить более толстую шайбу, а при высоком давлении – более тонкую шайбу. Следует помнить, что на каждые 0,08 мм увеличения толщины столбика шайб получается увеличение давления на 10 Bar.

После ремонта форсунки (замены распылителя), рекомендуется отрегулировать давление на 10 – 15 Bar выше, чем рабочее давление открывания.

После первых часов работы, в результате приработки трущихся частей, происходит уменьшение предварительного напряжения пружины. Особенно быстро падает давление открывания в новых форсунках.

При регулировке давления открывания с помощью шайб не допускается использование нестандартных шайб, изготовленных из мягких материалов, так как выставленное давление будет не стабильным.

Внутренняя плотность распылителей

Внутренняя плотность распылителя характеризует величину зазора между иглой и корпусом распылителя, и влияет на дозу топлива впрыснутого в камеру сгорания, а также на разброс доз, впрыскиваемых в каждый цилиндр.

Неплотный распылитель, как и плунжер топливного насоса, может привести к изменению дозы топлива, и, соответственно, к изменению параметров двигателя.

Мерой внутренней плотности распылителя и форсунки в целом, есть время падения давления от выставленного верхнего значения до оговоренного нижнего (проверка гидроплотности). Это падение давления происходит за счет просачивания топлива между поверхностями иглы и корпуса распылителя, а также деталей корпуса форсунки.

Верхнее давление должно быть меньше на 25 Bar давления открывания распылителя, а разница давлений верхнего и нижнего должна быть не менее 30 Bar. Минимальное время падения давления указывает производитель. На практике это время не должно быть меньше 4 секунд, при окружающей температуре воздуха 20°С.

Кроме минимального времени падения давления, важным параметром является также максимальное время падения давления. Если это время слишком большое, то значит распылитель склонен к зависанию иглы из-за действия окружающей температуры или не правильного монтажа распылителя в форсунке. На практике, максимальное время не должно быть более 15- 17 секунд.

Может случиться, что причиной малого времени падения давления окажутся утечки топлива между корпусом форсунки и распылителем или в соединении топливопровода и форсунки. Поэтому рекомендуется проверять плотность, установив распылитель в контрольный корпус форсунки.

Распыление топлива, форма и положение струй

Контроль качества распыла топлива и положения струй топлива в дырчатом распылителе или формы струи вытекающей из штифтового распылителя, в большой степени зависит от знаний и опыта мастера.

В штифтовом распылителе, угол распыла и направление оси струи можно оценить пользуясь шаблоном выставленным на определённом расстоянии от распылителя, визуально сравнивая струю топлива со струей образцового распылителя.

В дырчатом распылителе, проверяется количество и положение струй топлива, вытекающих из распыляющих отверстий.

В распылителях со штифтами, фиксирующими положение распылителя в корпусе форсунки, также проверяется правильность расположения распыляющих отверстий относительно штифтов.

Качество распыла

Качество распыла топлива проверяется при полностью закрытом клапане, перекрывающем приток топлива к манометру, при быстрых энергичных движениях рычагом пробника. Распылитель должен шумно хрипеть и хорошо распылять топливо. Если распыл топлива неправильный, то причиной может быть загрязнение между иглой и корпусом распылителя и в распыляющих отверстиях. После разборки форсунки, следует попытаться промыть детали форсунки и распылитель в ультразвуковой ванне или на крайний случай в керосине с добавлением растворителей лаковых отложений, и после сборки следует повторно проверить распыл. В случае плохой работы форсунки следует открутить гайку, закрепляющую распылитель и после её свободной установки снова закрутить, выдерживая соответствующий момент затяжки. Слишком сильная затяжка гайки приводит деформации корпуса распылителя и подклиниванию его иглы.

Если промывка распылителя и его повторная установка в форсунку не меняет результата, следует проверить работу распылителя в корпусе другой форсунки, при хорошей работе распылителя, причина была в прижимной гайке, установить новую гайку.

Монтаж форсунки в головке блока

Если форсунка отвечает всем условиям правильной работы при проверке на пробнике, то её можно устанавливать в головку блока.

Следует покрыть монтажной жидкостью (из баллончика) резьбу корпуса форсунки или поверхности болтов крепящих форсунку в головке блока для предотвращения прикипания форсунки. Следует помнить о применении новых термошайб и уплотняющих прокладок. Моменты затяжки форсунки, которая вкручивается на резьбе 55 – 75 Нм, которая крепится прижимными рычагами от 15 до 35 Нм в зависимости от конструкции прижима. Необходимо воспользоваться рекомендациями производителя мотора. Топливопроводы прикручиваются к форсунке с моментом 25Нм.

РЕМОНТ ФОРСУНОК

Снятую с двигателя форсунку для выполнения разборки, после очистки её внешних поверхностей и после проверки на приборе, закрепляют в тисках или в специальном монтажном устройстве (рис.15). Если корпус форсунки имеет форму шестигранника, то удобно зажать в тиски накидной ключ и раскручивать корпус в нём. Это поможет избежать повреждения канала обратного слива топлива (Рис 14).

В форсунках с регулировкой давления с помощью регулировочного винта, демонтаж начинается с регулировочного винта. После извлечения пружины форсунки происходит ослабление гайки распылителя и её можно легко открутить. Следует удерживать распылитель, чтобы игла не выпала из корпуса распылителя.

Форсунку с регулировочными шайбами следует закрепить в специальном устройстве. Нажатием на распылитель, с соответствующим усилием, получается ослабление пружины, после чего можно ослабить гайку распылителя

Затем вынимаем форсунку из приспособления, полностью откручиваем гайку распылителя и достаём по очереди: распылитель форсунки, проставку, грибок, пружину и регулировочные шайбы. Части промываем и проверяем с точки зрения дальнейшего использования, ремонта или замены.

Из корпуса форсунки вынимаем проставку, штифты и проверяем, прежде всего, состояние поверхности, соприкасающейся с распылителем – нет ли на ней углублений от ударов иглы (рис. 23). Состояние торца корпуса проверяем, сравнивая его поверхность с поверхностью нового распылителя, при необходимости притираем на чугунной плите, используя мелкозернистую абразивную пасту. Если углубления превышают 0,05 мм, то корпус форсунки требуется заменить или отремонтировать шлифовкой поверхности и притиркой на чугунной плите. Торец следует отшлифовать, предварительно вкрутив корпус в оправку, гарантирующую перпендикулярность поверхности торца корпуса к оси резьбы (допустимое биение max = 0,05 мм).

В гайке распылителя проверяется состояние поверхности прилегающей к распылителю – нет ли на ней нагара и вмятин, которые при необходимости удаляются специальной фрезой. Торцы проставки должны быть идеально плоскими, гладкими и идеально параллельными. Ремонт проставки это трудоёмкая операция, требующая большого опыта, поэтому чаще всего её заменяют. Торцы проставки притираются так же, как и торец корпуса форсунки.

Техническое состояние распылителя проверяется с помощью увеличительного стекла с подсветкой – исследуя коническое гнездо и направляющую поверхность корпуса распылителя – нет ли нагара, вмятин, царапин и металлической стружки. Проверяется лёгкость движения иглы в корпусе распылителя – игла, вытянутая на одну треть длины из корпуса, наклонённого под углом 60°, должна опуститься под действием своего веса (после предварительного увлажнения иглы топливом). Такую проверку делают несколько раз под разными углами (рис.13).

Для удаления нагара с поверхностей распылителя и прочистки распыляющих отверстий используются специальные инструменты (рис. 12,24).

Для мытья частей распылителя чаще всего используется керосин или бензин. После промывки части продувают сжатым воздухом.

Новые или отремонтированные части форсунки должны быть тщательно промыты в отфильтрованном дизельном топливе или в проверочном масле. Расконсервацию распылителя производят, промывая его в керосине или погружая его в подогретое дизтопливо. Перед монтажом в форсунку, распылитель промывается в проверочном масле. Рекомендуется при каждой замене распылителя заменять изношенную проставку, грибок и гайку распылителя.

Монтаж форсунки с регулировкой давления шайбами производится в специальном приспособлении, которое позволяет сжать пружину форсунки перед затяжкой гайки распылителя. Таким образом, предупреждается искривление или поломка фиксирующих штифтов и появление зазора между поверхностями корпуса форсунки, проставки и корпуса распылителя.

Кроме того, значительно облегчается регулировка давления открывания. Гайку распылителя, свободно надетую на распылитель, затягивают динамометрическим ключом после регулировки давления открывания.

При монтаже форсунки следует помнить о правильной установке щелевого фильтра в корпусе форсунки, так как прослабленный фильтр может быть причиной уменьшения притока топлива к распылителю. Следует измерить глубину посадки фильтра в корпус форсунки, которая должна составлять 5,0 ± 0,3 мм.

При монтаже форсунки следует выдерживать допустимые моменты затяжки резьбовых соединений, а, прежде всего: гайки распылителя, гайки топливопровода высокого давления (рис. 25, 26).

После сборки следует проверить форсунку на приборе.

Сергей ГРИГОРЬЕВ, Андрей ОБМАНЩИКОВ, полная версия статьи см. “Архив” – журнал “Автомастер”, № 9 – 12 2005 год

http://a-master.com.ua/archives/1097

http://a-master.com.ua/archives/1099

http://a-master.com.ua/archives/1101

http://a-master.com.ua/archives/1104

Leave a Reply

Your email address will not be published.