Как найти нерабочую форсунку на дизеле

Дизельный двигатель — это отличные тяговые качества и экономия на топливе, с одной стороны, и дорогостоящая топливная аппаратура, которая требует к себе особого отношения, с другой. Особенно внимательно владельцам стоит относиться к признакам неисправностей топливных форсунок.

Принцип работы топливных дизельных форсунок
Рассказ о том, что и почему может выйти из строя в форсунках, невозможен без краткого описания устройства и принципа работы этих элементов.

На современных дизельных двигателях с системой впрыска Common Rail применяют форсунки двух типов – электромагнитные и пьезоэлектрические. Последние можно сравнить с «Феррари», это будет корректно и в плане скорости работы, и в плане стоимости замены элементов: пьезоэлектрические форсунки вообще не подлежат восстановлению и ремонту.

Электромагнитные форсунки

В корпусе такой форсунки установлен соленоид, клапан-мультипликатор и плунжер, который действует на иглу в корпусе распылителя. Плюс каналы для подвода и отвода топлива.

По каналам высокого давления топливо от топливной рампы подводится к игле в районе её контакта с распылителем и в полость над плунжером. Под давлением плунжер поджимает иглу к посадочному месту, и когда в нужный момент соленоид поднимается и открывает клапан-мультипликатор, происходит соединение полости над плунжером и полости сливного канала. Перепад давления (низкое над плунжером, высокое вокруг иглы) поднимает иглу: топливо впрыскивается в цилиндр.

Затем соленоид принимает прежнее положение, клапан закрывается и давление над плунжером восстанавливается. Распылитель при этом тут же закрывается иглой.

Так происходит каждый цикл впрыскивания ДТ в камеры сгорания.

Пьезоэлектрические форсунки

Принцип действий такой же, как у электромагнитной форсунки, но исполняется алгоритм иначе.

В конструкции пьезоэлектрической форсунки есть гидрокомпенсатор, который служит посредником между пьезоэлементом и клапаном-мультипликатором. При подаче тока на пьезоэлемент тот изменяет свою геометрию всего за 0,1 мс, что позволяет делать один цикл впрыска горючего на несколько стадий, сохраняя сверхточную дозировку количества топлива.

В обычном варианте цикл впрыска делится на три этапа: предварительный впрыск (до 2 мл топлива, которое немного греет и готовит воздух в цилиндре к последующему впрыску и выравнивает давление внутри камеры сгорания), основной впрыск, завершающий (для нормального дожигания остатков топливовоздушной смеси и запуска процесса регенерации сажевого фильтра на дизельных ДВС).

В случае с пьезофорсунками, каждый из трёх этапов нормативного впрыска можно делить ещё, впрыскивая в предельно краткое время топливо несколько раз. Это позволяет добиться плавной работы дизеля — настолько, что по культуре работы он не уступит бензиновому двигателю.

Что и почему ломается в форсунках
Главные враги простых электромагнитных форсунок — сомнительное топливо и вода. Плюс роль естественного износа со временем, конечно же.

Распространённые проблемы таких форсунок — износ посадочного гнезда под шарик клапана мультипликатора. Неплотное закрытие жиклёра приводит к тому, что топливо утекает обратно через сливную магистраль. Если недостаточно давления под плунжером, топливо будет утекать через распылитель.

В первом случае машина будет глохнуть «на горячую», под нагрузкой.
Во втором — в цилиндры будет поступать слишком мало либо слишком много топлива, а топливовоздушная смесь получится обеднённой или чрезмерно обогащённой. В результате двигатель будет «троить», или появится белый дым из выхлопной трубы при работе ДВС на холостых оборотах.
Ещё одна типичная неисправность электромагнитных форсунок — когда прижимная пружина иглы теряет жёсткость.

Коррозия может вызвать ситуацию с подклиниванием клапана мультипликатора.

Выход из строя соленоида, который открывает клапан на выпуск, тоже отразится на работе двигателя не в лучшую сторону.

В результате имеем ситуацию, когда неисправность мелкого элемента топливной форсунки расстраивает нормальную работу дизельного двигателя в целом:

ДВС начинает глохнуть под нагрузкой
из выхлопной трубы валит белый дым
двигатель нестабильно работает на холостых оборотах
мотор «троит»
плавают обороты
Типичные неисправности пьезоэлектрических форсунок приблизительно такие же, как у более простых конструктивно электромагнитных собратьев. Но в силу сложного управляющего элемента к обозначенным поломкам может добавиться замыкание на «массу» пьезоэлемента. Если это произошло, мотор вообще откажется заводиться.

Другое отличие поломки пьезоэлектрических форсунок — если причина в неисправности пары игла-распылитель, и сливается много топлива, дым из выхлопной трубы будет не белым, а чёрным и обильным.

Если выходит из строя сам пьезоэлемент — дизельный мотор будет «троить» и терять в мощности, то есть перестанет выходить на нормальные обороты.

Как диагностируют и ремонтируют форсунки
В том случае, если в нестабильной работе ДВС владелец подозревает выход из строя топливной аппаратуры, в частности, неисправности форсунок, придётся отправиться на компьютерную диагностику. Когда она покажет ошибки в работе форсунок, их все, комплектом, снимут с мотора и отправят на диагностику на специальном стенде. Стендовая диагностика покажет, не стравливают ли форсунки топливо обратно в сливную магистраль, а если это происходит — под каким давлением.

Следующим этапом будет тестирование работы форсунок на оборудование, которое имитирует работу на двигателе, при участии ТНВД и топливных патрубков. Электронные датчики поочерёдно замерят все параметры работы каждой форсунки, и это даст направление для диагностики причин проблемы. После проверок форсунки отправляют в ультразвуковую ванну и чистят от нагара и других отложений.

После диагностики наступает этап осмотра каждой форсунки на стенде. Мастер аккуратно разбирает все мельчайшие элементы форсунки (можно сделать только на электромагнитных форсунках) и рассматривает их под микроскопом. Преимущества такого скрупулёзного подхода в том, что большинство производителей выпускают все необходимые «запчасти» для ремонта и восстановления форсунки. Установив проблему, например, с неработающим распылителем форсунки, можно заменить его на новый, тем самым вернуть элементу работоспособность бюджетным методом.

Правда, для форсунок тех производителей, комплектующие которых не найти в продаже, остаётся только две стратегии — заменять дорогостоящий элемент на новый в сборе либо искать бюджетный аналог нужной детали, но другого производителя.
После того, как все нуждающиеся в замене элементы форсунок будут заменены, мастер собирает элемент воедино. Самый ответственный этап — регулировка собираемой форсунки, и это трудная задача: каждая собранная часть измеряется индикатором, если размер не соответствует нужному диапазону — деталь снова разбирается и регулируется шайбой или стопорным кольцом. И так с каждым элементом вплоть до полной сборки форсунки.

Немаловажно также затянуть верхнюю и нижнюю часть форсунки с предельно регламентируемым моментом затяжки с помощью динамометрического ключа.

После сбора отремонтированная форсунка снова отправляется на диагностический стенд, где проверяется во всех режимах работы.

Почему не стоит ремонтировать форсунки самостоятельно
Профессиональный ремонт и восстановление форсунок — недешёвая процедура. И тем она дороже, чем больше времени владелец не обращал внимания на начинающиеся перебои в работе двигателя.

Чтобы сэкономить, многие рассматривают вариант отремонтировать форсунки у знакомых гаражных мастеров или даже пробуют выкрутить и осмотреть элементы самостоятельно.

Но такой ремонт возможен только для простых механических форсунок, никак не для форсунок системы Common Rail — электромагнитных и уж тем более пьезоэлектрических, которые вообще не поддаются восстановлению, только замене в сборе. Для проверки и ремонта электромеханических форсунок нужно специальное оборудование, а затем их заново прописывают в память ЭБУ двигателя.

Единственное, что может сделать владелец, чтобы не навредить двигателю самостоятельным вмешательством — выбрать по каталогу и рекомендациям мастера необходимые для ремонта детали: ремкомплекты, уплотнительные кольца, регулировочные шайбы, пружины, распылители и прочие элементы топливной дизельной аппаратуры.

Как продлить жизнь дизельных топливных форсунок
Важно не только выбирать лучшее топливо из доступных и не допускать попадания в топливную систему влаги (например, с конденсатом со стенок пустого топливного бака зимой), но и вовремя реагировать на возникающие неисправности, обращаясь в сервис: чем больше владелец ждёт, тем серьёзнее и дороже будет ремонт, особенно если дело в форсунках.

Перечислим основные неисправности, когда придётся посетить сервис:

загоревшийся индикатор «Check Engine»
трудности с запуском и нестабильная работа «на холодную»
чёрные клубы дыма из выхлопной трубы
необычный звук мотора
двигатель глохнет «на горячую»
нестабильная работа ДВС, «троение»
плавающие обороты
Во всех этих случаях можно подозревать некорректную работу форсунок, которые портятся от воды, плохого топлива и фактора времени.

Но проблемы с подачей топлива в цилиндры может вызвать и выход из строя элементов топливного насоса высокого давления (ТНВД) или износ подкачивающего насоса и его шестерён. И в том, и в другом случае в форсунку будет попадать мелкий абразив, металлическая стружка и пыль. Поэтому при обращении с жалобами на перебои в работе топливной системе проверять рекомендуется её всю целиком.

Итого
Дизельная топливная аппаратура Common Rail не прощает к себе халатного отношения владельца. Сомнительное топливо и игнорирование проблем выйдет боком и сильно ударит по бюджету, если речь идёт о неисправностях форсунок или ТНВД.

Не стоит экономить, надеясь на гаражных умельцев. Отдавайте дизельные топливные форсунки на диагностику и ремонт только профессионалам и будьте готовы к ремонту и замене отработавших свой ресурс элементов при пробеге порядка 200 тыс. км — очень редко форсунки служат дольше.

Когда ехать в сервис?

Думаю, не открою Америки, если скажу, что ремонт дизельной топливной аппаратуры — это дорого. Особенно если пропустить тот момент, когда ещё возможно что-то исправить, не перебирая всю запущенную систему. Поэтому очень важно знать, что своевременный визит в сервис просто необходим, ведь в особо тяжких случаях придётся здорово раскошелиться.

Я, конечно, понимаю, что средний класс у нас может себе позволить сливать в раковину бульон от «доширака», но ценник за восстановление мотора тысяч в 150-200 способен подкосить душевное здоровье многих владельцев бюджетных дизельных иномарок. Кстати, в полной мере это относится к сравнительно недорогим корейским автомобилям, количество которых на наших дорогах только растёт, и доля посещений «дизельных» сервисов которыми также неумолимо прибавляется.

Итак, когда нужно задуматься о посещении СТО? Если честно, то поводов много, и незначительных среди них нет. Загорелась лампа “Check engine” – в сервис, запуск стал тяжелее, чем обычно – в сервис, повалил чёрный дым – в сервис, появился новый оттенок в звуке мотора – в сервис. Потому что всё это – признаки неисправности. Какой? Обычно без диагностики ответить на этот вопрос нельзя.

Поэтому причину выяснить нужно как можно быстрее, пока есть возможность обойтись малыми средствами. К сожалению, отремонтировать топливную аппаратуру Common Rail в гараже невозможно, поэтому в данном случае экономия может заключаться лишь в своевременном обращении к специалистам. Причём именно к специалистам, а не к группе лиц со сканером elm327 с известного китайского сайта за 600 рублей.

Допустим, что некоторые признаки неисправности есть. К кому обращаться? Логичнее всего — к представителю фирмы-производителя. Например – в авторизованную мастерскую «Бош Дизель Сервис». Там мы будем следовать по пятам за специалистами, дышать им в затылок, лезть под руки и задавать глупые вопросы. Выполнять работу журналиста, то есть. Поехали!

От стенда до стенда

Поиск большинства неисправностей двигателя начинается с компьютерной диагностики. О том, как это делать правильно, мы недавно рассказывали, а скоро ещё приоткроем тайны диагностики дизелей. Пока скажу коротко: на этой СТО следуют канонам качественной диагностики. Из сканеров обычно хватает одного Bosch KTS 540, но иногда приходится использовать и другие инструменты.

Проверяют наличие ошибок из-за пропусков зажигания, работу электромагнитной части, давление и ещё много различных параметров. Делать это надо тщательно, спешка приводит к ошибке. Например, есть такое явление, которое специалисты называют «зеркальная форсунка». Встречается оно в случае, когда, например, форсунки второго и четвёртого цилиндров уже склеили ласты, а форсунки первого и третьего цилиндров пытаются их потерю компенсировать. И тогда именно они будут показывать ошибки, хотя виновата совсем другая парочка. Впрочем, по одной форсунки умирают редко: ресурс у них на одном моторе обычно одинаковый.

После диагностики и определения признаков неисправности форсунок снимем их с автомобиля и отнесём в небольшое помещение, закрытое дверью с табличкой «Мойка агрегатов». Да, все помещения топливного участка «Бош Дизель Сервис» имеют свои функции, никто не будет возиться с грязной деталью в «чистой комнате», потому что в ней форсунки собирают, а тут не то что грязи — пыли быть не должно.

Ещё отмечу, что форсунка – это название разговорное. Правильно эту деталь называть инжектор CR (Common Rail), но мы тут научные труды не пишем, а говорим понятным и доходчивым языком. Поэтому форсунка, и точка. Её модель – Bosch 0445110064. Если эти цифры вам ни о чём не говорят (как, собственно, и мне), то скажу, что такие стоят, например, в Hyundai Santa Fe до 2005 года или в Elantra до 2006 года выпуска.

Итак, форсунку моют. Теперь она уже не похожа на грязную железку, и её можно передать на первую проверку. Первый стенд, куда попадает чистая (пока в основном снаружи) форсунка, помогает проверить ход анкера. Прибор показывает 0,031 мм, что вполне соответствует норме. Поэтому надо разбираться с ней дальше.

Следующий стенд называется Bosch EPS 100. Внешне приборчик несложный, похожий на какую-то качалку. По сути, так это и есть: с его помощью в форсунку под давлением подаётся калибровочная жидкость. И одновременно – импульс для имитации срабатывания форсунки. Таким способом проверяется гидроплотность форсунки: не протекает ли она под давлением.

Отмечу, что в стендах используется действительно специальная калибровочная жидкость, а не обычное дизтопливо. Во-первых, она не токсична, а во-вторых, только с её помощью можно будет получить точные параметры работы форсунок и в дальнейшем произвести их ремонт.

Если результаты испытания на EPS 100 покажут, что форсунка неисправна, её сразу можно будет отправить на ремонт. Но это – не наш случай. Она не протекает, брызжет жидкостью весьма недурственно. Поэтому специалист отправляет её в ультразвуковую ванну, после чего её ставят на следующий стенд – EPS 200. Здесь цикл испытаний чуть сложнее, и на этом стенде, по сути, проводится имитация работы форсунки на автомобиле. Соответственно, и давление тут уже выше: не 400 бар, как на EPS 100, а 2 000. И вот тут мы замечаем неисправность – завышенную подачу. Если проще, то форсунка пропускает топливо. Вот теперь и наступило время разборки.

Может, это и странно, но опытный специалист разбирает форсунку за несколько минут. Теперь она лежит перед нами в совсем непонятном виде кучи деталек, часть из которых очень маленького размера. И мы сразу замечаем, что игла распылителя когда-то очень хорошо грелась. На всякий случай посмотрим на неё под микроскопом. Да, дефекты очевидны, ни о каких микронных зазорах речи тут быть не может. Но это ещё не всё.

Давайте-ка под микроскопом изучим посадочное место запорного шарика в седле клапана. Да, микроскоп тоже входит в непременный состав инструментов для контроля состояния частей форсунки. Посмотрите, как выглядит шарик в клапане в руках мастера сервиса: проще подковать блоху и сделать ей татуировку «Инь-Янь» на лапе, чем увидеть что-то невооружённым глазом. Но у нас глаз вооружён электронным микроскопом, поэтому смотрим на седло клапана.

В идеале оно должно быть идеально ровным. У нас же хорошо виден дефект, с которым нормально работать форсунка не будет. Давайте на секунду отвлечёмся и послушаем, откуда в форсунке столько повреждений рабочих поверхностей.

Про стружку

Конечно, основным врагом форсунки следует считать некачественное топливо. Но само по себе оно не так опасно, как те беды, которое оно творит с топливным насосом высокого давления (ТНВД). Там есть прецизионные пары, которые смазывает исключительно солярка. Дизтопливо, слитое тайно во мраке ночи с соседского тепловоза, смазывает иногда плохо (и не только смазывает). Это вредит не только ТНВД, но и форсункам: стружка попадает в топливную магистраль, а оттуда – в форсунки. При слове «стружка» мы представляем что-то заметное и страшное, на самом деле её почти не видно. Но найти её легко, для этого в сервисе топливо с фильтра сливают в небольшую пластиковую ёмкость и проводят вдоль стенок магнитом. Если стружка есть, то в жидкости заметно движение.

Вторая причина – износ привода подкачивающего насоса и шестерён самого насоса. Их можно разглядеть на фотографиях. Весь этот снятый с поверхностей металл в виде мельчайшего абразива попадает в топливные форсунки, а результат этого безобразия мы уже видели.

Исходя из сказанного, приходится делать неутешительный вывод: замена форсунки не всегда решает проблему. Бывает, что новые или отремонтированные инжекторы проезжают тысяч пять и снова впадают в кому. И всё из-за того, что в топливной системе остаются продукты износа ТНВД, которые к тому же и постоянно пополняются: насос-то никто не догадался восстановить. И специалисты сервиса очень рекомендуют при неполадках форсунок тщательно проверить всю систему: так будет не только надёжнее, но и дешевле.

Но вернёмся к нашим баранам. К форсункам, то есть.

Контроль и ещё раз контроль!

Теперь наступает время сборки. Её проводят в специальной «чистой комнате» топливного участка. Важно, чтобы при сборке в агрегат не попадала пыль и прочий мусор: грязная форсунка долго не проработает (если вообще будет работать). Конечно, кроме испорченных частей меняют и детали разового монтажа — например, все уплотнительные элементы. Но тут интереснее увидеть как, а точнее, чем это делают.

Специалист открывает программу, которая даёт все моменты затяжек соединений форсунки. Допуски очень точные, поэтому и ключ тут непростой. Я бы сказал, фантастический динамометрический ключ. Стоит он от 7 000 евро (что-то мне даже стало стыдно за свою машину: она дешевле ключа в два раза). С таким ключом ошибка при сборке исключена.

А теперь пришла пора проверить результат работы. Для этого собранная форсунка отправляется в настоящего монстра – стенд Bosch EPS 815. Он используется не только для диагностики, но и для контроля соответствия отремонтированной форсунки заводским параметрам. Всю работу он выполняет сам, поэтому после окончания мастеру остаётся лишь проверить параметры инжектора, убедиться, что всё работает как надо, снять его со стенда и… наклеить на него стикер. И вот это тоже интересный момент.

Все форсунки, прошедшие ремонт в авторизованных Бош Дизель Центрах и Сервисах, регистрируются в программе системы контроля качества Bosch QualityScan. Как и всё гениальное, работает это просто: на наклейке есть код (в том числе и QR), по которому можно отследить всю историю ремонта форсунки: где её ремонтировали, что с ней делали, какие ставили запчасти. Это удобно и для клиентов, которые могут с помощью бесплатной программы для смартфона проверить результаты работы, так и для специалистов сервиса, которые всегда могут точно узнать, что с форсункой делали до них.

Что ещё надо знать о диагностике и ремонте форсунок?

Как я уже говорил, топливная аппаратура Common Rail – штука недешёвая, и не то чтобы капризная, а, скорее, требовательная. Наплевательское отношение к её элементам может выйти боком и ударить по карману. Поэтому не стоит пытаться экономить и отдавать форсунки в ремонт гаражным «мастерам» и людям, которые считают, что перебрать инжектор CR можно на кухонном столе ножом, отвёрткой и пассатижами. Это совсем не так. Скупой платит дважды – это истина, и ничего с этим не поделаешь.

Какими бы замечательными ни были топливо и обслуживание автомобиля, форсунки очень редко служат более 200 тысяч километров, поэтому к этому пробегу нужно быть готовым к ремонту форсунок, как правило – всех вместе. И ещё категорически нельзя пропускать сроки ТО дизельного автомобиля. Впрочем, об этом как-нибудь в другой раз.

За помощь в подготовке материала выражаем благодарность мастерской«Бош Дизель Сервис» (СПб, пр. Большевиков, д. 42)

Главное условие стабильной работы двигателя – правильная подача топливной смеси в камере сгорания, которая производится через форсунки. Поэтому неисправности форсунок часто становятся причиной того, что двигатель работает неправильно, потребляет много топлива, троит, а его тяга падает. Топливная форсунка — один из элементов системы подачи топлива, управляет ею электронный блок, который подбирает оптимальное соотношение воздушно-горючей смеси и давление ее подачи.

Признаки неисправности форсунки

Как показывает опыт, неисправность форсунки можно определить по признакам, которые, впрочем, могут сигнализировать и о других поломках. Среди проблем в работе двигателя, указывающих на то, что не работает форсунка инжектора, выделяют:

• нестабильная работа двигателя на холостом ходу;
• двигатель троит, то есть у него не работает один из цилиндров;
• существенно выросло потребление топлива;
• холодный двигатель плохо запускается;
• рывки при движении после нажатия на педаль газа;
• утрата динамики, особенно при резких ускорениях.

Видео: как проверить форсунку common rail не снимая с двигателя

При возникновении подобных симптомов, требуется проверить форсунки, как одну из наиболее вероятных причин их появления. Сделать это можно разными методами, например, многие специалисты снимают эти узлы и проверяют их. Но существуют методики, позволяющие определить, работает ли форсунка, не снимая ее. Это можно сделать и самостоятельно, причем для выполнения диагностики потребуется только один прибор, при этом разбирать ничего не потребуется.

Определение неисправности

Чтобы быстро проверить форсунки без снятия, потребуется отвертка-индикатор. Она представляет собой металлический стержень и рукоятку, на которой расположен переключатель и контакт для создания проводящего контура, зажимаемый одним из пальцев. При передвижении переключателя вперед к стержню прибор становится менее чувствительным, при перемещении в верхнее положение  его чувствительность возрастает. В первом случае будет загораться или мерцать красная лампа индикатора, во втором – зеленая лампа. 

Перед проведением теста переключатель отвертки нужно перевести вперед, в сторону рабочей части (стержня) до упора, а палец руки должен прижиматься к открытому контакту, расположенному на ручке отвертки-индикатора.  В таком положении рука должна оставаться при проведении всего теста, замыкая электрическую цепь, иначе индикации не будет.

Рабочий стержень отвертки нужно расположить так, чтобы он касался металлической скобы на колодке, удерживающей форсунку. Бытует мнение, что достаточно просто поднести стержень к колодке, чтобы произошла индикация, но это не так. Металлический фиксатор улавливает электромагнитный импульс, образующийся при работе форсунок, в нем возникает разность потенциалов и переменные токи, которые и фиксирует прибор.

Этот тест позволяет проверить форсунку на работающем двигателе, поэтому его нужно запустить и оставить на холостых оборотах. При контакте стержня отвертки-индикатора с металлической скобой на отвертке должен загореться красный индикатор. Так проверяется работоспособность на всех цилиндрах. При неработающей форсунке одного из цилиндров, индикатор светиться или моргать не будет.

Использование индикатора не обязательно указывает на неисправность форсунки, он сигнализирует, что она не работает. Проблема может быть и в ней, и в системе подачи напряжения, плохом контакте, сбое в электронном блоке управления и т.д.

В некоторых моделях нет металлических фиксаторов колодок, в которых генерируются токи, можно ли в этом случае определить неисправную форсунку, не снимая ее с двигателя? Да, это можно сделать, используя ту же отвертку-индикатор. Для этого переключатель нужно установить в крайнем верхнем положении (это самый высокий уровень чувствительности прибора) и проделать  дополнительные манипуляции.

После запуска двигателя стержень отвертки подносится к колодке форсунки, при этом не возникнет никакой индикации, даже если она работает.  Поэтому на стержне отвертки нужно укрепить металлическую скобу, которая будет служить антенной, где будут возникать электромагнитные колебания. Для этого подойдет  канцелярская скрепка, аккуратно обжатая вокруг стержня плоскогубцами.

При проведении теста на неисправность топливной форсунки переключатель остаётся в верхнем положении максимальной чувствительности. При работающем на холостых оборотах двигателе требуется поднести скобу как можно ближе к колодке, она должна охватывать ее. На приборе должна появиться моргающая индикация за счет токов, возбуждаемых электромагнитного поля, возникающего при работе форсунки. Если под колонкой находится неработающая форсунка – индикации не будет. Эта методика подходит и для колодок, оборудованных металлической скобой.

Заключение

Тестирование при помощи отвертки-индикатора поможет быстро найти неисправность, когда двигатель троит из-за форсунки, или возникают другие проблемы из приведенного ранее списка.  При наличии этого  инструмента диагностику можно провести у себя в гараже, а выявив неисправность, устранить ее, если это возможно. Предлагаемый тест только выявляет факт того, что форсунка не работает, причем сделать это можно, не разбирая двигатель.

Чтобы выявить причины, по которым топливо не возгорается в цилиндре, потребуется более детальная диагностика и последующий ремонт. При этом не всегда требуется замена форсунки, существуют и другие причины, по которым она не функционирует или работает нестабильно. Иногда нужно просто уплотнить контакт колодки и проблема стабильной работы двигателя тут же решается, в более сложных случаях, например, для прочистки форсунок, надо будет обратиться к специалистам.

Ремонт дизельной форсунки: что ломается и как исправить

Устройство форсунки дизельного двигателя

С помощью топливного насоса высокого давления (ТНВД) топливо под давлением подается в штуцер форсунки, а дальше по сети каналов идет в резервуар распылителя. На пути топлива встает удерживаемая пружиной игла распылителя, поэтому дальше оно двигаться не может. Однако ТНВД не прекращает подачу топлива, благодаря чему давление в системе растет до значения, при котором топливная жидкость преодолевает силу пружины и приподнимает иглу над седлом.

Дизельное топливо перетекает в цилиндр, в силу чего давление снижается. Это приводит к тому, что игла распылителя возвращается на седло и запирает систему. Насос снова начинает нагнетать топливо, процесс идет по новому кругу.

Топливная система обязательно должна блокироваться по окончании впрыска. Если этого не произойдет, то подача топлива в цилиндр будет происходить бесконтрольно, а не только в те моменты, когда это необходимо.

Результатом может стать поломка двигателя, который не выдержит нагрузки. Помимо этого, неисправным может стать распылитель из-за проникновения в незаблокированную систему продуктов сгорания.

Когда возникает боковая сила, прижимающая иглу распылителя к его корпусу, ей противостоит промежуточный толкатель. Он находится в проставочном корпусе и нейтрализует воздействие на иглу деформированной пружины. Иногда боковая сила появляется в результате неисправности толкателя.

Нередко оказывается, что замененный распылитель неправильно функционирует — «льет». В таких случаях при ремонте топливных форсунок дизельных двигателей придется несколько раз перебирать систему, переворачивая пружину или заменяя ее. Иногда замене подлежит толкатель, реже — корпус форсунки.

В целом форсунка имеет несложное устройство, но нужно проверять, не проникло ли топливо в полость, где закреплена пружина. Такое иногда может происходить, поскольку отсутствует уплотнение между иглой распылителя и его корпусом. Необходимо своевременно очищать полость от топлива, иначе при ее заполнении игла застопорится, а форсунка окажется запертой.

Форсунки оснащаются «обратками», канал которых служит для удаления топлива из полости. Специальные шайбы регулируют давление открытия распылительной иглы. Скрепляется конструкция форсунки посредством гайки. Внутри нее не имеется прокладок, поэтому только точность стыковки поверхностей и их чистота гарантируют непроницаемость стыков.

Причины проблем в работе дизельной форсунки и их диагностика

Помимо естественного изнашивания, которое неизбежно происходит со временем, основной причиной неисправностей простых электромагнитных форсунок является попадание в них воды и некачественного топлива.

Чаще всего в таких форсунках изнашивается гнездо, в которое садится шарик клапана мультипликатора. Нередки утечки топлива: при слишком малом давлении под плунжером оно вытекает через распылитель, а при недостаточно плотном закрытии жиклера — через сливную магистраль.

В первой ситуации автомобиль перегревается и глохнет.

Во второй — поступление топлива в цилиндры будет либо избыточным, либо недостаточным, из-за чего наблюдается соответственно обеднение или чрезмерное обогащение топливовоздушной смеси. Характерно троение мотора, возможны выхлопы из трубы белого дыма, когда двигатель внутреннего сгорания (ДВС) работает вхолостую.

Потеря прижимной пружиной жесткости также является частой причиной поломки электромагнитных форсунок.

Клапан мультипликатора может заклинивать из-за коррозионных процессов.

Отрицательно влияет на работу ДВС неисправность соленоида, открывающего клапан на выпуск.

Поломки пьезоэлектрических форсунок примерно те же, что и у электромагнитных. Однако их устройство сложнее, поэтому к перечню неисправностей можно добавить короткие замыкания на массу пьезоэлемента, приводящие к полному отказу двигателя.

Если пьезоэлектрические форсунки вышли из строя в результате неисправности иглы распылителя, приводящей к вытеканию большого количества топлива, то из выхлопной трубы будет валить густой черный дым.

Если снижается мощность ДВС и происходит его «троение», двигатель перестает выдавать нормальное количество оборотов, то наиболее вероятная причина этого — неисправность пьезоэлемента.

Если есть предположение, что двигатель неисправен из-за неполадок в топливной системе, в том числе в форсунках, то рекомендуется провести компьютерную диагностику автомобиля. Если версия с форсунками подтвердится, то их демонтируют и направят на следующий этап — стендовую диагностику. С ее помощью можно определить, имеются ли утечки солярки в сливную магистраль и под каким давлением это происходит.

Далее форсунки нужно протестировать с помощью аппаратуры, создающей имитацию работающего двигателя, при этом дополнительно используют ТНВД и топливные патрубки. Посредством электронных приборов определяются рабочие параметры форсунок, а на основе этих данных можно выяснить причину неисправностей. Затем форсунки необходимо очистить от нагара и прочих отложений, для чего их обрабатывают в ультразвуковой ванне.

Далее форсунки осматривают на стенде. В случае электромагнитной их разновидности механик может разобрать форсунки до мельчайших деталей и рассмотреть их под микроскопом. Это позволит обнаружить невидимые невооруженным глазом неисправности и осуществить качественный ремонт форсунок дизельных двигателей. Как правило, производители выпускают все необходимые запасные элементы для восстановления работоспособности форсунок. Любую деталь можно быстро заменить, потратив при этом гораздо меньше средств, чем на комплексный ремонт.

Инструменты и ремонт дизельной форсунки

Для ремонта топливных форсунок дизельных двигателей предлагаются разные виды оборудования, которое имеет различные устройство, набор функций и по этому принципу делится на категории, например:

• Испытательные стенды для диагностики состояния форсунок — бюджетный вариант, доступный маленьким частным автосервисам.
• Профессиональные станции — полнофункциональные системы диагностики любых поломок. Это дорогостоящее оборудование, поэтому установить его по карману лишь крупным предприятиям по ремонту автомобилей.
• Индивидуальные тестеры, с помощью которых проверяют исправность форсунок. Такие приборы должны быть в арсенале каждого сервиса, ремонтирующего дизельные двигатели.
• Набор инструментов для разборки и обслуживания форсунок.
• Измерительные инструменты и аппаратура, с помощью которых регулируют параметры инжекторов.
• Ванны ультразвуковой очистки форсунок.

Не рекомендуется самостоятельно проводить ремонт форсунок, особенно если опыта в этой сфере нет. В лучшем случае это будут зря потраченные время и деньги, в худшем — появление новых, более сложных поломок ДВС. Лучше обратиться к профессионалам.

К неисправностям двигателя, работающего на солярке, могут приводить разные причины, степень повреждения тоже может отличаться. Однако есть алгоритм действий при ремонте:

1. В первую очередь нужно проверить двигатель методом стендовой диагностики машины, благодаря которому можно исключить ошибочные версии, например, что к поломке ДВС привели нарушения функций бортовых приборов, и определить истинную причину поломки.
2. Если выяснилось, что проблема в топливной системе, то автомобиль сканируют с помощью специального стенда для соответствующей диагностики. Это поможет точно выявить причины неисправностей и найти неполадки в работе форсунок.
3. В случае небольшого загрязнения инжектора достаточно будет промыть топливную систему с помощью особого химического раствора, при этом не понадобится снимать форсунки с двигателя. Данный метод не гарантирует полную очистку системы, если она сильно загрязнена, однако это хорошая профилактическая мера, предотвращающая сложные засоры. Специалисты советуют проводить такую промывку через каждые 30 тыс. км пробега во время планового техобслуживания. Это не только полезно для двигателя, но еще и относительно недорого.
4. При более сложных неисправностях понадобятся ремонтные работы, чтобы обеспечить в дальнейшем правильный режим впрыска топлива. Форсунки придется полностью демонтировать, тщательно очистить от остатков солярки и мазута.
5. Инжекторы подлежат полной разборке и скрупулезному осмотру, поскольку для того, чтобы они безотказно работали, нужно устранить все изъяны, даже самые мелкие.
6. Если на форсунках остался нагар или налет, который не удается смыть, то их необходимо обработать в ультразвуковой ванне. Время такой очистки зависит от того, насколько сильно загрязнены инжекторы. Благодаря действию ультразвука устраняются самые сложные налеты в виде смол, корпус инжектора и узловые соединения становятся абсолютно чистыми.
7. Все детали и узлы форсунок, у которых были обнаружены повреждения, подлежат замене на новые, без каких-либо изъянов.
8. Когда ремонт завершен, нужно, строго соблюдая технологическую последовательность, скрупулезно провести сборку инжекторов. При этом их требуется оснастить новыми уплотнителями из специальной резины.
9. Прежде чем проводить монтаж форсунок, их тестируют на функциональность и надежность посредством испытательных стендов. Все параметры регулируют, если нужно, а также фиксируют данные для пьезофорсунок.
10. На последнем этапе форсунки устанавливают на ДВС, при этом рекомендуется использовать новый крепежный материал (болты, шайбы). Если требуется, налаживают работу блоков управления двигателя.

Обычно специалистам авторемонтного предприятия удается произвести ремонт топливных форсунок дизельных двигателей в течение двух дней. Цена работы при этом вряд ли превысит 30 % от стоимости нового комплекта форсунок.

Стоит отметить, что автомобильный сервис сможет гарантировать качественный ремонт, только если на предприятии установлено необходимое диагностическое оборудование и есть весь арсенал специальных инструментов.

Полезные рекомендации по ремонту дизельных форсунок

Имея навыки и опыт, автомобилист может сам выполнить ремонт механических дизельных инжекторов.

Если же приходится иметь дело с электромеханическими устройствами впрыска топлива, например Common Rail, то понадобится сложное диагностическое и ремонтное оборудование.

Важно заранее проверить, нужно ли заносить данные о форсунках в память электронного блока управления. Вполне вероятно, их потребуется прописать в блок для нормального функционирования системы.

Стоит отметить еще одну немаловажную деталь: нужно убедиться, что регулировочные шайбы, используемые во время ремонта, сделаны качественно и не имеют дефектов.

Важно досконально определить параметры уплотнительных колец. У разных марок автомобилей могут использоваться похожие кольца, но тут есть подвох: даже самые малые отклонения по диаметру и ширине колец, буквально в сотые доли миллиметра, могут привести к тому, что соединения не будут герметичными. То же самое касается тех уплотнительных элементов на топливных магистралях, которые применяют многие производители дизельных ДВС.

Покупать расходный материал, такой как шайбы, пружины, кольца и пр., нужно только у проверенных продавцов. Лучше не экономить и приобрести высококачественные изделия уважаемых во всем мире брендов.

Отзывы автолюбителей о ремонте дизельных форсунок

Итак, основные выводы: ремонт комплекта топливных форсунок дизельных двигателей обойдется примерно в 3 раза дешевле, чем покупка набора новых инжекторов. Ремонтные работы в хорошем сервисном центре в среднем занимают два дня. При выборе автосервиса нужно ориентироваться на наличие на предприятии диагностического оборудования и всех необходимых инструментов, тогда ремонт будет качественным, а форсунки прослужат долго.

Как проверить форсунки дизельного двигателя зависит от типа ТА (топливной аппаратуры). Поняв классический принцип действия, определимся с возможностями других систем — их показатели изменились кардинально, подход к диагностике тоже не стоит на месте.

Как устроена классическая топливная система

Топливо подается топливоподкачивающим насосом (ТПН) в насос высокого давления (ТНВД). Последний имеет несколько нагнетающих секций — плунжерных пар, каждая из которых представляет собой очень точно подобранные между собой плунжер и втулку. Пару можно сравнить со шприцем, только давления она выдает гораздо больше — сотни и тысячи кг/см².

В соответствии с порядком работы цилиндров дизеля, секции поочередно нагнетают топливо через трубопроводы в форсунки. Достигшее определенной величины давление поднимает запорную иглу форсунки, и топливо поступает в цилиндр. Его основное количество впрыскивается в двигатель для осуществления рабочего процесса.

Другая часть протекает в малый зазор (1–3 микрона) между запорной иглой и корпусом распылителя, затем сливается обратно в бак. Это топливо называется утечным, оно удаляет механические частицы, а также охлаждает распылитель. Без утечки форсунка работать не может — распылитель перегреется, игла заклинит в корпусе.

Если ваши знания и опыт позволяют самостоятельно проверять форсунки, обзаведитесь компрессометром. При снятой форсунке стоит измерить компрессию: возможно ее просто нет из-за сгоревшего клапана. Принцип замера тот же что и на бензиновой машине, только компрессометр нужно привинчивать — его невозможно удержать руками из-за высокого давления сжатия.

Как проверить форсунки дизельного двигателя

Самостоятельно определить вышедшую из строя форсунку можно даже в гаражных условиях.

Стук в цилиндре

Если один из цилиндров явно стучит, отключаем по очереди форсунки, чтобы определить дефектную. Для этого приотпускаем штуцеры трубопроводов (обычно ключ 16–17 мм). Если при отключении одного из цилиндров стук прекращается, значит он неисправен.

Проблема может быть как в самом двигателе, так и в форсунке. Если игла распылителя зависла в открытом положении, то топливо подается в цилиндр очень рано и воспламеняется прежде, чем нужно. Энергия горения обрушивается на быстро поднимающейся навстречу поршень, и он проходит верхнюю мертвую точку с жестким ударом.

Троит двигатель

Если движок троит, значит один цилиндр не работает, чтобы его выявить:

1. Отключаем топливоподачу к форсункам по очереди.
2. Находим нерабочий цилиндр — тот, который не прореагировал на отключение.
3. Снимаем и проверяем форсунку на стенде.

Стенд для проверки форсунки представляет собой систему, состоящую из:

• емкости для жидкости;
• плунжерной пары;
• манометра;
• трубопровода;
• ручки, которой он приводится в действие.

Нехитрое приспособление помещено в корпус, который привинчивается к верстаку. Все оборудование вполне доступно, такой стенд реально установить в гараже даже для дизелиста-любителя.

Причина несрабатывания форсунки может крыться и в плунжерной паре: она износилась, зазор увеличился, и секция не в состоянии развить требуемое для поднятия запорной иглы давление. Максимальное давление пары проверяется манометром или контрольной форсункой, но это тема другой статьи.

Как проверить деталь при помощи стенда:

1. Форсунка имеет два отверстия: подвод топлива и отвод утечки в сливную систему (так называемую «обратку»). Штуцер трубопровода высокого давления привинчиваем одним концом к выходному отверстию стенда, другим — к подводящему отверстию инжектора.
2. На обратку тоже установим любую подходящую трубочку для отвода топлива самотеком в стороннюю емкость.
3. В расходный резервуар зальем смесь дизельного топлива с маслом или чистую солярку. Направим сопла распылителя в приемную емкость (для этого подойдет банка из-под омывающей жидкости).
4. Начнем нагнетание, при достижении необходимого давления произойдет впрыск.

Параметры работы механической форсунки

Стенд покажет нам следующие параметры:

• давление впрыска;
• качество распыла:
• герметичность;
• гидроплотность;
• дальнобойность.

Рассмотрим каждый параметр по отдельности:

• Давление впрыска. При достижении определенного давления форсунка сработает и из сопел распылителя вырвется мелкодисперсное топливо. Стрелка манометра резко сбрасывает порядка 20 кг/см². Наивысшее показание — это давление впрыска (например, у КамАЗ 740 — 220 кг/см). Величина прописана в технической документации на двигатель.
• Качество распыла. При качественном распыле из всех сопел распылителя должно вырываться туманообразное топливо. Косвенным показателем хорошего распыления является характерный резкий звук. Он отличается по тону в зависимости от многих факторов: среди них и конструкция стенда и емкость, в которую производится впрыск, но уже после небольшого опыта становится понятно, какой звук хорош, а какой — так себе.
• Герметичность. Форсунка считается герметичной, если нет подтекания топлива из соединений и из сопла распылителя. Накачайте максимально возможное давление, не доводя до впрыска. Подкачивайте топливо, если давление падает. Топливо на исправной форсунке все равно будет уходить в обратку, но она у нас отведена в сторону. Выдержите систему на максимальном давлении секунд 15. Если увлажнения не произошло и на распылителе не повисла капля — форсунка герметична.
• Гидроплотность — характеризует величину зазора между направляющей частью иглы распылителя и отверстием в его корпусе. Ее нельзя путать с герметичностью. Доведите давление до достаточно высокого значения и отпустите ручку стенда. Стрелка манометра будет падать в зависимости от величины зазора между иглой и корпусом распылителя. С увеличением скорости падения давления, (а значит, и перетекания жидкости в обратку), количество топлива, попадающего в цилиндр двигателя будет уменьшаться.
• Дальнобойность конуса распыла — это его длина. Обычно нормой считается 15–20 сантиметров. В реальном цилиндре, в среде сжатого воздуха топливо пролетит меньше.

Начинающие механики иногда превышают рекомендованное заводом давление впрыска. Отрегулировав форсунку по-своему, они улучшают дисперсность топлива, но эффект получается обратный. Дальнобойность тоже увеличивается, поток распыленных частиц врезается в стенки гильзы цилиндра и стекает вниз сплошным потоком. Нераспыленная часть топлива горит куда хуже. Экономичность и мощность падают.

Современные топливные системы

Все перечисленные выше параметры присущи и современным топливным системам дизелей. Но устройство механизмов поменялось и самостоятельная диагностика форсунок стала менее доступна. Но это лишь пока.

Принцип работы и проверка насос-форсунок

С увеличением давления топлива и длины трубопровода, вибрации и напряженность последнего увеличиваются. Кроме того, трубки высокого давления должны быть одной длины. Это обеспечивает равномерность работы дизеля.

На больших моторах для цилиндров, удаленных от ТНВД трубопровод получается очень длинным. Для близко расположенных цилиндров излишне протяженные трубы закручены многочисленными кольцами. И то и другое конструктивно неудобно. Обойтись без трубопроводов можно, объединив плунжерную пару и распылитель в одном корпусе.

И вот, секция насоса перевернулась и стала нагнетать топливо непосредственно в распылитель и сверху вниз. Плунжеры приводит в действие единый кулачковый вал. Такие узлы можно вставлять в ГБЦ и подводить к ним топливо по единому каналу, организованному в головке. В него же выходит и утечное топливо. Солярка подводится ТПН в головку с одной стороны и отводится с другой. Но можно подводить горючее к инжекторам и отдельными короткими трубками, отходящими от общей магистрали.

Система управления топливоподачей может быть классической (от давления), или с электроклапаном, получающим импульсы, который управляется искусственным интеллектом. Последнее позволило гораздо тоньше организовывать процесс впрыска — делать его многоточечным. Дизеля стали более экономичными, экологичными, избавились от чрезмерной жесткости цикла.

С развитием новых технологий нашел применение и подвпрыск — незначительное количество топлива подается в цилиндр до основного впрыска. Это прогревает камеру сгорания, влияя на плавность работы и уменьшение шума.

Если дизельное топливо подводится к насос-форсункам по отдельным трубкам, их легко отключать поочередно. При электронном управлении на усмотрение и ответственность специалиста можно отбрасывать провода. Технология диагностики предусматривает подключение к ЭБУ ноутбука со специализированной программой, тогда форсунки отключаются с компьютера.

Система Common Rail и ее диагностика

На двигателях легковых автомобилей более востребована система Common Rail (термин переводится как «единая магистраль»):

• При помощи насоса в системе поддерживается высокое давление.
• От магистрали выходят трубопроводы высокого давления, которыми питаются форсунки.
• Цикловой подачей, моментом впрыска и прочими параметрами управляет электроника.

Функции форсунок остались такими же, как и у классической системы, но характер работы и проявление неисправностей изменились. Так, на классической системе гидроплотность заметно меньше влияет на работу дизеля. На системе Common Rail перетекание топлива на слив из-за одной форсунки снижает давление топлива до критического, и машина не заводится.

Но не гидроплотность распылителя играет здесь главную роль: седло электромагнитного клапана боится механических примесей и коррозии из-за некачественного топлива. Дефектное седло открывает дорогу топливу, и оно идет на слив. Чтобы отыскать «виновницу» своими силами, нужно замерить величину утечного топлива.

На обратку каждого цилиндра необходимо установить медицинские шприцы. Герметичность установки и одинаковая длина трубочек — обязательные условия испытаний. После запуска двигателя будет видно, какая из форсунок переливает на слив. Желательно располагать заводскими нормативами, но обычно дефектная выпадает из общего ряда.

Сняв форсунку с двигателя, ее можно проверить на скорость утечки на стенде для обычных форсунок. Накачав необходимое давление, надо замерить время его падения и сравнить с заводскими нормативами.

Народный способ проверки форсунки воздухом: присоединившись к нагнетательному трубопроводу пистолетом можно попробовать найти самую худшую форсунку.

Таблица давления впрыска для основных дизельных систем

Показания величин давления впрыска в зависимости от типа дизельной системы.

Важно: таблица не является техническим документом, а лишь отображает порядок величины давления впрыска для основных дизельных систем подачи топлива. Возможны значительные отклонения.

Вместо заключения

Недавно вошедшие в нашу жизнь новые топливные системы дизелей также поддаются диагностике и даже некоторому ремонту в домашних условиях. Электромагнитные клапана форсунок (например, 1cd-ftv) можно менять, не снимая с двигателя.

Инструментарий также изменился: вместо домкрата и набора головок мы прибегаем к помощи гаджетов. Компьютеры и осциллографы уверенно обосновались на участках ремонта топливной аппаратуры. Работу форсунки помогает проанализировать «Вася диагност». Нет, это не знакомый мужик из гаража — это даже вообще не человек, а сканер VCDS, с помощью которого можно диагностировать системы управления авто, ну и форсунки, конечно.

Все в жизни повторяется на новом уровне. Поэтому мы, как и раньше, чуть что сломается, побежим к дяде Васе.