Почему забиваются форсунки двигателя?

Способы и назначение чистки инжектора

Необходимость чистки инжектора – один из самых горячо обсуждаемых автомобилистами вопросов. Одни с уверенностью заявляют, что чистка абсолютно бесполезна и не дает никакого результата. Другие же советуют регулярно проводить эту процедуру, ссылаясь на очевидное улучшение работы двигателя. Кто прав в этом споре? Как узнать, что инжектор засорился и его пора чистить? Какие существуют способы его очистки? Наконец, есть ли гарантия, что подобная процедура «вылечит» автомобиль?

Почему засоряются форсунки инжектора

Основной элемент инжектора – это форсунки, с помощью которых топливо дозировано впрыскивается в камеры сгорания.

Топливная форсунка

Очень часто можно услышать мнение о том, что форсунки инжектора засоряются из-за заправки некачественным топливом, в котором содержится песок и прочие инородные частицы. На самом же деле, вероятность этого невысока: топливная система автомобиля оборудована фильтрами, которые очищают поступающее топливо от крупных частиц.

Инжектор засоряется постепенно в ходе эксплуатации автомобиля. Основная причина засорения в том, что тяжелые фракции бензина оседают на стенках форсунок. Это происходит преимущественно после того, как глушится двигатель. В этот момент возрастает температура корпуса форсунок – они нагреваются от двигателя, который перестает охлаждаться. При этом нет охлаждающего действия топлива, так как мотор не работает. Под действием температуры выпариваются только легкие фракции топлива, которое в минимальных количествах остается в системе, а тяжелые фракции оседают на каналах форсунок и уже не растворяются в бензине или дизельном топливе. Эти отложения толщиной всего несколько микрон уменьшают сечение канала форсунки, нарушая ее работу и снижая производительность.

Высокое содержание тяжелых маслянистых фракций в топливе – ситуация ненормальная. Это характерно только для бензина низкого качества, полученного путем прямой перегонки. Такое топливо получают путем добавления высокооктановых присадок.

Кроме того, к появлению тяжелых фракций может привести неправильная транспортировка и нарушение правил хранения топлива.

Как определить, что инжектор засорился

Как правило, загрязненные форсунки не проявляют себя сразу и явно. Автомобиль может постепенно терять в динамике, расходовать больше топлива, заводиться не с первого раза. Кроме того, со временем могут появляться провалы оборотов двигателя, дерганье при разгоне, снижение мощности мотора. Это как раз и может быть вызвано загрязнением топливной системы, а именно форсунок инжектора.

Однако эти проблемы могут быть также вызваны перебоями в работе множества других систем и устройств, так что сказать с уверенностью, что дело в форсунках, едва ли возможно.

Способы очистки форсунок инжектора

Промывка бензиновой инжекторной системы

Один из самых простых – это добавления в топливо через бензобак очищающей присадки, которая растворяет отложения в процессе работы системы. Специалисты рекомендуют проводить такую очистку в качестве профилактики примерно раз в пять тысяч километров. Однако этот способ подходит только для автомобилей с небольшим пробегом. Если автомобиль долгое время эксплуатируется и система предположительно сильно загрязнена, такая очистка может только усугубить ситуацию. Когда загрязнений много, полностью растворить их с помощью присадок не получится, и форсунки могут забиться еще сильнее. Кроме того, отложения из топливного бака попадут в топливный насос, что может привести к выходу его из строя.

Другой способ требует специального оборудования и некоторых навыков. С помощью специальных переходников-штуцеров к инжектору подключают прибор для промывания. Благодаря штуцеру из оборота выходит топливный бак, бензонасос и фильтр. Вместо топлива в инжектор поступает специальная промывочная жидкость из баллона, присоединенного с помощью трубок. На этом очистителе мотор работает около получаса. Все загрязнения раскисают, проходят через форсунки и в результате сгорают в цилиндрах. Однако и этот способ не является стопроцентной панацеей от загрязненных форсунок.

После такой чистки в инжекторе и масляной системе остается определенное количество промывочной жидкости. В этой связи после процедуры специалисты рекомендуют проехать 10-15 км в форсированном режиме работы двигателя, после чего заменить масло и масляный фильтр. Очевидно, что данный метод требует значительных временных и финансовых затрат.

Тем не менее, оба способа наиболее подходят в том случае, когда автомобиль имеет небольшой пробег, а демонтировать форсунки довольно сложно из-за конструктивных особенностей их расположения.

В особо тяжелых случаях применяют еще более сложный метод – форсунки снимаются с мотора и чистятся отдельно на специальном стенде с помощью ультразвука. Этот способ дает возможность изучить форму так называемых факелов форсунки и сравнить результаты до и после чистки.

На стенде имитируется работа инжекторов, однако вместо топлива поним пускается специальная промывочная жидкость. Из-за электрических колебаний клапана в канале подачи топлива происходит процесс кавитации – образования воздушных пузырьков. Именно они и разрушают загрязнения каналов форсунки и промывают ее сетчатый фильтр.

Кстати, на этом же стенде можно определить механические и электрические параметры форсунок, а также принять решение о целесообразности из замены.

Основной недостаток такого способа – его стоимость, а также необходимость обращаться к проверенным специалистам. Неправильно проведённая чистка ультразвуком может повлечь за собой плачевные последствия для форсунок.

Нельзя с уверенностью утверждать, насколько эффективно чистить инжектор. Многие автомобилисты считают, что форсунки нужно не чистить, а менять на новые. Другие же автолюбители хвалят ультразвуковой метод. В любом случае, начинать искать причины, по которым работа двигателя ухудшилась с загрязненных форсунок специалисты не рекомендуют – часто оказывается, что проблема кроется в другом, а процедура очистки занимает время и отнимает деньги, а результата ее не видно.

От воды и от езды: почему ломаются дизельные топливные форсунки, и как их ремонтируют

Как и обещали, мы продолжаем рассказ о дизельной топливной аппаратуре Common rail. Разобравшись с неисправностями и ремонтом ТНВД, переходим к топливным форсункам. Обычная с виду форсунка после разборки удивит неподготовленного человека, а возможные поломки и способы их устранения окончательно развеют всю романтику. Процесс ремонта трудоемок и требует от мастера сноровки ювелира.

Кратко об устройстве и принципе работы

Н а двигателях с Common Rail применяют форсунки двух типов – электромагнитные и пьезоэлектрические. Последние, к слову, можно назвать «Феррари среди дизельных форсунок». Аналогия не случайная, учитывая скорость срабатывания – но об этом ниже.

Начнем же с электромагнитных форсунок.

Кратко описать их конструкцию можно так: есть корпус, внутри которого установлен соленоид, клапан-мультипликатор и плунжер, воздействующий на иглу, установленную в корпус распылителя.

Разумеется, все это дополняют каналы подвода и отвода топлива. Принцип работы следующий: топливо по каналам высокого давления от топливной рампы подводится к игле в район ее контакта с распылителем и в полость над плунжером, который благодаря этому же давлению поджимает иглу к посадочному месту. В необходимый момент соленоид поднимается и открывает клапан-мультипликатор, соединяя полость над плунжером со сливным каналом. Так как давление над плунжером резко снизилось, неизменно высокое давление, создаваемое вокруг иглы, поднимает ее, и происходит процесс впрыска топлива в цилиндр. Как только соленоид возвращается на место и клапан закрывается, давление над плунжером восстанавливается, что способствует мгновенному закрытию распылителя иглой.

У пьезоэлектрической форсунки суть работы такая же, только исполнение «немного» другое.

В ее конструкцию дополнительно внедрен гидрокомпенсатор – посредник между пьезоэлементом и клапаном-мультипликатором. В остальном – детали почти те же, что и в электромагнитных форсунках. Прелесть работы этой конструкции в том, что при подаче тока к пьезоэлементу он изменяет свои геометрические параметры за 0,1 мс. Подобное быстродействие позволяет разделить один цикл впрыска топлива на несколько стадий, причем сохранив настолько точную дозировку, что ни одна капля дизтоплива не прольется зря.

Для понимания: один цикл впрыска разделен на три составляющие – предварительный впрыск, основной и завершающий. В предварительной части впрыскивается совсем небольшое количество топлива (до 2 мл), чтобы немного прогреть и подготовить воздух в цилиндре к впрыску основной части топлива. Тогда же происходит выравнивание давления внутри цилиндра. Основной впрыск топлива говорит сам за себя и не нуждается в описании. А вот завершающий впрыск небольшого количества топлива необходим для дожигания остатков топливовоздушной смеси. Второй смысловой нагрузкой завершающего впрыска является способствование очистке и регенерации сажевого фильтра.

Итак, теперь стало окончательно ясно: выигрыш пьезофорсунки в том, что за каждую составляющую одного цикла она может в предельно короткий промежуток времени впрыснуть топливо несколько раз. Благодаря этому можно добиться настолько плавной работы дизельного двигателя, что отличить его от бензинового собрата будет практически невозможно.

Что может поломаться и почему

Говоря о поломках и неисправностях, начнем тоже с электромагнитных форсунок. Как было сказано в предыдущей статье, самый главный враг дизельной аппаратуры в целом и форсунок в частности – это плохое качество топлива и… вода. Но, конечно, не стоит сбрасывать со счетов и банальный износ.

Одной из очень распространенных неисправностей является износ посадочного места шарика клапана мультипликатора. Неплотное закрытие жиклера приводит к утечкам топлива в сливную магистраль – а недостаток давления над плунжером может привести к утечкам через распылитель форсунки. Если нет утечки через иглу, но есть утечка через сливной канал, то зачастую автомобиль будет глохнуть под нагрузкой. Усадка иглы, плунжера, неправильная регулировка или ее отсутствие в принципе может привести либо к недоливу, либо к переливу топлива. Как следствие – перебои в работе (мотор «троит») и/или белый дым на холостых оборотах.

Также может потерять свою жесткость прижимная пружина иглы. Коррозия станет причиной подклинивания клапана мультипликатора. Проблемы с соленоидом, который открывает клапан на выпуск, точно не добавят устойчивости работы ДВС. Другими словами, все детали форсунки подвержены тем или иным воздействиям, и незначительная на первый взгляд мелочь может расстроить работу всего двигателя настолько, что грешным делом начнешь думать о переходе на агрегат, поглощающий бензин.

Неисправности у пьезофорсунок приблизительно те же, что и у более «старой» конструкции. Однако из-за усложнения управляющего элемента ко всему может добавиться, например, замыкание на «массу» самого пьезоэлемента. Запустить двигатель в таком случае у вас вряд ли получится. Про неисправность пары игла-распылитель мы сказали выше, но добавить можно, что если форсунка льет сильно, то дым будет, как из печи – черный и обильный. Редко, но бывает, что сам пьезоэлемент теряет в своих свойствах – в таком случае двигатель будет банально троить или вообще потеряет тягу.

О закоксованности распылителя упомянем, так сказать, «для протокола», так как это довольно очевидная, хоть и не менее важная неисправность.

Работы поэтапно

Если ваш двигатель начал работать ненормально (а к ненормальности относится в том числе белый или черный дым из выхлопной трубы), то первым делом необходимо выполнить компьютерную диагностику. И если на мониторе сканирующего устройства появятся ошибки, касающиеся топливных форсунок, то их демонтируют (причем все, оптом) и отправляют в цех диагностики и ремонта.

Первым делом форсунку устанавливают на специальный стенд, благодаря которому можно проверить ее базовый функционал – не травит ли топливо через сливную магистраль, а если травит, то под каким давлением.

Если на этом стенде все окажется в порядке, форсунку установят на более серьезное оборудование, которое имитирует работу на двигателе, с подсоединенным ТНВД и топливными патрубками высокого давления, а также всевозможными датчиками. Здесь автоматика поэтапно выполнит замеры всех параметров форсунки, что даст понимание возможных проблем и их причин.

После того, как мастер убедится в неисправности форсунки, ее отправляют в ультразвуковую ванну, чтобы очистить распылитель от нагара.

Затем форсунку устанавливают на специальный стенд для разборки, предварительно подобрав калибр нужной размерности.

Засорение топливных форсунок: заменить или почистить?

Трудности с запуском, неустойчивая работа на холостом ходу, недостаточная тяга, увеличение расхода топлива, рывки и провалы при резком нажатии на педаль “газа” – повинными в каждой из этих проблем могут быть разные системы двигателя, но если взять указанные симптомы в совокупности, вероятнее всего, окажется, что их источником является система питания.

Она состоит из нескольких узлов, предназначенных для хранения топлива, его очистки от посторонних включений и подачи в цилиндры во время работы двигателя, но важнейшая из всех задач, стоящих перед системой питания, – обеспечение качественного смесеобразования. От того, насколько хорошо была приготовлена горючая смесь, зависит, как она воспламенится и сгорит. В конечном итоге многое упирается в точно дозированный, правильно сформированный и верно направленный факел топлива, бьющий из сопла топливной форсунки, а перечисленные выше вопросы к работе двигателя представляют собой лишь внешние проявления нештатного смесеобразования.

Но что может помешать нормальному формированию факела? Причин несколько. Одна из них – засорение форсунок, или, как нередко называют эти же узлы в случае использования на бензиновых двигателях, инжекторов.

Из-за засорения уменьшается пропускная способность и производительность форсунки, она плохо распыляет топливо, изменяется форма факела и его направление.

На интенсивность загрязнения форсунок влияют многие факторы: тип двигателя, качество топлива, особенности эксплуатации конкретного автомобиля и некоторые другие нюансы. Например, в дизелях и бензиновых двигателях с непосредственным впрыском топлива распылитель форсунки выходит в камеру сгорания, где подвергается воздействию высокой температуры, в результате чего к обычному засорению добавляется появление отложений внутри и снаружи распылителя. Собственно поверхностный нагар образуется при работе любого двигателя, но этот процесс должен протекать в условиях динамического равновесия – сколько появилось нагара, столько его и выгорает. Однако при преимущественно городской эксплуатации, для которой характерны короткие поездки при неполном прогреве либо недостаточно продолжительная работа мотора в нормальном температурном режиме, кокс накапливается. Это, кстати, объясняет рекомендации в отношении бензиновых двигателей с непосредственным впрыском топлива периодически устраивать им достаточно продолжительные загородные поездки, которые обеспечивают естественную очистку от накопившегося нагара. Нужно упомянуть, что подобная ситуация с нагаром наблюдается при неисправности системы охлаждения, при повышенном расходе масла на угар, но в этих случаях речь идет о проблемах в самом моторе.

Почему, однако, засоряются форсунки центрального или распределенного впрыска, если воздействию таких же высоких температур, как в случае непосредственного впрыска, они не подвергаются, бензин, прежде чем попасть в инжектор, очищается, причем форсунки нередко сами оснащаются мелкоячеистыми фильтрами?

Во-первых, из-за наличия систем вентиляции картерных газов и EGR воздушную среду, в которой работают такие форсунки, трудно назвать безукоризненной. Во-вторых, пусть не настолько сильно, но эти инжекторы тоже греются, что стимулирует полимеризацию присутствующих в топливе смол и непредельных углеводородов, превращающихся в отложения.

В-третьих, при загрязнении встроенного фильтра уменьшается пропускная способность форсунки, что не может не повлиять на работоспособность узла.

Наконец, фильтры не задерживают всю грязь. Мелкие ее частицы проникают в распылитель, в чем неоднократно убеждались особо пытливые специалисты, распиливавшие, чтобы докопаться до истины, инжекторы, переставшие нормально работать.

Механизм возникновения неисправности понятен, но что делать, когда она появилась? Чтобы решить вопрос наверняка, можно, конечно, заменить инжекторы новыми. Однако это самый дорогостоящий способ.

К примеру, цена форсунки бензинового двигателя с непосредственным впрыском составляет порядка 300 евро. Сколько цилиндров, столько и форсунок. При общем сильном загрязнении системы питания и еще некоторым причинам, связанным со спецификой белорусской эксплуатации, инжекторы способны засоряться через 20-30 тыс. км. Если менять их с такой периодичностью, можно по миру пойти.

Инжекторы систем с распределенным впрыском дешевле – от 30 до 100 у.е., но с учетом количества цилиндров сумма тоже набирается приличная. А ведь если не изношен клапан форсунки и не сгорела ее электрическая начинка, дело лишь в какой-то грязи, мешающей нормальному распыливанию бензина.

В автомагазинах предлагаются специальные присадки к топливу, названия которых однозначно указывают их предназначение – “Очиститель инжектора”, Injector Cleaner, Injector Clean, Injector Flush Professional и тому подобное. Их добавляют в бензобак перед заправкой, после чего отложения постепенно растворяются и вымываются из системы питания при работе двигателя. Так во всяком случае уверяют производители присадок.

Присадки недороги – от 80 тыс. руб. и далее по возрастающей в зависимости от торговой марки изготовителя и емкости флакона. Однако следует иметь в виду, что эти препараты хороши лишь как профилактическое средство для относительно чистых систем питания. Если же система питания сильно загрязнена, присадки способны наделать больше вреда, чем пользы. Не исключено, что накопившиеся в топливном баке смолистые вещества под действием присадки сгустками отслоятся от стенок бака и отправятся закупоривать магистрали системы, а добравшись до форсунок, забьют их грязью окончательно. Поэтому если присадки и можно рекомендовать, то только для защиты от загрязнения и поддержания в работоспособном состоянии всей топливной системы и инжекторов в частности, когда автомобиль новый либо это подержанная машина со сравнительно небольшим сроком эксплуатации, недавно пригнанная к нам из страны с гарантированно высоким качеством бензина, поступающего в продажу.

Поскольку присадки не панацея, были придуманы профессиональные установки, предназначенные для промывки инжекторов. Одни из них подключаются к двигателю через переходные штуцеры так, что штатный бензобак, топливный насос и фильтр в процедуре промывки участия не принимают. Мотор работает на специальной жидкости, которая подается из бака установки.

Для промывки на установках второго типа форсунки должны сниматься с двигателя. Опять-таки существуют разновидности.

На одних стендах форсунки подключаются к топливным магистралям и к электропитанию, после чего они работают в разных режимах, однако вместо топлива через них протекает промывочная жидкость.

На других – форсунки помещаются в специальную ванну с моющим раствором, где очищаются с помощью ультразвука.

У каждого из способов профессиональной промывки есть достоинства и недостатки. Например, с помощью установок, подключаемых к двигателю, одновременно с инжекторами очистке подвергаются регулятор давления, клапаны и камера сгорания двигателя, но качество промывки определяется по косвенным признакам – восстановлению устойчивой работы мотора на холостых оборотах, снижению уровня СО в выхлопных газах и т.д., что оставляет вероятность ошибки. Кроме того, промывочная жидкость попадает в моторное масло. Поэтому масло с масляным фильтром после безразборной обработки придется заменить.

На стендах, предназначенных для промывки бензиновых инжекторов, демонтированных с двигателя, есть возможность проверить производительность форсунок, форму факела топлива, а также их электрические и другие параметры еще до начала процедуры. Это позволяет сразу же определить, какой из инжекторов стоит промыть, а какой можно отправить в утиль, не испытывая ни тени сомнения.

Само собой разумеется, что такие стенды позволяют с высокой точностью убедиться, насколько промывка помогла форсункам восстановить работоспособность.

Какой из способов выбрать, менять на новые или промывать, решать владельцу автомобиля, столкнувшемуся с симптомами засорения форсунок. С учетом того, что вероятность получить положительный результат достаточно высока, а стоимость промывки одного бензинового инжектора систем питания составляет порядка 10% цены нового, попробовать их промыть есть смысл.

Но надо понимать, что любой способ промывки по своей сути профилактическая мера. При механическом износе или проблемах с электрической частью инжекторов промывка что мертвому припарки.

Сергей БОЯРСКИХ
Фото и видео Ольги-Анны КАНАШИЦ, автора и из открытых источников
ABW.BY

Благодарим за консультации и помощь в организации фотосъемки компанию “Газ-Альтернатива”