Проверка бензиновых форсунок от А до Я

Топливная форсунка играет важную роль в приготовлении рабочей смеси бензина с воздухом, как по количественному её составу, так и по ещё более главному свойству в настоящий момент – качественному распылению. Именно это больше всего влияет на недоступные ранее способности двигателя по экономичности и чистоте выхлопа.

Принцип работы инжекторной форсунки

Как правило, в бензиновых моторах применяются электромагнитные форсунки, работа которых основана на управлении подачей топлива электрическими импульсами, формирующимися электронной системой управления двигателем (ЭСУД).

Импульс в виде скачка напряжения поступает на обмотку соленоида, что вызывает намагничивание расположенного внутри него штока и перемещение его внутрь цилиндрической обмотки.

Со штоком механически связан клапан распылителя. Топливо, находящееся в рампе под строго регулируемым давлением, начинает поступать через клапан на выходные отверстия, мелкодисперсно распыляется и смешивается с входящим в цилиндр воздухом.

Количество бензина за один цикл работы определяется суммарным временем циклового открытия клапана.

Суммарным – потому что клапан может открываться и закрываться несколько раз за цикл. Это необходимо для обеспечения более тонкой работы двигателя на очень бедной смеси.

Например, для инициации горения можно подать небольшое количество обогащённой смеси, а потом применять уже более бедный состав для поддержания горения и обеспечения нужной экономичности.

Таким образом, хорошая форсунка становится достаточно технологичным узлом, к которому предъявляются высокие, а иногда противоречивые требования.

1. Высокое быстродействие нуждается в малой массе и инерционности деталей, но при этом необходимо обеспечить надёжное закрывание клапана, что потребует достаточно мощной возвратной пружины. Но в свою очередь, для её сжатия надо применить значительное усилие, то есть увеличить размеры и мощность соленоида.
2. С электрической точки зрения потребность в мощности вызовет рост индуктивности катушки, что ограничит быстродействие.
3. Компактность конструкции и низкая индуктивность вызовет увеличение тока потребления катушки, это добавит проблем с электронными ключами, расположенными в блоке ЭСУД.
4. Высокая частота работы и динамические нагрузки на клапан усложняют его конструкцию, вступая в противоречие с его компактностью и долговечностью. При этом гидродинамические процессы в распылителе должны обеспечивать нужную дисперсность и стабильность во всём диапазоне температур.

Форсунки обладают точным значением пропускной способности при заданном перепаде давлений между рампой и впускным коллектором. Поскольку дозирование осуществляется только временем нахождения в открытом состоянии, то количество впрыснутого бензина не должно зависеть ни от чего другого.

Хотя нужной точности всё равно добиться не удаётся, и применяется петля обратной связи по сигналам датчика кислорода в выхлопной трубе. Но у него достаточно узкий рабочий диапазон, при выходе из которого работа системы нарушается, и ЭСУД высветит ошибку (Check) на приборной панели.

Признаки неисправности форсунок бензинового двигателя

Существует две общих неисправности инжектора – нарушение количественного состава смеси и искажение формы факела распыления. Последнее также снижает качество смесеобразования.

Поскольку особую важность представляет качественное соблюдение состава смеси при пуске холодного двигателя, то и наиболее явно проблемы с форсунками проявляется именно в этом режиме.

Инжектор может «переливать», когда клапан не в состоянии удержать давление бензина и переобогащённая смесь откажется воспламеняться, а свечи будут забросаны бензином в жидкой фазе. Такой двигатель без продувки дополнительным воздухом уже не завести.

Конструкторы даже предусматривают специальный режим обдува свечей, для чего надо полностью утопить педаль акселератора и прокрутить двигатель стартёром, топливо при этом полностью перекрывается. Но даже это не поможет, когда закрытая форсунка не держит давление.

Недостатки распыления могут привести к обеднению рабочей смеси. Мощность мотора упадёт, снизится динамика разгона, возможны пропуски зажигания в отдельных цилиндрах, что вызовет зажигание лампы на панели приборов.

Любые отклонения в составе смеси, в том числе и по причине её недостаточной гомогенизации, приведут к значительному увеличению расхода топлива. Необязательно это будет означать слишком богатую смесь, бедная повлияет точно так же, поскольку снизится общая эффективность двигателя.

Может возникнуть детонация, выйдет из теплового режима и разрушится каталитический нейтрализатор, появятся хлопки во впускной коллектор или глушитель. Двигатель потребует немедленной диагностики.

Способы проверки форсунки

Чем сложнее применяемая при диагностике аппаратура, тем точнее можно определить причины произошедшего и назначить необходимые меры по устранению проблемы.

Проверка питания

Наиболее простым способом контроля поступающих на разъём инжектора импульсов будет подключение к его питающему контакту светодиодного индикатора.

При вращении вала стартером светодиод должен мигать, что свидетельствует о приблизительной исправности ключей ЭСУД и самом факте её попыток открыть клапаны, хотя поступающие импульсы могут и не иметь достаточной мощности.

Точную информацию могут дать только осциллограф и имитатор нагрузки.

Как измерить сопротивление

Активный характер нагрузки можно проверить с помощью омметра, входящего в состав универсального мультиметра (тестера). Сопротивление обмотки соленоида указывается в паспортных данных форсунки, как и его разброс.

Показание омметра должны подтвердить соответствие данных. Сопротивление измеряется при отсоединённом разъёме между питающим контактом и корпусом.

Но помимо сопротивления обмотка должна обеспечивать нужную добротность и отсутствие короткозамкнутых витков, что простейшими способами не определить, но обрыв или полное замыкание вычислить можно.

Проверка на рампе

Если снять с коллектора рампу с форсунками в сборе, то можно оценить состояние распылителей более точно. Погрузив каждый инжектор в прозрачную пробирку и включив стартёр наблюдать распыление топлива можно визуально.

Факелы должны иметь правильную коническую форму, содержать только неразличимые глазом отдельные капельки бензина, а главное быть одинаковыми по всем подсоединённым форсункам. При отсутствии управляющих импульсов выделения бензина из клапанов быть не должно.

Проверка форсунок на стенде

Самую точную и полную информацию о состоянии распылителей может дать специализированная установка. Форсунки снимаются с двигателя и устанавливаются на стенд.

Прибор имеет несколько режимов работы, один из которых является тестовым. Установка проводит циклирование в различных режимах, собирая выделенное топливо и измеряя его количество. Помимо этого, работа инжекторов видна сквозь прозрачные стенки цилиндров, можно оценить параметры факелов.

Результатом станет появление цифр производительности раздельно по каждому прибору, которые должны соответствовать паспортным данным.

Как самостоятельно почистить устройство подачи топлива

Тот же стенд имеет функцию очистки форсунок. Но при желании это можно сделать и в гаражных условиях. Используется стандартная чистящая жидкость и несложное приспособление, собранное из подручных средств.

Самодельная установка представляет собой автомобильный электрический бензонасос, помещённый в сосуд с очистителем инжекторов. Шланг от насоса подсоединяется к входному штуцеру форсунки, а на её питающий разъём через микропереключатель кнопочного типа подаётся питание от аккумулятора.

Многократно прогнав через распылитель содержащую мощные растворители отложений жидкость можно добиться существенного восстановления распылительных свойств прибора, что станет ясно по изменению формы факела.

Неподдающуюся очистке форсунку придётся заменить, не всегда её дефект связан с загрязнением, возможна коррозия или механический износ.

Чистка форсунки не снимая с двигателя

Очистить инжекторы вполне возможно и без полной разборки узлов впрыска. При этом очищающая жидкость (сольвент) позволяет двигателю работать в процессе промывки.

Растворитель отложений подаётся из отдельной установки, промышленной или самодельной, в напорную магистраль рампы. Излишки смеси поступают обратно в расходный бачок через трубопровод обратки.

Данный способ имеет как достоинства, так и недостатки. Преимуществом будет экономия на сборочно-разборочных процедурах, а также неизбежных при этом затратах на расходные материалы и детали. Заодно очистятся и прочие элементы, например клапаны газораспределительного механизма, рампа и регулятор давления. Снимется также нагар с поршней и камеры сгорания.

Недостатком станет недостаточная эффективность раствора, вынужденного сочетать моющие свойства с топливными функциями, а также некоторая рискованность процедуры, когда отмытый шлак путешествует по элементам топливной системы и попадает в масло. Нелегко придётся и катализатору.

Дополнительным неудобством станет также и отсутствие визуального контроля за эффектом очистки. О результатах можно будет судить только по косвенным признакам. Таким образом данный способ можно рекомендовать только как профилактическую процедуру с обязательной заменой масла в двигателе.

Диагностика неисправностей и ремонт топливных форсунок своими руками

Большинство современных автомобилей оборудованы инжекторной системой подачи топлива. Топливные форсунки отвечают за впрыск распылённой порции топлива в камеру сгорания под определённым давлением. Изначально они были разработаны для дизельных двигателей, а позже стали использоваться и на бензиновых. При определённых навыках диагностировать неисправность, отремонтировать и заменить форсунки самостоятельно довольно просто.

Устройство, назначение и виды форсунок

Основная функция форсунки — своевременная подача топлива в камеру силового агрегата путём впрыска порции горючего в проходящий поток воздуха с образованием топливно-воздушной смеси (ТВС). Подача должна обязательно осуществляться под давлением. Особенно это важно для дизельного двигателя, где некоторая часть топлива самовоспламеняется ещё до попадания в камеру сгорания.

В этом плане форсунку можно сравнить с насосом. Она подаёт мощную, дозированную струю.

Каждая форсунка оснащена клапаном, при открытии которого она набирает топливо, а затем выталкивает смесь под давлением. В инжекторе применяется не одна, а несколько форсунок, объединённых в систему управляемых элементов.

Работу форсунок можно представить следующим образом: по одному каналу подаётся топливо, по второму идёт поток воздуха, регулируемый дроссельной заслонкой. Попадая в форсунки, топливо распыляется для лучшего смешения с воздухом, и ТВС поступает в камеру воспламенения.

Топливные форсунки осуществляют впрыск топлива в камеру сгорания под давлением

Таким образом, процесс работы форсунок состоит из четырёх стадий.

1. Топливо поступает от топливного насоса высокого давления (ТНВД) к форсунке.
2. Попавшее в полость форсунки топливо оказывает воздействие на пружину.
3. Пружина через промежуточную шайбу давит на иглу.
4. Игла приподнимается, топливо попадает в отверстие распылителя и распыляется под высоким давлением.

Классификация форсунок

Форсунки классифицируют в зависимости от системы впрыска и конструкции.

По системе впрыска

По типу впрыска выделяют:

• форсунки с центральным впрыском;
• форсунки с распределённым впрыском;
• форсунки с непосредственным впрыском.

Первые используются в системе моновпрыска и применяются на бензиновых силовых агрегатах. Работа их основана на впрыске топлива одной (а не четырьмя-шестью) форсункой, расположенной непосредственно на впускном коллекторе.

Наиболее популярными системами моновпрыска считаются «Моно-Джетроник», «Опель-Мультек» и др. Они используются на автомобилях «Ауди» и «Фольксваген».

Одной из самых популярных систем моновпрыска является «Моно-Джетроник»

Одним из значимых элементов системы моновпрыска, помимо форсунки, является регулятор давления. Он отвечает за постоянное поддерживание рабочего давления в пределах 0,1 МПа. Именно регулятор после остановки двигателя сохраняет остаточное давление, препятствующее проникновению в систему воздуха и облегчающее следующий пуск мотора.

Форсунки для распределённого впрыска используются в системе, предназначенной для подачи горючего за счёт электромагнитного управления иглой распылителя. Такой впрыск более современный, отличается тем, что в каждом цилиндре двигателя устанавливается своя форсунка, впрыскивающая дозированную порцию топливной жидкости в определённый момент.

Система с распределённым впрыском имеет несколько подсистем:

• узел, отвечающий за подачу и очистку горючего;
• часть системы, в которой происходит очистка и подача воздуха;
• камера для улавливания и сжигания ТВС;
• электронная подсистема с датчиками;
• узел, где происходит выпуск и дожигание отработавших газов.

Форсунки непосредственного впрыска применяются в самой совершенной на сегодня системе впрыска бензиновых ДВС. Принцип функционирования основан на непосредственном впрыске бензина прямо в камеру сгорания.

Первая в мире система непосредственного впрыска была применена в моторах GDI, устанавливаемых на автомобили «Мицубиси». В настоящее время используется широко в автомобилях марки «Ауди» (моторы TFSI), «Фольксваген» (TSI), «БМВ» и др. Благодаря внедрению такой системы удалось достичь существенного снижения расхода горючего, сокращения вредных выбросов в атмосферу и др.

Схема непосредственного впрыска впервые была применена в моторах GDI

По конструкции

В зависимости от особенностей конструкции различают:

• электрогидравлические форсунки;
• электромагнитные форсунки;
• пьезоэлектрические форсунки.

Первый тип форсунок нашёл применение в дизельных двигателях, в том числе и в системе Common Rail. Состоит такая форсунка из впускного и сливного дросселей, управляющей камеры и клапана.

Электрогидравлические форсунки используются в дизельных двигателях

Электромагнитная форсунка используется в бензиновых двигателях, укомплектованных системой непосредственного впрыска, и отличается несложным устройством. Основные элементы форсунки — клапан с иглой и сопло.

Электромагнитная форсунка используется в бензиновых двигателях

Наиболее прогрессивными в настоящее время являются пьезоэлектрические форсунки. Они устанавливаются на дизельные двигатели с системой Common Rail. Состоит такая форсунка из пьезоэлемента, переключателя, иглы и толкателя.

Пьезоэлектрические форсунки являются наиболее современными

Диагностика неисправностей

Несмотря на неоспоримые преимущества перед карбюраторными системами, инжекторные двигатели довольно капризны, подвержены влиянию многих факторов и предъявляют более высокие требования при обслуживании.

От состояния форсунок зависит работа двигателя. Основными внешними признаками проблем с форсунками являются:

• рывки и провалы при ускорении автомобиля;
• пониженные обороты двигателя;
• нестабильная работа на холостых и малых оборотах;
• высокое содержание токсичных веществ в выхлопе.

Проверка стетоскопом

Диагностику можно провести самостоятельно или обратиться в автосервис. Порядок действий при проверке форсунок своими руками следующий.

1. Проверьте клапан. Если он неподвижен, то неисправна либо сама форсунка, либо электрическая цепь.
2. Если при открытии клапана слышен характерный звук, он исправен. Если звука нет, клапан не работает.

При диагностике форсунок можно использовать стетоскоп.

1. С помощью стетоскопа прослушайте щелчки работы форсунок на холостом ходу. Прослушивание производите так, чтобы щелчки не передавались по топливной рампе на неработающую форсунку от работающей.
2. Убедитесь, что частота повторения щелчков повышается с ростом частоты вращения коленвала двигателя. В противном случае форсунка неисправна.

Видео: проверка форсунок стетоскопом

Проверка мультиметром

Мультиметр — специальный прибор для диагностики электрических цепей.

1. В технической документации найдите величину сопротивления форсунок, установленных на вашем авто.
2. Отсоедините от форсунок провода.
3. Установите мультиметр в режим замера сопротивления.
4. Подсоедините контакты мультиметра к форсункам.
5. Измерьте сопротивление форсунок.

Нормальный импеданс форсунок с низким сопротивлением должен составлять 2–5 Ом, с высоким — то 12–17 Ом. Если значения не совпадают, форсунка меняется на новую.

Проверка на стенде

Стенд может иметь различную конструкцию, может быть дорогим или дешёвым. Простые стенды можно встретить в частных гаражах. С их помощью проверяют давление форсунок. Профессиональные стенды позволяют максимально точно диагностировать и отрегулировать форсунки. Такое оборудование имеется, как правило, только в сервисных центрах.

Профессиональный стенд для проверки форсунок

В качестве простейшего стенда для проверки форсунок можно использовать механический тестер МТА-2. С его помощью легко проверяется состояние форсунок, давление, ТНВД. При этом не нужно разбирать двигатель.

Более дорогим и сложным является стенд «Бош». Многие эксперты называют его эталоном качества для диагностирования ТНВД. Хорошие результаты показывают также стенды «Делфи», «Хартридж», «Работти» и др.

Видео: регулировка форсунки на стенде

Основные неисправности

Наиболее часто встречающиеся неисправности форсунок следующие.

Стук форсунки

Одна из самых распространённых неисправностей — стук форсунки. Форсунка постоянно находится под нагрузкой и загрязняется — это и является источником звуков, похожих на стук с высокой частотой (стрекот).

Последствия появления таких звуков следующие.

• снижение мощности двигателя;
• провалы при нажатии на педаль акселератора;
• плавающие обороты на холостом ходу;
• повышенное содержание токсичных веществ в выхлопных газах.

Устраняется такая неисправность промывкой или заменой форсунок.

Утечка топлива через форсунки

Эта неисправность, характерная для дизельных моторов, чаще всего происходит из-за износа шайбы форсунки. Реже причиной утечки становятся места соединения топливных трубок и форсунки.

Порядок действий при определении и устранении источника утечки следующий:

1. Форсунки и места их соединения с трубками насухо протираются.
2. Обычным мелом обрабатываются зоны возможной утечки.
3. В течение 3–4 секунд прокручивается стартер без запуска двигателя.
4. На белом меле будут хорошо видны места утечки.
5. Если течёт корпус, форсунка меняется на новую.
6. Если утечка обнаружена в зоне между головкой и форсункой, меняется медное уплотнительное кольцо.

Если корпус пропускает топливо, форсунка меняется на новую

Не поступает топливо

Если в форсунки не поступает топливо, причину сначала следует искать в топливном насосе высокого давления. Следует проверить ремень ТНВД на предмет обрыва или провисания.

Затем необходимо снять один из шлангов, выходящих из ТНВД, поместить его конец в ёмкость и прокрутить стартер. Если горючее не поступает, неисправен насос.

Иногда топливо может не поступать в сам насос. В этом случае снимается шланг на входе в ТНВД и проверяется тем же способом. Если топливо не поступает, проблему следует искать в насосе бензобака.

Прочие неисправности

Из прочих неисправностей стоит выделить следующие.

1. Изнашивается и искривляется промежуточная шайба, расположенная между пружиной и распылителем. Игла поднимается недостаточно высоко, и горючее поступает нестабильно.
2. Пружина изнашивается и теряет жёсткость. Пружина меняется, или в форсунку устанавливается несколько дополнительных шайб.
3. Повреждение корпуса самой форсунки.

Ремонт форсунки

Форсунка может быть отремонтирована самостоятельно. Легче всего дело обстоит с механическими форсунками. В этом случае можно решиться на самостоятельный ремонт, имея в наличии стандартный набор инструментов.

Процесс ремонта форсунок разных производителей заметно отличается.

Легко поддаются ремонту форсунки «Бош Коммон Рейл». Наиболее часто встречающимися неисправностями таких форсунок являются повреждения распылителя и мультипликатора (клапана). Мультипликатор выходит из строя чаще, распылитель — реже. Производитель даёт гарантию на распылитель, обязуясь заменить его, если он выйдет из строя раньше чем через 100 тыс. км пробега. В России и странах бывшего СНГ из-за низкого качества топлива распылители становятся неисправными уже после 20 тыс. км пробега.

Форсунка Bosh легко поддаётся ремонту

Необходимые инструменты

Для ремонта форсунок потребуется:

• чистая ткань без ворса;
• отвёртка с плоским лезвием;
• гаечные ключи;
• пинцет для снятия лепестков;
• бокорез или плоскогубцы для снятия сеточки;
• ключ шестигранник.

Разборка форсунки

Форсунка разбирается следующим образом.

1. Форсунка зажимается в тиски.
2. Гаечным ключом выворачивается клапан, под которым находится регулировочная шайба, пружина и резиновое кольцо. Рекомендуется аккуратно обращаться с кольцом, так как в продаже оно отсутствует.

Форсунка зажимается в тиски, и клапан выворачивается гаечным ключом

Пинцетом или тонкой отвёрткой вынимаются лепестки форсунки

Распылитель (слева) не снимается, мультипликатор (справа) снимается

Видео: разборка форсунки Delavan

Замена уплотнительных колец

Уплотнительные кольца продаются в ремкомплекте. Они устанавливаются в мультипликатор форсунки и препятствуют попаданию извне воздуха. В процессе износа уплотнители теряют эластичность и начинают пропускать воздух. Форсунка начинает плохо впрыскивать топливо, что, в свою очередь, приводит к нестабильной работе двигателя.

Уплотнительные кольца форсунки перед установкой смазываются маслом

Алгоритм замены уплотнителей выглядит так.

1. Кольца снимаются с форсунки. Если резина затвердела, они срезаются острым ножом.
2. Новые кольца промазываются моторным маслом и устанавливаются на место старых.

Видео: замена уплотнительных колец

Замена прокладок

Если обнаружена утечка топлива, иногда следует заменить изношенные прокладки форсунки. Для этого нужно выполнить следующие действия.

При сброшенном давлении демонтируется топливная рампа — откручиваются два болта.

Откручиваются два болта топливной рампы

Прокладки форсунки можно легко заменить своими руками

Замена сеточки форсунки

Порядок замены сеточки форсунки довольно прост.

В форсунку вкручивается саморез подходящего размера.

В форсунку вкручивается саморез

Сеточка форсунки может быть красной от грязи

Грязная сеточка имеет красно-ржавый цвет, а новая — белый. Перед установкой новой сеточки рекомендуется промыть форсунки.

Замена шайбы

Заменить под форсункой медную шайбу довольно просто. Однако иногда требуется обработка посадочного места шайбы фрезой. Фреза гораздо лучше очистит отверстие под шайбу, если старая шайба прогорела, а место её посадки стало неровным.

Иногда требуется обработка посадочного места шайбы фрезой

Фреза ставится в посадочное место и специальным ключом вкручивается внутрь. При этом не рекомендуется сильно нажимать на ключ, чтобы не оставить зазубрины. Фреза снимается, посадочное место внимательно осматривается. Если неровности остались, следует повторить операцию. Фрезу в процессе операции тоже нужно периодически очищать.

Снятие и промывка форсунок

Часто владельцам автомобилей с инжекторной системой приходится снимать и чистить форсунки самостоятельно. Это делается следующим образом.

Демонтируется топливная рампа.

Открутив два болта, демонтируется топливная рампа

Вынимаются форсунки, и измеряется их сопротивление

Собирается самодельное устройство для чистки форсунок

Чистка форсунок осуществляется жидкостью для карбюраторов

Адаптация автомобиля после замены форсунок

После замены форсунок автомобиль должен пройти адаптацию. На автосервисе специалисты после замены прописывают в ЭБУ (электронный блок управления) новые коды. После этого адаптация происходит через 500 км пробега авто.

Для быстрой адаптации машины после замены форсунок вводятся коды в ЭБУ

Без перепрошивки автомобиль будет долго адаптироваться к новым форсункам — от 2 до 6 тыс. км пробега.

В рейтинге наиболее капризных деталей автомобилей с инжекторным двигателем форсунки занимают одно из первых мест. Их требуется периодически проверять, промывать и при необходимости незамедлительно менять на новые.