Руководство по ремонту насос форсунок

Современные двигатели внутреннего сгорания состоят из большого количества деталей. Среди них можно встретить абсолютно разные элементы, имеющие совершенно разное, но очень полезное для движка назначение. Не исключением является и такая маленькая деталь, как насос – форсунка. В этой статье мы разберем устройство, принцип действия и ремонт насос — форсунки.

Устройство и принцип работы насос – форсунки

Форсунка представляет собой металлическую трубку со специальные сечением, предназначенным для распыления топливной смеси. Впервые и по сей день, такое устройство применяется на дизельных двигателях, где важны такие важные параметры, как экономичность мотора, низкий уровень его шума и малая токсичность выхлопных газов.

Насос форсунка устанавливается над каждым цилиндром и имеет одинаковое строение. В ее состав обычно входят: запорный поршень, специальный плунжер, игла распылительного устройство, обратный и управляющий клапана и пружина распылительного устройства.

Плунжер представляет собой деталь, которая создает определенное давление внутри форсунки. Накачка происходит во время поступательного движения плунжера. Для этого на распределительном валу имеются специальные кулачки, которые в определенные моменты времени воздействуют на плунжер и приводят его в действие.

Управляющий клапан открывается наравне с движением плунжера и пропускает топливо в камеру сгорания. Конструкция клапана подбирается таким образом, чтобы дизельное топливо в обязательном порядке подалось в распыленном виде. Так оно сгорает эффективнее и экономнее. По принципу действия управляющие клапаны можно разделить на электромагнитные и пьезоэлектрические. Пьезоэлектрические клапана являются самыми эффективными, так как работают быстро и не допускают образование излишков топлива, а также его голодание в определенных участках системы впрыска. Основным элементом любого управляющего клапана является его игла, которая, как раз и отвечает за быстродействие системы.

Пружина распылителя устанавливается для обеспечения плотной посадки иглы. Усилие пружины, обычно, дополняется давлением топлива, созданным в топливном насосе высокого давления. Для этого, на противоположной стороне пружины устанавливается специальный запорный поршень, который и давит на нее под действием топлива.

Управление любой насос — форсункой обеспечивается при помощи электронного блока управления двигателем. ЭБУ получает различные показания со всех датчиков, анализирует их и на основе полученных данных открывает или закрывает форсунки в определенные моменты времени.

Принцип работы:

• Предварительный впрыск. В этот момент специальный кулачок ГРМ воздействует на плунжер, заставляя его двигаться вниз. Смесь топлива с воздухом переходит в каналы форсунки и обратный клапан закрывается. Плунжер создает давление, составляющее 13 мПа, и в этот момент срабатывает управляющий клапан форсунки, который пропуска смесь под давлением в камеру сгорания. В последний момент открывается входной клапан, и новая порция топлива попадает в каналы форсунки. В это же время, внутри элемента снижается топливное давление.
• Основной впрыск. На этом этапе плунжер снова опускается вниз, управляющий клапан закрывается, но в форсунке создается давление уже в 30 мПа. На этот раз топливо подается под большим давлением, что обеспечивает его эффективное сжатие и сгорания в рабочей камере. Каждый последующий процесс сжатия сопровождается увеличением давления внутри форсунки. Максимальное значение составляет 220 мПа. Окончание данного этапа происходит точно так же, как и при предварительном впрыске топлива.
• Дополнительный впрыск. Он заключается в очистке всех элементов форсунки от следов сажи и копоти. Дополнительный впрыск осуществляется сразу же после основного. Все действия по впрыску осуществляются так же, как и при основном этапе. По-другому такое явление называют еще двойным впрыском топлива.

Видео — Как определить какая насос-форсунка не работает или стучит

Как провести ремонт насос — форсунки своими руками

Конечно, замена неисправной форсунки будет намного правильнее. Однако, если учитывать сегодняшние цены на автозапчасти, то невольно напрашивается мысль о том, почему бы не произвести ремонт старой, ведь это дешевле. В действительности, ремонтный комплект форсунки стоит намного дешевле нового элемента, а потому будет намного выгоднее.

Неисправность форсунок обычно заключается в их засорении или ухудшении уплотняющих свойств внутренних резиновых прокладок. Двигатель, при этом, начинает работать неустойчиво и не развивает номинальной мощности, а расход топлива заметно увеличивается.

При подборе ремонтного комплекта, важно соблюсти марку и модель. Чтобы не ошибиться, рекомендуем снять старую и взять с собой в магазин автозапчастей. Консультанты подберут для вас тот набор, который вам необходим при ремонте. Если вы установите прокладки, предназначенные для форсунки другой модели, то наверняка форсунка будет работать совсем не правильно. Хотя, в большинстве случаев, они имеют совсем разные размеры прокладок, что сделает проблематичным сам ремонт, нежели дальнейшую эксплуатацию такого элемента.

Чтобы отремонтировать старую форсунку, ее необходимо демонтировать. Для этого нужно, в первую очередь, сбросить давление в топливной системе. Это нужно для того, чтобы не испачкаться топливом и не получить мощную струю прямо в лицо.

После этого, откручивается металлическое крепление трубки к форсунке и она выворачивается. Проведите разборку элемента и внимательно запомните расположение и порядок сборки деталей. Это нужно для последующей сборки, чтобы не было такого явления, как появление «лишних» деталей. Теперь проведите очистку металлических частей в то случае, если они подверглись засорению, замените резиновые уплотнители и другие детали, которые есть в ремонтном комплекте форсунки. После этого проведите сборку детали в обратной разборке последовательности.

Заверните форсунку и подключите ее к топливной системе. Так как давление было снижено, необходимо выкрутить рукоятку ручной подкачки топлива и снова создать давление в системе. Качать следует до того момента, пока рукоятка не пойдет туго. После этого, снова заверните ее и можете приступать к запуску двигателя.

Видео — Ремонт насос-форсунок BOSCH

На этом ремонт насос – форсунки завершен. Следует еще раз напомнить, что данная процедура совсем не сложная, а главное – потребует от вас наименьших затрат. Ведь продлить жизнь старой форсунки намного дешевле, чем установить новую

Для лучшего понимания можно сказать, что составляющие механическую часть управления насос- форсунки являются отдаленными родственниками деталей газораспределительного механизма, работающего в головке блока ДВС с той принципиальной разницей, что рабочим телом в нашем случае вместо воздушной смеси является дизельное топливо со своими строго очерченными физическими свойствами и находящееся под давлением в десятки раз выше.

Таким образом:

На последнем (наиболее редкая поломка) месте: выход из строя плунжера, связанный с механическими разрушениями, разрушение пружины и корпуса насос- форсунки.  Комментировать здесь что- либо излишне.

Далее следуют неисправности электромагнитной части управления. Выход из строя указанного узла приводит к неадекватной работе насос – форсунки на каком- то определенном режиме работы двигателя и вплоть до полного отказа работы. Однако из- за надежности элементов данной части такие поломки при соблюдении перевозчиком требований производителя к используемому топливу встречаются довольно редко.

Следующее место за выходом из строя распылителя. Нарушения в распылительной части оказывают влияние на дымность ДВС, значительное увеличение расхода топлива и ухудшение экологических показателей. Проблемы с распылителем, в большинстве случаев, не оказывают влияние на снижение мощностных характеристик двигателя и его замена не представляет большой технической сложности.

Наиболее частая (основная) причина выхода из строя EUI и EUP секций — это разрушение клапанного узла, его механические повреждения. На данной причине хотелось бы остановиться более подробно. Поскольку клапан отсекает топливо своим закрытием, то создается довольно большая нагрузка на седло клапана и отсекающую кромку тарелки клапана. Надо сказать, что данный механизм очень надежный при использовании качественного топлива (мы встречали автомобили с пробегом 1,5 млн км и с родными, т.е. установленными на заводе- изготовителе, насос- форсунками). Точность изготовления деталей данного механизма достигает 0,25 мкрн с зазорами прецизионных узлов 1,5- 2 мкрн. Чтобы представить эту величину, достаточно сказать, что толщина человеческого волоса порядка 50 мкрн.

В чем же причина повреждения клапанного узла?  Безусловно, большая точность современных изделий топливной аппаратуры требует соответствующего качества потребляемого топлива. Это относится как к чистоте топлива, поступающего к насос- форсунке, так и к качественной его составляющей. Что под этим подразумевается? Механические примеси, присутствующие в топливе должны иметь размеры не более 5 мкрн и их количество не может превышать определенного уровня, иначе данные частицы повреждают клапанный узел с нарушением его герметичности, либо посторонние частицы начинают «наростать» на клапанном узле и он опять же теряет свою герметичность. Результатом тому становится значительный перерасход топлива при падении мощностных характеристик двигателя.

Насечки на клапане, обнаруженные при дефектовке насос-форсунки — причина выхода узла из строя.

Следствие  попадания топлива с механическими примесями.

Так как у нас в стране некоторую часть года температуры отрицательные мы сталкиваемся с проблемой нарушения технологической дисциплины при использовании топлива в условиях низких температур. К сожалению, к нам не раз обращались перевозчики с проблемами по топливной аппаратуре, у которых в топливном баке находилось топливо с резким запахом бензина, ацетона и даже сероводорода. Что было добавлено в такое топливо, в каком количестве — остается только гадать. Но необходимо понимать, что геометрия клапанного узла, сам узел был сконструирован и произведен с учетом физико- химических свойств именно дизельного топлива, его смазывающих характеристик и способности образовывать пленку. Форма клапана просчитана и является идеальной для отсечения под большим давлением именно дизельного топлива с его физическими характеристиками. Достаточно сказать, что растворитель «сушит» клапанный узел, наличие бензина выдает закипание топлива (завоздушивание); на наличие в топливе различных присадок сверх допустимой нормы, а также запрещенных к применению указывает образование светлого налета на рабочих поверхностях клапанного узла, который также ведет к механическим повреждениям и выходу изделия из строя. Физико- химические процессы, при которых образуется указанный налет, нами не изучены. Остается лишь предполагать, что под влиянием давления и температуры происходит кристаллизация и выпадение неких веществ. Говорить про образование смолянистых отложений, воздействие воды- излишне. Это известно каждому начинающему перевозчику. Однако, обращений от этого меньше не становится. Статистика показывает, что практически в 100% случаев при замене клапанного узла требуется замена распылителя.

ЕЩЕ РАЗ ПРО УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ.

Топливные системы современных дизельных двигателей довольно надежны. Достаточно сказать, что на данный момент времени производители выпускают насос- форсунки, рассчитанные на весь срок эксплуатации ДВС (ресурс от 700 000 до полутора млн. километров). Но, как всякая техника, данные изделия требуют соответствующего к себе отношения, строгого соблюдения требований производителя. Выше мы уже говорили про требования, предъявляемые к топливу. Все остальные требования — это соблюдение технических условий для обеспечения подачи чистого и качественного топлива к насос- форсункам на самом автомобиле. Начнем с начала: не допускается применение самодельных (сваренных в кустарных условиях) стальных топливных баков из- за возникновения коррозии и попадания продуктов коррозии в насос- форсунки. Обязательно применение топливных сепараторов, для наших условий — желательно с подогревом, что значительно улучшает физические характеристики сепарации. Качественные сепараторы задерживают твердые фракции размером до 10-15  микрон, обеспечивают надлежащую работу фильтра тонкой очистки топлива (значительно ослабляют поток твердых фракций при низком давлении топлива), сберегают насос низкого давления. Обязательно применение оригинальных (или, в крайнем случае, качественных и заслуживающих доверия) фильтров тонкой очистки топлива. Необходимо помнить, что обеспечение надлежащей фильтрации в 2- 4 микрона возможно лишь при применении качественного фильтра и подготовленного топлива с не превышающей предельные значения массовой долей твердых фраций. Замена топливных фильтров в условиях эксплуатации в России, странах СНГ должна производиться чаще рекомендованного заводом- изготовителем периода. Известны случаи, когда причиной выхода из строя насос- форсунки были оторвавшиеся фильтрующие элементы фильтра тонкой очистки. Таким образом, применение топлива надлежащего качества и грамотная забота об элементах топливной системы- это залог долгой и надежной работы дизельного двигателя. И, если заправка качественным топливом — это своеобразная рулетка в наших условиях, то обслуживание элементов топливной системы — полностью в руках перевозчика.    

КУДА ОБРАЩАТЬСЯ? ЧАСТЬ ПЕРВАЯ: ОФИЦИАЛ.

Ремонтировать насос — форсунки или покупать новые- вот в чем вопрос, на который мы постараемся дать объективный ответ в данной статье.

Случилось то, что случилось и при ухудшении работы насос – форсунок или их выходе из строя владелец транспортного средства встает перед дилеммой: что делать, то есть куда обращаться? Какое- то время назад выбор ограничивался установкой новых насос — форсунок, как правило, на фирменном сервисе. Этот путь имеет свои положительные стороны, но у него один значительный минус: цена. А цена эта — между прочим — состоит из многих сопутствующих деталей. Вне зависимости, что за неисправность у насос – форсунки, официальный сервис не имеет полномочий на ее ремонт, то есть за ним закреплены функции «снял/ поставил/ настроил». При этом вне зависимости от причины неисправности Вы платите за весь узел в целом. Вышел из строя, например, распылитель, ценой всего лишь в седьмую- десятую  часть от общей стоимости насос – форсунки, и весом в 20 гр.- будь добр заплати семи- десятикратно за все изделие, добавь к этому НДС и таможенные платежи на то, что Вам, в принципе, было не нужно, транспортную составляющую ( сколько войдет тех же распылителей в коробку из- под насос – форсунки весом в 1,5- 2 кг? Поверьте, хватит ни на одну, ни на три и даже ни на пять комплектов для пяти машин). Да, безусловно, Клиент дополнительно получает уже настроенное изделие, вынутое из красивой фирменной упаковки, а еще гарантию, которая поддерживается широкой сетью авторизованных станций (Перевозчики все чаще сталкиваются с тем, что, в случае определения использования некачественного топлива, как причины выхода из строя насос — форсунки гарантия аннулируется. И это правильно). Но не слишком ли большая цена? При отсутствии альтернативы – нет. А есть ли иные пути?    

КУДА ОБРАЩАТЬСЯ? ЧАСТЬ ВТОРАЯ: ЗАГРАНИЦА НАМ ПОМОЖЕТ.

Безусловно, попытки создания альтернативы данному пути были. И первое- это банальная покупка новых, точнее сказать, восстановленных (так как новые изделия на вторичный рынок практически не поступают) насос- форсунок за рубежом с дальнейшей установкой в родном Отечестве. По цене уже значительно дешевле, но о гарантии речь не идет. И если что, то обращаться снова за тридевять земель. Но не буду кривить душой и отмечу, что качество изделий вполне соответствует и подавляющее большинство таких изделий работает на должном уровне. Необходимо только понять, где приобрести и как доставить.

КУДА ОБРАЩАТЬСЯ? ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ: КУСТАРЩИНА.

И, если не рассматривать банальную покупку новых/ восстановленных насос- форсунок за рубежом, то результаты попыток реанимировать насос — форсунку иначе как кустарщина до недавнего прошлого назвать было трудно. Причины тому: отсутствие стендов для проведения тестовых операций, самих тестов, отсутствие надлежащих запасных частей или применение некачественных, отсутствие опытного персонала для наладки оборудования и работы на нем. В лучшем случае, результатами работы становились непродолжительная работа двигателя (как правило, ресурс редко доходил до 10 000 км) или удовлетворительная работа двигателя лишь на некоторых рабочих режимах. Ответьте себе, что значит для современного перевозчика ресурс в 10 000 км, или нормальная работа лишь на части режимов двигателя, когда автомобиль не развивает должную мощность или имеется значительный расход топлива? Это означает: значительные дополнительные расходы, неуверенность и удар по репутации надежного перевозчика- то есть все то, что помогает стать не конкурентно способным в современных условиях. Перевозчику это надо?

КУДА ОБРАЩАТЬСЯ? ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ: ЦИВИЛИЗАЦИЯ.

В благоприятный для владельцев большегрузного транспорта период бурного развития рынка и нехватки транспорта перевозчики толпой шли к авторизованному дилеру, который снимал неисправную деталь, заменял ее на другую (частью также восстановленную, но за рубежом и поставленную в фирменной упаковке) и брал за это надлежащую сумму. Этот аспект уже был рассмотрен выше. Но кризис тем и хорош, что отметает все наносное и дает возможность возникнуть чему- то новому.

К тому моменту в России сформировался самый большой автопарк подержанной тяжелой грузовой техники выпуска второй половины 90-х годов- начала 2000. С таким автопарком не могут сравниться ни страны Европы, ни США (ну не принято там эксплуатировать технику с такими пробегами). И если рассмотреть только парк тяжелой техники под маркой «VOLVO», то количество единиц в родном Отечестве давно перемахнуло 50-ти тысячный рубеж. Из них подержанных, старше 5-ти лет, по дорогам России ходит свыше 30 тысяч грузовиков. Принимая во внимание качество российского дизельного топлива, необходимость ремонта насос – форсунок как минимум раз в 400- 500 тысяч километров, путем нехитрых расчетов получаем, что только количество  тяжелых грузовиков этой марки для ремонта насос – форсунок составляет свыше 15 единиц в сутки. В реальности же еще больше. Этот парк требует обслуживания по адекватным ценам, но надлежащего качества.

Условно, оборудование, применяемое при тестировании и ремонте насос- форсунок можно разделить на 2 категории. Первая категория — это оборудование, рекомендованное самими производителями насос- форсунок, которые обладают возможностями для контроля и снятия всех необходимых параметров, максимально приближенных к тестированию изделия непосредственно на заводе изготовителе. Оборудование, относящееся к данной категории, обладает высоким качеством проверки и тестирования, высокой производительностью, унификацией, но имеет один значительный минус: высокую стоимость.

Вторая категория – это оборудование производителей, которые не имеют рекомендаций от изготовителя насос — форсунок. Такое оборудование значительно дешевле и производится оно рядом компаний Италии, Греции, Турции. Оборудование из этой группы также позволяет тестировать насос – форсунки, но, увы, уже не с тем качеством. Де- факто на них не представляется  возможным увидеть тот же объем показателей тестируемого изделия, нежели на оборудовании предыдущей категории. То есть часть необходимых характеристик насос – форсунки будут скрыты от глаз специалиста. К тому же, данные стенды не были авторизованы или рекомендованы производителями насос — форсунок, а значит де- юре не могут рассматриваться как официальная альтернатива, авторизованному сервису, например, «Вольво».

В настоящее время свыше 90% рынка насос – форсунок поделены следующими производителями: «Делфай» (Delphi)- ранее «Лукас», «Бош» (Bosch), «Камминс» (Cummins). Первые 2 компании проводят политику развития сети авторизованных сервисных центров по тестированию и ремонту насос — форсунок в различных странах мира. У каждого производителя своя политика, свои успехи и недостатки.  

Большое развитие получила сеть сервисных центров «Бош». Иной раз в городе с населением 100- 150 тысяч человек имеется по 2- 3 таких сервиса. И это хорошо. Но не многие станции Бош Дизель Сервис обладают полным оснащением для тестирования и ремонта насос- форсунок. Так же компания Бош, к сожалению, не поставляет часть узлов, необходимых при ремонте EUI и EUP. Вследствие этого не всегда есть возможность получить полный ремонт данных систем. Необходимо отметить еще один значимый фактор: наличие должного опыта и знаний у сотрудников сервисной станции.

Стенд EPS815 производства BoschНа данный момент единственный производитель насос- форсунок для энергонасыщенных дизельных двигателей, применяемых на грузовых автомобилях и специальной технике, который поддерживает авторизованный ремонт и поставку всех необходимых комплектующих для большинства насос- форсунок собственного производства- компания “Делфай”. Данная компания в содружестве с производителем тестового оборудования компанией «Хартридж» (Hartridge), Великобритания имеют большой опыт по созданию сети дизельных сервисов в различных странах мира. В последнее время компания пытается выйти и на российский рынок для создания и авторизации сети дизельных сервисов, которые были бы способны проводить диагностику и выполнять ремонтно- восстановительные работы насос — форсунок на уровне качества нового изделия, при этом предоставляя необходимую гарантию и разумную цену.

Компания “Делфай” в кооперации с производителями тестового оборудования “Хартридж”  разработала и предлагает программу, охватывающую полный спектр ремонта и восстановления насос — форсунок серий «А» и «Е-1». В перспективе на этот год- создание программного обеспечения и выпуска комплектующих для изделий серии «Е-3» (так называемые «четырехконтактные» насос — форсунки). Указанная программа «Делфай» включает в себя рекомендованное тестовое оборудование, инструмент, обучение персонала, диагностику, тест — планы, списки деталей, сами комплектующие, которые — согласно политики компании в отличие от политики «Бош» — должны распространяться только среди официальных партнеров компании.   Все вышесказанное создает довольно привлекательное предложение по восстановлению, как альтернативу установке новых насос — форсунок для дизельный двигателей: Volvo, Renault, Hyundai, John Deere. По имеющимся данным на данный момент в России имеется лишь один авторизованный сервис «Делфай» по восстановительному ремонту насос – форсунок и еще одна заявка принята представительством «Делфай» на авторизацию по данному виду работ.

Вроде бы лед стронулся, но причин для оптимизма не так уж много. Несмотря на рост численности специфических сервисов, очередей на многих из них не наблюдается вовсе. Кажется, что область компаний, предоставляющих такие услуги, широка; однако на самом деле этот мир узок, качество работы передается перевозчиками из уст в уста. Вот только заказчик дать обмануться в своих ожиданиях желает лишь однажды. Как пример, тестирование на стенде. При общении с водителями не раз приходилось слышать от них следующее: «На таком- то сервисе сказали: «видишь, по тестам все проходит. Так что все хорошо. А машина- то не едет». Иными словами перевозчику необходимо, что бы автомобиль работал надлежащим образом. На что ему соответствие тестам? Но нет же, мастера будут настойчиво говорить, что все хорошо, какие могут быть вопросы. Перевозчик махнет рукой и пойдет на официальный сервис и будет снова платить за всю форсунку целиком плюс транспорт плюс таможня плюс доплата за бренд (см. часть первую «Официал»). А мастерская будет ждать следующего клиента, который со второй своей машиной к ним никогда больше не приедет и другим посоветует объезжать за пол- версты.  

Между тем качество восстановленной насос- форсунки  может не уступать оригиналу из- за использования знающим персоналом рекомендованного тестового оборудования, оригинальных комплектующих, программного обеспечения, а подчас и превосходить оригинал по причине возможности изначальной настройки восстановленной насос- форсунки  на несколько иные характеристики российского дизельного топлива.

К сожалению, сервисы, на которых понимают весь процесс, знают технологию, используют надлежащее оборудование, и качественные комплектующие, надлежащим образом выполняют услуги по диагностике и восстановительному ремонту насос – форсунок, можно пересчитать по пальцам одной руки, а страна большая и потребность в услугах таких сервисов тоже большая (см. выше). Вот и передают водители по «сарафанному радио» где качественно и сравнительно недорого можно отремонтировать топливные системы для тяжелой техники.

Уверен, что предоставленная в статье информация будет полезна читателю, предоставив ему обзор существующих на данный момент возможностей по данной проблеме, ибо автор статьи приверженец идеи, что человек должен сам принимать решения и нести за них ответственность. А задача специалиста любой сферы предоставить клиенту необходимую и правдивую информацию.