Ремонт пьезоэлектрических форсунок denso

Пьезофорсунки: что инженеру хорошо, то слесарю плохо

Пьезоэлектрические форсунки находят сейчас все большее применение в топливных системах Common Rail у современных дизелей. Конструкторы получают инструмент для точной настройки двигателей, а автовладельцы и механики — букет финансовых и технических нюансов. Так в чем тут достоинства и в чем недостатки? «Движок» будет разбираться с вопросом.

Путем прогресса

Состоявшееся в конце девяностых внедрение системы Common Rail стало новой вехой в развитии двигателя Дизеля. Рядный топливный насос высокого давления (ТНВД) сменил магистральный насос, а гидравлические форсунки уступили место форсункам с электромагнитными клапанами, управляемыми электроникой.

В отличие от прежней конструкции, где открывание иглы распылителя происходило только за счет давления, электрогидравлические форсунки работают несколько иначе. В состоянии покоя давление топлива на конусе иглы распылителя и в камере управляющего клапана, расположенного над иглой, оказывается одинаково, подпружиненная игла запирает сопла, и впрыска не происходит. Когда поступает сигнал от блока управления, электромагнитный клапан срабатывает, давление над иглой сбрасывается, она поднимается, открывая сопла, и осуществляется впрыск.

Подобным образом работают и пьезофорсунки, в которых вместо электромагнита с подвижным сердечником применяется другой исполнитель — пьезоэлемент. 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. По сравнению с электромагнитом пьезоэлемент обеспечивает более быстрое срабатывание, время которого составляет порядка 0,1 мс (против 0,5 мс у форсунки с электромагнитом), а также способен создать большее усилие по воздействию на клапан управления и имеет более высокую точность хода для быстрой отсечки подачи топлива.

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

Применение пьезоэлемента в форсунке позволило конструкторам реализовать до десяти впрысков за один такт работы двигателя — предварительные, основной, послевпрыски. При этом сами порции, их объем и частоту здесь можно гибко регулировать, исходя из режимов работы двигателя. Таким образом, в моторе достигается плавность и полнота сгорания топлива, снижается шумность и токсичность. Для современных дизелей у легковых автомобилей пьезоэлектрические форсунки становятся неотъемлемым элементом в конструкции топливной системы. Но за высокие технологии приходится платить.

Чинить нельзя менять

С точки зрения сервиса главной особенностью пьезофорсунок оказывается высокая сложность ремонта, для которого необходимо специальное оборудование. В некоторых случаях ремонт и вовсе невозможен. При этом сами пьезофорсунки очень требовательны к качеству топлива, его составу и степени очистки, при снижении которых они быстро выходят из строя.

Для моторов легковых автомобилей пьезофорсунки производят такие компании, как Bosch, Delphi, Denso и Siemens. Но отдавать этот рынок сторонним сервисам по ремонту они не спешат, предлагая замену целиком. Компонент этот достаточно дорогой: в зависимости от марки и модели пьезофорсунка может стоить от 16 000 до 40 000 рублей. Поэтому ремонт, средняя стоимость которого составляет половину и меньше от цены новой форсунки, оказывается востребован. Но по силам он не каждому сервису.

Управляющий клапан чаще всего выходит из строя. При этом деталь изготавливается с высокой точностью и размерностью на микронном уровне.

Трудности начинаются уже с момента диагностики, которую невозможно провести в условиях гаражной мастерской. Например, тест на переливание, когда к штуцерам слива в обратную магистраль подсоединяются трубки со стаканами, в системе с пьезофорсунками просто так сделать нельзя, поскольку «в обратке» здесь должен быть подпор давлением.

Как рассказывают сервисмены, наиболее уязвимым оказывается управляющий клапан, который выходит из строя чаще всего. При этом он является одним из самых важных узлов — его неисправность может привести к выходу из строя всей форсунки. Клапан либо заменяется целиком, либо восстанавливается методом шлифовки и притирки рабочей кромки самого клапана и рабочей кромки седла клапана. Но сделать это непросто. Клапан имеет очень высокую, прецизионную точность изготовления с параметрами измерений на микронном уровне.
Например, поясок в верхней части плунжера клапана имеет ширину порядка ста микрон (одна десятая миллиметра), при этом должен быть определенный угол фаски. И чем точнее будут воспроизведены заводские параметры, тем легче будет настроить форсунку и тем большим будет дальнейший срок ее службы.

Дмитрий Ефременко, директор компании spbparts.ru — «Европром»:

— Подшипники качения в узлах отечественных обрабатывающих станков имеют большие допуски по люфтам и зазорам, чем клапаны пьезофорсунок. Соответственно, добиться требуемой точности на таких станках невозможно. Поэтому оборудование для восстановления нам потребовалось конструировать самим, отдельные узлы и элементы которого пришлось покупать в Швейцарии.

Восстановить можно и распылители, у которых обрабатываются и притираются игла и седло, продуваются сопла. Если распылитель необратимо поврежден (например, при перегреве форсунки), то берется деталь от другой форсунки, где распылитель можно восстановить. Точно так же поступают и с клапанами, разновидностей которых, в отличие от видов распылителей, в десятки раз меньше, что существенно облегчает подбор. Например, у пьезофорсунок Bosch более чем в десяти разных форсунках может использоваться один и тот же клапан.

В последнее время появились на рынке и новые запчасти (клапаны, гидрокомпенсаторы, распылители) китайского производства. Но качество их сильно «плавает», сложно разобраться, где пригодный к ремонту неоригинал, а где выброшенные деньги.

Предлагают китайцы в виде запчасти и пьезоэлемент, который тоже является одним из слабых мест пьезофорсунки. Но, как рассказывают сервисмены, его замена не оправдывает себя по трудозатратам. Часть пьезоэлемента прочно припаяна к колодке с разъемами, которая, в свою очередь, опрессована на корпусе, что образует неразборную конструкцию. Поэтому проще заменить эту часть корпуса целиком.

Каков итог?

Пьезофорсунка — высокотехнологичный компонент, изначально предназначенный для замены целиком и плохо поддающийся ремонту. Но жизнь диктует свои правила — появились сервисы, в которых научились восстанавливать эти детали так, чтобы клиент был доволен. Осталось сказать свое слово производителям неоригинала и начать выпуск аналогов. А также самим производителям оригинальных пьезофорсунок, предложив фирменные технологии восстановления и запчасти для ремонта.

Алексей Зубиков, руководитель развития сети Бош Дизель Центр / Сервис в России, Закавказье и Средней Азии:

— Для ремонта пьезофорсунок в мастерских Бош Дизель Сервис у компании пока нет технологий, не готовы комплекты специального инструмента и запасных частей. На данный момент мы можем только проводить диагностику форсунок этого типа. Планируется, что услуги по ремонту пьезофорсунок мы начнем оказывать с 2017–2018 года.

Источник

Не бойтесь форсунок Common Rail

Хотя современные дизельные двигатели становятся все сложнее, система Common Rail с технической стороны кажется даже проще, чем применяемые ранее системы с механическим ТНВД. В конечном итоге система Common Rail полностью вытеснила с рынка конкурирующие решения, например с насос-форсунками.

Различные концепции

В легковых автомобилях используется несколько видов систем Common Rail. Упрощенно их можно разбить на два типа (электромагнитные и пьезоэлектрические) и четыре производителя (Bosch, Continental, Delphi, Denso). Bosch, Delphi и Denso – известные производители автомобильной электроники. Bosch создавал системы впрыска еще в самом начале прошлого века. Delphi технологию впрыска дизельного топлива купил у компании Lucas. Японский Denso набрался опыта, работая совместно с Bosch и Magnetti Mareli. Continental приобрел Siemens и VDO, став главным конкурентом немецкого Bosch. Форсунки этой компании обозначаются эмблемой Continental уже около года, ранее они носили логотип Siemens.

Самым универсальным является лидер рынка — Bosch, который производит оба типа форсунок: электромагнитные и пьезоэлектрические. В гораздо меньших масштабах оба вида форсунок производят Delphi и Denso. Continental (Siemens) ограничивается исключительно пьезоэлектрической техникой.

Каждый кулик хвалит свое болото

В рекламных буклетах каждый производитель хвалит свой продукт, как лучшее решение. Как Вы уже догадались, на практике у многих из них часто выявляется целый ряд недостатков. Простейшую конструкцию имеют электромагнитные форсунки Bosch. Ремонт немецких форсунок не сложен. Delphi хотел пойти дальше и разработал для своих электромагнитных форсунок гораздо более сложную систему управления. В результате его продукт оказался наиболее чувствительным к качеству топлива и, к сожалению, не слишком долговечным. Среди электромагнитных форсунок наиболее надежными считаются Denso, но есть сложности с доступностью запасных частей для ремонта. Наиболее сбалансированными считаются пьезоэлектрические форсунки конструкции Бош и Сименс (Континенталь), а также отчасти Denso. Форсунки похожи друг на друга, как в техническом плане, так в плане надежности. Из этой группы выбивается только Delphi, пьезофорсунки которого на протяжении всего времени слыли менее выносливыми.

Чьи форсунки можно отремонтировать?

С точки зрения возможности ремонта наиболее предпочтительны турбодизели с классическим впрыском Common Rail компании Bosch. С восстановлением форсунок этого типа способны справиться практически все специализированные центры. Но конечный результат зависит от усердия и честности мастера. Электромагнитные форсунки Delphi также поддаются ремонту, но требуют замены наконечника и кодировки форсунки после ремонта. Это увеличивает стоимость ремонта, но без кодировки двигатель будет работать с перебоями. Электромагнитные форсунки Denso одни из самых долговечных, но ремонт возможен лишь при наличии запасных частей. А вот с этим как раз не все хорошо.

Пьезофорсунки Delphi и Bosch считаются неремонтопригодными. В случае с Siemens (Continental) появились наконечники впрыска, позволяющие изменять размер, что позволяет восстановить работоспособность форсунки. Однако, это касается лишь некоторых моделей с двигателями PSA 2.0 HDI 16V. Различные модификации данного турбодизеля применяются в автомобилях Ford Mondeo IV, Focus, Galaxy, S-Max и Volvo S40, S60.

На что обращать внимание?

Преимущества и недостатки форсунок должны быть известны еще на этапе выбора автомобиля. Учитывая риск выхода из строя форсунок, следует, как огня избегать двух моделей с одним и тем же двигателем: Ford Mondeo III 2.0 TDCi и Jaguar X-Type 2.0 d. Врожденные дефекты имели и форсунки Mercedes E250 CDI W212 начала производства. Остальные автомобили с форсунками Delphi нареканий не вызывают. Некоторые моторы позволяют использовать форсунки разных производителей. Например, двигатель 1.6 HDi/TDCi имел четыре различных типа систем впрыска, а самым дешевым в обслуживании был Бош. Аналогичная ситуация с 2.0 HDi. Форсунки Siemens (Continental) могут быть восстановлены, а пьезофорсунки Bosch — нет.

Что надо знать о форсунках Common Rail?

Электромагнитные форсунки Bosch

Они разбираются и сравнительно просты в ремонте. Стоимость восстановления одной форсунки около 100-150 долларов за штуку. Выдерживают они 200 000 км. В 1.9 CDTi компании Opel и 1.9 JTD Fiat форсунки способны дожить до 500 000 км. Цена новой форсунки – около 250-300 долларов за штуку.

Alfa Romeo 159 2.0 JTDM, Fiat Punto 1.3 JTD, Kia CEE’D 1.6 CRDi, Mercedes C 220 CDI W202, Opel Vectra C 1.9 CDTI, Renault Laguna II 1.9 DCI, Volvo V70 D5, BMW 320d E46.

Электромагнитные форсунки Delphi

По сравнению с Бош форсунки Делфи значительно более чувствительны к качеству топлива. Они немного дороже в ремонте – около 150-200 долларов за штуку — из-за необходимости кодирования с новым наконечником. Средний срок службы 150 000 км. Стоимость новой форсунки – около 250 долларов.

Dacia Logan 1.5 DCI, Ford Focus 1.8 TDCi, Renault Megane II 1.5 DCI Nissan Almera 1.5 DCI, Hyundai Santa Fe 2.2 CRDi, Kia Carnival 2.9 CRDi, Ford Mondeo 2.0 TDCi III.

Электромагнитные форсунки Denso

Электромагнитные форсунки Denso считаются наиболее качественными. До недавнего времени ощущалась нехватка запасных частей, но в настоящее время большинство из них можно восстановить. Стоимость ремонта около 150-250 долларов за единицу. Цена новой форсунки – около 450 долларов.

Mazda 6 2.0 CD, Nissan Pathfinder 2.5 DCI, Opel Corsa 1.7 CDTI, Mitsubishi Pajero 3.2 DI-D II, Toyota Avensis 2.0 D-4D.

Пьезоэлектрические форсунки Continental ( Siemens )

Раньше предлагались под именем Сименс, а теперь Континенталь. Они долговечны, но еще до недавнего времени считались неремонтопригодными. Сегодня появляются запасные части, и некоторые мастерские берутся за ремонт. Ресурс форсунок более 200 000 км. Стоимость новой форсунки около 350 долларов.

Citroen C5 2.0 HDi II, Mercedes C220 CDI W204, Volvo V50 D4, Peugeot 207 1.4 HDi.

Пьезоэлектрические форсунки Bosch

Встречаются во многих современных автомобилях и конструктивно очень похожи на форсунки Continental. Имеют они и схожий ресурс – более 200 000 км. К сожалению, они неремонтопригодные. Новые стоят около 300 долларов.

Audi A6 3.0 TDI, BMW 320d E90, Nissan Qashqai 2.0 DCI, Skoda Octavia III 2.0 TDI.

Пьезоэлектрические форсунки Denso

Они достаточно надежные, но не разборные и поэтому ремонту не подлежат. Применяются в небольшом количестве автомобилей. Чаще всего их можно встретить в Lexus и новых моделях Toyota. Стоимость новой форсунки около 500 долларов.

Lexus IS 2.2D, Toyota RAV-4 IV 2.2 D-4D.

Пьезоэлектрические форсунки – Delphi

На рынке представлены ограничено. Дебютировали с Mercedes E250 CDI BlueEFFICIENCY в 2009 году, и сразу же начали вызывать проблемы. Позже конструкция форсунок была изменена.

Mercedes E 250 CDI Bluefficiency.

Неисправности системы впрыска Common Rail

Как правило, система впрыска Common Rail в состоянии продержаться без каких-либо проблем более 200 000 км. Но все зависит не только от конструкции, но и условий эксплуатации. Наименее надежны и наиболее чувствительны к качеству топлива форсунки фирмы Делфи. Первые проблемы порой появляются уже при 140 000 км. Наиболее выносливой является продукция компании Денсо. Пьезоэлектрические форсунки Бош и Континентал (Сименс), как правило, выдерживают более 200 000 км. Столько же служат и электромагнитные форсунки Бош.

Характерные симптомы неисправностей системы впрыска Common Rail

— неравномерная работа двигателя;

— увеличение расхода топлива;

Тем не менее, сбои в работе системы Common Rail не всегда являются результатом повреждения форсунок. Дефект мог настигнуть насос высокого давления, регулятор давления топлива и другие датчики. В любом случае параметры работы системы впрыска дают практически точный ответ на вопрос о состоянии форсунок.

Что не сделать в гараже

«Обследовать» систему можно с помощью специального диагностического компьютера по параметрам давления и так называемой «коррекции форсунок». Еще один простой способ – определение величины перелива. Так же возможно снятие форсунок для осмотра или проверки на стенде. К сожалении, в некоторых случаях изъять форсунку невозможно — прикипает.

Ремонт форсунок Common Rail

Электромагнитные форсунки

Технические возможности позволяют восстановить все электромагнитные форсунки (Bosch, Delphi, Denso). Ограничения может наложить доступность запасных частей: клапаны, наконечники, катушки, корпуса и т.д.). В случае с Бош никаких проблем нет. Немного хуже с компонентами для Делфи. А для Денсо оригинальных компонентов просто не существует. Есть только небольшая доля неофициальных заменителей. Стоимость восстановительного ремонта зависит от количества заменяемых элементов и производителя форсунок. Для Bosch ориентировочно сумма составит от 50 до 150 долларов за штуку, а для Delphi и Denso – до 200-250 долларов.

Пьезоэлектрические форсунки

Полноценное восстановление пьезоэлектрических форсунок Bosch, Delphi и Denso не возможно. Все, что допустимо – это снять наконечник форсунки, промыть его в ультразвуковом аппарате и проверить работу форсунки на стенде.

Чуть лучше ситуация с некоторыми форсунками Continental (Siemens). Для отдельных форсунок существуют запасные части. Стоимость восстановления – около 150 долларов.

Ремонт форсунок

Разборкой и ремонтом форсунок должны заниматься только специалисты профильных сервисов. Уже сама разборка форсунки требует особого инструмента. Кроме того, до и после разбора необходимо проверить работу форсунки на специальном стенде.

— проверка форсунки на стенде;

— демонтаж и промывка элементов;

— дефектовка и замена необходимых деталей;

— регулировка и сборка форсунки;

— измерение параметров после сборки;

— присвоение индивидуального кода, учитывающего характеристики конкретного экземпляра (для некоторых форсунок).

Только после процесса регенерации и устранения сопутствующих неисправностей (например, осадок в баке или стружка от насоса в системе), форсунки могут быть установлены назад на свое место. Попутно обязательно должен быть заменен топливный фильтр и медные шайбы под форсунками.

Источник