Методика ультразвуковой очистки и оборудование, применяемое для этих целей.

Сначала немного теории. Итак, что такое ультразвук?

    Под ультразвуком принято понимать звуковые волны, превышающие порог слышимости человека, в диапазоне примерно 16 кГц - 1 гГц. Кроме того, можно генерировать ультразвук с существенно большей энергией, т.е. намного "громче", чем слышимый звук. В ультразвуковой технологии различают использование слабого сигнала (испытание материалов, медицинские материалы, диагностика) и мощного ультразвука как, например, при очистке ультразвуком, ультразвуковой сварке.

    Применительно к жидким средам ультразвук нашел применение в так называемом эффекте "ультразвуковой кавитации". Этот эффект взят за основу в работе устройств для ультразвуковой очистки.

    Ультразвуковые волны, распространяющиеся в жидкой среде, вызывают перемещение молекул воды в пределах микрообъемов (соответствующих длине волны). Таким образом, в жидкости появляются зоны разряжения и зоны повышенного давления. В зонах разряжения складываются условия (пониженное давление и высокая скорость молекул (температура)), при которых жидкость переходит в газообразное состояние. Таким образом в жидкой среде формируются зоны, заполненные парами (пузырьки). Этот процесс активизируется при повышении общей температуры жидкости. Процесс формирования пузырьков достаточно плавный и идет с накоплением кинетической энергии молекул.

    Пузырьки, попавшие в зону с повышенным давлением, начинают сжиматься, при этом идет повышение температуры, внутри пузырька, но под воздействием давления и сил притяжения молекул происходит быстротекущий процесс фазового перехода пара в жидкость - "схлопывание" пузырька. При этом, скорость молекул воды, которая превышает скорость первоначальной уз волны в 1000 раз, направлена внутрь микроскопической сферы, где и происходит максимальное физическое воздействие - выделение накопленной энергии в микроскопическом объеме - микровзрыв.

    Если такой процесс протекает вблизи твердой поверхности, то энергия микровзрыва отделяет часть молекул от поверхности твердого тела. Этот процесс наиболее активен при наличии на поверхности тела инородной пленки (наслоений) с плотностью, отличной от плотности тела, и микроскопических дефектов структуры. В районе такой поверхности возникает больше кавитационных пузырьков, т.е. именно там, где они наиболее желательны.
    А - начало формирования пузырька
    В - сформировавшийся пузырек
    С - начало сжатия пузырька
    D - микровзрыв.

    Процесс Кавитации, объединенный с химическим воздействием активных веществ моющей жидкости приводит к активному очищению поверхности детали от твердых отложений.

    Но в процессе очищения, с поверхностей детали удаляются и частицы основного материала - происходит эрозия поверхности. Поэтому время пребывания детали в среде с ультразвуковой кавитацией должно быть точно рассчитано и передержка может привести к изменению механических свойств.

Теперь немного об оборудовании.

    В рамках этого материала рассмотрим только ультразвуковые ванны и стенды для проверки и ультразвуковой очистки бензиновых форсунок (инжекторов).

    Ультразвуковая ванна (уз ванна) - это емкость для специальной жидкости, в которой создаются колебания с частотой ультразвукового диапазона (частоты от 18 до 120 КГц.). Она состоит из генератора и излучателя колебаний. Генератор формирует электрические колебания с частотой ультразвукового диапазона и глубокой (до 90%) амплитудной модуляцией (50 - 100 Гц. и более, для ванн больших объемов). Излучатель преобразует электрические колебания в механические (ультразвук), которые передаются через стенку ванны в активную жидкостную среду. Желательным является наличие у ванны нагревательного элемента, разогревающего рабочую жидкость до определенной температуры (около 70 град. С.). Установленный таймер (электронный или механический) позволит мастеру заниматься другими вопросами во время работы ванны.

    Применяемость уз ванн на СТО шире, чем просто очистка инжектора. В них можно удалять твердые отложения с любых деталей автомобиля. Но следует помнить:

1. Поверхность очищается только там, куда проникает жидкость (поэтому сложные детали разбирают, форсунки чистят в рабочем (открытом) состоянии и т.д.);
2. На дно уз ванны класть предметы строго запрещается, не соблюдение данного условия приведет к поломки ванны;
3. Ронять уз ванну строго запрещается, чаще всего удар приводит к повреждению ультразвукового излучателя в месте крепления ко дну ванны, такую поломку устранить можно только в гарантийном сервисе;
4. Включать уз ванну без жидкости строго запрещается, на многих современных ваннах стоит защита в виде самовосстанавливающегося предохранителя, но не на всех;
5. Использовать ванну с воспламеняющимися жидкостями крайне пожароопасно, особенно в ваннах с подогревом.

    Обычно в ваннах применяются различные бесцветные жидкости на основе дистиллированной воды и чистящего концентрата (в пропорции 10:1), поэтому после чистки деталей или форсунок в уз ванне рекомендуется их промыть внутри и снаружи бензином во избежание появления ржавчины. Меняется жидкость на свежую по мере загрязнения, определяемую "на глаз", допустима фильтрация жидкости и повторное использование. Помните, что при включении излучателя в движение приходят не только частицы жидкости, но и примеси, находящиеся в жидкости. Но если частицы жидкости только чистят инжектор, то частицы примесей могут нанести ему механические повреждения. Следовательно, чистящая жидкость должна быть постоянно профильтрованной для повторного использования. При покупке жидкости к своей уз ванне следует обратить внимание на то, что она рекомендована к использованию в ванне с подогревом или без.

    Рекомендуем использовать качественные уз ванны российского производителя ПСБ-ГАЛС: ПСБ-1335-05, ПСБ-2835-05, ПСБ-4035-05 и ПСБ-5735-05. Есть ванны и большего объема, информацию по ним запрашивайте у менеджеров.

    Стенды для проверки и ультразвуковой очистки бензиновых форсунок (их еще называют ультразвуковыми стендами или уз стендами). Эти стенды реализуют так называемый метод чистки инжекторов со снятием с двигателя. Данный метод обычно дополняет метод безразборной (химической) очистки двигателя и предлагается как дополнительная процедура тестирования бензиновых форсунок, а так же очистка форсунок в уз ванне, если метод химической очистки не принес желаемого результата. Подробнее о методе химической очистки двигателя читайте тут.

    Все эти стенды представляют собой устройство, состоящее из двух "контуров" и общей панели управления. Под контурами подразумеваем следующее:

1. "Контур очистки" (иначе "промывочный контур"). Это уз ванна. Она может быть встроенной в корпус контура проверки, или быть независимым устройством. В первом случае с панели управления, встроенной в проверочный контур, происходит включение и выключение ванны и нагревательного элемента (если он есть), а так же подача питания и управление форсунками в различных режимах, имитирующих холостой или рабочий ход двигателя а/м. Во втором случае уз ванна включается отдельно со своей панели управления, но управления форсунками все равно обеспечивается через панель управления проверочного контура.
   
2. "Контур проверки" (а так же "проверочный контур", "диагностический контур") представляет собой устройство, имитирующее топливную рампу, в которую устанавливаются форсунки. На форсунки подводится напряжение и через панель управления задаются режимы холостого хода, рабочего хода, разгона и торможения (вариации зависят от производителей). Через форсунку под давлением пропускается специальная рабочая жидкость (о ней будет сказано ниже). Жидкость циркулирует по замкнутому контуру: бак проверочного контура, фильтр, насос, подающая магистраль в форсунки, обратно в бак. Назначение контура: протестировать основные показатели форсунок, установленных на одном двигателе: производительность и распыл. Все форсунки должны иметь показатели в рамках допустимых и не иметь большого процентного разброса между собой. "Контуры проверки" конструктивно сейчас представлены двумя модификациями: со съемными колбами с ручным сливом жидкости из них и со встроенными недемонтируемыми колбами с автоматическим сливом жидкостей из них. Второй вариант конструктивно реализован сложнее, поэтому дороже. Количество одновременно устанавливаемых в контур форсунок влияет только на удобство работы. Сейчас выпускают 4-х, 6-ти и 8-ми постовые стенды.

    В проверочном контуре применяется специальная подкрашенная жидкость, не содержащая в своем составе воду, имеющая характеристики и свойства (вязкость, текучесть и т.д.) аналогичные бензину, но не горючая. Использовать в проверочных контурах жидкость, применяемую для уз ванн, запрещено. Главным критерием при выборе жидкости становится ее "запах". Сильнопахнущие жидкости дешевле, но продолжительная работы с ними, особенно в плохо проветриваемом помещении, может привести к ухудшению здоровья мастера. Так же эти жидкости имеют некоторые чистящие свойства, что обеспечивает дополнительную очистку форсунок. Этой жидкостью достаточно промыть форсунки после использования в уз ваннах. Загрязнение жидкости так же определяется на глаз, грязь может попадать с рук мастера и форсунок, только что снятых с двигателя. Перед установкой форсунок в проверочный контур рекомендуется их промыть бензином с помощью кисточки, это продлит срок службы эксплуатируемой жидкости.

    При чистке форсунок должен быть обеспечен доступ жидкости к внутренним поверхностям. Попросту говоря, чтобы форсунка была вычищена не только снаружи, она должна находиться в рабочем состоянии и достаточно глубоко быть погружена в жидкость.

    Каждый стенд, должен уметь поддерживать форсунку в рабочем состоянии в процессе чистки, иначе эффект будет такой же, как если бы ее просто помыли снаружи жидкостью для чистки карбюраторов (это камень в огород желающих сэкономить: все знают, что отдельно купленная уз ванна гораздо дешевле, чем большой стенд). При чистке управление форсунками имеет некоторые особенности. Если во время промывки форсунок без снятия с двигателя (химическая очистка двигателя) они работают под управлением ЭБУ в привычном для нее режиме и охлаждаются проходящим топливом, то при чистке ультразвуком проточное охлаждение отсутствует, и температура внутренних деталей форсунки, при той же длительности и частоте открытия, может быть выше, чем при обычной работе. Поэтому при чистке особенно важно, чтобы ток через форсунку (а именно он является основным источником нагрева) был минимальным. Все современные стенды должны это условие соблюдать. По окончании чистки, необходимо обязательно кратковременно пролить каждый инжектор (форсунку) проверочной жидкостью в обратную сторону для удаления остатков отложений из встроенного фильтра, в противном случае они могут остаться внутри инжектора, будут продолжать мешать нормальной работе системы впрыска.

    Перечислять все возможные характеристики стендов и их значение не будем, это можно изучить в инструкциях, прилагаемых к каждому стенду. Но несколько рекомендаций по выбору стенда попробуем дать:

1. Не приобретайте стенды с пластмассовыми колбами, чаще всего такие колбы не выдерживают длительного воздействия жидкостей проверочного контура, мутнеют, меняют форму;
   
2. Используйте стенды, имеющие возможность подключения как можно большего вида форсунок (определяется наличием дополнительных адаптеров, которые могут входить в базовую комплектацию или приобретаться отдельно);
   
3. Используйте стенды, в которых реализована возможность работы с современными форсунками с керамическим напылением. Эта возможность может быть реализована отдельной программой, выбираемой через панель управления, или другими способами. Главным условием при работе с такими форсунками является их чистка в уз ванне в "открытом состоянии", когда игла не касается седла. Чистка их в уз ваннах в закрытом состоянии или в рабочем состоянии, но без соблюдения этого условия, приведет к порче форсунок без возможности их восстановления, а стоят они достаточно дорого;
   
4. Наличие режима "обратной проливки" желателен, хотя бы для стандартных, самых распространенных форсунок Bosch Motronic;
   
5. Удобнее использовать стенды с уз ваннами, не встроенными в проверочный контур, т.к., в случае выхода из строя ванны, в ремонт придется отправлять весь стенд, что грозит потерей клиентов на данную услугу, а значит потерей доходов. Если уз ванна идет отдельно от проверочного контура, в случае поломки ее всегда можно заменить на другую, а эту оправить в ремонт;
   
6. Желательно использовать уз ванны с подогревом, т.к. процесс очистки в такой ванне происходит быстрее, чем в уз ваннах без подогрева. Но нужно заметить, в некоторых ваннах с достаточно мощным излучателем жидкость неплохо нагревается и без дополнительного нагревательного элемента;
   
7. Если стенд имеет возможность одновременно управлять и проверочным и промывочным контуром, в случае большой популярности этой услуги на сервисе можно будет работать сразу с двумя комплектами форсунок, а значит обслуживать сразу двух клиентов;
   
8. Некоторые производители реализовывают в корпусе одного стенда два метода: проверку и ультразвуковую очистку форсунок, безразборный метод чистки двигателя. Такой стенд актуален для небольшого сервиса, где данные услуги не развиты, и позволит сэкономить денег его владельцу. Но в случае, если услуги раскручены, пользоваться стендом будет крайне неудобно, т.к. жидкости для химической очистки и для проверки форсунок заливаются в один бак, а смешивать их нельзя. Следовательно, придется постоянно сливать одну жидкость, промывать бак установки и заливать другую жидкость, если нужно сменить услугу на стенде. Кроме того, будет быстрее уменьшаться ресурс используемого в установке насоса.

    Рекомендуем использовать стенды российского производства SMC-3001 и SMC-3002, а так же стенды российско-китайского производства LUC-304, LUC-306 и LUC-308.

    При работе с форсунками могут понадобиться другие расходные материалы: колечки, фильтра, колпачки. Посмотреть можете здесь.

При использовании материалов статьи, обязательна ссылка на источник.