Для початку, коротко розповімо про предмет розмови. Йтиметься про електромагнітні форсунках (інжекторах) бензинових двигунів, які використовуються в багатоточкових (розподілених) системах уприскування палива нинішніх автомобілів. Про форсунках (інжекторах) одноточкових, точніше центральних систем для вприскування палива розповідати не будемо, тому що через свої конструктивні особливості вони «страждають» рідше, але багато питань, які будуть розглядатися нижче, в повній мірі можна віднести і до них.
Форсунки в системі уприскування є головним виконавчим пристроєм, яке видає призначену дозу палива, що залежить від сигналів з контролера управління двигуном. Потім форсунки розпилюють паливо на дрібні частинки, що знаходяться близько до впускним клапаном кожного циліндра двигуна. Не будемо вдаватися в особливості конструкції форсунок і принцип їх роботи, краще відзначимо три параметра, які є дуже важливими при їх експлуатації. це:
1) пропускна здатність форсунки у відкритому стані, коли робочий тиск см3 \ хв (продуктивність);
2) факел розпилення, який характеризується дисперсністю часток палива і кутом розпилення, вимірюваного в градусах;
3) герметичне сполучення седло- клапан.
Виявлено, що якщо розпорошення палива відбувається на частинки, діаметр яких менше 15мкм, то його перемішування з повітрям відбувається на молекулярному рівні, в результаті чого, паливно-повітряна суміш набуває однорідність і практично повністю згоряє в циліндрах двигуна, що забезпечує йому граничну потужність, а також крутний момент.
Далі ми розглянемо такі питання:
- Що відбувається з форсунками під час роботи двигуна;
- Які симптоми виникають при брудних або ж закоксовавшіеся форсунках;
- Яким чином потрібно підтримувати форсунки чистими;
- Чи можна оцінити, в якому стані знаходяться форсунки, не виймаючи їх з двигуна;
- Як можна при необхідності очистити форсунки.
Згодом, на сідлах форсунок і на поверхнях запірних клапанів, які з ними пов'язані, створюються смолисті відкладення, в результаті яких запірний клапан втрачає можливість щільно сідати на сідло. Через це, форсунка стає менш герметичній і слідом за зупинкою двигуна, паливо починає "капати" у впускний колектор. Там паливо випаровується, що валить гарячий двигун до важкого пуску. Також смолисті відкладення сприяють зменшенню прохідного перетину сопла форсунки, воно немов "заростає" і стає меншого розміру. Внаслідок цього, знижується продуктивність форсунки і змінюється розпилювальний факел, форсунка перестає робити "туман", а в факелі виникають "струменя" палива, погано змішуються з повітрям або часто спрямовані в іншу сторону від впускного клапана. У підсумку, якщо різко натиснути на педаль дросельної заслінки виникає "провал" в динаміці розгону машини і, в той же час, підвищується витрата палива. Це можна пояснити тим, що лямбда - зонд або по-іншому-датчик кисню відпускає сигнал в контролер про "бідної" паливно-повітряної суміші, і час, коли форсунки мають відкритий стан до обумовленого межі, збільшується. Тобто, система лямбда - регулювання немов намагається компенсувати зниження продуктивності форсунок шляхом збільшення часу, коли відбувається вприскування палива.
Існує ще одна деталь, яка перебуває в форсунке- це вхідний фільтр, який часом забруднюється смолистими відкладеннями, зовсім маленькими механічними включеннями і водою, яка в нього потрапила. Він має дуже маленькі розміри і, відповідно, маленьку фільтруючу поверхню. Дрібні осередки сітки виключають пропускання води і механічних забруднень, які пройшли крізь паливний магістральний фільтр, завдяки тиску бензонасоса. Досить часто бруд і вода закупорюють фільтр дощенту, в результаті чого, паливо зовсім перестає проходити крізь форсунку. Більш інтенсивно забруднення вхідних сіток форсунок відбувається під час заправки автомобіля на АЗС, де не використовуються фільтри для поділу води і механічних домішок, а також, якщо магістральний паливний фільтр змінюється нерегулярно, а також, чим більше тиску у бензонасоса і, чим більше у нього продуктивність . Якщо розглядати два останніх випадки, то в них з найбільшою інтенсивністю бруд вимивається з магістрального паливного фільтра і заталкивается у вхідні фільтри форсунок. Тому, маючи досить значну фільтруючу поверхню і працюючи при досить маленькому тиску: 0,8-1,2 кгс / см2. перебуваючи в тій же самій несприятливій обстановці, вхідні сітка форсунки для центрального уприскування засмічується набагато рідше.
Якщо з форсунками відбулися процеси, описані вище, як тоді проявляє себе автомобіль зовні? До зовнішніх проявів відносяться: важкий пуск двигуна, який особливо помітний після настання холодів, тому що паливо гірше випаровується; погана динаміка розгону, мала динаміка руху, витрата палива збільшується, двигун на холостому ходу працює нестійкий, обороти холостого ходу "гуляють". Однак, слід зазначити, що дані прояви можливі і з інших причин. Так, "провал" може виникнути в результаті слабкого тиску в системі уприскування або вади, що виник в датчику положення дросельної заслінки. Велика витрата палива може виникнути з-за лямбда-зонда, що вийшов з ладу і ряду інших причин. Тому, перед тим як порахувати, що всі ці прояви пов'язані з форсунками, і прийти до необхідності їх чищення, щоб усунути всі несправності, потрібно зробити діагностику всіх датчиків і систем, які задіяні в управлінні двигуном, щоб переконатися в їх справності.
З усього вищевикладеного, виникає питання - чи можуть форсунки в чистому стані знаходиться протягом тривалого часу, щоб довше не настав проблем і як це зробити? Головним і банальним правилом є: заправляти автомобіль в тих місцях, де існує гарантія, що в бак не потрапить вода і бруд. В іншому випадку, відразу доведеться міняти паливний фільтр, а також очищати сітку бензонасоса і з бензобака відкачувати бруд. Якщо все це зробити невчасно, а через пару днів, то доведеться вийняти з двигуна і форсунки, щоб їх почистити. Якщо ваш автомобіль має вже пристойний пробіг, то не слід застосовувати ніяких присадок до палива, який заливають в паливний бак для чищення форсунок. Таке застосування дає часто негативний ефект, ніж позитивний. Головною причиною тут є якість палива, а не якість або ефективність використовуваних засобів. Адже відкладення, що знаходяться на стінках бензобака і на магістральних трубопроводах, розчиняються в самому паливному фільтрі, завдяки дії цих присадок і залишки цих відкладень сприяють найсильнішої закупорці вхідних фільтрів форсунок. Найбільш швидко форсунки закоксовуються, коли експлуатація автомобіля відбувається в основному в місті з короткими "перебіжками" і двигуну доводиться остигати багато разів. Щоб такого не траплялося, слід періодично виїжджати на заміську трасу, де їхати на великій швидкість кілька десятків кілометрів. Якщо автомобіль тривалий час (більше півроку) не експлуатується, то форсунки втрачають свої характеристики. В результаті, якщо і виходить запустити двигун, то їздити стає майже неможливо. Якщо розглядати автомобіль з харчуванням "газ-бензин", то використання форсунок необхідно не тільки для запуску двигуна. Хоча б один раз в тиждень машину потрібно заправляти бензином.
Думаємо, що саме час поговорити про процедуру чищення форсунок. Існує два способи. При першому способі форсунки чистять по так званій "штатної" схемою на працюючому двигуні. А при другому форсунки витягують з двигуна і чистять окремо від нього. У кожного способу є свої плюси і мінуси. До плюсів першого способу можна віднести те, що сама процедура досить нескладна, на неї витрачається мало часу і вартість роботи досить низька. Поряд з форсунками очищаються впускні клапани від смолистих "наростів" і нагару, а також камери згоряння і днища поршнів, крім того, відбувається вирівнювання компресії по циліндрах і звільнення закоксовавшіеся кілець. В результаті, циліндри більш повно наповнюються свіжою паливо-повітряною сумішшю, двигун стає менш схильний до гартівного запалення, яке є для нього згубним при великих навантаженнях і високих оборотах коленвала. Мінусами способу вважається відсутність об'єктивних даних про факелі розпилення і продуктивності форсунок. А що стосується чистоти форсунок, то про це можна дізнатися лише завдяки кращій роботі двигуна і динаміці авто. Плюси другого способу в тому, що існують об'єктивні дані про те, в якому стані знаходяться форсунки після того, як їх витягли з двигуна, і чистити форсунки можна до того часу, поки не вийдуть ті параметри, які потрібні. Мінуси цього способу полягають в досить складній операції зі зняття форсунок, тому що необхідно зняти частину навісного обладнання практично до впускного колектора, величезні витрати часу і, отже, більш висока вартість робіт. Крім того, форсунки ставлять назад чистими, а клапани, камери згоряння, кільця і поршні залишаються з нагаром і смолистими відкладеннями. У підсумку, очікуваний ефект настає в повному обсязі. Тому, щоб прийняти рішення, про спосіб чистки, необхідно зважати на конкретними обставинами, через які виникли проблеми. Наприклад, якщо до 100 тисяч кілометрів пробігу і більше форсунки є не чистилися або після чергової заправки у вас виникли проблеми, а після заміни фільтра нічого не змінилося, або ж проблеми з'явилися після того, як в бак залили присадки до палива - то відразу забудьте про першому способі. А ось якщо форсунки періодично чистити (через 20-30 тис.км.), і ви впевнені, що в бак не потрапляла вода і бруд, відсутній глибокий "провал", а тільки лише холостий хід нестійкий - в цьому випадку рекомендується перший спосіб.
Прийшов час коротко розглянути сам спосіб чистки форсунок. Оскільки є два способи чистки, то для цих цілей випускають два типи обладнання. Перший тип чистить форсунки на працюючому двигуні. Є порівняно велике число установок різних виробників. Вони дуже схожі за конструкцією і кінцевим результатом, є відмінність тільки в ціні. Ці установки діляться на два класи за принципом своєї дії. До першого класу відносяться ті установки, у яких миюча рідина подається до форсунок за допомогою тиску стисненого повітря від ручного насоса або компресора. Наприклад, за таким же принципом відбувається робота установки JET CLEAN фірми LIQUI MOLY (Німеччина), де застосовують миючу рідину тієї ж фірми ємністю 0,5 літра у вигляді концентрату, який перед використанням в необхідній пропорції розбавляють бензином. За іншим принципом, коли миючу рідину до форсунок подають за допомогою бензонасоса, відбувається робота установки фірми WYNN'S (США), де використовують миючу рідину тієї ж фірми, вже готової до використання ємністю 1 літр.
Незалежно від типу установки, процедуру чищення починають з того, що відключають від рамки з форсунками два паливо-проводи і підключають до неї установки за допомогою комплекту перехідників, також відключають штатний бензонасос. Після цього, на установці створюється робочий тиск і відбувається запуск двигуна. Дослідним шляхом встановили, що найкращий ефект спостерігається при дотриманні наступного технологічного циклу: двигун працює 15 хвилин переважно на холостому ходу і періодичним різким збільшенням до 3000 або до 3 500 оборотів в хвилину, після цього, 30 хвилин відстоюється і потім знову працює 15 хвилин в режимі першого циклу. На дану процедуру в середньому йде години півтори. Для чищення форсунок, які зняли з двигуна, використовують другий тип обладнання. Тут також існує дуже велика кількість установок різних виробників.
Вони також схожі по конструкції і кінцевим результатом, але мають істотну відмінність між собою в ціні, якщо порівнювати з установками першого типу. Всі ці установки можуть виміряти, яку продуктивність мають форсунки, перевірити факел розпилення, а чистка форсунок відбувається за допомогою ультразвукової кавітації в спеціальній ванні, де знаходиться миючий розчин. До даного типу можна віднести установки ASNU01-SK, NA4DFV і інші. Незалежно від типу установки, процедуру чищення необхідно почати зі зняття форсунок з двигуна, далі - виміряти продуктивність, провести очищення і після цього зробити контрольний замір продуктивності. Останнім часом у продажу є установка "СПРУТ- ФОРСАЖ", вироблена НВО "ЕНЕРГІЯ" (Україна).
У ній закладено інший принцип - чистка внутрішніх каналів форсунки відбувається завдяки коливанням запірного клапана форсунки з встановленої частотою і шпаруватістю, які задаються електронним блоком. У співвідношенні ціни і ефективності дана установка відрізняється від інших своєю вигодою. Працювати з цією установкою не доводилося, але те, що принцип, який в неї закладено - досить ефективний - можна підтвердити, тому що його використовують в установці власної конструкції вже шість років поспіль.
На закінчення, нижче ми наводимо таблицю, де вказані дані по продуктивності форсунок, які мають широке поширення. Ці дані зняті експериментальним шляхом, і по ним цілком можна орієнтуватися під час промивання форсунок, а також, при заміні одного типу на інший. В даній таблиці показана продуктивність форсунки в смз при тиску 2,5кгс / см2 за одну хвилини безперервної роботи.