CC BY
92
УДК 629.113.004
УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИКИ ДИЗЕЛЕЙ С РАЗДЕЛЁННОЙ
СИСТЕМОЙ ВПРЫСКА
А.В. Марусин
Рассматриваются устройство, его конструкция, для оценки полезного перемещения иглы распылителя форсунки автомобиля КамАЗ с топливной аппаратурой разделённого типа. Показано применение данного устройства для диагностирования топливной системы автомобиля как на технологической базе предприятия, так и в условиях эксплуатации.
Ключевые слова: топливная аппаратура, дизель, форсунка КамАЗ, оптическая система, перемещение илы.
Топливная система дизеля является сложным и высокотехнологичным узлом двигателя, от её состояния в значительной степени зависят экологические и экономические показатели эксплуатации автомобиля в целом. Для поддержания топливной аппаратуры дизеля в рабочем состоянии необходимо своевременно получать информацию о состоянии отдельных её узлов и деталей. Форсунка - один из важнейших элементов в топливной аппаратуре дизеля, от неё зависят такие параметры топливной системы, как своевременный впрыск, распыливание и дозация подачи топлива.
Определить её состояние возможно с помощью устройства для оценки реального хода иглы форсунки. В иностранной литературе и базе патентов на изобретения предложены аналоги, но с их помощью невозможно отследить полный ход иглы, а в силу помех они определяют лишь момент начала её подъёма (рис. 1) [1, 2].
См пильное и;ш|»1жгнне
Рис. 1. Реальное перемещение иглы и сигнал встроенного индуктивного датчика перемещения иглы
Использование предлагаемого устройства позволит значительно сократить стоимость и время диагностирования топливной аппаратуры и форсунок автомобиля КамАЗ. С помощью устройства для оценки реального хода иглы можно определять такие неисправности топливной аппаратуры, как нарушение угла опережения впрыска топлива, неточность цикловой подачи, ухудшение распыливания топлива, износ плунжерной пары топливного насоса высокого давления и т.д. [3].
Данные о ходе иглы могут указывать на следующие неисправности. Увеличение хода иглы указывает на возможность запаздывания посадки иглы, что, в свою очередь, отрицательно влияет на конечную фазу распыливания топлива и на его расход, определяет возможность прорыва газов в распылитель, что приводит к закоксовыванию сопловых отверстий [4]. Ранний и поздний впрыск топлива характерны при возникновении ошибки регулировщика при настройке топливной аппаратуры дизеля (при выставлении угла опережения впрыска).
Такая ошибка может привести к увеличению расхода топлива, потере мощности двигателя и повышению токсичности газов выпускной системы. Поздний впрыск возможен также и при износе плунжерной пары. Изменение скорости передвижения иглы форсунки может говорить об износе плунжерной пары ТНВД, потере плотности сопряжения между корпусом форсунки и распылителя, увеличении зазора между корпусом распылителя и иглой, а также о деформации корпуса распылителя при снижении и увеличении цикловой подачи, закоксовывании распылителя форсунки. Дополнительный впрыск топлива приводит к дымности выпускных газов, закоксовыванию распылителя и увеличению расхода топлива. Причины появления подвпрыскиваний топлива характерны для зависания нагнетательного клапана ТНВД и сужения проходных отверстий распылителя.
Зависание иглы форсунки способствует увеличению угла опережения впрыска топлива, увеличению расхода топлива, дымности выхлопных газов. В этом случае игла теряет подвижность, форсунка работает как открытая, что позволяет цилиндровым газам проникать в полость распылителя, образуя кокс в его сопловых отверстиях. Зависание иглы может произойти на любых участках её посадки. Это возможно при малой величине диаметрального зазора между распылителем и направляющей, а также при попадании в данное сопряжение твёрдых загрязнителей.
Устройство устанавливается непосредственно в корпус форсунки КамАЗ-740 в верхней части, сохраняя герметичность, как представлено на рис. 2.
Устройство представляет собой систему из оптической пары, конструктивно состоящей из двух функциональных узлов, приёмника и излучателя, и видоизменённой штанги форсунки. В оптической паре бесконтактной системы определения положения иглы форсунки использованы
инфракрасный светодиод БШ-БМ1331 и фотодиод БРШ4Ш в качестве излучателя и приёмника соответственно. В систему так же включены резисторы: Я1 для ограничения максимального тока светодиода и К2 для прочтения сигнала на осциллографе. Электрическая схема подключения представлена на рис. 3.
Рис. 2. Форсунка ДВСКамАЗ-740: а - форсунка с оптической парой и изменённой штангой (затушёвано), б - стандартная: 1 - корпус распылителя; 2 - гайка распылителя; 3 - проставка; 4 - штифты; 5 - штанга форсунки; 6 - корпус форсунки; 7 -уплотнительное кольцо; 8 - штуцер форсунки;
9,10 - регулировочные шайбы; 11 - пружина форсунки;
12 - игла распылителя; 13 - щелевой фильтр;
14 - оптическая пара
Перемещение иглы форсунки прерывает прямой световой луч, проходящий от излучателя к приёмнику, вызывает изменение тока фотодиода и, как следствие, уровень падения напряжения на резисторе Я2, значения которого фиксируются осциллографом. Установка излучателя и приёмника в корпусе форсунки требует определённой точности, так как необходимо соблюдать их соосность и перпендикулярность к оси движения штанги форсунки. Оптическая пара предназначена для работы в диапазоне частот от 1 до 50 Гц, что соответствует изменению частоты вращения коленчатого вала дизеля и позволяет варьировать длительность управляющего импульса. Питанием может служить любой источник с напряжением от 10 до 60
В., что способствует его подключению к элекросистеме автомобиля без дополнительного блока. Изменения штанги форсунки заключаются в технологической припайке к ней штока, который будет перекрывать световой луч светодиода, расположенного в корпусе форсунки (см. рис. 2.). Для того чтобы не менять веса движущихся частей форсунки, возможно изготовление штанги совместно со штоком из высокопрочных композитных сталей. Из вышесказанного следует, что данное устройство может работать от электрической системы автомобилей КамАЗ.
Рис. 3. Электрическая схема устройства оценки полезного
перемещения иглы форсунки: 1 - излучатель; 2 - приёмник
Установка в корпус форсунки оптической пары и замена штанги форсунки не требует дорогостоящих операций. В условиях массового производства применение данного устройства достаточно дёшево и просто в обслуживании. Отказ оптической пары не отразится на работе форсунки, что обеспечивает её работу в штатном режиме.
Таким образом, применение предлагаемого устройства существенно снижает трудоёмкость и стоимость определения отказов и неисправностей топливной аппаратуры дизеля.
Список литературы
1. Данилов Ю.И., Денисов А.С., Данилов И.К. Совершенствование планирования эксплуатационно-ремонтных циклов двигателей внутреннего сгорания // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2013.Е.1. №1 (69). С.229 - 232.
2. Системы управления дизельными двигателями / пер. с нем. М.: ЗАО «КЖИ «За рулем» 2004. 480 с.
3. Михайлова Л.Ю. Датчик давления для осциллографирования хода иглы распылителя форсунки // Материалы Всероссийской 65-й научно-технической конференции "Ориентированные фундаментальные приклад-
ные исследования - основа модернизации и инновационного развития архитектурно-строительного и дорожно-транспортного комплексов России". Кн. 2. Омск, 2011. С. 397 - 402.
4. Трусов В.И., Дмитриенко В.П., Масляный Г. Д. Форсунки автотракторных дизелей М.: Машиностроение, 1977. 167 с.
Марусин Александр Вячеславович, асп., ассист., 892 71333424@mail. ru, Россия, Саратов, Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина
DIAGNOSIS DEVICE DIESEL WITH SEPARA TED INJECTION SYSTEM
A. V. Marusin
These units, its design, to assess the utility move the needle injector nozzle KAMAZ with fuel equipment-separated type. The use of this device for diagnosing the vehicle fuel as the technological basis of the enterprise, as well as in the field.
Key words: fuel injection equipment, diesel nozzle KamAZ, the optical system, the movement of silt.
Marusin Alexander Vyacheslavovich, postgraduate, assistant, 892 71333424@mail. ru, Russia, Saratov, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov
