ХАРАКТЕР И ПРИЧИНЫ ИЗНОСА РАСПЫЛИТЕЛЕЙ

     Из за своего положения в камере сгорания распылитель форсунки дизельного двигателя постоянно подвергается пульсирующим механическим и тепловым нагрузкам со стороны двигателя и системы впрыска. Игла распылителя дизельного двигателя за время своей "впрыскивающей жизни" совершает боле 1 миллиарда ходов открытия и закрытия, при том, что открывая и перекрывая ток жидкости в течение всего срока службы ей необходимо "держать" давление порядка 200 бар и выше.

Места характерных износов распылителя

     В процессе эксплуатации распылитель изнашивается и его рабочие поверхности изменяют свою геометрическую форму. В результате анализа состояния поверхностей отработавших свой ресурс распылителей удалось выяснить, что основными видами износа из-за которых распылитель теряет работоспособность являются:
     c) Износ уплотнительных конусов иголки и корпуса распылителя;
     b) Износ направляющих цилиндрических поверхностей иголки и корпуса;
     a) Образование заусенца на торце иглы распылителя.
     Доминирующим во влиянии на срок службы распылителя является первый вид износа. Износ уплотнительных конусов распылителя приводит к изменению пятна контакта этих поверхностей и увеличивает гидравлическое сопротивление распылителя. Уплотнительный конус иголки начинают соприкасаться с корпусом распылителя не верхней кромкой, а всей поверхностью. В результате, в момент впрыска, устремляющемуся к сопловым отверстиям распылителя дизельному топливу, требуется пройти через сужающееся кольцевое пространство. Топливо теряет свою энергию на преодоления сил трения о стенки этого коридора и поступает в камеру сгорания не в виде тумана, а струйками. Процесс смесеобразования нарушается и топливо сгорает не полностью. Двигатель дымит, теряет мощность.

     Второй вид износа, износ направляющих цилиндрических поверхностей иголки и корпуса, приводит к уменьшению гидравлической плотности распылителя. При появлении чрезмерного зазора между этими поверхностями, значительная часть топлива направляемая насосом высокого давления для сгорания в цилиндре, уходит через обратный трубопровод в топливный бак автомобиля. Последнее приводит к нарушению расчетных параметров работы двигателя и в первую очередь двигатель будет неустойчиво работать на холостых оборотах.
     Образование заусенца на торце иголки, третий вид износа, может явится причиной заклинивании иголки в корпусе распылителя и аварийной остановке двигателя.
     Анализируя причины появления рассмотренных видов износов можно сделать вывод:
     - Причина появления заусенца на торце иголки распылителя связана с пластической деформацией металла в следствие циклических нагрузок от ударов иголки о деталь которая ограничивает высоту её подъема. Последнее является следствием низкого качества материала иголки.
     - Износ направляющих цилиндрических поверхностей иголки и корпуса распылителя носит абразивный характер. Поверхности изнашиваются в результате попадания в зазор между ними мелких абразивных частиц. Наиболее интенсивно поверхности изнашиваются в своей нижней части, так как по мере продвижения по зазору абразивные частицы разрушаются и перестают царапать поверхность. Данный вид износа практически отсутствует на распылителях автомобилей с хорошей системой тонкой очистки топлива.
     - Механизм износа уплотнительных конусов распылителя более сложен. Причиной их износа является кавитация. В месте уплотнительных поверхностей распылителя дизельное топливо проходит через сужающееся пространство где скорость его течения резко возрастает, а давление, по закону Бернули, падает. Топливо в этих местах закипает, т.е. образуется огромное количество микропузырьков. Образовавшиеся микропузырьки в момент прекращения тока жидкости захлопываются. Захлопываются они потому, что течение жидкости прекращается и давление в рассматриваемом объеме резко возрастает. Теория этого явления известна и описана в литературе. Захлопываясь пузырьки создают в своих микрообъемах огромные давления и те из них которые оказываются на границе объема разрушают мельчайшие частички металла. Катализатором этого явления является наличие в дизельном топливе микрочастиц воды. Вода усиливает вредное влияние кавитации, так как её температура кипения значительно ниже чем фракций дизельного топлива и образование микропузырьков происходит более интенсивно.
     Полностью устранить влияние кавитации на разрушение уплотнительных поверхностей распылителя практически невозможно. Однако, вредные последствия этого явления можно минимизировать применением для производства распылителей качественных, высокопрочных  материалов и использованием очищенного дизельного топлива.