Как проверить форсунку дизельного двигателя и найти неисправный цилиндр

Как проверить форсунки дизельного двигателя Обслуживание и ремонт

Как проверить форсунки дизельного двигателя зависит от типа ТА (топливной аппаратуры). Поняв классический принцип действия, определимся с возможностями других систем — их показатели изменились кардинально, подход к диагностике тоже не стоит на месте.

Как устроена классическая топливная система

Топливо подается топливоподкачивающим насосом (ТПН) в насос высокого давления (ТНВД). Последний имеет несколько нагнетающих секций — плунжерных пар, каждая из которых представляет собой очень точно подобранные между собой плунжер и втулку. Пару можно сравнить со шприцем, только давления она выдает гораздо больше — сотни и тысячи кг/см².

Плунжерная пара

В соответствии с порядком работы цилиндров дизеля, секции поочередно нагнетают топливо через трубопроводы в форсунки. Достигшее определенной величины давление поднимает запорную иглу форсунки, и топливо поступает в цилиндр. Его основное количество впрыскивается в двигатель для осуществления рабочего процесса.

Другая часть протекает в малый зазор (1–3 микрона) между запорной иглой и корпусом распылителя, затем сливается обратно в бак. Это топливо называется утечным, оно удаляет механические частицы, а также охлаждает распылитель. Без утечки форсунка работать не может — распылитель перегреется, игла заклинит в корпусе.

Если ваши знания и опыт позволяют самостоятельно проверять форсунки, обзаведитесь компрессометром. При снятой форсунке стоит измерить компрессию: возможно ее просто нет из-за сгоревшего клапана. Принцип замера тот же что и на бензиновой машине, только компрессометр нужно привинчивать — его невозможно удержать руками из-за высокого давления сжатия.

Компрессометр

Как проверить форсунки дизельного двигателя

Самостоятельно определить вышедшую из строя форсунку можно даже в гаражных условиях.

Стук в цилиндре

Если один из цилиндров явно стучит, отключаем по очереди форсунки, чтобы определить дефектную. Для этого приотпускаем штуцеры трубопроводов (обычно ключ 16–17 мм). Если при отключении одного из цилиндров стук прекращается, значит он неисправен.

Проблема может быть как в самом двигателе, так и в форсунке. Если игла распылителя зависла в открытом положении, то топливо подается в цилиндр очень рано и воспламеняется прежде, чем нужно. Энергия горения обрушивается на быстро поднимающейся навстречу поршень, и он проходит верхнюю мертвую точку с жестким ударом.

Троит двигатель

Если движок троит, значит один цилиндр не работает, чтобы его выявить:

  1. Отключаем топливоподачу к форсункам по очереди.
  2. Находим нерабочий цилиндр — тот, который не прореагировал на отключение.
  3. Снимаем и проверяем форсунку на стенде.

Стенд для проверки форсунки представляет собой систему, состоящую из:

  • емкости для жидкости;
  • плунжерной пары;
  • манометра;
  • трубопровода;
  • ручки, которой он приводится в действие.

Стенд для проверки форсунок

Нехитрое приспособление помещено в корпус, который привинчивается к верстаку. Все оборудование вполне доступно, такой стенд реально установить в гараже даже для дизелиста-любителя.

Причина несрабатывания форсунки может крыться и в плунжерной паре: она износилась, зазор увеличился, и секция не в состоянии развить требуемое для поднятия запорной иглы давление. Максимальное давление пары проверяется манометром или контрольной форсункой, но это тема другой статьи.

Как проверить деталь при помощи стенда:

  1. Форсунка имеет два отверстия: подвод топлива и отвод утечки в сливную систему (так называемую «обратку»). Штуцер трубопровода высокого давления привинчиваем одним концом к выходному отверстию стенда, другим — к подводящему отверстию инжектора.
  2. На обратку тоже установим любую подходящую трубочку для отвода топлива самотеком в стороннюю емкость.
  3. В расходный резервуар зальем смесь дизельного топлива с маслом или чистую солярку. Направим сопла распылителя в приемную емкость (для этого подойдет банка из-под омывающей жидкости).
  4. Начнем нагнетание, при достижении необходимого давления произойдет впрыск.

Параметры работы механической форсунки

Стенд покажет нам следующие параметры:

  • давление впрыска;
  • качество распыла:
  • герметичность;
  • гидроплотность;
  • дальнобойность.

Конструкция форсунки

Рассмотрим каждый параметр по отдельности:

  • Давление впрыска. При достижении определенного давления форсунка сработает и из сопел распылителя вырвется мелкодисперсное топливо. Стрелка манометра резко сбрасывает порядка 20 кг/см². Наивысшее показание — это давление впрыска (например, у КамАЗ 740 — 220 кг/см). Величина прописана в технической документации на двигатель.
  • Качество распыла. При качественном распыле из всех сопел распылителя должно вырываться туманообразное топливо. Косвенным показателем хорошего распыления является характерный резкий звук. Он отличается по тону в зависимости от многих факторов: среди них и конструкция стенда и емкость, в которую производится впрыск, но уже после небольшого опыта становится понятно, какой звук хорош, а какой — так себе.
  • Герметичность. Форсунка считается герметичной, если нет подтекания топлива из соединений и из сопла распылителя. Накачайте максимально возможное давление, не доводя до впрыска. Подкачивайте топливо, если давление падает. Топливо на исправной форсунке все равно будет уходить в обратку, но она у нас отведена в сторону. Выдержите систему на максимальном давлении секунд 15. Если увлажнения не произошло и на распылителе не повисла капля — форсунка герметична.
  • Гидроплотность — характеризует величину зазора между направляющей частью иглы распылителя и отверстием в его корпусе. Ее нельзя путать с герметичностью. Доведите давление до достаточно высокого значения и отпустите ручку стенда. Стрелка манометра будет падать в зависимости от величины зазора между иглой и корпусом распылителя. С увеличением скорости падения давления, (а значит, и перетекания жидкости в обратку), количество топлива, попадающего в цилиндр двигателя будет уменьшаться.
  • Дальнобойность конуса распыла — это его длина. Обычно нормой считается 15–20 сантиметров. В реальном цилиндре, в среде сжатого воздуха топливо пролетит меньше.

Начинающие механики иногда превышают рекомендованное заводом давление впрыска. Отрегулировав форсунку по-своему, они улучшают дисперсность топлива, но эффект получается обратный. Дальнобойность тоже увеличивается, поток распыленных частиц врезается в стенки гильзы цилиндра и стекает вниз сплошным потоком. Нераспыленная часть топлива горит куда хуже. Экономичность и мощность падают.

Современные топливные системы

Все перечисленные выше параметры присущи и современным топливным системам дизелей. Но устройство механизмов поменялось и самостоятельная диагностика форсунок стала менее доступна. Но это лишь пока.

Принцип работы и проверка насос-форсунок

С увеличением давления топлива и длины трубопровода, вибрации и напряженность последнего увеличиваются. Кроме того, трубки высокого давления должны быть одной длины. Это обеспечивает равномерность работы дизеля.

На больших моторах для цилиндров, удаленных от ТНВД трубопровод получается очень длинным. Для близко расположенных цилиндров излишне протяженные трубы закручены многочисленными кольцами. И то и другое конструктивно неудобно. Обойтись без трубопроводов можно, объединив плунжерную пару и распылитель в одном корпусе.

Насос-форсунка

И вот, секция насоса перевернулась и стала нагнетать топливо непосредственно в распылитель и сверху вниз. Плунжеры приводит в действие единый кулачковый вал. Такие узлы можно вставлять в ГБЦ и подводить к ним топливо по единому каналу, организованному в головке. В него же выходит и утечное топливо. Солярка подводится ТПН в головку с одной стороны и отводится с другой. Но можно подводить горючее к инжекторам и отдельными короткими трубками, отходящими от общей магистрали.

Система управления топливоподачей может быть классической (от давления), или с электроклапаном, получающим импульсы, который управляется искусственным интеллектом. Последнее позволило гораздо тоньше организовывать процесс впрыска — делать его многоточечным. Дизеля стали более экономичными, экологичными, избавились от чрезмерной жесткости цикла.

С развитием новых технологий нашел применение и подвпрыск — незначительное количество топлива подается в цилиндр до основного впрыска. Это прогревает камеру сгорания, влияя на плавность работы и уменьшение шума.

Если дизельное топливо подводится к насос-форсункам по отдельным трубкам, их легко отключать поочередно. При электронном управлении на усмотрение и ответственность специалиста можно отбрасывать провода. Технология диагностики предусматривает подключение к ЭБУ ноутбука со специализированной программой, тогда форсунки отключаются с компьютера.

Компьютерная диагностика форсунок

Система Common Rail и ее диагностика

На двигателях легковых автомобилей более востребована система Common Rail (термин переводится как «единая магистраль»):

  • При помощи насоса в системе поддерживается высокое давление.
  • От магистрали выходят трубопроводы высокого давления, которыми питаются форсунки.
  • Цикловой подачей, моментом впрыска и прочими параметрами управляет электроника.

Функции форсунок остались такими же, как и у классической системы, но характер работы и проявление неисправностей изменились. Так, на классической системе гидроплотность заметно меньше влияет на работу дизеля. На системе Common Rail перетекание топлива на слив из-за одной форсунки снижает давление топлива до критического, и машина не заводится.

Но не гидроплотность распылителя играет здесь главную роль: седло электромагнитного клапана боится механических примесей и коррозии из-за некачественного топлива. Дефектное седло открывает дорогу топливу, и оно идет на слив. Чтобы отыскать «виновницу» своими силами, нужно замерить величину утечного топлива.

Common rail

На обратку каждого цилиндра необходимо установить медицинские шприцы. Герметичность установки и одинаковая длина трубочек — обязательные условия испытаний. После запуска двигателя будет видно, какая из форсунок переливает на слив. Желательно располагать заводскими нормативами, но обычно дефектная выпадает из общего ряда.

Сняв форсунку с двигателя, ее можно проверить на скорость утечки на стенде для обычных форсунок. Накачав необходимое давление, надо замерить время его падения и сравнить с заводскими нормативами.

Народный способ проверки форсунки воздухом: присоединившись к нагнетательному трубопроводу пистолетом можно попробовать найти самую худшую форсунку.

Таблица давления впрыска для основных дизельных систем

Показания величин давления впрыска в зависимости от типа дизельной системы.

Тип топливной системы  Давление впрыска (кг/см²)
Классическая схема. Форкамерное смесеобразование  80–140
Классическая схема. Непосредственный впрыск  60–500
Common Rail  до 1600
Насос-форсунка  до 2000

Важно: таблица не является техническим документом, а лишь отображает порядок величины давления впрыска для основных дизельных систем подачи топлива. Возможны значительные отклонения.

Вместо заключения

Недавно вошедшие в нашу жизнь новые топливные системы дизелей также поддаются диагностике и даже некоторому ремонту в домашних условиях. Электромагнитные клапана форсунок (например, 1cd-ftv) можно менять, не снимая с двигателя.

Инструментарий также изменился: вместо домкрата и набора головок мы прибегаем к помощи гаджетов. Компьютеры и осциллографы уверенно обосновались на участках ремонта топливной аппаратуры. Работу форсунки помогает проанализировать «Вася диагност». Нет, это не знакомый мужик из гаража — это даже вообще не человек, а сканер VCDS, с помощью которого можно диагностировать системы управления авто, ну и форсунки, конечно.

VCDS

Все в жизни повторяется на новом уровне. Поэтому мы, как и раньше, чуть что сломается, побежим к дяде Васе.

Поделиться
Александр Петренко
Александр Петренко

Автолюбитель с многолетним стажем. Имею опыт работы в автосервисе и автоподборе.

Оцените автора
Добавить комментарий