Способ определения технического состояния топливной системы дизельных двигателей Советский патент 1982 года по МПК F02M65/00 

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано для диагностики топливной аппара туры дизельных двигателей. Известен способ определения технического состояния топливной системы дизельного двигателя путем определения параметров изменения давления топлива в нагнетательной магистрали в процессе впрыска топлива исследуемой системы и сравнения эти параметров с эталонными ij. Для определения технического состояния топливной аппаратуры известным способом необходима установка датчиков в нагнетательных магистралях каждого цилиндра двигателя и последующая съемка этих датчиков, что является трудоемкой операцией, к тому же снижающей .надежностью работы топливной системы из-за возможной разгерметизации резьбовых соединений. Цель изобретения - снижение трудоемкости определения технического состояния топливной системы. Указанная цель достигается тем, что параметры изменения давления топлива в нагнетательной магистрали определяют по изменению величины момента сопротивления вращения кулачкового вала топливного насоса, а величину момента сопротивления измеряют с помощью датчика крутящего момента. Техническое состояние любого элемента топливной системы двигателя форсунки, нагнетательного клапана, плунжерной пары топливного насосат вызывает изменение момента сопротивления, действующего на кулачковый вал топливного насоса. Так, от давления открытия форсунок зависит величина момента сопротивления, продолжительность впрыска влияет на длительность действующего момента, состояние нагнетательного клапана 3 определяет интенсивность нарастания и убывания момента сопротив ления, т.е. .Величина момента сопротивления вращения кулачкового вала топливного насоса находится в прямо зависимости от давления топлива в нагнетател/ьной магистрали топливной системы, что позволяет с помощь одного датчика крутящего момента, у тановленного на кулачковом валу топливного насоса, определить параметры изменения давления в нагнетательных магистралях всех цилиндров. На чертеже представлена закономерность изменения давления в нагнатательной магистрали топливной системы дизельного двигателя. Линия выше атмосферного давления, указывеющая на остаточное давление в магистрали вследствие отсечения обратным клапаном, участок 2 начала впрыска топлива, давление , у созывающее на начало отрыва обратного клапана от седла, давление i открытия иглыфорсунки, подвижность 5 6 и 7 иглы форсунки, точка 8 уменьшен давления вследствие движения обратного клапана вниз, участки 9 и 10колебания давления топлива в трубке высокого давления. Следует отметить, что если топливный насос имеет номинальные параметры, то участки 2,9 и 20 не ока жут никакого влияния на момент сопротивления привода топливного насо са, так как толкатель будет, вследствие запирания топлива в трубке об ратным клапаном, двигаться вхолосту У топливного наСоса, имеющего неисправности, эти участки будут оказывать влияние на момент сопротивления. Так, например, если обратный клапан не запирает топлива, то лини 1 будет намного ниже, чем показано рисунке. Вследствие этого момент со противления начнет действовать уже давления, имеющегося в головке топливного насоса, и с точки 8 начнет падать более плавно до давления топ лива в головке насоса. Измерением отдельных характеристик (крутизна нарастания и убывания длительность действия, фаза между началами действия и т.д.) , момента сопротивления с использованием да чика крутящего момента, установленного между кулачковым валом и приводом топливного насоса, выявляется техническое состояние топливной си54стемы двигателя. Другими словами, всякое изменение в техническом состоянии элементов топливной системы отражается на динамические характеристики момента сопротивления вращения кулачкового вала. И поэтому, анализируя характеристику момента сопротивления, можно выделить проверяемые параметры состояния системы. Рассмотрит выделенные диагностические параметры элементов топливной системы дизельных двигателей. Выделение параметра количества подаваемого топлива секциями топливного насоса. Цикловая подача топлива может быть определена площадью, ограниченной осью вре((ени и функцией (например, давление) подачи топлива. Эта площадь отображается на кулачковый вал в виде момента сопротивления на определенном моменте времени (поворота кулачкового вала). Следовательно, инетгрируя заданное время момента сопротивления, действующего на кулачковый вал для каждой секции топливного насоса, можно определить подачу топлива в единицу времени. При этом сигнал может быть снят с датчика крутящего момента, установленного между кулачковым валом и его приводом. Выделение параметра давления впрыска топлива.Как известно расход топлива через форсунки определяется по следующей формуле: Q-.fYMTp-b, где 0. - расход топлива; /Ц- коэффициент расхода топлива; f - площадь проходного отверстия; р - перепад давления до и после отверстия; 7 - удельный вес топлива; g - ускорение силы тяжести; t - время впрыска. При определенных значениях работы двигателя, например, при загрузке, двигателя до номинальных значений частоты вращения коленчатого вала и при полной подаче топлива, значения /А ,f,g, -3 останутся постоянными. Следовсчтельно, с уменьшением давления впрыска форсункой будет увеличиваться его продолжительность. Поэтому в качестве оценочного параметра давления впрыска в заявке принята продолжительность впрыска топлива в цилиндры. Этот параметр