Как определить эффективный угол распыления форсунки

Как определить эффективный угол распыления форсунки?

Еще одной наиболее важной характеристикой форсунки является угол распыления. Если расход форсунки определяет сколько жидкости будет распылено, то угол форсунки покажет, куда будет распылена жидкость, какую поверхность можно оросить форсункой.

Как уже говорилось выше, угол распыления есть у всех форсунок! Даже если это цельноструйная форсунка и она льёт компактной струёй в виде водяной нитки, то просто у этой форсунки угол 0 градусов, и это самая минимальная величина. Самой большой величиной, самым широким углом распыления является 360 градусов. Но распыление в 360 градусов обычно происходит в моющих головах. Для форсунок в классическом понимании максимальным является угол распыления в 180 градусов (полноконусные форсунки с отражательным диском). Стандартные полноконусные форсунки с завихрителем имеют угол от 30 до 120 градусов. Наиболее распространённые величины это 30, 45, 60, 90 и 120 градусов. Для плоскоструйных форсунок максимальный угол 140 градусов (дефлекторные форсунки). Стандартными углами также являются 10, 15, 25, 30, 45, 60, 65, 75, 90, 120 градусов.

Из простой логики понятно, чем шире угол, тем большую поверхность можно оросить.

Так как же выбрать правильный угол распыления? Что нужно знать и на что обращать внимание при выборе угла?

Вы можете рассчитать производительности форсунок на нашем сайте, для этого необходимо занести необходимые показатели в online-калькулятор. Важно знать, что расчёты производительности форсунки при увеличенном давлении может подниматься до 4,5 бар (для турбированного тюнингованного двигателя).

Для того, чтобы рассчитать статическую производительность форсунки при повышенном давлении, нужно вписать прошлые пропускные способности устройства, а также указать давление, показатель которого будет ключевым в время работы топливной системы. Затем возникнет новое значение максимальных пропускных способностей форсунки в открытых состояниях.

Причины поломки

Зачастую автолюбители сами провоцируют поломки в топливном насосе. При езде с низким уровнем топлива в баке насос нагревается гораздо быстрее, что приводит к перегреву и неполадкам.

Основные причины ремонта ТНВД связаны с низким качеством топлива, загрязнением бака и фильтра, неисправная проводка. Если в бак попадает пыль или мусор, а также ржавчина, они непременно попадут в насос, что снизит качество работы и увеличит риск выхода из строя.

Поэтому важно следить за тем, что заливаете в бак, какой уровень жидкости, регулярно менять фильтр. Одной из причин неполадок топливного насоса может стать естественный износ, связанный с долгой эксплуатацией.

Экономя на горючем, Вы можете еще больше потратить на ремонт двигателя.

Устранение неисправностей ТНВД и форсунок

Ремонт ТНВД – широкий перечень работ и задач, благодаря которым легко могут устраниться следующие неисправности:

• Неравномерный впрыск топлива. Выходит из-за износа плунжеров до поломки клапанов. С помощью мастеров автосервисов выполняется восстановление равномерного впрыска;
• Не постоянная подача топлива, из-за чего и нарушается цикл работы дизельного топлива;
• Закупоривание форсунок. В таком случае выполняют очистку форсунок или замену;
• Запах топлива в салоне. Тогда должно быть обнаружение и устранение дефекта, из-за которого топливо будет исчезать из устройства.

Выполните ремонт ТНВД и форсунок в Москве, оставив заявку в один из СТО прямо сейчас. Заполнение формы заявки займет всего две минуты, при этом Вы сможете выбрать удобное время. Звоните прямо сейчас!

Виды форсунок

Топливные форсунки, которые устанавливаются на двигатели внутреннего сгорания, различаются по принципу работы, по расположению. Если применяется одна для всего двигателя, которая установлена во впускном коллекторе, такая называется центральной, а система — моновпрыском.

Если каждый цилиндр снабжает топливом индивидуальная форсунка, установленная во впускном коллекторе напротив впускных клапанов, конструкция называют распределенным впрыском топлива. Форсунки, производящие впрыск прямо в камеру сгорания минуя клапаны, называются форсунками непосредственного впрыска.

По принципу работы различают следующие виды:

• механические;
• электромагнитные;
• электрогидравлические,
• пьезоэлектрические форсунки.

Механические, пьезоэлектрические и электрогидравлические устройства в настоящее время применяются на дизельных двигателях. Современные бензиновые моторы оснащаются электромагнитными инжекторами.

Механические форсунки

В механических инжекторах запорный клапан управляется давлением жидкости. При высоком давлении клапан закрыт. Когда давление падает ниже определенной величины, под действием возвратной пружины игла клапана поднимается и горючее поступает на распылитель. Механическая форсунка очень проста: корпус, запорная игла с двумя пружинами, распылитель. Недостаток механических систем — наличие сложного в изготовлении и обслуживании, дорогого дозатора-распределителя.

Электрогидравлические форсунки

Электрогидравлические инжекторы используются в современных дизельных двигателях и заменили механические устройства. Используются как в системах с индивидуальными ТНВД (насос-форсунки), так и в системах common rail. В последнем случае топливо под небольшим давлением заканчивается в топливную рампу отдельным насосом. Затем топливный насос высокого давления перекачивает горючее в форсунки.

Топливо поступает в две камеры: над запорной иглой и под ней, давление в них одинаково. Игла удерживает клапан в закрытом положении под действием пружины. По команде электронного блока управления открывается сливной электромагнитный клапан, давление в емкости над иглой падает. При достижении порога, который может преодолеть усилие пружины, форсунка открывается. После этого сливной клапан закрывается, давление в камерах выравнивается, запорная игла перекрывает поток топлива.

Электромагнитные форсунки

Эти устройства применяются в бензиновых двигателях, поскольку не рассчитаны на работу в условиях чрезмерно высокого давления топлива, характерного для дизельных моторов.

На обмотку поддается сигнал от электронного блока управления двигателем. Под действием образовавшегося магнитного поля якорь, с которым соединена запорная игла, смещается, и открывает клапан. При отключении сигнала игла под действием пружины возвращается на место, выходное отверстие закрывается.

Пьезоэлектрические форсунки

Пьезоэлектрическая форсунка является самым современным исполнительным механизмом в системах впрыска топлива и используется как в бензиновых, так и в дизельных двигателях. Иглу приводит в действие пьезоэлектрический элемент, изготовленный из керамики. Под действием электрического тока керамика определенных сортов увеличивает свой размер. При расширении запорная игла выталкивается вверх.

Основное достоинство топливных пьезофорсунок — высокое быстродействие, что позволяет осуществлять впрыск топлива несколько десятков раз за один цикл. Другим преимуществом таких систем является способность выдерживать давление до 2 000 бар.

Конструкция, применяемая при производстве форсунок для инжектора, определяет область их применения.

Как промыть форсунки? Ультразвук

Этот способ очистки впрыска, в противоположность первому, является довольно сложным, требует обязательно визита в автосервис. Ультразвуковой метод предполагает демонтаж форсунок, тестирование на стенде, погружение в ультразвуковую ванну с жидкостью для очистки, еще один тест, установку на место. При этом данный способ наглядный, то есть мы видим, как меняется факел распыла после очистки. Вдобавок можем проверить герметичность форсунок и сравнить их эффективность (объем налива).

Разумеется, очистка в УЗ-ванне гораздо дороже, чем применение присадок. Обычно цена зависит от количества форсунок и сложности их снятия. Сам процесс занимает несколько часов в зависимости от продолжительности работ по снятию и реакции распылителей на процедуру. Как она происходит? Демонтированные форсунки помещают в ультразвуковую ванну со специальным раствором. Примером такой жидкости является Жидкость для очистки форсунок LAVR, которая продается в объеме 5 л специально для сервисных станций.

На загрязнения воздействует не только сам состав, но и УЗ-волны, которые образуют в ванне кавитацию — серию микровзрывов, которые выбивают отложения из внешних и внутренних рабочих полостей форсунки. Для тестирования также применяется специальная жидкость на базе алифатических углеводородов. Жидкость негорючая, она безопасна, по плотности схожа с топливом.

Естественно, у этого способа также есть серьезные ограничения.

1. Категорически не подходит для керамических, тефлоновых элементов, а также для форсунок прямого впрыска — он просто разрушает их.
2. У сильно изношенных инжекторов, герметичность которых отчасти держалась на отложениях, он может вызвать протекание под давлением в закрытом состоянии.
3. Применение ультразвуковой очистки для систем впрыска с несъемными фильтрами может привести к выходу их из строя.
4. Следует также учитывать, что после демонтажа форсунок необходимо установить новый ремкомплект прокладок. Если на отечественных авто уплотнители стоят несколько сотен рублей, то комплекты на иномарки могут обойтись в несколько тысяч.

Пьезоэлектрические форсунки

Пьезоэлектрические форсунки — наиболее современное и надежное решение, которое сегодня находит все более широкое применение на дизельных двигателях с системой впрыска Common Rail. В целом принцип действия этой форсунки повторяет принцип, заложенный в форсунках электрогидравлического типа, однако в ней клапан, открывающий путь топливу из верхней камеры в сливную магистраль, срабатывает под действием пьезоэлектрического кристалла.

Как известно, в ряде кристаллов наблюдается пьезоэлектрический эффект — под воздействием внешней силы они деформируются с образованием электрического заряда. Такие кристаллы подвержены и обратному эффекту — под действием электричества они деформируются, изменяя свои размеры. В пьезоэлектрических форсунках используются кристаллы, которые при подаче напряжения увеличивают свою длину и толкают собой поршень клапана, выпускающего топливо из верхней камеры в сливную магистраль.

Большое преимущество пьезоэлектрических форсунок — их быстродействие. Изменение длины кристалла и открытие клапана в них происходит в среднем в 4 раза быстрее, чем открытие клапана электромагнитного типа. Это открыло путь к реализации многократного впрыска за один такт, что улучшает характеристики двигателя. В современных дизельных моторах впрыск может производиться до девяти раз за один такт.

Топливные форсунки БМВ

Когда речь заходит о ремонте bmw Х6 3.5i и bmw X6 5.0i с двигателями N54 и N63, нельзя не упомянуть о топливных форсунках.

Напомним, что чаще всего двигатели N63 можно встретить на автомобилях BMW:

5 серии 550i (F07, F10, F11),

7 серии 750i (F01, F02, F03),

X6 3.5, Х6 5.0i (E71);

А двигатели N54 на автомобилях BMW:

1 серии 135i (E82, E88),

3 серии 335i (E90, E91, E92, E93),

7 серии 735i (F01, F02),

Многие владельцы этих автомобилей сталкивались с неисправностями топливных форсунок, а в некоторых случаях и с их ужасными последствиями (например, гидроудар).

Давайте попробуем разобраться в устройстве топливных форсунок и в причинах их некорректной работы.

Устройство топливных форсунок

Традиционный вид топливных форсунок — электромагнитные форсунки.

В данном случае управление клапаном форсунки реализовано с помощью электромагнитной катушки – блок управления двигателем обеспечивает подачу напряжения на катушку в нужный момент, при этом создается электромагнитное поле, которое, преодолевая усилие пружины, втягивает якорь с иглой и освобождает сопло. Производится впрыск топлива. С исчезновением напряжения, пружина возвращает иглу форсунки на седло. Форсунка с электромагнитным приводом может осуществить до 7 впрысков за рабочий цикл в цилиндре.

Однако, для улучшения характеристик двигателей с непосредственным впрыском, от форсунок требовалось большее быстродействие и бОльшая точность дозировки.

Для этих целей был представлен новый вид форсунок – пьезоэлектрические.

У этого вида форсунок вместо электромагнита применяется другой исполнитель — пьезоэлемент (пьезо – давить/сжимать). Он имеет форму квадратного столбика, состоящего из множества установленных друг на друга и спеченных между собой керамических пластинок. Под воздействием тока в них возникает пьезоэффект, за счет которого конструкция способна быстро изменить свою длину, воздействуя на управляющий клапан. Это позволяет сделать более 10 впрысков за цикл, при этом точность дозировки впрыскиваемого топлива очень высока. Такая форсунка выдерживает давление впрыска до 200 бар и экстремально быстрый подъем иглы, что позволяет впрыскивать топливо в камеру сгорания независимо от рабочих тактов, ограниченных временем открывания клапана.

Благодаря этому значительно улучшается динамика и снижается расход топлива.

Конструкция пьезоэлектрической форсунки: 1 — пьезоэлемент; 2 — гидрокомпенсатор; 3 — управляющий клапан; 4 — дроссельная шайба; 5 — игла распылителя

Пьезоэлектрические топливные форсунки на BMW

На двигателях бмв N63 и N54 с 2006 года устанавливались пьезофорсунки производства SIEMENS-VDO и очень долго производитель не мог добиться их нормального функционирования. Как известно, внедрять что-то новое всегда нелегко и с момента выпуска у них несколько раз изменялся заводской номер (деталь со старым номером снимали с производства и запускали в серию измененную деталь с другим номером), помимо этого, у каждого из предоставленных номеров было множество модификаций (ревизий), в каждой из которых производитель пытался улучшить деталь, добиться совершенства ее работы и устранить недочеты.

В данном случае было выпущено более 30 ревизий топливных форсунок за все время! Их многократно переделывали, запускали отзывные кампании…

Почему же все происходило именно так?

Главная проблема пьезофорсунок заключается в высокой вероятности неконтролируемой утечки толпива в цилиндры, приводящей:

– к пропускам воспламенения в цилиндрах и, как следствие, к неравномерной работе двигателя,

– в худшем случае, к “гидроудару”, в результате которого возможны серьезные повреждения ДВС (деформация клапанов, шатунов и т.д.)

Дело в том, что компоненты пьезофорсунки достаточно хрупкие и для ее долговечной работы – качество изготовления материалов и выбранный профиль сопряжения должны быть идеальными, включая и стабильность самого пьезоэлемента. Минимальная негерметичность седла – и форсунка протечет, так как давление топлива достигает 200 атм, а температура блока цилиндров более 100 градусов – пьезоэлемент может просто стареть от высокой температуры, при том, что конструкция недостаточно надежна в целом.

Чаще, проблемы появляются после длительного простоя автомобиля без движения, или же длительного снятия давления с системы подачи топлива. Например, это почти гарантированно происходит при капремонте, или даже среднем ремонте, когда топливная магистраль отсоединяется на длительное время. После повторной установки, форсунки начинают “переливать” в непредсказуемом алгоритме…

По поводу недостаточно надежных топливных форсунок у официального дилера есть отзывные кампании по сей день – в случае наличия кампании, Вы приезжаете к дилеру, номера форсунок проверяют и меняют форсунки БЕСПЛАТНО, если установленные на автомобиле являются устаревшими.

Наличие открытых отзывных кампаний можно уточить у любого официального дилера по телефону.

В «истории замены номера детали» – всего пять номеров, при этом каждый номер претерпел свою модификацию.