Что такое кавитация?

  Идея написания этой статьи родилась в результате многочисленных телефонных разговоров с людьми, желающими приобрести стенд для очистки форсунок, при этом они интересовались наличием в наших стендах функций «кавитация» и «антиудар». Здесь я попытался изложить своё мнение об этих терминах. И ввел новый термин – химическая очистка снятых с двигателя форсунок.
  В этой статье мы попытаемся разобраться, что такое «кавитация» и может ли она возникать при очистке форсунок. Для начала определимся с тем, что же такое кавитация.
  Существует два вида кавитации: гидродинамическая и акустическая.
  Впервые с вредными последствиями гидродинамической кавитации столкнулись судостроители при создании быстроходных кораблей. Оказалось, что при подаче больших мощностей к гребным винтам в окружающей жидкости возникают чередующиеся волны разрежения и давления. На фазе разрежения в воде образуются пузырьки пара, а на фазе давления эти пузырьки схлопываются, вызывая гидродинамический удар. Большая сила этого удара обусловлена несжимаемостью жидкости. В результате этих схлопываний на поверхности гребных винтов образуются каверны, и дело доходило даже до разрушения винтов.
  Ярким примером акустической кавитации служит ультразвук. И действительно, если в жидкость опустить ультразвуковой излучатель, то мы можем наблюдать возникающие и схлопывающиеся пузырьки. Ученые и инженеры, анализируя все эти явления, смогли изначально вредное явление гидродинамической эрозии обратить в полезные процессы зачистки и очистки разнообразных деталей от разнообразных загрязнений. Наибольшее распространение получили ультразвуковые ванны.
  Теперь хотелось бы остановиться на рекламируемых некоторыми производителями установках кавитационной очистки инжекторных форсунок. По предположениям авторов кавитация должна возникнуть в результате взаимодействия быстро движущейся запорной иглы форсунки с находящейся в форсунке жидкостью. С этой целью авторы подают на обмотку форсунки импульсы с частотой от 0,4 до 5 кГц, но форсунка не может работать на такой частоте при штатном напряжении в 12В, поэтому разработчикам пришлось вдвое увеличить это напряжение, в результате этого на таких стендах форсунка работает под напряжением 24В.
  Первая проблема - это частота колебаний. Как известно ультразвуковые колебания возникают на частотах от 20 кГц до 60 кГц, и заявляемая частота 5 кГц и близко не приближается к этому диапазону. Вторая проблема - это подаваемая мощность, на гребных винтах низкая частота колебаний компенсируется громадной подаваемой мощностью. В нашем же случае даже при подаче на форсунки опасного для них напряжения 24 В, мощность подаваемая на запорную иглу не превышает 20 Вт. В то время как, даже ультразвуковые излучатели более менее эффективны при подаче на них мощности не менее 50 Вт, а качественная очистка может достигаться при мощности не менее 100 Вт.
  Кроме того, при увеличении управляющего форсункой напряжения до 24В, разработчики столкнулись с проблемой так называемого «расклепывания» иглы форсунки, для борьбы с этим эффектом им пришлось ввести так называемую функцию «антиудар».
  Нам часто задают вопрос - имеется ли у стендов «Пульсар» функция «антиудар»? Нет в наших стендах нет такой функции, потому, что у нас форсунки работают при штатном для них напряжении
12 В, при этом никакого «расклепывания» не происходит, как этого не происходит и на автомобиле.
  Что же происходит на практике. Как известно, для работы кавитационных устройств используются нейтральные жидкости - вода, керосин. Ультразвуковые ванны, по многочисленным отзывам на форумах, нормально очищают форсунки на воде с небольшим добавлением моющих средств. В тоже время изготовители установок для кавитационной очистки инжекторных форсунок рекомендуют использовать специальные жидкости для химической очистки инжекторных форсунок, например, «WYNN’S», которые, как известно, прекрасно справляются со своей задачей и без всякой кавитации.
  И, наконец, можно предложить такой эксперимент - в установку для кавитационной очистки инжекторных форсунок вместо специальной жидкости для химической очистки залейте обычный керосин, и попытайтесь промыть загрязненные форсунки - результат будет красноречив. Керосин будет выходить из форсунок чистым, значит, он не выполняет никакого очищающего эффекта, и форсунки останутся такими же загрязненными, как и были.
  Таким образом, из всего вышесказанного можно сделать следующие выводы:

1. Кавитация в стендах очистки форсунок не может возникнуть в принципе;
2. Несомненным вредом для форсунки является подача на неё удвоенного напряжения, именно из-за этого на форумах бытует мнение, что форсунку нельзя чистить более 2-3 раз, она просто перестает работать;
3. Результат очистки форсунок на стенде с заявленной кавитацией будет таким же, как и на стенде с химической чисткой, потому что качество очистки в обоих случаях зависит только от чистящих свойств жидкости.

  Наши стенды «Пульсар» подают на форсунки импульсы, напряжением 12В гарантированно не нанося им вред, полностью используя возможности чистящей жидкости, кроме того, колебания иглы вызывают микрогидроудары способствующие отслоению частиц, растворенных промывочной жидкостью.
  В наших стендах с индексом К и в стенде «Пульсар 4 Турбо» оператор имеет возможность регулировать частоту импульсов, таким образом, регулируя производительность форсунок для экономии чистящей жидкости.

к.т.н., доцент кафедры технической эксплуатации и сервиса автомобилей ХНАДУ (ХАДИ)
Зрелов В.И.