Bosch Piezo поломки и ремонт

Форсунки Bosch Piezo. Особенности. Поломки. Ремонт.

Опубликовано Опубликовано в рубрике Статьи
В этой статье мы рассмотрим пьезоэлектрические форсунки Bosch. Их строение, принцип работы. Далее коснемся дефетов и поломок, изучим методы диагностирования и ремонта форсунок данного типа.

1. Пьезоэлектрические форсунки Bosch Common Rail

Cтремительное развитие технологий открывает дорогу более практичным и экологически чистым изобретений. Более эффективной оказалась система впрыска, где за один рабочий этап форсунки, топливо разделяется на максимально возможное количество микропорций.
Для этого производителям необходимо увеличить скорость срабатывания управляющих и исполнительных механизмов форсунки. С этой целью и была сконструирована пьезокерамическая форсунка, которая работает в четыре раза быстрее традиционной электромагнитной.

 

1.1 Строение пьезофорсунки

Устройство форсунки пьезо

Разрез пьезоэлектрической форсунки:
1 – сливная магистраль; 2 – электрический разъем; 3 – пьезоэлемент; 4 – канал высокого давления; 5 – гидравлический цилиндр; 6 – сопряженные поршни; 7 – переключающий клапан (мультипликатор); 8 – дроссельная пластина; 9 – игла распылителя; 10 – надигольная камера; 11 – выпускной дроссель.

 

Пьезоэлектрическую форсунку можно условно разделить на три части: управляющая, гидравлическая и исполнительная часть. Вверху расположен пьезоэлемент. Посредине – гидравлический цилиндр и переключающий клапан. А внизу расположен распылитель и дроссельная пластина (проставка).
Теперь рассмотрим эти узлы поподробнее:
 Форсунка piezo Bosch
Пьезоэлемент
Это скомпонованный пьезокристалл (длиной 30-40 мм), который состоит из спаянных между собой керамических пластинок. При подаче на него электрического импульса он способен за 0,1 мс расширяться на 80 мкм.
Этого достаточно, чтобы воздействовать на иглу распылителя форсунки с усилием в 6300 Н. Для усиления эффективности в его структуру добавляют палладиум и цирконий. Интересно то, что потребляет он электроэнергию только при подаче напряжения. А при выключении электрического напряжения он регенерирует эту энергию.

 

Гидравлический цилиндр и переключающий клапан (мультипликатор)
Корпус гидравлического цилиндра находится внутри амортизирующей пружины. В корпусе цилиндра расположены два сопряженных (зависимых друг от друга) поршня. Пространство между ними заполнено топливом, которое благодаря клапану в сливной магистрали, находится под давлением до 10 bar. Топливо здесь выполняет функцию амортизатора давления. Гидравлический цилиндр является посредником между пьезоэлементом и переключающим клапаном.

 

Переключающий клапан (мультипликатор) – это клапан, который является переключателем между областями низкого давления (в полости форсунки вокруг гидравлического цилиндра) и высокого давления, которая находится над дроссельной пластиной и связана с надигольной камерой.

 

Распылитель и дроссельная пластина
Распылитель отличается от классического варианта. Но принцип его работы аналогичен распылителю электромагнитной форсунки – топливо под высоким давлением нагнетается одновременно с верхней и нижней стороны иглы. Это позволяет удерживать форсунку в закрытом положении.
Над распылителем расположена дроссельная пластина. Она оснащена отверстиями, через которые происходит сообщение топлива между каналом высокого давления, распылителем и камерой переключающего клапана.

 

1.2 Принцип работы пьезофорсунки

Быстродействие пьезофорсунки позволяет разделять подачу топлива на большое количество микродоз: вначале происходит несколько подготовительных впрысков, потом идет основной и уже после него послевпрыски.
Впрыск топлива происходит таким образом, что в цилиндр попадает небольшое количество топлива – пилотный впрыск (около 1,5 мл). Оно обогащает и прогревает топливно-воздушную смесь, плавно подготавливая систему к основной подаче топлива. При этом достигается равномерное распределение давления в камере сгорания. Чем больше таких предвпрысков, тем мягче протекает горение, и соответственно, тише работает двигатель.
График впрыска Bosch piezo
График впрыска
После этого подается большая доза топлива, которая выполняет основную роль в создании топливно-воздушной смеси. В конце цикла сгорания при помощи послевпрысков дожигаются остатки топлива. Это понижает токсичность отработанных газов. Топливо, подаваемое таким образом в конце цикла работы форсунки, способствует очистке и регенерации сажевого фильтра.
В состоянии покоя игла распылителя, под действием высокого давления одновременно с двух сторон, находится в закрытом положении. При подаче электрического импульса на пьезоэлемент происходит его расширение. Пьезокристалл, расширяясь, толкает элементы гидравлического цилиндра.
Гидравлический цилиндр, в свою очередь, воздействует на переключающий клапан и открывает канал выпускного дросселя, через который топливо под давлением вытекает из надигольной камеры. При этом давление над иглой падает, а топливо в подигольной камере, которое находится под высоким давлением, поднимает иголку распылителя, и производится впрыск.
Главное преимущество пьезофорсунок состоит в том, что происходит вся эта череда процессов с очень большой скоростью.

 

Таким образом, можно выделить основыные преимущества пьезофорсунок:
  •         скорость и частота срабатывания
  •          количество впрысков за один рабочий цикл форсунки
  •          точность дозировки топлива
  •          снижение шумной работы двигателя
  •          работа форсунки на бОльших давлениях
  •          экологичность

 

2. Дефекты и поломки пьезофорсунок

2.1 Характерные дефекты в работе дизелей с пьезофорсунками

Учитывая специфику конструкции такого типа форсунок, у них ко всем «болячкам» традиционных электромагнитных, добавляются свои специфические.
В основном, проявляются они таким образом:
  • машина плохо заводится (вообще не заводится);
  • в нагрузке глохнет;
  • троит;
  • глохнет на холостом ходу;
  • при нагрузке теряется тяга; появление сизого дыма на холостом и черного в нагрузке.
Причины таких дефектов в работе автомобиля могут быть разнообразными, но довольно часто первопричину мы наблюдаем в форсунках. Поэтому при обнаружении таких симптомов на своем дизеле первым делом пройдите компьютерную диагностику. Это недорого, и поможет сэкономить хорошую сумму денег.
Если диагностика определит потерю (превышение) давления в системе, замыкание цепи на форсунках или существенный дисбаланс в работе цилиндров, то сначала обратите внимание на форсунки. Зачастую именно в них и кроется причина этих проблем.

 

2.2 Поломки пьезофорсунок и влияние на работу двигателя

1) Пьезофорсунка не держит давление – повреждена прецизионная часть переключающего клапана. В результате машина плохо заводится. Также может глохнуть в режиме нагрузки.

 

2) Замыкание форсунки на массу – поврежден изоляционный слой пьезоэлемента. В таком случае машина не заводится вообще, или заводится и через короткий промежуток времени глохнет прямо на холостом ходу. Иногда при такой поломке машина глохнет в только в нагрузке.

 

3) Выход из строя распылителя. Тут в принципе два варианта: либо распылитель "льет", либо клинит в закрытом положении. В первом случае слабо льющий распылитель дает светлый дым на холостом ходу, который при нагрузке пропадает. Проявляется он на нерабочих распылителях после удаления сажевого фильтра. Болеть таким светлым дымом любят автомобили группы Mercedes, реже Audi, Crafter.
Если распылитель сильно льет (открытый клин), то при этом дыма будет больше. Также появляется черный дым в нагрузке, который сопровождается стуком. Но такой дефект проявляется редко.
При закрытом клине распылителя автомобиль троит на холостом ходу (клин больше ощущается при небольшом давлении в системе).

 

4) Разгерметизация сливной магистрали – механические повреждения элементов сливной магистрали, выход из строя обратного клапана этой магистрали. Машина при такой поломке заводится, работает, но при небольшой нагрузке глохнет.

 

5) Недостаточная емкость пьезоэлемента (или слабое сопротивление) – вышел из строя пьезокерамический элемент. Если это произошло на одной форсунке, то машина троит. Если пьезоэлемент теряет емкость на нескольких форсунках, то в таком случае автомобиль может потерять тягу.

 

3. Ремонт пьезофорсунок

Перечисленные поломки пьезофорсунок ремонтируются с помощью нашего оборудования. Помимо стендов для испытания форсунок, мы поставляем полную остнастку топливного участка - от запасных частей для форсунок и до стапеляй и специнструмента под конкретные пьезофорсунки.
Для того, чтобы ознакомиться с подробными предложенями по оборудованию и оснащению топливного участка - отправьте заявку нашему специалисту.

Дополнительное оборудование Common Rail

Дополнительное оборудование Common Rail

Дополнительное оборудование Common Rail

Добавить комментарий