Паливна форсунка Hyundai HD65
Призначення та роль форсунки у паливній системі дизельного двигуна
Дизельні двигуни мають ряд важливих відмінностей від бензинових, головне з яких - займання паливно-повітряної суміші в циліндрах за рахунок теплової енергії, що виділяється при стисканні. У дизелі немає системи запалювання, проте для ефективного утворення горючої суміші та її запалення паливо в циліндрі перед стисненням має бути розпорошене, причому чим тонше буде розпил, тим краще. Це завдання у дизельних двигунах вирішується за допомогою паливних форсунок.
Форсунка вирішує два завдання:
• Подача до циліндра суворо відміреної кількості палива (дозування); • Розпорошення палива в циліндрі для ефективного утворення паливно-повітряної суміші.
Форсунка входить до складу системи живлення дизельного двигуна, будучи одним із її основних елементів. У дизелях традиційної конструкції, у тому числі і в моторах Hyundai, форсунки можуть працювати тільки за наявності паливного насоса високого тиску (ТНВД), оскільки вони є клапанами, які відкриваються при досягненні певного тиску. У багатьох сучасних двигунах використовуються насос-форсунки, які не потребують окремого ТНВД. Однак тут ми насос-форсунки розглядати не будемо, тому що в автомобілях Hyundai HD65/72/78 та автобусах County вони не застосовуються.
У моделях вантажівок і автобусів, що нас цікавлять, використовується досить обмежений набір типів і моделей форсунок, про які потрібно сказати докладніше.
Типи форсунок Hyundai HD 65/72/78 та County
Типи паливних форсунок, що використовуються у вантажівках Hyundai HD65/72/78 та автобусах Hyundai County, залежать від моделі та року випуску.двигуна, а якщо точніше – від типу встановленої на двигун паливної апаратури. На сьогоднішній день у дизелях Hyundai застосовується два типи апаратури:
• Класична система живлення на основі ТНВД, кожна секція якого подає паливо на гідравлічну форсунку, система не має електронного керування; • Паливна апаратура Common Rail з електронним керуванням. • У цих системах використовуються різні за конструкцією та мають різний принцип роботи форсунки: • Звичайні гідравлічні форсунки порожнього типу, що працюють у класичній системі живлення; • Електрогідравлічні форсунки (з електромагнітним клапаном), що працюють у складі системи Common Rail.
Гідравлічні форсунки застосовуються на всіх двигунах Hyundai HD/65/72/78/County екологічних класів «Євро-1» та «Євро-2». Якщо говорити конкретно, то вони використовувалися на ранніх модифікаціях двигунів D4DD (до 2008 року), також вони досі ставляться на дизелі D4AL, D4AF, D4DA та D4DB. Причому на одній моделі двигуна двох різних класів використовуються неоднакові конструкції форсунки, що обов'язково необхідно враховувати при покупці.
Електрогідравлічні форсунки ставляться на більш сучасні двигуни екологічних класів «Євро-3», «Євро-4» та найсучасніших «Євро-5». Це мотори D4DC і D4DD з 2008 року випуску («Євро-3»), а також новий дизель D4GA («Євро-4» і «Євро-5»). У двигунах D4DC і D4DD використовується один тип форсунок, а в моторах D4GA класів "Євро-4" та "Євро-5" форсунки за характеристиками дещо відрізняються.
Також відзначимо, що однакові електрогідравлічні форсунки використовуються у чотирициліндрових моторах D4GA «Євро-4», які ставляться на нові моделі Hyundai HD65/72/78, та у шестициліндрових D6GA «Євро-4», які ставлятьсяна вантажівки Hyundai HD120 та на деякі українські автобуси «Богдан».
Сьогодні на ринку представлені такі моделі форсунок від двох виробників:
• Форсунки «Євро-1» каталожний номер 33800-41400 Mobis (Мобіс) з Кореї; • Форсунки «Євро-2» каталожний номер 33800-41700 Mobis (Мобіс) з Кореї; • Форсунки «Євро-3» каталожний номер 33800-45700 Mobis (Мобіс) з Кореї; • Форсунки «Євро-3» каталожний номер 095000-5550 Denso з Японії; • Форсунки «Євро-4» каталожний номер 33800-52000 Mobis (Мобіс) з Кореї; • Форсунки «Євро-5» каталожний номер 33800-52700 Mobis (Мобіс) з Кореї.
Гідравлічні та електрогідравлічні форсунки Hyundai мають різний пристрій та принцип роботи, тому розглянемо їх окремо.
Пристрій та робота гідравлічної форсунки
Гідравлічні форсунки мають простий пристрій. Основу форсунки становить сталевий порожнистий корпус, до якого в нижній частині за допомогою стопорної гайки кріпиться наконечник форсунки та розпилювач з одним отвором. Отвір розпилювача закривається голчастим клапаном, який притискається за допомогою циліндричної пружини (зусилля від пружини на голку передається за допомогою штифта), з протилежного боку пружина через регулювальні шайби спирається на буртик. Між голкою та стінками розпилювача залишається вільний простір – це порожнина розпилювача, яка відіграє ключову роль у роботі форсунки.
Верхня частина корпусу форсунки завершується штуцером для з'єднання з трубкою палива високого тиску. Від штуцера в порожнину розпилювача веде канал, яким надходить паливо. Ще один канал проходить у центрі корпусу форсунки, він починається над порожниною установки пружини, і виходить у бічній частині корпусу форсунки, завершуючись штуцером - це зливна магістраль.видалення залишків палива у бак. Зливний штуцер форсунок Hyundai "Євро-1" та "Євро-2" виконаний Т-подібним, що дозволяє підключати всі чотири форсунки до однієї зливної магістралі.
Працює гідравлічна форсунка в такий спосіб. Паливо від секції ТНВД надходить у порожнину розпилювача, і в якийсь момент його тиск перевищує силу, з якою пружина притискає голчастий клапан до отвору - в цей момент голка піднімається, і паливо через отвір видавлюється і розпорошується в циліндрі. Через час секунди тиск у спорожнілій порожнині розпилювача падає, і пружина знову притискає голку до отвору - відбувається відсікання палива. Також під час відсічення надлишок палива, що залишився в порожнині, через проміжок між наконечником форсунки та голкою надходить у зливну магістраль.
У двигунах Hyundai «Євро-1» та «Євро-2» форсунки встановлюються за допомогою спеціальних власників (або містків). Утримувач за допомогою виїмки (вилки) щільно фіксує форсунку у своїй колодязі, сам тримач прикручується до головки двигуна за допомогою одного болта. Герметичність посадки форсунки забезпечується кільцевим ущільнювачем, покладеним на дні колодязя форсунки.
Гідравлічна форсунка при своїй простоті та надійності має низку недоліків. Головний із них — деяка інерційність і неможливість зробити швидке відсічення палива. Це не дозволяє двигуну швидко змінювати оберти, та й високооборотний дизель за допомогою такої форсунки не зробити. Ці проблеми вирішує електрогідравлічна форсунка, яка використовується на нових моторах Hyundai.
Пристрій та робота електрогідравлічної форсунки
Електрогідравлічна форсунка влаштована дещо складніше за гідравлічну. Її основу складає корпус, який у нижній частині переходить урозпилювач із одним отвором, закритим голчастим клапаном. Між голкою клапана та стінками розпилювача є проміжок, що утворює порожнину розпилювача. У верхній частині голка упирається в плунжер, що управляє, над яким розташовується ще одна порожнина малого об'єму - камера гідроуправління. До обох порожнин підходять канали, якими подається паливо від встановленого на бічній поверхні корпусу форсунки штуцера. При цьому канал, що веде до камери гідроуправління, звужується та утворює жиклер.
У верхній частині камери гідрокерування є ще один канал, який перекривається електромагнітним клапаном. Клапан відкриває шлях палива з камери гідрокерування до зливальної магістралі, для підключення форсунки до зливної магістралі в її верхній частині передбачений Т-подібний штуцер. Також у верхній частині форсунки збоку від зливного штуцера передбачений електричний роз'єм для підключення соленоїда клапана до блоку управління.
Установка форсунок цього типу в двигунах D4DC, D4DD, D4GA та D6GA проводиться так само, як і у випадку з простими форсунками – за допомогою тримачів (мостів) через ущільнювачі.
Працює така форсунка в такий спосіб. Паливо під тиском з рампи (оскільки йдеться про паливну апаратуру Common Rail) надходить у порожнину розпилювача і камеру гідроуправління (яка закрита знеструмленим електромагнітним клапаном), тиск в обох порожнинах однаково, тому врівноважена голка разом з плунжером залишається нерухомою і закриває отвір розпилу. У певний момент від блоку управління надходить команда на відкриття електромагнітного клапана - в цей момент паливо з камери гідрокерування через клапан надходить у зливну магістраль, нове паливо через вузький жиклер не встигає наповнювати камеру, і тиску ній різко падає. Однак тиск у порожнині розпилювача залишився високим, внаслідок цього голка разом з плунжером піднімається і відкриває отвір розпилювача відбувається розпилення палива в циліндрі.
Для відсікання палива на електромагнітний клапан знову подається струм, він закривається, і паливо перестає зливатися з камери гідроуправління - тиск в ній швидко наростає, і при його вирівнюванні з тиском у порожнині розпилювача голка займає початкове положення, закриваючи отвір.
Головна перевага електрогідравлічної форсунки - можливість робити коротке впорскування палива та швидке відсічення. А це дозволяє дизелю швидше набирати обертів і отримувати більшу потужність при меншому обсязі. Крім того, чіткий контроль часу початку та завершення упорскування палива важливий для зниження токсичності відпрацьованих газів. Тому на нових дизельних силових агрегатах Hyundai екологічних класів Євро-3 і вище використовуються тільки ці форсунки.
Особливості експлуатації, обслуговування та ремонту форсунок
Форсунки - важливі та відповідальні деталі, від стану яких залежить робота двигуна. За умови використання якісного палива та правильних регулювання ТНВД та блоку управління, форсунка Hyundai може «проходити» 250-300 тисяч км. Однак більшого терміну служби чекати від неї не слід - з часом її деталі зношуються, канали засмічуються відкладеннями, пружини просідають, а на зовнішній поверхні утворюється шар нагару, що забиває отвір розпилювача. Так що форсунки у будь-якому випадку доводиться змінювати, навіть якщо двигун регулярно обслуговується.
Щоб забезпечити зазначений термін служби форсунок, варто звертати увагу на якість палива, що використовується. Заливаючи в бак дизпаливо сумнівної якості та невідомоїПоходження можна вивести форсунки з ладу буквально за одну-дві поїздки.
При заміні форсунок дуже часто виникає складність із їх вилученням з колодязів внаслідок утворення нагару та «прикипання». Для цього можна використовувати спеціальні пристрої для знімання форсунок. Також спеціальні щипці можуть знадобитися для вилучення ущільнювача форсунки. Встановлювати нові форсунки слід лише після очищення колодязів за допомогою спеціальних засобів.
Потрібно звернути увагу на важливу деталь: при заміні форсунок у двигунах Hyundai з апаратурою Common Rail також проводиться заміна ущільнювачів та паливних трубок високого тиску. При установці трубок важливо не гнути їх і не змінювати їх конфігурацію, інакше паливна апаратура працюватиме некоректно.
Зазвичай при несправності форсунок автовласники звертаються до автосервісу, проте деякі проблеми з форсунками можна вирішити самостійно. Наприклад, легко піддається очищенню засмічений отвір розпилювача, хоча зауважимо, що професіонали для цієї роботи використовують спеціальний інструмент із міцними бурами. Для цієї ж мети існують спеціальні розчини, але, як показує практика, механічне чищення простіше і проводиться швидше.
Також можна зробити заміну окремих деталей форсунки – розпилювача, гайки, пружини, плунжера, штоків тощо. Для цього необхідно провести розбирання форсунки, що знову-таки вимагає деяких інструментів. Після розбирання всі деталі промиваються в бензині, при цьому дуже важливо захищати деталі від попадання будь-якого бруду. Самі деталі вимагають акуратного поводження, навіть невелика подряпина або вм'ятина на них може призвести до некоректної роботи всього двигуна.
Однак у більшості випадків при поломці форсунку простіше ідешевше (особливо у разі звичайних форсунок моторів «Євро-1» та «Євро-2») замінити на нову. Щоправда, ціна деяких електрогідравлічних форсунок Hyundai вдвічі, а то й утричі вища за звичайні, тому іноді має сенс робити ремонт, але краще довіряти його фахівцям.
Ніхто не застрахований від проблем із форсунками, але ризик поломки можна знизити заправкою якісним паливом та регулярним технічним обслуговуванням двигуна. І тут форсунки надійно прослужать кілька років, забезпечуючи нормальну роботу автомобіля.