От чистоты форсунок системы впрыска топлива кардинально зависят все характеристики двигателя. Именно плохое выполнение ими своих функций по обеспечению фиксированной производительности и качества распыления сведут на нет все усилия системы управления двигателем (ЭСУД) по выполнению норм токсичности, мощностных показателей и стабильной работы силовой установки. А промыть их достаточно сложно из-за неразборной конструкции и калиброванных полостей при малых габаритах. Поможет применение специальных растворов и ультразвуковое (УЗ) активирование процесса.
Как работает ультразвук
Ультразвук – это колебания любой твёрдой, жидкой или газовой среды с высокой частотой вне слышимого диапазона, то есть от 20 кГц и выше. При подаче достаточной мощности УЗ в жидкостную среду в ней происходят процессы кавитации, то есть из-за наличия в звуковой волне пиков и впадин давления начинают образовываться полости глубокого вакуума, когда жидкость мгновенно и на небольшом объёме переходит в газовую фазу низкого давления. Физически это проявляется в наличии микроскопических кавитационных пузырьков, почти ничем не заполненных.
Стабильностью пузырьки кавитации не обладают из-за хаотической смены давления в ультразвуковой волне. Под внешним воздействием жидкости происходит их «схлопывание», то есть обратный взрыв, называемый имплозией. По эффекту он похож на обычный, лишь с той разницей, что энергия направляется не наружу, а вовнутрь полости. Но она всё равно выделяется, создавая механический и термический эффекты.
С точки зрения очистки деталей особенно интересно механическое действие кавитации и имплозии. На металлы и прочие достаточно прочные вещества они почти не влияют, зато производят разрушение загрязнений на их поверхности, ослабление адгезии прилегания и измельчение остатков. Процессы как бы отслеживают границу между веществами с разными физическим свойствами, то есть самой деталью и отложениями, на ней имеющимися. Получается достаточно эффективный способ очистки.
Почему именно ультразвук
Для отмывания деталей в условиях автосервиса кроме ультразвука используются различные методы:
- механическая очистка твердосплавным и абразивным инструментом;
- химическое растворение отложений универсальными и специализированными составами;
- пескоструйная и дробеструйная обработка;
- термическая очистка.
Все они, обладая определёнными достоинствами и недостатками, имеют свой узкий спектр применения. УЗ достаточно универсален, всё зависит лишь от конкретного оборудования и его способностей. Более того, максимальная эффективность достигается при комплексном использовании методик, что учитывается при отработке технологий в условиях конкретного предприятия.
Применение УЗ технологий обеспечивает следующие преимущества:
- работа по всему объёму сложных деталей, колебания проникают везде, даже в скрытые полости;
- мягкое воздействие, геометрия рабочих поверхностей не нарушается, в отличие от той же механической очистки;
- совместная работа с химическими реактивами для последовательной и комплексной обработки загрязнений перед удалением;
- применение процесса при различных температурах;
- очистка практически любых деталей, всё зависит только от размеров и возможности используемой ванны;
- автоматизация процесса, исключение ручного труда.
В зависимости от типа очищаемых деталей может применяться различное оборудование.
Ультразвуковые ванны
Установки для УЗ очистки принято называть ваннами, поскольку в них используется открытая ёмкость, содержащая моющий раствор. К ней подсоединяется излучатель ультразвука, необходимая электроника с сервисными функциями и средства обеспечения безопасности.
Оцениваются конкретные изделия по наличию различных функций и числовым характеристикам основных параметров:
- рабочий объём ванны с раствором (сольвентом), определяет габариты и количество деталей очищаемых одновременно;
- мощность излучателя, чем она больше, тем процесс идёт более интенсивно;
- наличие таймеров, цифрового управления, дисплеев и прочих удобств при использовании;
- функции подогрева жидкости, при повышении температуры скорость очистки увеличивается;
- рабочая частота, обычно она составляет порядка 40 кГц.
- наличие сливного вентиля, иначе ванну приходится переворачивать при смене рабочей жидкости.
Ванны могут поддерживать функцию дегазации, заключающуюся в удалении растворяющихся в жидкости газов и значительно повышающую скорость и качество очистки. Газы затрудняют имплозию при кавитации и снижают эффективность её работы.
Детали в ваннах размещаются на специальных подставках и подвесах, непосредственно на дно их укладывать недопустимо, это нарушает работу излучателя.
Используемые рабочие растворы
Легковоспламеняющиеся жидкости применять при УЗ очистке нельзя, поскольку они интенсивно испаряются, а образовавшиеся газы взрывоопасны. Используются специальные растворы (сольвенты), в обозначении которых указано применение в ультразвуковых ваннах. В принципе, ультразвук может работать и в обычной воде или растворах моющей бытовой химии, но совместное воздействие кавитации с эффективными растворяющими и диспергирующими веществами намного увеличивает производительность. Специальные жидкости для УЗ ванн доступны к приобретению в нашем интернет-магазине.
Особенности очистки топливных форсунок
Когда форсунки (инжекторы) находятся в хорошем состоянии и пробег автомобиля с ними невелик, то профилактически их можно промыть на специальном стенде и без ультразвука. Но при значительных загрязнениях, а именно с такими проблемами обычно обращаются автовладельцы, без УЗ ванны вряд ли удастся обойтись.
В форсунках очищаются внутренние каналы, область распылителя и встроенные сетчатые фильтры. Измельчение и растворение отложений требует последующего их выведения из корпуса инжектора. Для этого форсунки подключаются к стенду и погружаются в ванну. Подача импульсного питания на соленоиды обеспечивает подвижность клапанов и хорошую очистку. Для вымывания посторонних продуктов стенд может прогонять сольвент через инжектор, процедура неоднократно повторяется с визуальным и инструментальным контролем. Стенд располагает нужной автоматикой и самостоятельно переключает режимы промывки и тестирования. Оцениваются показатели производительности, динамической и статической, тонкости распыления, быстродействия и формы факела распыла, а также баланс форсунок.
Полное удаление карбоновых отложений в одном цикле занимает максимум 20 минут. В тяжёлых случаях процесс приходится повторять. Если же УЗ ванна со специализированным раствором не помогает, то такие форсунки уже ничем не спасти, их придётся заменить на новые.