Материал: 2410

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

ние – исправное, неисправное или отказ. Для исправного состояния конструктивные и регулировочные параметры форсунки должны соответствовать нормативно-техническим значениям с учетом допуска.

Таблица 5.1

Влияние конструктивных и регулировочных параметров форсунки на ее состояние

Диагностируемый

 

 

 

 

Состояние форсунки

параметр ТА

 

 

исправное

 

 

неисправное

отказ

1. Износ пары «игла –

 

Начальный

 

 

Зазор более

Зазор более

корпус распылителя».

зазор плюс 3 мкм

 

8 мкм

10 мкм

Начальный диаметраль-

 

 

 

 

 

 

 

ный зазор

2 – 4 мкм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

2. Нарушение герме-

 

 

 

 

 

 

 

тичности посадочного

 

Сухой носик

 

 

Увлажнение

Образование

конуса распылителя.

Ре-

 

распылителя

 

 

носика

капель на носике

гулируют форсунку на

 

 

 

 

Д

распылителя

 

 

 

 

 

распылителя

давление открытия иглы

 

 

 

 

 

 

 

(например,

34 МПа).

 

 

 

А

 

 

 

Снижают давление до 30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МПа и в течение 10 с

 

 

б

 

 

 

 

наблюдают за носиком

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

распылителя

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Зависание иглы рас-

 

Подвижная

 

 

Потеря

Игла

пылителя

 

 

 

 

гла

 

 

подвижности

неподвижная

4. Снижение давлен я

 

Нормативное

 

 

Снижение

Снижение

начала открытия иглы от

 

значение

 

давления на 20%

давления

нормативного значен

я,

 

 

 

 

 

 

более

например,

34 МПа

и

 

 

 

 

чем на 20%

5. Уменьшение эффек-

 

Нормативное

 

Уменьшилось

Уменьшилось

тивного сечения распы-

 

значение

 

 

на 15%

более чем

лителя. НормативноеС

 

 

 

 

 

на 30%

значение, например,

 

 

 

 

 

 

 

 

0,86 мм2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Дополнительный

 

 

Один

 

 

Два

Два

впрыск топлива

 

 

впрыск

 

 

впрыска

впрыска

7. Увеличение макси-

 

Нормативное

 

 

Увеличение

Более чем

мального хода иглы. На-

 

значение

 

 

на 50%

на 70%

чальное нормативное

 

 

 

 

 

 

 

 

значение, например,

 

 

 

 

 

 

 

 

0,75 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

86

В настоящее время важное место в системе обслуживании машин без ее разборки получило техническое диагностирование. Определение состояния машины и прогноз дальнейших изменений ее параметров составляет задачу диагностики, которая позволяет оценить состояние машины в данный момент, установить, исправна или неисправна она, какие ее узлы, сопряжения и детали нуждаются в техническом обслуживании или замене.

В качестве носителя информации о техническом состоянии форсунки принято изменение давления топлива в нагнетательном трубопроводе или хода иглы. Любое изменение параметров форсунки будет влиять на величину и характер изменения давления в трубопроводе в момент впрыска и в период между впрысками. Для регистрации

давления использовался мембранный тензометрический датчик. Наи-

 

 

 

И

 

более точную информацию о состоянии форсунки датчик определяет

при установке его на входе в форсунку.

 

 

 

 

Д

 

 

5.3. Диагностирование топливной аппаратуры

 

с использованием накладного пьезоэлектрического

 

 

датчика давления

 

Для

определения

бА

 

необхо-

дим такой

 

 

давле-

ния топлива

 

 

Кроме

того, на больших ц кловых подачах и частотах вращения

вала дви-

 

и

 

 

 

С

 

 

 

гателя увеличение д аметрального зазора выше предельного, незна-

чительно влияет на зменен е давления в трубопроводе.

Однако на

малых частотах вращения вала насоса nн увеличение зазора в распылителе значительно уменьшает давление в трубопроводе, ухудшая впрыск топлива.

При разработке диагностических систем дизельных двигателей основное внимание уделяется работе топливной аппаратуры (ТА). Настройкой ТА определяются важнейшие характеристики процесса сгорания топлива – момент воспламенения топлива в цилиндре и качество его последующего сгорания.

Современное состояние системы ремонта двигателей внутреннего сгорания предъявляет свои требования к диагностическим системам. В первую очередь, это универсальность диагностического оборудования, применяемость к различным типам двигателей. Вовторых, это возможность выполнения диагностических работ в усло-

87

виях эксплуатации на частичных режимах работы двигателя или даже на холостом ходу.

Эффективность работы двигателя в основном зависит от состояния ТА. Техническое состояние ТА можно определить по анализу давления в топливопроводе и хода иглы распылителя форсунки.

Диагностирование ТА проводят следующими методами:

1.Осциллографируют процесс подачи топлива, фиксируя импульс давления в топливопроводе. Полученную диаграмму сравнивают с эталонной (контрольной) диаграммой и определяют техническое состояние ТА.

2.Опытную диаграмму сравнивают с набором диаграмм, полученных с заведомо известными характерными неисправностями (на-

пример, потеря подвижности иглы распылителя). Эффективность данного метода диагностики зависит от набораИимеющихся в базе данных диаграмм с известными неисправностями и сравнения их при помощи ЭВМ с контрольной диаграммойД.

3.Сравнивают опытную характеристику подачи топлива с рас-

четной характеристикой.

Неисправности топливнойАаппаратуры рекомендуется определять при помощи зажимного (съемного) датчика [18], «пьезоплёнка» 8 которого (рис. 5.3) прибпомощи специального устройства прижимается к цилиндрической поверхности трубопровода высокого давления 7. Плёнка датчика обладаетипьезоэлектрическими свойствами. Такие свойства имеют, напр мер фторсодержащие полимерные плёнки. Обе поверхности плёнкиСметалл з руются для возможности съема разности потенциалов.

При радиальной деформации трубки (до 0,001 мм) изменяется сопротивление «пьезоплёнки», а при помощи усиливающей и регистрирующей аппаратуры фиксируется импульс давления, по анализу которого определяется состояние насоса высокого давления и форсунки. В качестве отрицательного электрода используется трубопровод 7, который связан электрически с внутренней поверхностью через медную фольгу 5. Наружная поверхность плёнки связана со штырьковой клеммой при помощи электрода 4.

Датчик давления зажимной выпускает австрийская фирма AVL

срычажным или с винтовым креплением. Размер внутренней полости датчика должен обязательно соответствовать значению наружного диаметра трубопровода (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 мм).

88

Рис. 5.3. Датчик давления съемный (зажимной):

1 – неподвижный корпус датчика; 2 – подвижный корпус датчика; 3 – упругий элемент; 4 – наружный электрод; 5 – внутренний электрод

(медная фольга); 6 – петля; 7 – трубопроводИ; 8 – «пьезоплёнка»; 9 – ручка прижимного устройства; 10 – гнездо датчика

5.4. Последовательность диагностирования по изменению

давления топлива на Двходе в форсунку

ложен контрольныйирежимбраАоты топливной аппаратуры дизеля Д-440 с цикловой подачей qц на номинальном режиме и на малой частоте вращения вала насоса (qц = 100 мм3, nн = 600 мин-1). Форсунка была отрегулирована на начальное давление открытия иглы 18 МПа.

Для проведения диагностики по изменению давления был пред-

Вид неисправности форсунки определялся сравнительным способом по изменению характерных точек и участков на диаграмме

давления. Для этого были сняты осциллограммы (импульсы давления)

с известными неисправностямиС

форсунки.

1.1. На режиме малых частот и цикловых подач, близких к номинальной для топливной аппаратуры, с параметрами, которые соответствуют требованиям завода-изготовителя, датчиком фиксируют эталонный (контрольный) импульс давления с пояснением характерных точек и участков [20].

1.2. Для каждого вида возможных неисправностей (снижение давления открытия иглы, образование кокса в сопловых отверстиях, потеря подвижности иглы, увеличение зазора между иглой и направляющей) фиксируется измененный (нарушенный) импульс давления.

89

1.3. Полученный импульс давления сравнивается с эталонным, если он изменен, то путем сравнения (используется программное обеспечение) с заранее снятыми осциллограммами определяется вид неисправности.

На контрольном режиме для исправной топливной аппаратуры была снята эталонная осциллограмма (рис. 5.4), имеющая характерные точки и участки. Для анализа импульса давления топлива в трубопроводе Pф на осциллограмме имеется шкала давления, линия атмосферного давления P0, отметка времени 0,002 с.

 

 

 

И

 

 

 

Д

 

 

А

 

 

б

 

 

Рф

Рис. 5.4. Эталонный импульс давления топлива у форсунки

и

 

 

 

 

и линия атмосферного давления Ро

 

На эталонном мпульсе давления выделим характерные точки и участки: 1 − остаточное давление в трубопроводе, измеренное относительно нулевой линии; 2 − начало роста давления на входе в форсунку; 3 − пауза роста давления вследствие поднятия нагнетательно-

го клапана; 4-5 − падение давления в результате подъема иглы фор-

сунки; 5- 6 − продолжениеС

процесса впрыска; 7 − начало посадки иг-

лы на седло; 8 − прекращение понижения давления; 2-8 − период превышения давления в трубопроводе над остаточным давлением Ро; 8-9 − расстояние между прямой и отраженной волнами давления топлива; 10 − колебания отраженной волны.

На рис. 5.5 и 5.6 приведены импульсы давления топлива при снижении давления начала открытия иглы форсунки на 20 и 40 %. Для данной неисправности характерным являются уменьшение максимального давления в трубопроводе (22 и 19 МПа вместо 25 МПа), увеличение расстояния между прямой и отраженной волнами, снижение амплитуды отраженной волны.

90