Чистка та промивка форсунок. Досвід роботи на стенді для очищення форсунок.

Для розуміння процесів, що відбуваються у форсунках і причини, що приводять до дефектів уприскування, спробуємо розібратися в конструкції форсунки, струменях розпилу і видах уприскування. Відомо, що впорскування палива в сучасному автомобілі можливе або у впускний трубопровід, або безпосередньо в камеру згоряння. Тому форсунки, що застосовуються при різних системах упорскування, мають деякі відмінності. Існує два основних типи форсунок механічні і електричні. Приблизно з 1993 року автовиробники відмовилися від використання механічних форсунок огляду на більш жорстких вимог щодо токсичності вихлопу і, відповідно, до якості приготування паливно-повітряної суміші. Треба зауважити, що робочі параметри механічних форсунок змінюються в процесі експлуатації. Це обумовлено зміною жорсткості поворотної пружини, а також стану сідла і запірного клапана. Сучасні електромагнітні форсунки виготовляються з допусками 1 мікрон і здатні працювати до мільярда циклів.

Електромагнітні форсунки (з управлінням соленоїдом) впорскують у впускний трубопровід пальне, що знаходиться під тиском в системі. Вони дозволяють дозувати кількість палива, точно відповідну потреби двигуна, і управляються сигналом, розрахованим системою управління двигуном, за допомогою кінцевих каскадів, які інтегровані в блок управління двигуном. У використовуваних в даний час форсунках подача бензину здійснюється по осі форсунки зверху вниз.

З плином часу форсунки все більше вдосконалювались і адаптувалися до зростаючим вимог з боку технології, якості, надійності і ваги. Так з'явилися різні конструкції форсунок. Форсунка моделі EV6 являє собою стандартний інжектор для сучасних систем уприскування палива. Ця форсунка відрізняється невеликими зовнішніми розмірами і незначною вагою, завдяки чому такі форсунки створюють передумови концепції компактних впускних модулів. Крім того, форсунка EV6 демонструє хороші якості при роботі на гарячому паливі, що, в свою чергу, означає незначну схильність до утворення бульбашок пари пального.

Вдосконалення форсунок призвело до появи нової моделі EV14, яка сконструйована на базі моделі EV6. Нова форсунка стала ще компактнішою, що дозволяє інтегрувати її в паливну рейку. Форсунка EV14 випускається в трьох розрізняються довжиною варіантах (компактний, стандартний і довгий). Це дозволяє забезпечити індивідуальну адаптацію до геометрії впускного трубопроводу двигуна.

Форсунка високого тиску при безпосередньому впорскуванні являє собою перехідний пристрій між рейкою і камерою згорання. Завдання цієї форсунки полягає в тому, щоб забезпечувати дозування пального і шляхом його розпилення домагатися контрольованого змішування бензину і повітря в певній зоні камери згоряння.

В залежності від режиму роботи двигуна, пальне концентрується в зоні навколо свічки запалювання або рівномірно розпорошується по всій камері згоряння. Форсунка високого тиску складається з: корпусу, сідла, голки розпилювача з якорем соленоїда, пружини, соленоїда, фільтра тонкого очищення і електричного роз'єму. Коли електричний струм проходить обмотку соленоїда, створюється магнітне поле. Під його дією, голка, протидіючи тиску пружини, піднімається над сідлом і відкриває инжектирующее отвір. За рахунок різниці в тиску між паливної рейкою і камерою згоряння бензин впорскується в камеру згоряння. При відключенні електричного струму голка розпилювача під дією зусилля пружини опускається на сідло клапана і перериває потік бензину. Форсунка швидко відкривається, забезпечуючи при відкритті постійну площа поперечного перерізу отвору, і знову закривається, долаючи тиск в рейці.

Отже, забруднення форсунок може викликати: порушення герметичності, зниження продуктивності; погіршення якості розпилювання, значний розкид продуктивності між окремими форсунками комплекту. В результаті знайомі багатьом власникам симптоми: утруднений пуск; нестійкий холостий хід; провали при розгоні; підвищена витрата бензину; втрата потужності; поява детонації внаслідок збіднення суміші і підвищення температури в камері згоряння; пропуски займання; "Хлопки в вихлопній трубі". Позбавляючись від них, виробники апаратури намагаються перешкодити появі відкладень. Для цього вдосконалюють конструкцію форсунок, застосовують нові матеріали, досягають дуже високої точності виготовлення. Нафтові компанії випускають високоякісні бензини з миючими присадками. І все ж форсунки вимагають чищення, особливо якщо пробіг автомобіля здійснюється на вітчизняних бензині, багатому важкими фракціями і перевищує 50 тис.

Присадка ефективно очищає бак і подає паливопровід (до і після фільтра очищення), після чого пластівці забруднень можуть потрапити до форсунок, намертво закупорити їх вхідні фільтри очищення. Природно, що для автосервісу ці методи не підходять. Тут необхідно застосовувати більш якісні способи перевірки і чищення інжектора. Найбільш простим і тому найпоширенішим є метод промивання інжектора на працюючому двигуні. Спеціальна установка подає пальне на вхід паливної рампи (у системах розподіленого уприскування) або до форсунки центрального уприскування. Штатну систему паливоподачі бак, електробензонасос, фільтр тонкої очистки і трубопроводи при цьому, природно, відключають. Двигун працює на спеціальному чистящем складі, який служить одночасно і пальним, і очисником. Так як автомобіль при цьому нерухомий і двигун не навантажений, від миючого складу не потрібно забезпечувати задані характеристики потужності, детонаційну стійкість і т. п. Тому прагнуть посилити саме миючі властивості складу, щоб різко підвищити ефективність чищення інжектора порівняно з добавками. Час очищення інжектора зазвичай 20-30 хв.

Домішки, що потрапили в інжектори, можуть порушити їх роботу (може змінитися час відкриття/закриття інжектора і його прохідний перетин, може забруднитися вбудований в нього фільтр додаткового очищення). Це призводить до того, що інжектори, встановлені на різних циліндрах, будуть давати різну кількість палива за цикл уприскування. Про нерівномірність уприскування по циліндрах система управління двигуном нічого знати не може, а отже ніяк з нею не бореться. У цьому випадку останнім способом є чищення і перевірка знятих з двигуна інжекторів на стенді (це теж не завжди допомагає, але далі спосіб тільки один - заміна). Чистка форсунок і перевірка на стенді коштує дорожче, ніж два попередні способи, але і ефект від неї того варто в першу чергу тому, що завдання фахівця, який працює на стенді не просто очистити інжектори, а вирівняти подачу бензину на всі циліндри (природно, я не маю на увазі варіант самотньої ультразвукової ванни без стенду перевірки можна тільки вичистити бруд, а далі повна невідомість).

Виробники систем уприскування припускають, що для нормальної роботи двигуна допустима нерівномірність подачі в різні циліндри в межах 4-6%. Кваліфікований фахівець, який має в своєму розпорядженні такий стенд очищення форсунок, після зняття форсунок спочатку перевірить їх витрати і якість розпилення, а вже потім буде вибірково чистити інжектора з меншою витратою або з поганою якістю розпилу. Результатом його роботи повинні стати однаковий розпил і продуктивність всіх інжекторів.

Процедура чищення інжектора або промивки форсунок на стенді

Перш, ніж приступати до цієї процедури постараємося зрозуміти, а коли така очистка форсунок дійсно необхідна. Звичайно, найпростіше, будь, заезжающий на станцію автомобіль піддавати процедурі чищення форсунок і робота у механіка є, і гроші надходять. Але адже хороший механік і відрізняється від поганого тим, що завжди грамотно ставить діагноз і не робить зайвої роботи. Тому процудуру чищення форсунок починаємо, як завжди, з діагностики та визначення стану паливної системи без її демонтажу.

Треба сказати, що перед будь очищенням форсунок на стенді слід провести ряд вимірювань, порівняння з якими після чищення форсунок дасть відповідь про якість проведених робіт. Параметри, які можуть змінитися в результаті очищення форсунок, це склад вихлопних газів, час вприскування (для одного і того ж режиму якщо автомобіль має зворотний зв'язок) та розрідження у впускному колекторі. У залежності від оснащеності механіка вимірювальними приладами метод проведення діагностики буде відповідним. Дуже хорошим помічником в цій справі виявляться універсальний автомобільний сканер і мотортестер.

Отже, приступаємо до перевірки електричних параметрів окремих компонентів. Для цього найкраще підійде автосканер. З меню датчиків і виконавчих механізмів вибираємо наступні характеристики: швидкість обертання двигуна; час відкриття інжекторів; кількість споживаного повітря, чи тиск у впускному колекторі; положення клапана регулювання холостого ходу (Або кількість кроків крокового двигуна холостого ходу); датчик кисню.

Дуже велику допомогу при проведенні діагностики надасть прилад для перевірки складу вихлопних газів. Як розібратися з отриманими значеннями при вимірах? Необхідно обзавестися довідковою літературою або довідковими програмами з подібним матеріалом. У більшості автомобілів значення відкриття інжектора дуже схоже і знаходиться в межах від 2 до mS 3.5 mS, правда зустрічаються автомобілі з часом відкриття менше 1 mS (наприклад, Mitsubishi GDI) та набагато більше 4,8 mS (наприклад, Volkswagen Polo 1.0, mot. AER). Цей автомобіль ми і візьмемо. І на його прикладі розглянемо попередню діагностику, чищення форсунок і діагностику отриманого результату. Попередня діагностика автомобільним сканером показала наступні результати вимірювань:

1. ЕБУ зафіксував одну (00533) помилку некоректна робота регулятора холостого ходу.
2. Час відкритого стану інжектора, виміряний при роботі на холостому ходу, становить 5.3 ms.
3. Те ж значення, виміряне на 2500 оборотах/хв без навантаження, 3.5 mS.

При спостереженні сигналу з допомогою мотортестера (осцилографа) стає помітною ще одна, не зовсім нормальна реакція сигналу управління форсункою. Після розгону двигуна до 4000 про/хв, а потім різкого закриття заслінки, не кожен раз відбувається відключення подачі палива, так званий режим економайзера примусового холостого ходу (ЕПХХ), а якщо відбувається, то двигун може навіть стихнути. Робота датчика кисню на холостому ходу ніби нормальна, але присутні випадкові провали, які свідчать про нестачі пального. Ці провали практично зовсім зникають із збільшенням обертів, починаючи з 2000 об/хв.

Знаючи довідкові дані по цьому автомобілю, спостерігаємо перше невідповідність: час відкриття інжектора в режимі холостого ходу може бути не більше 4.8 mS; друге: нечітка робота ЕПХХ; третє: по сигналу датчика кисню помітні пропуски подачі палива на холостому ходу. На перший погляд, можна рекомендувати промивку системи без демонтажу інжекторів. Давно перевірений спосіб: відключаємо подачу бензину з бака і приєднуємо до паливної рампи пристрій для промивки. Конструктивно це пристрій зменшений варіант бензобака, в якому замість звичайного бензину застосовується спеціальний чистячий складу. Така методика зазвичай дає хороший результат у двигунах з благополучним станом циліндропоршневої групи.

Чищення і перевірка на стенді коштує дорожче, ніж попередній спосіб. Але і ефект від неї того варто, в першу чергу тому, що завдання фахівця, який працює на стенді очищення форсунок не просто почистити форсунки, а вирівняти подачу палива на всі циліндри (природно, ми не маємо на увазі варіант самотньої ультразвукової ванни. Без повноцінного стенду для очищення форсунок можна тільки вичистити бруд, а далі повна невідомість).

В хорошому стенді для очищення форсунок інжектора реалізований принцип адаптивного управління і нам немає потреби звертати увагу на можливі відмінності. В більш простих стендах очищення форсунок необхідно буде виміряти електричне опір обмотки і встановити відповідне йому напругу. Аналіз нашій ситуації показує необхідність зняття форсунок і чищення на стенді з обов'язковою заміною фільтра очищення інжектора, тому, що профілактична промивка інжектора на автомобілі не дасть бажаного результату. До початку роботи з промивки, як ми вже говорили вище, перевіряємо роботу бензонасоса.

Якщо насос виявиться недостатньо хороший, то після очищення форсунок двигун може не запуститися взагалі. І спробуй доведи потім клієнту, що насамперед слід було б міняти насос (це одна з найскладніших ситуацій при спілкуванні з клієнтом). Вимірювання показали: з підключеним вакуумом тиск палива 2.7 Bar, з відключеним шлангом управління вакуумом 3.4 Bar. Короткочасно пережав шланг зворотного зливу палива в бак, отримуємо тиск 6.5 Bar. Це тиск спрацьовування обмежувального клапана самого насоса. Після вимикання двигуна, тиск палива близько 10 хвилин утримується без змін. Висновок: насос, регулятор тиску в паливній магістралі в повному порядку і можна сміливо проводити чистку форсунок. Акуратно від'єднуємо електричні роз'єми від форсунок і звільняємо джгут проводів форсунок від додаткових точок кріплення. Відводимо палять в бік, щоб він не заважав демонтажу паливної рампи. Послаблюємо хомут і знімаємо корпус повітряного фільтра очищення, не забувши від'єднати роз'єм датчика температури повітря. Відвертаємо гайки кріплення паливної рампи до впускного колектора і акуратно витягаємо рампу разом з форсунками. Зараз форсунки утримуються в рампі тільки на ущільнювальних кільцях.

На деяких автомобілях форсунки утримуються в рампі за допомогою спеціальних скоб. Акуратно (щоб не пошкодити гумові ущільнення) витягуємо форсунки з рампи. Виймаємо ущільнювальні кільця з отворів в колекторі і оглядаємо на предмет пошкоджень, якщо потрібно кільця доведеться замінити новими. Ущільнення інжектора в паливній магістралі беззастережно міняємо на нове. Гарне правило мати комплект витратних матеріалів, а для форсунок це особливо актуально. Перш, ніж що або розбирати, переконайтеся, що є, чим замінити пошкоджені деталі! Перед тестуванням і очищенням відмиваємо форсунки зовні від "великої" бруду, щоб продовжити термін служби промивної рідини. Перший етап тестування перевірка герметичності форсунок. Встановлюємо тиск трохи вище робочого і запускаємо тест перевірки.

Після закінчення часу тесту, зазвичай це 60 сек. стенд для очищення форсунок сам завершить виконання тесту. Різні виробники пред'являють різні вимоги до проведення цього тесту. Наприклад, Toyota вважає допустимим поява не більше однієї краплі палива протягом однієї хвилини. Проводимо тестування на продуктивність і якість розпилу за допомогою стенду для очищення форсунок, спеціально створеного для цієї мети. Стенд, на якому ми виробляємо перевірку, дозволяє перевірити роботу всіх форсунок одночасно або кожну окремо, імітуючи будь-які режими роботи їх в двигуні. При цьому дуже наочно видно як в режимі, що імітує роботу двигуна на холостому ходу, змінюється напрямок струменів мало не при кожному спрацьовуванні (про розпиленні і говорити не доводиться). Перевіряємо якість розпилу форсунками.

Для цього передбачений відповідний режим роботи стенду для очищення. Форма факела розпилу залежить від конструкції форсунок. У штифтових форсунок це конус. Припустимо поява окремих струменів, однак важливо, щоб факели у всіх форсунок були однаковими і пальне розпорошувалася на дрібні частинки без утворення великих крапель.

Після першої перевірки на стенді фіксуємо показання наливу кожної форсунки при визначених нами умов перевірки, В даному випадку це значення склало: 1 циліндр 38 см куб, циліндр 2 42 см куб, циліндр 3 35 с куб, 4 циліндр 39 см куб.

Всі ці значення отримані при тиску випробувальної рідини 3 Bar, при імітує частоті спрацьовування 1500 об/хв і час відкритого стану форсунки 10 mS. Вся перевірка тривала у нас 200 сек. Знімаємо форсунки зі стенду і за допомогою пристосування, витягаємо вхідні фільтри очищення форсунок. Враховуючи невелику вартість сіточки і неможливість 100 % промивання її, а також часте руйнування її при демонтажі, варто порекомендувати її заміну при кожному чищенні.

Різноманітність типів форсунок вимагає застосування різних адаптерів для підключення до паливної рампи стенду для чищення при тестуванні. У базовий комплект багатьох стендів для чищення форсунок такі адаптери для тестування форсунок входять.

Далі очищення. Встановлюємо форсунки на стенд і наливаємо в бачок стенду тестову рідина. (В різних стендах для очищення форсунок ємність бачка може відрізнятися). Підключаємо електричні роз'єми, форсунки повинні відчинятися під час очищення спеціальним керуючим сигналом зі стенду очищення форсунок, і запустимо процес як передбачено виробником стенду.

Перевіряємо баланс продуктивності. Продовжимо чистку форсунок на стенді для їх перевірки, але не заправленому тестовій рідиною, а рідиною для чищення форсунок. За допомогою перехідників з набору стенду очищення змонтуємо форсунки на рампі стенду таким шляхом, щоб напрямок потоку промивальної рідини було направлено в зворотному напрямку. Таким чином, ми швидко позбудемося всіх відкладень внутрішньої порожнини форсунки. Наступним етапом є перевірка продуктивності форсунок в звичайному напрямку протоки рідини і порівняння з результатами первинної перевірки. Під час проведення процесу в автоматичному режимі роботи стенду очищення форсунок, звільняється робочий час механіка для проведення ще одного важливого заходу. Обслуговування та налаштування вузла дросельної заслінки і регулятора холостого ходу. Використовуючи аерозольний очищувач карбюратора, потрібно ретельно очистити поверхні прилягання заслінки і саму заслінку.

Після таких параметрів ЕБУ дуже чітко реагує на сигнали датчиків, встановлюючи правильні обертів холостого ходу і роботу режиму ЕПХХ. Нарешті остання перевірка продуктивності форсунок дала очікуваний результат і приходить час складання автомобіля і перевірки результатів очищення. Нові фільтри встановлюємо у кожен інжектор і з новим ущільненням по паливній рампі збираємо форсунки і встановлюємо на автомобіль. При цьому можуть виникнути деякі труднощі з установкою ущільнень, щоб цього не виникло, необхідно зволожити поверхні малою кількістю рідкого мастила .

Слід взяти за правило при чищення форсунок міняти паливний фільтр магістральний новим. Нерідкі випадки, після такого обслуговування двигун відновлює свою первісну потужність і власники без зайвої скромності починають використовувати повернулася швидкість автомобіля. Як наслідок динамічна їзда приводить до більшого протоку пального через "посвіжілі" інжектори. При цьому злегка забруднене матеріал паливного фільтра від інтенсивного потоку бензину розривається і випускає вміст у щойно встановлені фільтри очищення форсунок.

Після складання необхідно перевірити, чи немає підтікання. Для цього кілька разів потрібно включити запалювання, не запускаючи двигун, дати насоса і прокачати створити робочий тиск в системі. Залишається запустити двигун і знову перевірити відсутність підтікання бензину, дати двигуну прогрітися до температури повного відкриття термостата, а потім можна приступити остаточної діагностики та перевірці результатів роботи.

Розглянемо деякі питання діагностики, які треба врахувати після обслуговування паливної системи. Нагадаю для діагностики ми скористалися або сканером, або-яким мотортестером. Для початку, за допомогою автосканер очистимо пам'ять блоку управління від помилок, накопичених під час некоректної роботи паливної системи. Перед чисткою форсунок прилад повідомляв нам про некоректної роботи регулятора холостого ходу двигуна. Значить, з цього місця і слід почати перевірку. Необхідно імітувати навантаження на двигун у режимі холостого ходу, щоб регулятор відреагував на цю дію, і поспостерігати за його роботою.

Можна ще при включеному паркувальному гальмі запустити двигун, натиснути педаль вимикання зчеплення, ввімкнути четверту передачу, і повільно відпускаючи педаль зчеплення, поступово навантажувати двигун. При падінні оборотів регулятор повинен повертати їх до встановленого значення. Все ж настане момент, коли регулятор вже не зможе вирівняти обертів. Ось тоді слід різко натиснути на педаль зчеплення. Оберти двигуна повинні збільшитися значно вище холостих, а потім плавно встановитися на заданому значенні. Після такої перевірки знову включаємо автомобільний сканер. На цей раз пам'ять чиста, все працює справно. Наступний крок: перевірка часу відкритого стану інжектора. Якщо скористатися автосканером, спостерігаємо: час відкриття інжектора в режимі холостого ходу 4,2 mS і 2,8 mS при 2500об/хв

Необхідно перевірити роботу датчика вмісту кисню у вихлопних газах. Спостерігаємо картинку на екрані автомобільного сканера в графічному режимі. Сигнал датчика виглядає дуже рівномірно змінюється в допустимих межах. Ну, ось, за спостереженнями з допомогою приладів за роботою систем, можна зробити висновок, що після чищення інжектора робота двигуна в цілому стала істотно краще. Пробна поїздка показала, що двигун значно жвавіше розганяється і, напевно, при спокійній їзді можна розраховувати на більш економічну експлуатацію автомобіля. У процесі роботи з інжекторами нерідко зустрічаються помилки, які слід навчитися усувати.

Наприклад, при демонтажі форсунок з автомобіля з досить великим пробігом, а ще й без регулярних чисток, часто руйнуються деякі деталі самої форсунки: сопло 1 і тепловідбивний екран 2. Щоб піти від таких несподіваних неприємностей, краще запастися кількома комплектами ремонтних виробів, призначених для цієї мети, та відразу попереджати клієнта про подібний результат роботи.

Зустрічається ще одна неприємна несправність форсунки. Це заклинювання або підвисання рухомої частини клапана, звичайно можна говорити про обов'язкову заміну форсунки. А якщо це наприклад Volvo 740 2.3 i Turbo 1986 р. в. Для цього автомобіля не те що нову, а б/у форсунку не проста річ купити. Замінити форсункою з іншого автомобіля немає можливості, так як її продуктивність у цього автомобіля в 2, 2.5 рази більше, ніж у тих, з якими зазвичай доводиться працювати. Потрібно проявити винахідливість і часто знаходиться вихід зі сформованої ситуації. По скільки гірше вже не буде, можна спробувати "розворушити" нерухому деталь.

Как поступаем мы: при помощи специально изготовленного штуцера подключаем форсунку к стенду для проверки производительности, только в обратном направлении (предварительно удалив входной фильтр). Подавая давление жидкости больше чем рабочее и управляющий сигнал на катушку управления соответствующую примерно 5000обмин. И при этом наносить по корпусу форсунки частые удары небольшим молоточком (50-100г). Таким образом, меняя частоту сигнала и давление рабочей жидкости, практически всегда удается вернуть подвижность, и восстановить работу форсунки, правда предстоят большие затраты времени.

Далі перевіряємо якість розпилу форсунки. Для цього в стенді очищення форсунок передбачений режим протоки повністю відкритою форсунки і режим перевірки модульованим сигналом по частоті відкривання і тривалості заповнення. Форма факела розпилу залежить від конструкції форсунок. У штифтових форсунок це конус. Припустимо поява окремих струменів, однак важливо, щоб факели у всіх форсунок були однаковими, і паливо розпорошувалася на дрібні частинки без утворення великих крапель.

А что с производительностью? Разброс производительности форсунок напрямую влияет на работу двигателя, ведь в современных системах управления нет такой обратной связи, которая смогла бы скомпенсировать его. Обратная связь по сигналам лямбдазондов работает по усредненному для всех цилиндров составу выхлопных газов. Для того, чтобы регулировать смесь для каждого цилиндра надо иметь громоздкую выхлопную систему и лямбдазонды для каждого цилиндра. Гораздо проще и дешевле поддерживать инжектор в чистом исправном состоянии. Цікаво, що продуктивність навіть нових форсунок може помітно відрізнятися. Для того, щоб мати максимальну точність, намагайтеся, щоб по закінченню тесту рівень рідини в самій повній колбі відповідав максимального поділу вимірювальної шкали.