Звичайна на вигляд форсунка після розбирання здивує непідготовленого водія, а можливі несправності і способи їх усунення остаточно розвіють всю романтику. Процес ремонту трудомісткий і вимагає від майстра вправності ювеліра.
Будова і принцип роботи
На двигунах з Common Rail застосовують форсунки двох типів: електромагнітні та п’єзоелектричні. Останні можна назвати «Феррарі серед дизельних форсунок». Аналогія не є випадкова, з огляду на швидкість спрацьовування – але про це нижче.
Почнемо з електромагнітних форсунок.
Коротко описати їх конструкцію можна так: є корпус, усередині якого встановлений соленоїд, клапан-мультиплікатор і плунжер, що впливає на голку, встановлену в корпус розпилювача.
Зрозуміло, все це доповнюють канали підведення і відведення палива. Принцип роботи наступний: паливо по каналах високого тиску від паливної рампи підводиться до голки в район її контакту з розпилювачем і в порожнину над плунжером, який завдяки цьому ж тиску піджимає голку до посадкового місця. У необхідний момент соленоїд піднімається і відкриває клапан-мультиплікатор, поєднуючи порожнину над плунжером із зливним каналом. Так як тиск над плунжером різко знизився, незмінно високий тиск, що створюється навколо голки, піднімає її, і відбувається процес упорскування палива в циліндр. Як тільки соленоїд повертається на місце і клапан закривається, тиск над плунжером відновлюється, що сприяє миттєвому закриття розпилювача голкою.
У п’єзоелектричній форсунки суть роботи така ж, тільки виконання «трохи» інше.
В її конструкцію додатково запроваджено гідрокомпенсатор – посередник між п’єзоелементом і клапаном-мультиплікатором. В іншому – деталі майже ті ж, що і в електромагнітних форсунках. Принадність роботи цієї конструкції в тому, що при подачі струму до п’єзоелементу він змінює свої геометричні параметри за 0,1 мс. Дана швидкодія дозволяє розділити один цикл уприскування палива на кілька стадій, причому зберігши настільки точне дозування, що жодна крапля дизпалива не вилиється даремно.
Для розуміння: один цикл уприскування розділений на три складові: попереднє впорскування, основне і завершальне. У попередній частині впорскується зовсім невелика кількість палива (до 2 мл), щоб трохи прогріти і підготувати повітря в циліндрі до упорскування основної частини палива. Тоді ж відбувається вирівнювання тиску всередині циліндра. Основне уприскування палива говорить само за себе і не потребує опису. А ось завершальне впорскування невеликої кількості палива необхідне для допалювання залишків паливо-повітряної суміші. Другий смисловим навантаженням завершального уприскування є сприяння очищенню і регенерації фільтру сажі.
Отже, тепер стало остаточно ясно: виграш п’єзофорсунок в тому, що за кожну складову одного циклу вона може в гранично короткий проміжок часу впорснути паливо кілька разів. Завдяки цьому можна добитися настільки плавної роботи дизельного двигуна, що відрізнити його від бензинового побратима буде практично неможливо.
Що може зламатися і чому?
Говорячи про поломки і несправності, почнемо теж з електромагнітних форсунок. Найголовніший ворог дизельної апаратури в цілому і форсунок зокрема – це погана якість палива і вода. Але, звичайно, не варто скидати з рахунків і банальний знос.
Однією з дуже поширених несправностей є знос посадкового місця кульки клапана мультиплікатора. Нещільне закриття жиклера призводить до витоку палива в зливну магістраль – а недолік тиску над плунжером може привести до витоку через розпилювач форсунки. Якщо немає витоку через голку, але є витік через канал, то найчастіше автомобіль буде глохнути під навантаженням. Усадка голки, плунжера, неправильне регулювання або її відсутність в принципі може привести або до недоливу, або до переливу палива. Як наслідок – перебої в роботі (мотор “троїть”) або білий дим на холостих обертах.
Також може втратити свою жорсткість притискна пружина голки. Корозія стане причиною підклинювання клапана мультиплікатора. Проблеми з соленоїдом, який відкриває клапан на випуск, точно не додадуть стабільності роботи ДВС. Іншими словами, всі деталі форсунки схильні до тих чи інших дій, і незначна на перший погляд дрібниця може засмутити роботу всього двигуна настільки, що ніде правди діти почнеш думати про перехід на агрегат, який поглинає бензин.
Несправності у п’єзофорсунках приблизно ті ж. Однак через ускладнення керуючого елемента до всього може додатися, наприклад, замикання на «масу» самого п’єзоелемента. Запустити двигун в такому випадку у вас навряд чи вийде. Про несправність пари голка-розпилювач ми сказали вище, але додати можна, що якщо форсунка ллє сильно, то дим буде, як з печі – чорний і рясний. Рідко, але буває, що сам п’єзоелемент втрачає свої фізичні властивості – в такому випадку двигун буде банально троїти або взагалі втратить тягу.
Сервіс
Якщо ваш двигун почав працювати ненормально (а до ненормальності відноситься в тому числі білий або чорний дим з вихлопної труби), то насамперед необхідно виконати комп’ютерну діагностику. І якщо на моніторі скануючого пристрою з’являться помилки, що стосуються паливних форсунок, то їх демонтують (причому всі) і відправляють в цех діагностики і ремонту.
Насамперед форсунку встановлюють на спеціальний стенд, завдяки якому можна перевірити її базовий функціонал. Якщо на цьому стенді все виявиться в порядку, форсунку встановлять на більш серйозне обладнання, яке імітує роботу на двигуні. Тут автоматика поетапно виконає виміри всіх параметрів форсунки, що дасть розуміння можливих проблем і їх причин.
Після того, як майстер переконається в несправності форсунки, її відправляють в ультразвукову ванну, щоб очистити розпилювач від нагару.
Потім форсунку встановлюють на спеціальний стенд для розбирання, попередньо підібравши калібр потрібної розмірності.
Отже, дизельний двигун – одна з найбільш суперечливих тем в автомобільному середовищі. Відмінна тяга і невелика витрата в поєднанні з дуже дорогою паливною апаратурою і недешевим обслуговуванням роблять вибір автомобіліста вкрай складним. Але, при уважному, якщо не сказати «трепетному», ставленні до паливних фільтрів, якості палива і процесу експлуатації автомобіля про ремонт форсунок можна забути.
