Способ диагностики топливной аппаратуры дизеля Советский патент 1992 года по МПК F02M65/00 

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 режиме работы дизеля. Дизель выводят на диагностический 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 топлива 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 ве- личине 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 (ТНВД), так как увеличиваются перетечки топлива из надплунжер- ной 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 заданном 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

0 по отклонению этого отношения от эталонного оценивают техническое состояние топливного насоса высокого давления.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом пока5 зывает, что заявляемый способ отличается наличием новых операций: измерением на минимальной и максимальной частотах вращения коленвала дизеля продолжительности впрыска топлива, определение

0 отношения указанных продолжительностей и их отклонение от эталонного значения.

На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующая предлагаемый способ диагностирования. Устройство

5 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,

0 микроЭВМ 6.

Работа устройства заключается в следующем.

Перед запуском дизеля устанавливается датчик углового положения 4 и жестко

5 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

0 оператора переключается коммутатор на необходимую форсунку, Сигнал с вибродатчика этой форсунки пройдя предварительный усилитель и коммутатор поступает на вход аналого-цифрового преобразователя.

5 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

0 запоминающее устройство. По окончании записи сигналов от всех форсунок микро- ЭВМ по специальной программе определяет продолжительность впрыска форсунок на режимах, сравнивает с эталонными и распе5 чатывает протокол диагностирования, где указываются дефектные плунжерные пары топливных насосов высокого давления.

Способ осуществляется на дизеле типа 29100, каждый цилиндр которого оборудован двумя индивидуальными топливными

насосами и двумя форсунками. На корпуса форсунок установили вибродатчики типа ABC, которые воспринимали вибросигналы, генерируемые ударом иглы об упор при подъеме, а при посадке с корпус распылите- ля. 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 указы- вает 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 на максимальной частоте вращения, так как в этом случае увеличены утечки топлива из нагнетательной полости ТНВД через зазор плун- жер-гильза. При нормальном зазоре плунжер-гильза изменение отношения про- должительностей впрыска не превышает 2%.

После проведения измерений на дизеле на- сосы снимались и проводилась их проверка на

плотность на стенде для испытания плунжерных пар топливных насосов дизеля 2Д100.

Результаты измерений на дизеле 2Д100 тепловоза ТЭ-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 п 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 максимальной 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 величины от эталонного значения оценивают техническое состояние топливного насоса высокого давления дизеля.

//

2.1

Использование: двигат.елестроение, диагностирование дизельных двигателей. Сущность изобретения: для диагностики топливной аппаратуры дизеля измеряют продолжительность впрыска на минимальной и максимальной частотах вращения ко- ленвала, 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

720

220

1