В распыл

Распылитель дизельной форсунки состоит всего из двух деталей — корпуса и иглы. На перемещении иглы внутри корпуса основана работа распылителя. При этом от положения иглы зависит, в каком из двух рабочих состояний распылитель находится — открытом или закрытом.

Когда распылитель открыт, топливо впрыскивается в камеру сгорания. От количества впрыскиваемого топлива, а также качества распыливания, определяемого формой топливного факела из форсунки, зависят все основные показатели дизеля — мощность, расход топлива, дымность отработавших газов. В закрытом состоянии важно, чтобы распылитель был полностью герметичным. Если это условие не соблюдается, увеличивается потребление топлива и эмиссия токсичных веществ, распылитель закоксовывается продуктами термического разложения подтекающего топлива, что в дальнейшем сказывается на качестве распыла.

Какие бывают

Существует две конструктивные разновидности распылителей — штифтовые или бесштифтовые. Распылители второй разновидности нередко называют многоструйными, или сопловыми. Да и сами форсунки своими названиями обязаны конструкции используемых в них распылителей.

Штифтовые распылители применяются в форсунках предкамерных и вихрекамерных дизелей, многоструйные — в форсунках моторов с непосредственным впрыском топлива, в том числе в системах питания Common Rail или с насос-форсунками. Но независимо от конструкции принцип работы всех распылителей схож.

Перетягивание каната

Герметичность распылителя, когда он закрыт, обеспечивается плотной посадкой конического наконечника иглы в седло корпуса распылителя. В закрытом положении игла удерживается пружиной, действующей с противоположной от запорного конуса стороны иглы (особенность Common Rail — вместо пружины используется давление самого топлива).

Конус иглы имеет сложную геометрию, и та его часть, что не участвует в уплотнении седла, обеспечивает подъем иглы в момент впрыска. Но сначала в форсунку, а затем по просверленным в ней каналам внутрь распылителя под давлением нагнетается топливо. Как только давление в топливной полости корпуса распылителя достигнет величины, достаточной для преодоления сопротивления пружины, игла поднимается. Начинается впрыск.

Стержень иглы ходит внутри направляющего отверстия в корпусе распылителя. Для работы распылителя важна величина зазора в этом сопряжении: он должен быть таким, чтобы одновременно обеспечивалась и необходимая подвижность иглы в корпусе, и ее смазка, и не было значительных утечек топлива из распылителя назад в форсунку. Слышали про плунжерную пару в дизельном топливном насосе? Пара «игла-корпус» — нечто подобное.

Что их губит

Большинство неисправностей распылителей связано с износом рабочих кромок вершины иглы и направляющей ее стержня, а также сопряженных с ними соответственно седла и направляющего отверстия в корпусе. Понятно, какое значение в этой связи приобретает смазка. А смазываются детали распылителя, как, впрочем, и все другие узлы системы питания дизеля, топливом.

Кроме того, нормальная работа распылителя нарушается при засорении нагаром, который изменяет проходное сечение сопел, корректирует форму факела топлива, ухудшая тем самым качество распыливания, а с ним — смесеобразование и нормальное сгорание горючей смеси. Источниками нагара являются смолистые примеси, от которых не удалось избавиться при производстве дизтоплива или они появились в топливе при транспортировке, химически неустойчивые компоненты, превращающиеся в смолы при длительном или неправильном хранении топлива. Способствует образованию нагара и содержащаяся в топливе сера.

Возможно и так называемое размывание сопловых отверстий. Это результат эрозии, для возникновения которой требуется два условия: высокая скорость потока и наличие в потоке абразивных микрочастиц. Первое имеется всегда, а о причинах появления в топливе микрочастиц будет сказано ниже.

Внешне нарушения в работе распылителей проявляются ухудшением запуска, неустойчивой работой дизеля на холостом ходу, повышенной дымностью выхлопа, падением мощности и увеличением расхода топлива.

Водобоязнь

Итак, качество топлива имеет для долговечности распылителей первостепенное значение. Для очистки топлива от механических примесей служат топливные фильтры. Однако даже самый совершенный фильтр не может обеспечить 100-процентную очистку. Впрочем, степень очистки в современных фильтрах достаточно высока, чтобы не оказывать заметного влияния на ресурс распылителей. Если, конечно, не учитывать возможность купить под видом фильтра его имитацию либо откровенную подделку.

Куда страшнее вода. Правда, дизельное топливо обладает некоторой гигроскопичностью, поэтому в нем всегда содержится растворенная влага. Но такая влага является связанной, а потому неопасной для топливной аппаратуры. Европейским стандартом EN 590 допускается содержание до 200 мг воды в 1 кг топлива.

Другое дело — вода в свободном состоянии. Такая вода появляется в топливе самыми различными путями: при транспортировке, при хранении на АЗС, в результате конденсации водяных паров воздуха, попадающего в топливный бак. Во-первых, она инициирует внутреннюю коррозию в деталях топливной аппаратуры. Мелкие частицы коррозии сильнее способствуют эрозии сопел в распылителях, чем примеси, проскочившие через фильтр. Во-вторых, и это главное, именно вода, вытеснив топливо с трущихся поверхностей, нарушает условия смазки.

Игла зависла

Изношенный распылитель неправильно распыляет либо вовсе льет топливо струйками. Это становится причиной локального перегрева стенок камеры сгорания, что в свою очередь ведет к появлению трещин на головках или поршнях — в зависимости от расположения камеры сгорания. Бывает, что оказавшееся на стенках камеры топливо не успевает своевременно испариться, и тогда горючая смесь догорает в выхлопном коллекторе, после чего трещины могут появиться на нем.

Крайней формой износа являются задиры и выкрашивания на контактирующих поверхностях. В таких случаях игла способна заклинить в корпусе распылителя. Если игла зависнет в положении «закрыто», форсунка вообще перестает работать, дизель при этом «троит». Когда игла зависает в положении «открыто», форсунка льет. К вышеуказанным последствиям может добавиться гидроудар.

Практики уверяют, что причиной появления трещин на корпусе распылителя опять-таки является вода, оставшаяся после отсечки подачи топлива под конусом иглы, внутри носика распылителя. Не исключено, что так оно и есть на самом деле. Дизельное топливо — сложный продукт, состоящий из различных углеводородных соединений, температура кипения которых лежит в пределах от 160 до 380 градусов, почему и закипают они постепенно, по мере нагрева. Вода закипает при более низкой температуре. Небольшой объем воды превращается в пар практически мгновенно, что напоминает микровзрыв.

Трещина выводит распылитель из строя. Симптомы и возможные последствия те же, что и при обычном износе распылителей, но к перечню проблем придется добавить еще одну. Были случаи, когда несколько трещин объединялись, и тогда распылитель разрушался. Иногда при этом игла проваливалась внутрь цилиндра с последующим повреждением поршня и головки цилиндров.

Присадим?

Вообще говоря, присадки — моющие, антипенные, антипарафиновые, антикоррозийные, улучшающие смазывающие свойства — добавляют в дизтопливо еще на стадии производства. Примерная доля — 1 объемный процент. Но что касается моющих присадок, встречающихся в розничной продаже, то в сообществе сервисменов нет единого мнения по поводу их использования. Правда, откровенных противников применения каких-либо очистителей форсунок, опасающихся, что под действием присадки сначала отслоятся загрязнения в других частях системы питания и окончательно закупорят распылитель, немного. Есть и сторонники применения препаратов автохимии независимо от степени загрязнения системы, полагающие, что опасения противников не более чем предубеждения, не подтверждаемые практическим опытом. Их тоже немного.

Думается, истина где-то посередине. Большинство специалистов все же допускает использование присадок, хотя и не без оговорки: только на новых автомобилях или подержанных машинах, где есть уверенность, что узлы системы питания еще не сильно загрязнены, в профилактических целях для поддержания чистоты.

Присадки не единственная альтернатива замене распылителей. Существует еще ультразвуковая очистка. Но в случае с дизелем ее эффективность ниже, чем при использовании ультразвука для возвращения в рабочее состояние бензиновых форсунок. Тем не менее любой из методов стоит попробовать. Если проблема заключается лишь в закоксовывании распылителей, вероятность положительного результата довольно высока. Но если дело в механическом износе распылителей, тогда исправить положение, разумеется, может только замена.

Вердикт «АБw»

Всего две детали — и такая куча проблем. Но не будем расстраиваться. При работе на качественном топливе распылители выдерживают 200-300 тыс. км пробега. Не исключено, что многим владельцам дизельных машин никогда, кроме как на приведенных фотографиях, не доведется увидеть, как выглядят эти «нитка с иголкой».

Сергей БОЯРСКИХ
Фото автора

Газета «АВТОБИЗНЕС»

Метки: Common Rail EN 590 насос-форсунка Распылитель дизельной форсунки

Похожие

Яндекс.Метрика