Способ диагностики топливной аппаратуры дизеля

 

Использование: двигат.елестроение, диагностирование дизельных двигателей. Сущность изобретения: для диагностики топливной аппаратуры дизеля измеряют продолжительность впрыска на минимальной и максимальной частотах вращения коленвала, определяют величину отношения второй к первой. По отклонению полученной величины от эталонного значения оценивают техническое состояние топливного насоса высокого давления. 1 табл., 1 ил. (Л С х| О 00 ч| ю со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 02 M 65/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ 4 о

00 4

О (гд (21) 4863140/06 (22) 27,08.90 (46) 15.10.92. Бюл, М 38 (71) Самарский институт инженеров железнодорожного транспорта им. М,Т.Елизарова (72) С.А.Серпов, В.П,Криволапов и Ю.Д.Ермаков (56) Володин А.И., Вихреев В.В., Ягунов

С.Б., Гельфонд Я.Ю. Контроль работоспособности топливной аппаратуры (Межвуз. сб. научн,тр,), Исследование надежности и экономичности дизельного подвижного состава. Омский ин-т инж.ж.д.транс„1983, с,31 — 33.

Просвиров Ю,Е. Создание аппаратнопрограммного и технологического обеспечения диагностирования систем дизеля.

Отчет о НИР. Куйб.ин-т.инж.ж,д.транс. Куйбышев, 1988, с.7 — 13.

Авторское свидетельство СССР

М 985389, кл. F 02 М 65/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N 1065715, кл. F 02 М 65/00, 1982, Исследование фазовых параметров вибропроцессов топливной аппаратуры дизелей типа Д100 в диагностических целях.

Ермаков Ю.Д., Серпов С.А„ Криволапов

В.П., Целиковская В.С, Двигателестроение, 1989, N 2. с.22-23.

Изобретение относится к диагностированию дизельных двигателей и, в частности к диагностированию топливной аппаратуры дизелей с индивидуальными топливными насосами.

Известны способы диагностирования топливной аппаратуры дизелей по длительности впрыска на заданном скоростном ре Ы „„1768793 А1 (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ ДИЗЕЛЯ (57) Использование: двигателестроение, диагностирование дизельных двигателей.

Сущность изобретения: для диагностики топливной аппаратуры дизеля измеряют продолжительность впрыска на минимальной и максимальной частотах вращения коленвала, определяют величину отношения второй к первой. По отклонению полученной величины от эталонного значения оценивают техническое состояние топливного насоса высокого давления. 1 табл., 1 ил. жиме работы дизеля, Дизель выводят на дий агностический скоростной и нагрузочный режим и специальными электронными устройствами с помощью различных датчиков, например датчиков хода иглы вибродатчиков, вихретоковых датчиков и др., и датчика угла поворота коленчатого вала дизеля измеряют продолжительность впрыска топли1768793 ва и по этому параметру, сравнивая его с эталонным для данного режима, определяют общее состояние топливной аппаратуры (насоса. трубопровода, форсунки).

Недостатки вышеуказанных способов состоят в невозможности разделения дефектов насосов, трубопроводов (изменение гидравлической характеристики) и форсунок.

Известны способы контроля технического состояния топливной аппаратуры дизелей.

Недостатками данных способов является то, что они позволяют выявить неисправность только у форсунок при неизвестном техническом состоянии насосов и трубопроводов.

Известен способ диагностирования топливной аппаратуры дизелей, заключающийся в измерении продолжительности впрыска топлива на одном заданном скоростном режиме работы при максимальной величине подачи топлива топливными насосами.

Данный способ выбран авторами в качестве прототипа.

Недостаток известного способа заключается в том, что невозможно разделить дефекты насоса, трубопровода и форсунки, так как изменение продолжительности впрыска происходит из-за неисправностей форсунки, изменения гидравлической характеристики трубопроводов, и из-за изменения плотности плунжерной пары топливного насоса. Это объясняется тем, что увеличение усилия затяжки пружины приводят к более позднему впрыску, уменьшению продолжительности впрыска. Изменение диаметра топливопровода из-за

"гидравлических ударов" приводит к снижению производительности топливной системы и максимального давления впрыскивания, Точно так же на продолжительность впрыска влияет и снижение плотности плунжерной пары топливного насоса высокого давления (ТН ВД), так как увеличиваются перетечки топлива из надплунжерной полости ТНВД через увеличенный зазор между плунжером и втулкой насоса, Из-за этого невозможно разделить эти дефекты насоса, трубопровода, форсунки.

Цель изобретения заключается в повышении достоверности диагностирования топливного насоса высокого давления за счет определения состояния плунжерной пары.

Поставленная цель достигается тем, что в способе диагностирования топливной аппаратуры, заключающимся в измерении продолжительности впрыска топлива на за5

55 данном скоростном режиме работы при максимальной величине подачи топлива топливными насосами, дополнительно измеряют продолжительность впрыска топлива на минимальной и максимальной частотах вращения коленвала дизеля, затем определяют отношение продолжительности впрыска на максимальной частоте вращения коленвала к минимальной частоте и по отклонению этого отношения от эталонного оценивают техническое состояние топливного насоса высокого давления.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается наличием новых операций: измерением на минимальной и максимальной частотах вращения коленвала дизеля продолжительности впрыска топлива, определение отношения указанных продолжительностей и их отклонение от эталонного значения.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующая предлагаемый способ диагностирования. Устройство содержит вибродатчики 1,1 — 1.20, предварительные усилители с фильтрами 2,1 — 2.20, коммутатор аналоговых сигналов 3, датчик углового положения коленчатого вала дизеля 4, аналого-цифровой преобразователь 5, микроЭВМ 6.

Работа устройства заключается в следующем.

Перед запуском дизеля устанавливается датчик углового положения 4 и жестко связывается с коленчатым валом, На корпусах форсунок устанавливаются вибродатчики 1,1 — 1,20.

После пуска и вывода дизеля на режим микроЭВМ по программе или по командам оператора переключается коммутатор на необходимую форсунку. Сигнал с вибродатчика этой форсунки пройдя предварительный усилитель и коммутатор поступает на вход аналого-цифрового преобразователя.

С выхода аналого-цифрового преобразователя сигнал в цифровом виде записывается в оперативное запоминающее устройство микроЭВМ по ее командам, а затем на гибкий или жесткий диск, т.е. в долговременное запоминающее устройство. По окончании записи сигналов от всех форсунок микроЭВМ по специальной программе определяет продолжительность впрыска форсунок на режимах, сравнивает с эталонными и распечатывает протокол диагностирования, где указываются дефектные плунжерные пары топливных насосов высокого давления.

Способ осуществляется на дизеле типа

29100, каждый цилиндр которого оборудован двумя индивидуальными топливными

1768793

55 насосами и двумя форсунками. На корпуса форсунок установили вибродатчики типа

АВС, которые воспринимали вибросигналы, генерируемые ударом иглы об упор при подъеме, а при посадке с корпус распылителя. Первый сигнал соответствовал началу впрыска, второй — окончанию. Угол поворота коленчатого вала между этими сигналами соответствовал продолжительности впрыска в угловых градусах и определялся с помощью датчика угла поворота (например, IRC — 111), связанного с коленчатым валом. Сигналы с вибродатчиков и датчика угла поворота подавались на измерительное устройство. На минимальной частоте вращения работающего дизеля у проверяемого топливного насоса рейка выводилась на полную подачу топлива вручную. Производилось измерение продолжительности впрыска. Таким же образом производились действия с остальными топливными насосами, Затем дизель выводился на максимальную частоту вращения и проводилось измерение продолжительности впрыска на этом режиме, причем рейка соответствующего топливного насоса также выводилась на полную подачу топлива. Далее определялось отношение продолжительности впрыска на максимальной частоте вращения коленвала дизеля к продолжительности впрыска на минимальной частоте вращения и по их отклонению эталонного значения оценивалось состояние топливного насоса.

Большая величина расхождения указывает на повышенный износ плунжерной пары насоса, так как форсунка в обоих случаях была одна и та же. Это объясняется тем, что на минимальной частоте вращения коленвала дизеля утечка топлива через зазор между плунжером и гильзой больше, чем на максимальной частоте вращения.

Следовательно, при повышенном зазоре гильза-плунжер продолжительность впрыска при установке рейки в положение полной подачи и на минимальной частоте вращения должна быть меньше, чем нг максимальной частоте вращения, так как в этом случае увеличены утечки топлива из нагнетательной полости ТНВД через зазор плунжер-гильза. При нормальном зазоре плунжер-гильза изменение отношения продолжительностей впрыска не превышает

2 о/

После проведения измерений на дизеле насосы снимались и проводилась их проверка на плотность на стенде для испытания плунжерных пар топливных насосов дизеля

2Д100.

Результаты измерений на дизеле 2Д100 тепловоза ТЭ вЂ” 3 % 3174 секция Б в процессе испытаний по 10 форсункам сведены в таблицу.

Данные измерений показывают, что у 1, 4 и 8 насосов отношение продолжительности впрыска на максимальной частоте вращения коленвала п = 850 об/мин к минимальной частоте и = 400 об/мин при выдвинутой рейке на полную подачу топлива превышает более чем на 2 .

Проверка на стенде А53 всех 10 насосов показала, что именно у 1, 4, и 8 насосов плотность плунжерных пар составила мене

2 с, допускаемых по техническим условиям.

Плотность плунжерных пар остальных насосов оказалась более 2 с, т.е. нормальной.

Использование заявляемого способа диагностирования топливной аппаратуры дизеля с индивидуальными топливными насосами позволяет определять техническое состояние топливного насоса непосредственно на работающем дизеле, без его снятия и испытания на производительность на стационарном стенде, что в свою очередь сокращает время на обнаружение неисправного топливного насоса. Это позволяет сократить простой подвижной единицы в ремонте и соответственно увеличить время ее эксплуатационной работы, Формула изобретения

Способ диагностики топливной аппаратуры дизеля, заключающийся в измерении продолжительности впрыска топлива при установке рейки насоса в положение максимальнойй подачи топлива работающего дизеля, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и достоверности диагностирования за счет определения технического состояния плунжерной пары, продолжительность впрыска измеряют на минимальной и максимальной частотах вращения коленчатого вала дизеля, определяют величину отношения продолжительности впрыска топлива на максимальной частоте вращения коленчатого вала к продолжительности впрыска на минимальной частоте вращения коленчатого вала дизеля и по отклонению этой велйчины от эталонного значения оценивают техническое состояние топливного насоса высокого давления дизеля.

1768793

П одолжительность вп ыска в г а сах пово ота коленвала об/мин

Составитель С. Серпов

Техред М.Моргентал Корректор Е. Папп

Редактор

Заказ 3629 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

850

9,10

9,45

10,2

9,5

9,78

9,0

9,39

1 1,2

10,5

10,75

9,2

9,4

9,0

9,40

9,45

9,6

11,2

11,34