Ремонт дизельных форсунок
Технология ремонта форсунок (замена распылителей).
Рано или поздно все сталкиваются со значительным увеличением расхода топлива , падением мощности двигателя, бывают случаи, когда автомобиль отказывается передвигаться. Теми или иными путями, но проблема необходимой замены распылителей может возникнуть. Самый простой способ – это отнести форсунки в дизель-сервис, но тогда придется выложить некоторую сумму. Спорить не нужно, это будет самым правильным методом. Но ситуации разные, до сервиса например, 200 км, я думаю, что сломанный автомобиль не проедет их. Но может, хозяин автомобиля считает, что с этой проблемой он справится не хуже автомехаников, к тому же и денег сэкономит? Именно для таких случаев был написан текст. Так же текст поможет Вам не наделать ошибок, ознакомившись с ним, Вы поможете вовремя отказаться от этой затеи.
Запомните, что обычная замена распылителя в форсунке на уровне: отвинтил гайку, заменил распылитель, закрутил гайку, может таить в себе огромную опасность, Вы может в результате получить форсунку, качество которой в несколько раз хуже, чем то, что было до замены. И это при том, что распылители использовались самого высокого качества. Про случаи с некачественными или бракованными распылителями здесь рассуждать не будем. Главный вывод – если после ремонта не проверить полученный результат на специальном стенде или простейшем приспособлении, которое сможет заменить его, самодеятельная замена вещь сомнительная.
Так, пытаемся разобраться в устройстве дизельной форсунки, а так же в том, что там происходит и что на что влияет. На рис. 1, а представлено сечение форсунки. Все форсунки (кроме суперсовременных) имеют схожее строение, процессы, которые происходят в одном типе форсунок, аналогичны тем, которые осуществляются в других.
Итак, ТНВД (топливный насос высокого давления) топливо под давлением подается в штуцер форсунки, откуда топливо по системе каналов поступает в полость “А” распылителя. Дальше топливу идти некуда не может, так как путь преграждает игла распылителя 1, данная игла поджата пружиной 9. ТНВД продолжает подавать топливо, насос поднимает давление до той величины, при которой топливо способно преодолеть усилие пружины, тем самым оно приподнимет иглу распылителя над седлом (рис. 1, б). Топливо попадает в цилиндр, давление падает, в результате чего, игла садится на седло, тем самым запирает систему. Когда ТНВД продолжает подавать топливо, процесс повторяется. После окончания впрыска система обязательно должна закрываться. Если она не закроется, то в следующем такте подача топлива произойдет не тогда, когда давление в системе поднимется до заданного, а в любой момент (а если быть точнее, тогда, когда насос только начнет подавать топливо).
В итоге, работа двигателя жесткая с ударами, мотор может отказаться принимать нагрузку. Кроме того, в незапертую систему не исключено попадание продуктов сгорания, это может стать выходом распылителя из строя.
Что тогда может препятствовать нормальному запиранию системы при внешне исправных деталях? В основном это может происходить из-за того, что возникает боковая сила, которая прижимает иглу к корпусу распылителя. С данной силой борется промежуточный толкатель 10, который разгружает иглу от вероятного воздействия искривленной пружины. Промежуточный толкатель размещен в проставочном корпусе 3. Но бывают и такие случаи, когда причиной возникновения боковой силы становится сам толкатель, причиной может стать выработка. То есть, во время замены распылителей всегда нужно быть готовым к тому, что новый распылитель будет “лить”, если это произойдет, тогда понадобится неоднократная переборка с переворачиванием пружины или с ее заменой, либо придется заменить толкатель. В редчайших случаях придется сменить даже корпус форсунки.
Все остальное в форсунке довольно просто. Так как игла в распылителе не уплотняется, то некоторая часть топлива просачивается в зазор между корпусом распылителя и иглой и попадает в полость “Б”, где располагается пружина 9. Если не удалять оттуда топливо, то как только полость заполнится, игла распылителя потеряет возможность перемещаться, в результате форсунку “запрет”. Для того, чтобы удалять просочившееся топлива предназначен канал “обратки” 7. Осталось добавить, то, что за регулировку величины давления открытия иглы распылителя, отвечают регулировочные шайбы 8. Вся конструкция стягивается гайкой 4. Никаких прокладок внутри форсунки нет, поэтому герметичность стыков можно обеспечить только чистотой обработки и точностью стыкующихся поверхностей.
Итак, вот мы и подошли к самому процессу замены распылителей. Во всем изложении я придерживался мысли, что у Вас есть стенд или аппарат, который может заменить его, на котором после проделанной работы Вы сможете протестировать форсунки. При любой работе связанной с топливной аппаратурой, нужно обязательно соблюдать главное правило — это чистота. Обратите внимание, чистота должна быть не только при непосредственной разборке форсунки, а на всех этапах, начиная с демонтажа форсунок с двигателя. В первую очередь нужно тщательно замазать предстоящее операционное поле, особенно головку в зоне форсуночных каналов и корпуса форсунок. Это очень важно, так как песок и грязь во время снятия форсунки могут попасть в канал, после они могут повредить резьбу и испортить уплотнение форсунки. Увы, случается такое достаточно часто, причем владельцы иногда даже не сопоставляет причину со следствием. Вот занесли Вы мусор в резьбу, форсунку поставили на место, потом, через годик или больше, Вам понадобилось отвернуть форсунку, Вы пытаетесь ее сорвать, и с ужасом обнаруживает, что при сильной попытке у нее выломался кусок головки блока. Представили? Второй момент исключительно важен для того, чтобы достичь хорошего результата и заключается в том, чтобы сразу после отворачивания трубки высокого давления от форсунки, прикрыть штуцер форсунки обязательно чистым и плотным колпачком. При этом, не нужно утешать себя мыслями о том, что распылители все равно будут заменены, поэтому о чистоте можно не очень беспокоиться. Вот, дескать, потом… если сразу не было, никакого потом не будет. Мельчайший мусор, который оказался в штуцере форсунки, во время проверки на стенде, топливо загонит внутрь, в результате, иглу распылителя может заклинить.
Дальше только два варианта развития событий: в том случае, если Вами еще не был заменен распылитель, то Вы лишили себя возможности увидеть, чем же были плохи ваши старые распылители. Второй — Вы обрекли себя на чистку новеньких распылителей (данная процедура не всегда успешна). Отсюда вывод — полость форсунки должна быть всегда защищена от попадания пыли, о мусоре и говорить нечего. Кстати, табачные крошки, находящиеся в кармане в огромном количестве, на форсунку действуют губительно. К слову, трубки высокого давления лучше всего снимать пакетом вместе со стяжками (если конструкция двигателя это разрешает), так в процессе сборки Вы будите меньше ломать голову над тем, как все это стояло. При всей простоте этой проблемы, тысячи людей пострадали из-за своей небрежности. В случае, если снять трубки пакетом, не получится, тогда отмечаем на насосе штуцер первого цилиндра, после пометьте сами трубки в том порядке, в каком они стояли. Как показывает жизнь, на этом можно сэкономить огромное количество времени и нервов.
Снятие “обраток” трудностей не составит. Правда, на автомобилях японских производителей там где придется снять рампу “обраток ”, перед тем, как начать ослаблять гайки обраток, нужно одеть защитные колпачки на штуцера. Для того, чтобы снять саму рампу, колпачки придется снять, но потом не забудьте их сразу одеть.
Но чаше всего, форсунки вворачиваются в корпус головки блока. Для того, чтобы выкрутить их, не стоит пытаться использовать рожковый ключ. Даже если вам удалось это сделать, не повредив без форсунку, то ввернуть ее обратно без повреждений, думаю, не получится, так как затянуть форсунку нужным моментом не получится. Почти все форсунки имеют шестигранник на 24 или 27, для того, чтобы их выкрутить вполне подойдут удлиненные торцевые головки. Намного удобнее выполнять эту работу, двенадцатигранными головками. При отсутствии возможности приобрести удлиненные головки, можно выйти из положения, таким путем: от обычной головки отрезаем ее шестигранную часть и привариваем ее к отрезку трубы с одного конца, а с другого конца привариваем ответную часть для воротка. Проблема решена. Вывинчивать форсунки сразу не надо, сначала слегка ее нужно пошатать в резьбе после стрывания. Делается это для того, чтобы моментально не испортить резьбу в головке или же саму головку, так как во время предыдущих вторжений в канал могли занести грязь.
Итак, форсунки сняты. Теперь сразу же начинаем удалять из форсуночных каналов уплотнительные шайбы, точнее их остатки и вообще мусор. Удаление шайб зачастую превращается в мучительную стоматологическую операцию. Как правило, нормальные должны шайбы просто сниматься крючком, но иногда приходится придумывать для этого различные индивидуальные “выдергивалки” (например, ввернуть в них метчик и тянуть за него). Ни в коем случае не нужно пытаться подрубить шайбу в канале зубилом. Вы обязательно повредите торцевую часть канала, а исправление таких зарубок потребует снятия головки блока. Проблему испорченного торца попытаться решить установкой хитрых шайб я смело называю авантюрой. После прочистки каналов для полнейшего удаления мусора из них, нужно обязательно прокручивать двигатель стартером секунд 10-20. Двигатель сам себя очистит. Кстати, одновременно можно проверить состояние свечей и системы управления ими. При снятых форсунках прекрасно видна работа свечей. Не забудьте заткнуть форсуночные каналы промасленными тряпками, а двигатель сверху полиэтиленом так, чтобы в каналы не попала вода.
Сняв форсунки, в первую очередь нужно проверить их работоспособность и убедиться, в том, что ранее вынесенный приговор не был ошибочен. Основные критерии оценки работы распылителей:
- при подаче топлива форсунка должна открыться только под заданным давлением;
- до того, как форсунка откроется, подтекание из распылителя не допустимо;
- во время впрыска топлива недопустимы струи и капли;
- факел распыла должен быть ровным, отклонений быть не должно (рис. 2);
- после прекращения впрыска топлива в форсунке некоторое время должно сохраняться давление.
Еще говорят о характерном звуке срабатывания форсунки, однако звук не нужно считать объективным параметром оценки форсунки, но и игнорировать данный параметр ненужно. Если оказалось, что замена распылителей действительно необходима, то на форсунки надеваем защитные колпачки и начинаем готовить рабочее место. Вся подготовка заключается в тщательной уборке и мытье стола и тисков, понадобится как минимум две ванночки с чистой соляркой, необходимые ключи (как правило, два) и, возможно, понадобится еще ножик – все лишнее будет мешать работе. Если у Вас в гараже отсутствует специальное устройство для фиксирования форсунок при разборке. Значит, разбирать придется в тисках. Сразу скажу, форсунки автомобилей японских производителей, у которых “обратка” идет через рампу, ни в коем случае нельзя зажимать в тиски, так как при зажиме кромки уплотнительной поверхности под “обратку” сминаются (рис. 3).
Такие форсунки можно разбирать, поместив их в накидной ключ, который зажат в тисках (рис. 4).
А вот форсунки немецких производителей без ущерба для здоровья можно разбирать в тисках. Но для разборки форсунки нельзя пользоваться рожковыми гаечными ключами. Начинаем с того, что это довольно неудобно, но существует и причина важнее, например, накидные гайки корпуса форсунок некоторых двигателей (например: Mercedes OM601,602,603) при попытке собрать или разобрать их при помощи рожкового ключа почти всегда трескаются. А эта деталь довольно дорогая, к том у же купить ее не так то просто. Поэтому для разборки форсунок будем использовать ту же удлиненную головку, что и для снятия с двигателя. Ослабляем затяжку накидной гайки, после свинчиваем ее руками. Часто она может скручиваться вместе с распылителем, который прикипел к ней. Распылитель, после того, как гайка будет снята, можно выколотить подходящим стержнем, а полость гайки можно очистить ершом для очистки клемм АКБ.
Разумеется, для выполнения этой работы нужно отойти от чистой зоны на пару метров. Гайку нужно промыть в первой ванночке – она будет для грязных дел, после гайку, кладем стекать в сторону на лист бумаги. Теперь начинаем снимаем промежуточный корпус, его ополаскиванием в чистой ванночке, сливаем корпус форсунки, который зажат в тиски, топливом и кладем промежуточный корпус на место, больше ничего не трогаем. Берем новый распылитель, не разбирая его, ополаскиваем его в чистом топливе. Вытаскивать промежуточный корпус или распылитель (впрочем, как все детали топливной аппаратуры) из ванночки после споласкивания нужно так, чтобы стекающее топливо уносило с собой все пылинки с сопрягаемых поверхностей (рис. 5 и 6).
Ставим распылитель на место, накидную гайку затягиваем. Теперь нужно проверить на стенде, что получилось. Довольно часто случается, так, когда до замены на форсунке был установлен распылитель достойного производителя, мы заменили на не менее достойный. Если при этом другие детали форсунки не сильно износились, то может оказаться так, что после замены распылителя форсунка сразу заработает так как надо, тогда никаких регулировок больше не потребуется. Если это чудо произошло, то сразу же можно закрыть штуцер форсунки колпачком и окончательно проверить затяжку накидной гайки. Дело в том, что если такой процедурой заниматься каждый день по несколько раз, то невольно накидную гайку тянешь не очень сильно– так как ведь минуту разбирать снова. К сожалению, с первого раза получается не всегда: чаще всего не соответствует давление и льет распылитель. Не стоит надеяться на то, что льет он из-за того, что мы его не стали разбирать и отмывать от консервации в первый раз. Эти надежды имеют почву только в случае консервации распылителей методом погружения в желатиноподобную массу, но это редко. Обычно все современные распылители консервируются сами производителем, причем, в специальном масле или в инертной среде. И я уверен, что чище чем Bosch или Delphi очищает свои детали перед упаковкой, мы сделать не сможем. Так что, причина плохого распыла чаще всего заключается в износе промежуточного толкателя (поз 2, см. рис. 1, а) или в деформированной пружине. Иногда переворачивание пружины в корпусе может помочь, но, как правило, необходима замена изношенных деталей.
Таким образом, процедура замены распылителя превратится в череду сборок-разборок-проверок, одни и те же операции Вам придется повторять до тех пор, пока не достигните требуемого результата. Наконец, нужного результата мы достигли, работа форсунок нас устраивает и их можно устанавливать на двигатель. Не нужно спешить! Вспоминаем, форсунки уплотняются специальными разовыми шайбами, задача которых не только уплотнять форсуночный канал, но и отводить тепло от распылителей, тем самым не дает им перегреваться и закоксоваться. Несли не поставить новые шайбы мы запросто угробим новые распылители за первые полчаса работы двигателя. На форсунках японских производителей, шайбы уплотняющие рампу обратной магистрали являются разовыми. На двигателях различныой конструкций шайбы уплотнения “обраток” очень сильно схожи, они почти неотличимы друг от друга и, но при установке чужой шайбы или шайбы странного производителя всегда приводит к подтеканию обратки. Поэтому, когда будите подбирать шайбы уплотнения обраток, нужно выяснять возможность бокового смещения шайбы на форсунке при затяжке, а так же убедиться в возможность перекрытия отводящих топливо каналов или наоборот не уплотнения.
Перед тем, как начать вворачивать форсунки нужно убедиться, проворачивая стартером коленвал, в том, что в цилиндры не попала вода или другой мусор, а также можно посмотреть по масляному щупу. Если вся в порядке значит можно вворачивать форсунки, предварительно резьбу на корпусе нужно смазать графитовой или медной смазкой, и затягиваются моментом (6-7 кГ.м.). Однако есть одна подробность: всегда нужно вкручивать форсунку в канал только усилием пальцев, если форсунка не идет, значит нужно чистить резьбу, на некоторых машинах очень легко загубить предкамеру, ввернув форсунку не по резьбе, кстати, если форсунка заворачивается туго, то скорее всего пошла она не по резьбе.
Обратная сборка хлопот доставить не должна, но это в том случае, если вы не погорячились и при снятии пометили все трубки и штуцера. Всего лишь несколько советов. Перед тем как поставить трубку высокого давления, нужно промыть снаружи и пролить топливом изнутри. И да, не пренебрегайте установкой на место зажимов, которые собирают трубки в пакет. Такие зажимы предназначены не для эстетики. Они препятствуют возникновению вибрации. Трубки без зажимов ломаются очень быстро (их как будто ножом разрезает).
Ну вроде бы все, из аппаратуры можно выгонять воздух и пробовать запускать двигатель. На чем лучше всего проверять работоспособность форсунок бесспорно, лучше всего использовать стенд для проверки форсунок , данный стенд может быть сложнейшим электронным за несколько тысяч долларов и очень простым, можно даже сказать примитивным в духе пятидесятых годов (рис. 7) или же самодельным (рис. 8).
Любым из них с меньшей или большей степенью удобства можно пользоваться. Я думаю, в ваше даже самом небольшом городе есть дизельные гаражи, в которых есть стенды. Нужно найти, так как договариваться мы умеем. Но бывает так, что ваш дизель единственный в округе. Тогда пытаемся делать стенд самостоятельно, можно изготовить самодельный стенд из тракторно-КАМАЗовского насоса или же судового, в крайнем случае можно приспособить ТНВД вашего автомобиля для проверки.
Для этого нужно сделать трубку – тройник, одним концом которая будет присоединяться к одному из штуцеров высокого давления ТНВД, на другой конец мы будем крепить форсунку, а на третий прикрепим манометр атмосфер на 200-300 можно конечно больше, но на край и этот сгодится. Сначала прокручиваем стартером двигатель, пока форсунка не начнет стрелять, а затем уже не оставив включенным зажигание, проворачиваем уже вручную. Конечно это мучительно, но если другого выхода нет сойдет.
О давлении открытия форсунки
На такте сжатия в камеру сгорания из цилиндра перетекает воздушный заряд с огромной скоростью. В камере сгорания из-за ее формы, в этот момент возникает направленный вихрь, в этот вихрь топливо и впрыскивается. Существуют разные распылители и разные величины давления впрыска топлива в зависимости от степени сжатия и конструкции камеры сгорания форма и скорость вихря различна. Проектировщиками устанавливаются рекомендуемые, допустимые величины давления впрыска для каждого мотора. Как правило, выставленные величины нужно соблюдать с точностью до 5-10 кг.см2 в пределах комплекта форсунок. Во время переборки форсунки давление впрыска нужно выставлять на 10-15 кг.см2 больше требуемого, так как, в первые же минуты работы форсунки произойдет как бы некоторая усадка подвижных частей и, соответственно, произойдет снижение установленного давления.
Нужно отметить свойство топливных насосов роторного типа фирмы LUCAS – на данных насосах жесткие требования к точности регулировки давления впрыска в пределах комплекта форсунок. В двигателях с такими топливными насосами, поиск неисправной форсунки методом отключения невозможен. Так как двигатель будет тут же глохнуть из-за того, что подача топлива в остальные форсунки прекратится.
Как регулировать давление открытия форсунки в домашних условиях.
В большем числе случаев давление открытия современных форсунок можно отрегулировать путем подбора толщины проставочной шайбы между корпусом и пружиной. В хороших мастерских имеются наборы таких шайб, которые могут решить проблемы с регулировкой. А вот любители должны знать, что существуют шайбы различных диаметров, они предназначены под разные корпуса форсунок, и бывают в исполнении с отверстием и без него. Шайбы без отверстия можно заменить шайбами с отверстием, но недопустима обратная замена. Также недопустимо применение шайб “неродного” диаметра.
Как правило, форсунки проектируются таким образом, что при увеличение толщины шайбы на 0,1 мм повышается давления впрыска на 10 кГ.см2. Довольно часто при ремонте форсунок приходится видеть, что при предыдущих вмешательствах давление впрыска регулировали при помощи нарезанных мелкими кусочками бритвенных лезвий, которые подкладывали под пружину. Этот способ регулировки недопустим. Во-первых, тем самым Вы получаете подкладку неконтролируемой формы, создается неопределенность опоры пружины, происходит неоднородная выработку и провоцируется возникновение боковой силы. А во вторых, скол кусочка лезвия может натворить внутри форсунки много дел. Поэтому единственное качественное решение проблемы — это изготовление новых шайб расчетной толщины. И только в тех случаях, если делать ее на токарном станке, шлифовка и термообработка абсолютно недоступны, можно регулировать давление шайбами, сделанными из стальной фольги, подкладывать их нужно между штатной шайбой и корпусом. Если пружина у вас будет опираться на незакаленную подкладку, то спустя короткое время от нее ничего не останется.
Типичная проблема японских форсунок.
Отличительная особенность форсунок японских производителей двигателей это отвод “обратки” в специальную рампу через торец форсунки. Если разбирать неаккуратно, произойдет деформация уплотнительного торца форсунки, вследствие деформации герметичного уплотнения “обратки” добиться не удастся. Некоторые начинают “эксперименты” с подтяжкой гаек рампы и с подкладыванием уплотнительных шайб под гайки. Единственный способ решения этой проблемы это подрезание на токарном станке уплотнительного торца форсунки. Но имейте в виду, что торцеванием можно исправить только одну поверхность форсунки, поэтому форму канавки на торце может оказаться деформированной настолько сильно, что уплотнительная шайба уже не сможет перекрыть ее. Такую форсунку только менять.
Глупые попытки подтянуть текущие или потеющие обратки почти всегда приводят к деформации фланцев рампы обраток. С этими фланцами уплотнения добиться не получится, их придется восстанавливать. Это довольно просто, можно сделать вручную шлифованной плитке, положив на нее наждачную бумагу.
Источник: http://diesel.dcp.kiev.ua/RemInjector.html