Как выбрать топливные форсунки

Топливная форсунка – достаточно тонкое изделие, от работы которого зависит мощность двигателя и чистота выхлопа. Хоть распыление топлива и не кажется чем-то сложным, только подумайте, сколько факторов нужно учесть инженерам: момент сгорания, способ распыления топливной смеси, факел пламени. Сегодня распыление топлива признается самым перспективным способом его подачи в цилиндры или впускной коллектор. Впервые инжекторные двигателя появились в авиации, где вследствие несовершенства электроники показывали себя не очень хорошо. В Советском Союзе первым полноценным инжекторным двигателем был АШ-82, позже ставший прообразом автомобильных моторов.

Почему именно форсунки

Равномерного сгорания жидкости допиться сложно. В первую очередь загорается поверхностный слой. А вот если жидкость распыляется, загораться будут даже маленькие капельки. К тому же так можно легко интенсифицировать сгорание – мы получаем маленький взрыв, или, если такая аналогия вам ближе, факел. Проблема такого способа подачи топлива крылась в том, чтобы добиться максимально полного сгорания. Добавив к газу или бензину рассчитанную долю воздуха, задачу можно выполнить.

Топливная форсунка является тем самым факелом, благодаря которому можно получить объемное сгорание. Она подает дозу топлива тогда, когда это нужно, причем распыляет его не просто в конусе перед собой. Так что если форсунка загрязнена, она, во-первых, не может полностью реализовать мощность вышеупомянутого факела, а во-вторых, может работать с задержкой. А задержку двигатель не терпит. Множество смежных узлов работает в четко заданном такте, в который обязательно нужно попадать, иначе упадет мощность, вырастет расход и ухудшится выхлоп.

Самые первые инжекторные двигатели нещадно чадили. К тому же их мощность не была достаточно высокой. Вдобавок, топливо таким двигателем расходовалось нерационально. Если раньше об экологии не задумывались, то сейчас он ней не может не вспомнить никакой автоконструктор. Правильно работающая форсунка в тандеме со свечами и газораспределительным механизмом образует систему, удовлетворяющую экологическим нормативам.

Как же система работает

Одним из первых удачных решений в реализации инжекторного двигателя был моновпрыск. Суть его в том, что топливную форсунку размещают во впускном коллекторе. Сразу после впрыска топливо должно было смешаться несколькими долями воздуха и поступить в цилиндр. Система получилась громоздкой, достаточно надежной, дешевой в обслуживании. По сути это, это одноточечное исполнение системы впрыска. За созданием топливно-воздушной смеси «следит» дроссельная заслонка. А вот здесь и самое интересное: обычная дроссельная заслонка хоть проста и достаточно точна, уступает более современным датчикам, отвечающим за образование смеси. К тому же при неполадках с одной-единственной форсункой автомобиль может глохнуть, иметь большие холостые обороты, сильно вибрировать. За простоту приходится платить широким перечнем неполадок с двигателем.

Распределенный впрыск – самое распространенное решение. В нем на каждый цилиндр приходится по одной работающей форсунке. Различают следующие способы выведения форсунок: в форкмеру (в авто на дизтопливе), в цилиндр (непосредственный впрыск), во впускной коллектор. Если из строя выходит одна форсунка, водитель прочувствует изменения в динамике автомобиля, но сможет благополучно доехать до СТО.

Очень интересным решением является Common Rail. В нем топливо от насоса высокого давления поступает на аккумулятор давления, а давление сбрасывают форсунки, попутно совершая работу. Такая система не имеет зависимости от положения распредвала. В системе не наблюдается пульсация топлива.

Основные виды форсунок

Инженерных решений достаточно много. Попробуем разобраться в том, как работает каждый из видов топливных форсунок:

• Механический. Распыляет топливо тогда, когда в системе достигается определенное давление. Определяет время распыления пружина. Она же отвечает за закрытие сопла. Более сложные двухпружинные форсунки точнее. С ними можно подавать топливо двухступенчато, избавив автомобиль от электроники;
• Электромагнитный. За открытием форсунки следит электронный контроллер. По его сигналу начинает работать специальный магнит. Также имеется пружина, отвечающая за закрытие сопла. ЭБУ может контролировать впрыск, что является достоинством электромагнитных форсунок;
• Пьезоэлектрический. Такая форсунка работает очень быстро. С ее помощью можно подавать топливо в несколько приемов. За работой иглы распылителя следит пьезоэлемент из керамики. При подаче тока он очень быстро расширяется. С такой форсункой можно создавать турбированные двигатели. Топливо может подаваться под давлением до 2000 бар;
• Электрогидравлический. Хлеб и масло системы Common Rail. Все очень просто: давление в пространстве и над, и под иглой уравнивается. Стоит давлению над иглой упасть (это контролирует ЭБУ), как она начнет свое движение вверх, открывая форсунку;
• Насос-форсунка. Это может быть пьезоэлектрическая или электромагнитная форсунка, оснащенная насосом. Его работу гарантирует распредвал автомобиля. С такими форсунками можно избавиться от ТНВД. Правда, в системе появляется множество элементов, которые могут поломаться. Но есть и весомые аргументы за насос-форсунки: увеличивается КПД мотора, уменьшается расход, в лучшую сторону меняется состав выхлопа.

Стоит ожидать дальнейшего распространения системы Common Rail. Она достаточно проста и надежна. Уже сейчас активно применяются насос-форсунки. Старые механические устройства уходят в прошлое.

Подробнее о факеле распыления

Факелом называют форму той порции жидкости, которая выталкивается форсункой. Если топливо слишком жидкое, оно плохо смешивается с воздухом и может осесть в камере сгорания. Специалисты выделяют следующие параметры, описывающие факел распыления: дисперсность, форма, количество топлива, производительность. Факел имеет форму конуса. Обычно конус один, но если в форсунке 2 отверстия, то конусов будет два.

Производительность – это тот объем, который под давлением в 3 бара оказывается в емкости за одну минуту. Оптимальная производительность составляет 180-240 единиц. Единицы могут быть следующими: см³/мин (также cc/min) или фунт/час (также Ibs/hr). Вторая единица используется только американскими производителями форсунок.

Для чего нужен фильтр форсунки

Как вы уже наверняка догадались, некачественное топливо может негативно сказываться на форсунке. Если внутренняя поверхность достаточно тонкой иглы покроется отложениями, устройство перестанет работать должным образом. Решение очень простое: поставить фильтр.

Используемые фильтры относятся к дешевым и на удивление примитивным. Они имеют пористую структуру и работают как губки. По этой причине их можно даже промывать. Полная замена необходимо только тогда, когда состояние фильтра плачевное. Отечественное топливо чистым не назовешь, так что фильтр придется промывать и даже проводить замену достаточно часто. Сделать это могут на СТО.

Очистка топлива в ГБО происходит иначе. Поговорим об этой системе.

Какие форсунки используются в автомобилях на газу

Если говорит о когда-то актуальных проблемах моторов на газу, то на ум приходят перерасход и подбор времени сгорания. Если устанавливается одна форсунка, она не сможет четко дозировать газо-воздушную смесь. Как результат: экстремальные температуры, приводящие к прогоранию клапанов. Так что инженеры решили: нужно что-то делать с газом еще до его поступления на форсунки и перейти от моновпрыска к распределенному впрыску.

Особой потребности в высокоточных распылителях нет. Газ уже находится в испаренном состоянии. По сути, распыляется смесь через специальный штуцер. Выше требования только к отказоустойчивости, скорости открытия и закрытия.

В ГБО сжиженный газ перво-наперво оказывается в редукторе и испаряется. Затем он подается на форсунку одного из следующих видов:

1. Штоковая. По принципу работы почти полностью повторяет электромагнитную форсунку в бензиновом двигателе. Правда, она не может четко дозировать впрыск и открываться достаточно быстро. Сегодня штоковые форсунки можно встретить только на очень старых авто;
2. Игольчатая. Она очень точная и надежная. К тому же она имеет функцию самоочищения. Вернее, движущийся по внутренней полости форсунки газ продувает ее. Конструкция включает в себя шток и запорную иглу, обеспечивающие очень точное дозирование топлива. Говорят, что они линейны: за 3 миллисекунды пропускается вдвое меньше смеси, чем за 6 миллисекунд. Такие форсунки являются, пожалуй, самыми лучшими;
3. Мембранная. От вышеперечисленных конструкций отличается тем, что запорный механизм специальной мембраной отделяется от электромагнитной части. Главный недостаток конструкции: при повреждении мембраны форсунка тут же начинает пропускать газ наружу. Изделие очень дорогое. Как-то это компенсируется сроком службы: от 150 до 250 тысяч километров.

Подбор форсунок для газового мотора сводится к тому, какова мощность мотора и какой у вас бюджет. Игольчатые форсунки достаточно надежны и гарантируют точную подачу смеси. С ними можно раскрыть потенциал мощного двигателя полностью.

Вместе с газовыми форсунками устанавливают и фильтры паровой фазы. Их использование обязательно. Самые дешевые фильтры просто отделяют тяжелые фракции от газа, а самые дорогие имеют специальный отстойник. Особенно интересны сепараторные фильтры. В них благодаря эффекту центрифуги примеси попадают на стенки отстойника и скапливаются на дне. С таким фильтром можно продлить жизнь форсунки в несколько раз.

Возможные неисправности

Враг современных форсунок – грязь. Пыль, остатки сгорания топлива, мелкие твердые частицы могут откладываться в небольших зазорах. Особенно от грязи страдают форсунки дизельных моторов. Решается это установкой хорошего топливного фильтра и своевременной его заменой.

Форсунки остро реагируют на попадание масла в смесь. Перегреваются металлические элементы, страдает игра, засоряются отверстия и зазоры. Также поводом для беспокойства является попадание воды в топливо. Такой коктейль вызывает коррозию. На уже упомянутые дизельные форсунки кроме воды влияют и парафины. Они непременно находятся в дизельном топливе. Проблему усугубляют неисправные смежные узлы. Топливо нуждается в прогреве и фильтрации. Кроме того, неопытный мастер может повредить форсунку при демонтаже свечей.

Если форсунка неисправна, вы заметите следующее:

• Холодный старт затруднителен;
• Двигатель троит;
• После запуска двигатель издает шум (причин может быть несколько, но всегда нужно ехать на СТО за решением проблемы);
• Изменился выхлоп;
• Расход топлива резко возрос;
• Двигатель не заводится в принципе.

Практически все проблемы решаются промывкой форсунок и заменой фильтров. На техосмотре могут также выявить неисправность бензонасоса. В любом случае вам сложно будет справиться самому. Здесь необходима помощь квалифицированных мастеров. Ездить к ним на осмотр стоит каждые 50-60 тысяч километров пробега.

Дабы предупредить поломку, соблюдайте следующие правила:

• Проследите за правильной установкой;
• Заправляйтесь только качественным топливом;
• Следите за состоянием форсунок: никаких деформаций, оплавленных элементов, толстых черных отложений;
• Проверяйте состояние проводки.

Как выбирать форсунки

Правильнее всего будет вести свои поиски по VIN-коду автомобиля. Дело в том, что почти все элементы инжекторного мотора относятся к определенному типу и имеют свою конфигурацию. Если где-то допустить ошибку, мотор будет троить и потеряет в мощности.

По техническим характеристикам вы вряд ли сможете выбрать подходящую форсунку. Автомобили одной линейки, но разных годов производства, могут иметь различные детали. Лучше свериться с инструкцией по эксплуатации, узнать коды старых форсунок и купить такие же или аналогичные по характеристикам аналоги.

Не путайте форсунки для бензина с таковыми для газа. Специфика их работы совершенно другая. Газовые форсунки, как минимум, имеют малое электрическое сопротивление. Если на них подавать обычное напряжение в 12 V, они сгорят вследствие малого сопротивления обмотки. У газовых форсунок также очень большие проходные сечения.

Бренды, которым вы можете довериться

Как и обычно, мы рекомендуем брать оригинальные форсунки. Касается это как электрических, так и механических. Они проектировались так, что хорошо работают только с двигателем определенной модели.

Из аналогов стоит обращать внимание только на дорогостоящие: Siemens, Bosch (Германия), Delphi (США). Из бюджетных форсунок для ГБО можно отметить Valtek, OMVL (Италия), Hana (Южная Корея).

Вывод

Топливные форсунки серьезно влияют на эксплуатацию автомобиля. Если они в хорошем состоянии, были выбраны и установлены правильно, вы сможете раскрыть весь потенциал двигателя. Если эти моменты не были соблюдены, можно с уверенностью говорить об обратном: выхлоп ухудшится, двигатель начнет троить, вибрировать. Советуем относиться к обслуживанию форсунок со всей серьезностью. Их очистка не стоит больших денег, но если вы будете закрывать глаза на проблему, может понадобиться серьезный ремонт мотора. О ресурсе форсунок говорить сложно. Если вы будете следить за их состоянием, состоянием фильтров и заправляться качественным топливом, они у вас могут и вовсе не выходить из строя на протяжении всего жизненного цикла авто.