УДК 621.436

СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДИЗЕЛЯ СО ВСТРОЕННОЙ ДИАГНОСТИКОЙ

Прокофьев Денис Валерьевич1, Цурихин Александр Валерьевич1
1Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище имени генерала армии В.Ф. Маргелова

Аннотация
В данной статье предложен один из вариантов диагностирования топливной системы дизелей на различных режимах работы двигателя. Способ основан на проверке работоспособности форсунок, без снятия их с двигателя.

Ключевые слова: диагностирование, дизель, топливная аппаратура


THE FUEL SYSTEM OF DIESEL ENGINE WITH INTEGRATED DIAGNOSTICS

Prokofiev Denis Valerievich1, Тsurikhin Aleksandr Valerievich1
1Ryazan higher airborne command school named for army General V. F. Margelov

Abstract
This article deals with one of the options for diagnosing the fuel system of a diesel engine at various engine operating conditions. The method is based on the health check of the injectors without removing them from the engine.

Библиографическая ссылка на статью:
Прокофьев Д.В., Цурихин А.В. Система питания дизеля со встроенной диагностикой // Современная техника и технологии. 2015. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/04/6335 (дата обращения: 04.10.2017).

Неисправности отдельных элементов форсунки при работе двигателя не фиксируются, что может привести к отказу форсунки во время работы, ухудшению мощностных и экономических показателей дизеля, а также ухудшению его пусковых качеств.

Так применение в системе питания дизелей форсунок для впрыскивания топлива со встроенной диагностикой, содержащих корпус, пружину, толкатель, проставку, распылитель форсунки с запорной иглой, клапан шарикового типа, установленный в проставке, а на поверхности проставки, прилегающей к распылителю, выполнена кольцевая канавка, соединяющая качал подвода топлива к распылителю с полостью корпуса форсунки через клапан шарикового типа, при этом в проставке дополнительно установлен герметизированный магнитоуправляемый контакт (геркон) и постоянный магнит, которым является шарик клапана, причем геркон входит в электрическую цепь вместе с постоянным источником тока и контрольной лампой, а в топливоподводящем канале форсунки установлена мембрана с наклеенным тензодатчиком, соединенным электрической цепью с постоянным источником тока, усилителем сигнала и осциллографом [1, с.2].

Применение герметизированного магнитоуправляемого контакта (геркона) обеспечивает возможность постоянного контроля за работоспособностью клапана шарикового типа с выводом контрольной лампы на панель приборов автомобиля.

Установка в топливоподводящем канале мембраны с тензодатчиком, изменяющим величину сопротивления при ее деформации, позволяет производить диагностику совместной работы топливного насоса высокого давления и форсунки, а также диагностику работы самой форсунки с выводом данных на экран регистрирующего прибора, например осциллографа, в виде кривой впрыска.

На рисунке 1 представлена схема конструкции форсунки для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи со встроенной диагностикой.

 1 – корпус, 2 – гайка распылителя, 3 – распылитель, 4 – игла распылителя, 5 -проставка, 6 – штанга, 7 – пружина иглы, 8 – регулировочный винт, 9 – стопорный винт, 10 – штуцер, 11 – топливоподводящий канал, 12 – установочный штифт, 13 – полость, 14 – клапан шарикового типа, 15 – герметизированный магнитоуправляемый контакт (геркон), 16 – шарик клапана, 17 – пружина, 18 – тензодатчик, 19 – мембрана, 20- контрольная лампа, 21 – осциллограф, 22- усилитель сигнала,

Рисунок 1- Схема конструкции форсунки для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи со встроенной диагностикой

Форсунка для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи содержит: корпус 1, гайку распылителя 2, распылитель 3 с иглой 4, проставку 5, штангу 6, пружину иглы 7, регулировочный винт 8, стопорный винт 9, клапан шарикового типа 14 и колпак.

Гайка распылителя 2 предназначена для соединения распылителя 3 с корпусом форсунки, а проставка 5 – для фиксации распылителя 3 относительно корпуса 1 форсунки.

В корпусе 1 форсунки выполнен топливоподводящий канал 11, который соединен через кольцевую канавку с установленным в проставке клапаном шарикового типа 14, служащий для отвода топлива, просачивающегося по зазору между иглой 4 и распылителем 3 в полость 13 размещения пружины 7. В проставке 5 вместе с клапаном шарикового типа 14 устанавливается герметизированный магнитоуправляемый контакт (геркон) 15 и постоянный магнит, которым является шарик клапана 16, предназначенный для контроля работы клапана шарикового типа 14 и соединенный электрической цепью с постоянным источником тока и контрольной лампой на панели приборов автомобиля.

В топливоподводящем канале 11 на мембране 19 устанавливается тензодатчик 18, изменяющий величину сопротивления при ее деформации, вследствие давления топлива в канале 11, позволяющий регистрировать на экране осциллографа давление подъема нагнетательного клапане, начала подъема иглы форсунки, максимального подъема иглы, снижение давления, вплоть до отсечки подачи топлива, что будет соответствовать концу впрыска. Тензодатчик соединен электрической цепью с постоянным источником тока, усилителем сигнала и осциллографом. Такое конструктивное решение позволяет диагностировать работу форсунки на работающем двигателе без ее снятия.

Геркон, так же как и тензодатчик, питается от автомобильного аккумулятора 24 В с выводом показаний на панель приборов автомобиля по электрическим цепям: аккумуляторная батарея, геркон, контрольная лампа и аккумуляторная батарея, тензодатчик, усилитель сигнала и осциллограф.

Форсунка для впрыскивания топлива при бессливном процессе топливоподачи со встроенной диагностикой работают следующим образом. При подаче топлива секцией топливного насоса высокого давления в топливоподводящий канал 11 корпуса 1 форсунки топливо движется по этому каналу к распылителю 3. Происходит нарастание давления в топливоподводящем канале, что соответствует отклонению установленной в нем мембраны, а следовательно, изменению сопротивления тензодатчика 18 и начала регистрации давления на экране осциллографа 21, рисунок 2, где точка 1 (кривая I), (кривая II) соответствует подъему иглы форсунки. Когда давление в канале 11 достигает значения, при котором преодолевается усилие затяжки пружины иглы форсунки, игла отрывается от своего гнезда в распылителе и начинается впрыск, точка 2 [2, с. 176].

При максимальном давлении, соответствующем максимальному изменению сопротивления тензодатчика, точка 5 фиксируется максимальный подъем иглы, далее падение давления до посадки иглы, точка 6, и отсечки давления в надплунжерном пространстве в топливном насосе высокого давления. Вследствие чего на экране осциллографа высвечивается кривая давления впрыска, в зависимости от угла поворота кулачкового вала за период подачи топлива в цилиндр двигателя. Тем самым обеспечивается возможность диагностики работы форсунки на работающем двигателе.

Рисунок 2 – График зависимости давления топлива в форсунке и подъема ее иглы от поворота кулачкового вала

В момент прекращения подачи топлива давление в кармане распылителя резко падает и запорная игла форсунки 4 под действием силы предварительного сжатия пружины 7 и дополнительно давления топлива, воздействующего на торцевую поверхность запорной иглы форсунки 4, и толкателя садится в седло, обеспечивая более крутой задний фронт характеристики впрыскивания. Одновременно с этим через клапан шарикового типа 14 давление выше заданного остаточного, величина которого определяется жесткостью пружины 17 клапана 14, дросселирует из полости корпуса 13 форсунки в топливоподводящую магистраль 11. В момент преодоления сопротивления пружины 17 и прохождения намагниченного шарика 16 клапана 14 мимо герметизированного магнитоуправляемого контакта 15 (геркона) замыкается электрическая цепь, в которую включены: аккумуляторная батарея, генераторная установка геркон и контрольная лампа, выведенная на панель приборов автомобиля, свечение которой будет свидетельствовать о дросселировании топлива в топливоподводящий канал 11. С окончанием прохождения топлива через клапан 14 шарик 16 под действием пружины 17 садится в седло, размыкая контакты геркона 15 [3, с. 231].

Таким образом, тензодатчик, установленный на мембране в топливоподводящем канале  11, обеспечивает возможность получения кривой давления впрыска на экране осциллографа, в зависимости от угла поворота кулачкового вала за период подачи, а следовательно, диагностику совместной работы топливного насоса высокого давления и форсунки на работающем двигателе. Установка герметизированного магнитоуправляемого контакта (геркона) в проставку и замена шарика клапана шарикового типа на магнит дает возможность диагностики работы клапана шарикового типа, а следовательно, и работоспособности форсунки в целом [4, с. 12].

Предлагаемая конструкция обеспечивает диагностирование совместной работы топливного насоса высокого давления и самой форсунки на работающем двигателе, без ее снятия.


Библиографический список
  1.  Пат. № 2303158 Российская Федерация. Форсунка для впрыскивания топлива со встроенной диагностикой и устройством для измерения расхода топлива [Текст] / Д. В. Прокофьев и др.; заявитель и петантообладатель Ряз. воен. автомоб. ин-т. – № 20 , заявл.05.05.2006; опубл. 20.07.2007. – Ил.
  2. Бурячко, В.Р. Автомобильные двигатели. Рабочие циклы. Показатели и характеристики. Методы повышения эффективности энергопреобразования [Текст]: учебник / В.Р. Бурячко, А.В. Гук. – СПб.: НПИКЦ, 2005. – 292 с.
  3. Устройство автомобильной техники [Текст]: учебное пособие /  Прокофьев Д.В., Демихов С.В., Писарчук А.В. и др. – Рязань: Рязанское высш. возд. дес. ком. уч-ще (воен. ин-т), 2014.- 454 с.
  4. Датчики электрических и неэлектрических величин. [Текст]: учебное пособие/ Ч. 3. – Рязань,1982 г. – 70 с.


Все статьи автора «DenisVDV»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: