Способ бортовой локализации внутренних утечек системы впрыска бензина автомобильного двигателя

Изобретение относится к области контроля и диагностики системы впрыска бензина (СВБ) автомобильного двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Технический результат заключается в обеспечении бортовой локализации внутренних утечек СВБ, а также повышении точности и сокращении времени диагностирования утечек СВБ. Предложенный способ бортовой локализации внутренних утечек СВБ предусматривает формирование программным обеспечением Комплекса бортовой диагностики системы подачи бензина, снабженного электрическим топливным клапаном в нагнетательной магистрали и дополненного электрическим топливным клапаном в возвратной магистрали, одного оптимизированного существующего диагностического кода неисправности (ДКН) и трех дополнительных ДКН, которые несут информацию не только о герметичности СВБ в целом, но и об утечках регулятора давления топлива, электрического топливного насоса и электромагнитных форсунок впрыска. ДКН считываются диагностическим сканером в системе OBD-II из памяти электронного блока управления ДВС. 18 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Автомобильные двигатели внутреннего сгорания (ДВС), оснащенные системой впрыска бензина (СВБ) во впускной коллектор при низком давлении, в настоящее время наиболее распространены. Способ бортовой локализации внутренних утечек таких СВБ согласно Международной патентной классификации МПК (2016.01) относится к объектам, имеющим классификационные индексы F02M 65/00 «испытания топливо-впрыскивающей аппаратуры систем подачи горючих смесей или их составляющих к ДВС» и F02M 69/46 «вспомогательные устройства систем подачи горючих смесей, не относящиеся к рубрикам 69/02 - 69/44 или представляющие интерес независимо от них».

Одним из важнейших параметров СВБ является герметичность, которую количественно оценивают по величине утечек бензина, т.е. по количеству незапланированного выхода бензина за установленные пределы. Но если внешние утечки (выход в окружающую среду) крайне редки и быстро обнаруживаются по характерному запаху бензина и визуально по течи или повышенной влажности деталей, то локализовать внутренние утечки (переход бензина из одной части ДВС в другую) намного сложнее.

В процессе эксплуатации находящиеся в бензине примеси поступают в компоненты СВБ и загрязняют их, а в электрическом топливном насосе (ЭТН), регуляторе давления топлива (РДТ) и электромагнитных форсунках впрыска (ЭФВ), кроме того, вызывают повышенное трение и износ подвижных деталей, которые приводят к деформации и другим дефектам сопряженных поверхностей обратного клапана ЭТН, перепускного клапана РДТ и запорного клапана каждой ЭФВ, обусловливающим их неполное и неплотное прилегание друг к другу. Это увеличивает внутренние утечки СВБ, которые оценивают по таким параметрам, как время падения давления бензина в нагнетательной магистрали (НМ) после выключения ЭТН и количество бензина, находящегося под системным давлением, истекающее из закрытой ЭФВ.

В результате утечек ЭТН, РДТ и ЭФВ в бензине образуются паровые пробки и нарушается точность топливодозирования, что ухудшает функционирование всего ДВС: снижаются крутящий момент и мощность, ухудшается ускорение, нарушается частота оборотов, увеличивается расход топлива и затрудняется пуск (прежде всего, горячий), что приводит к увеличению токсичности отработавших газов (ОГ) и нарушениям экологии. В этой связи вопросы быстрого и точного обнаружения и локализации внутренних утечек СВБ являются весьма актуальными.

Уровень техники

В настоящее время не существует способов бортовой локализации внутренних утечек СВБ. Международная система бортовой диагностики автомобилей On-Board Diagnostic-II (OBD-II) (США), ее европейская версия E-OBD и японская версия J-OBD (для краткости в дальнейшем все системы именуются OBD-II) предусматривают для бортовой диагностики СВБ всего 5 диагностических кодов неисправностей (ДКН), каждый из которых основан на сигнале датчика давления топлива (ДДТ) в топливной рампе: «Р0190 - цепь ДДТ неисправна»; «Р0191 - сигнал ДДТ выходит из допустимого диапазона»; «Р0192 - низкий сигнал ДДТ»; «Р0193 - высокий сигнал ДДТ»; «Р0194 - сигнал ДДТ перемежающийся». Однако, на практике по каждому из этих ДКН невозможно распознать и локализовать внутренние утечки СВБ. Кроме того, ДДТ на подавляющем большинстве автомобилей отсутствует, поэтому реальных возможностей бортовой диагностики утечек СВБ практически не существует.

Аналогом предлагаемого способа бортовой локализации внутренних утечек СВБ является лишь способ бортовой диагностики, реализуемый посредством «Комплекса бортовой диагностики (КБД) системы подачи бензина и способа бортовой диагностики системы подачи бензина автомобильного ДВС» (патент Российской Федерации на изобретение №2608425 от 18.01.2017 г.). КБД формирует ДКН Р1109 «нарушена герметичность обратного клапана ЭТН, форсунок или иных компонентов СПБ» в случае, если после выключения зажигания автомобиля время T полного падения давления Р в НМ (или в РДТ, что равнозначно) меньше, чем нормативное время полного падения давления T0, (www1.fips.ru/ofpstorage/IZPM/2017.01.18/RUNWC1/000/000/002/608/425/И3-02608425-00001/document.pdf - Описание изобретения к патенту №2608425, стр.: 10; стр.: 19-22, фиг. 3-6; стр.: 24, фиг. 9). Однако, как видим из содержания ДКН Р1109, КБД обеспечивает распознавание утечек СВБ в целом, но не обеспечивает их локализацию, что на практике приводит к необоснованным потерям времени на осуществление трудоемких экологически и пожароопасных неавтоматизированных диагностических процедур и работ по демонтажу и монтажу ЭТН, РДТ или ЭФВ. Таким образом, требуемый технический результат - быстрая локализация внутренних утечек СВБ - современными способами бортовой диагностики не достижим.

Чтобы гарантированно получить технический результат, требуется расширить возможности КБД таким образом, чтобы он формировал дополнительные ДКН не только для быстрого распознавания внутренних утечек СВБ, но и их локализации. Такое усовершенствование КБД реализовано в настоящем изобретении, обеспечивает быструю бортовую локализацию внутренних утечек СВБ и, следовательно, существенно повышает эффективность всего процесса диагностики СВБ.

Согласно изобретению предложен способ бортовой локализации внутренних утечек системы впрыска бензина (СВБ) при низком давлении автомобильного двигателя внутреннего сгорания (ДВС), реализуемый посредством Комплекса бортовой диагностики системы подачи бензина (КБД), включающий автоматическое выполнение программным обеспечением КБД при неактивированном электрическом топливном клапане (ЭТК) операции определения параметров процесса падения давления топлива в нагнетательной магистрали после остановки ДВС и сравнение с нормативными значениями, автоматическое формирование диагностического кода неисправности (ДКН), несущего информацию о герметичности СВБ, автоматическую активацию при наличии ДКН контрольной лампы диагностики (КЛД), подключение диагностического сканера (ДС) к диагностическому разъему (ДР), включение зажигания и считывание ДКН посредством ДС в системе бортовой диагностики OBD-II из памяти электронного блока управления (ЭБУ) ДВС, на основании анализа которого определяют технический диагноз герметичности СВБ. Способ также включает автоматическое определение программным обеспечением КБД, дополненного еще одним ЭТК, встроенным в возвратную магистраль, значений постоянных времени трех процессов падения давления топлива при неактивированных ЭТК, при одном и двух активированных ЭТК, сравнения их между собой и с нормативным значением постоянной времени, автоматическое формирование оптимизированного ДКН КБД, несущего информацию о герметичности СВБ, и трех дополнительных ДКН, несущих информацию об утечках регулятора давления топлива (РДТ), электрического топливного насоса (ЭТН) и электромагнитных форсунок впрыска (ЭФВ), после чего в активированном состоянии КЛД, к ДР подключают ДС, включают зажигание, из памяти ЭБУ считывают все четыре ДКН, на основании анализа которых определяют технический диагноз герметичности СВБ в целом и локализацию внутренних утечек в РДТ, ЭТН и ЭФВ по отдельности.

Данный способ локализации внутренних утечек СВБ не известен из уровня техники, для специалиста не следует из уровня техники явным образом, и может быть применен в отрасли автомобильного сервиса, в силу чего является новым, промышленно применимым изобретением, имеющим изобретательский уровень.

Раскрытие изобретения

СВБ включает в себя систему подачи бензина (СПБ) рециркуляционного (фиг. 1) или тупикового (фиг. 2) типа и систему топливодозирования, которая включает в себя ЭФВ. Для того, чтобы определить зависимость внутренних утечек СВБ раздельно от утечек ЭТН 1 (фиг. 1, 2), РДТ 2 или ЭФВ 3, необходимо на период измерений времени полного падения давления физически разделить их между собой, чем также разделить происходящие в них процессы движения топлива. Это можно обеспечить путем использования возможностей штатного электрического топливного клапана 4 (ЭТК1) КБД, встроенного в НМ 5, а также электрического топливного клапана 6 (ЭТК2), дополнительно встраиваемого в возвратную магистраль (ВМ) 7. Нормальное положение ЭТК1 и ЭТК2 - неактивированное, при котором оба клапана обесточены и открыты.

Для раздельного определения внутренних утечек соответственно РДТ, ЭТН и ЭФВ необходимо после выключения ЭТН последовательно фиксировать время трех процессов полного падения давления, измеряемого посредством ДЦТ 8 в одной и той же точке НМ: время Т1 при неактивированном положении ЭТК1 и ЭТК2; время Т2 при активированном (закрытом) положении ЭТК2; время T3 при активированном положении ЭТК1 и ЭТК2. После чего сравнивать Т1, Т2, Т3 и нормативное время Т0 между собой и по результатам сравнения формировать три дополнительных ДКН, несущих информацию об утечках РДТ, ЭТН и ЭФВ соответственно.

Такое разделение обеспечивает быструю, точную, экологически и пожаробезопасную автоматическую локализацию внутренних утечек СВБ путем оптимизации имеющегося в КБД ДКН Р1109, заключающейся в изменении содержания ДКН Р1109 на «нарушена герметичность СВБ», а также формирования в КБД трех дополнительных ДКН P1117, Р1118 и Р1119, сохранения их в памяти электронного блока управления (ЭБУ) 9 ДВС, оповещения пользователя о наличии ДКН посредством активации контрольной лампы диагностики (КЛД) 10 «CHECK ENGINE» («проверь двигатель» - перевод с англ.) и считывания ДКН в системе OBD-II через диагностический разъем (ДР) 11 посредством диагностического сканера (ДС) 12.

Измерения Tk, где k=1÷3, должны осуществляться поочередно непосредственно после k-й остановки ДВС при выключении зажигания автомобиля, так как при этом всегда выключается ЭТН.

Процесс падения давления является переходным и экспоненциальным:

где ρ - текущее давление топлива в НМ;

Р0 - нормативное давление топлива в НМ; t - текущее время;

τ - постоянная времени процесса, т.е. время, через которое текущее давление топлива в НМ упадет в е ≈ 2,718 раз (https://ru.wikipedia.org/wiki/Постоянная времени).

Нормативное время падения давления с 3,5 бар до 1,5 бар обычно составляет 5 мин (Программа Toyota Camry ACV51, ASV50, GSV50 - TechDoc - Руководство для моделей Camry ACV51 с двигателем 1AZ-FE 2,0L (производства с 07/2012), ASV50 с двигателем 2AR-FE 2.5L (производства 08/2011-07/2012, с 07-2012-), GSV50 с двигателем 2GR-FE 3,5L (производства 08/2011-07/2012, с 07-2012-). Последнее обновление 05.09.2012 г. Версия: SC19R1: Топливная система двигателя, проверка без снятия с автомобиля, п.п. 2j, 2о. «Toyota MARK II/CHASTER/CRESTA. Модели 2WD & $WD 1992-1996 гг. выпуска с дизельными и бензиновыми двигателями. Устройство, техническое обслуживание и ремонт». - М.: «Легион-Автодата». 2002. - 480 с: ил., с. 139 и др.), тогда по аналогии с (1) нормативная постоянная времени τ0=355 с. Практически полным можно считать падение давление до уровня ρ=0,01Р0, что соответствует нормативному времени полного падения давления (фиг.3)

Вместе с тем, при отсутствии утечек Tk≥T0, и столь длительный процесс измерения Tk и даже вышеуказанное время 5 минут до достижения указанного давления приводит не только к повышенному расходу энергоресурсов автомобиля, но и может завершиться неудачей, т.к. очередной пуск ДВС и связанное с ним включение ЭТН может состояться до окончания времени измерений.

Многократно (≥400 раз) сократить время измерения можно, если определять и сравнивать между собой не времена полного падения давления Т1, Т2, Т3 и T0, а соответствующие им постоянные времени τ1, τ2, τ3 и τ0.

Для определения постоянной времени τk следует определить первую производную функции (1) в точке K (Pk; tk) (фиг. 4) и точку ее пересечения с осью абсцисс t (0; tj), откуда τk=tj-tk, для чего необходимо в окрестностях точки К осуществить два

измерения давления: слева от точки К в момент t1-tk=-0,5а и справа от точки К в момент h=tk+0,5а, тогда

где Pk1 - давление топлива в момент t1 после k-й остановки ДВС;

Рk2 - давление топлива в момент t2 после k-й остановки ДВС.

На практике целесообразно момент t1 назначать через 1 с после момента выключения зажигания, когда процесс падения давления приобретает устойчивый характер, а момент через а=1 с после t1 для достижения приемлемой точности измерений. Таким образом, длительность всего процесса измерений, вычислений и активирования ЭТК составляет не более 2,5÷3 с, а формула (3) приобретает окончательный вид:

Логические и вычислительные операции по локализации внутренних утечек СВБ осуществляются автоматически программным обеспечением (ПО) КБД согласно шагам алгоритма А1÷А45 (фиг. 5). Если τ1≥τ0 (шаг А15), то это свидетельствует об отсутствии утечек СВБ, в силу чего τ2 и τ3 не определяются, а после следующей остановки ДВС принимается k=1 (А8), т.е. снова измеряется время τ1 (А 14). Если τ10, то это свидетельствует об утечках СВБ в целом, формируется и сохраняется в памяти ЭБУ оптимизированный ДКН Р1109 (А16), активируется КЛД (А17) и осуществляется переход к k=2 (А18) для измерения τ2 при активированном ЭТК2 (А19), а затем переход к k=3 (А28) для измерения τ3 при активированных ЭТК2 и ЭТК1 (А29). Если τ02≤τ1 (А25, А26), то это свидетельствует об утечках РДТ, в силу чего формируется и сохраняется в памяти ЭБУ дополнительный ДКН Р1117 (А27). Если τ03≤τ2 (A35, А36), то это свидетельствует об утечках ЭТН, формируется и сохраняется в памяти ЭБУ дополнительный ДКН Р1118 (A38), а если нет - то об утечках ЭФВ, формируется и сохраняется в памяти ЭБУ дополнительный ДКН P1119 (A37).

Содержание ДКН: Р1109 (А16) - нарушена герметичность СВБ; Р1117 (А27) - нарушена герметичность РДТ; P1118 (A38) - нарушена герметичность ЭТН; P1119 (А37) - нарушена герметичность ЭФВ. ДКН выводятся в ДР (А40÷А43), а свечение КЛД выводится (А39) на комбинацию приборов автомобиля.

Выполнение алгоритма завершается (А44) при наличии ДКН и возобновляется после сброса ДКН (А45, А8) диагностическим сканером.

Реализация способа локализации внутренних утечек СВБ заключается в том, что в активированном (светящемся) состоянии КЛД при работающем ДВС выключают зажигание автомобиля, к ДР подключают ДС, через 3÷5 с после выключения зажигания включают зажигание, из памяти ЭБУ считывают один оптимизированный ДКН о нарушении герметичности СВБ и три дополнительных ДКН о нарушении герметичности ЭТН, РДТ и ЭФВ и на основании их анализа определяют технический диагноз герметичности СВБ в целом и локализацию внутренних утечек в РДТ, ЭТН и ЭФВ по отдельности.

Технический результат при использовании способа бортовой локализации внутренних утечек СВБ объективно проявляется в том, что оптимизировано формирование ДКН Р1109 и сформированы три дополнительных ДКН Р1117, Р1118 и Р1119 в системе OBD-II, чем существенно повышены автоматизация и расширены возможности бортовой диагностики утечек СВБ, многократно сокращено время диагностирования, обеспечены постановка достоверного диагноза, локализация дефекта и создание условий для своевременной нормализации работы ДВС и токсичности ОГ.

Достигнутый технический результат находится в прямой причинно-следственной связи с существенными признаками способа бортовой локализации внутренних утечек СВБ, принципов анализа и постановки диагноза.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1. Функциональная схема КБД СПБ рециркуляционного типа с дополнительным клапаном ЭТК2: 1 - ЭТН; 2 - РДТ; 3 - ЭФВ; 4 - ЭТК1; 5 - НМ; 6 - ЭТК2; 7 - ВМ; 8 - ДДТ; 9 - ЭБУ; 10 - КЛД; 11 - ДР; 12 - ДС; 19 - датчик потока топлива.

Фиг. 2. Функциональная схема КБД СПБ тупикового типа с дополнительным клапаном ЭТК2: 1 - ЭТН; 2 - РДТ; 3 - ЭФВ; 4 - ЭТК1; 5 - НМ; 6 - ЭТК2; 7 - ВМ; 8 -ДДТ; 9 - ЭБУ; 10 - КЛД; 11 - ДР; 12 - ДС; 19 - датчик потока топлива.

Фиг. 3. К определению значения нормативной постоянной времени: τ0 - нормативная постоянная времени; Т0 - нормативное время полного падения давления; Т1 - время полного падения давления негерметичной СВБ; tв - время выключения зажигания; t - текущее время; Рв - давление топлива в НМ в момент выключения зажигания tв; Р -текущее давление топлива; ΔРн - нормативный допуск давления.

Фиг. 4. К определению постоянной времени: τk - постоянная времени при k-й остановке ДВС; tв - время выключения зажигания; t1 - время первого измерения давления; t2 - время второго измерения давления; а - ширина окрестности точки К по оси абсцисс; tk - время начала отсчета τk; tj - время окончания отсчета τk; t - текущее время; Рв - давление топлива в НМ в момент выключения зажигания tв; Рk1 - давление топлива в момент t1; Рk2 - давление топлива в момент t2; Pk - давление топлива в момент tk; Р - текущее давление топлива; ΔРн - нормативный допуск давления.

Фиг. 5. Алгоритм бортовой локализации внутренних утечек СВБ: А1÷А45 - шаги алгоритма.

Фиг. 6. Размещение в автомобиле монитора системы подачи бензина для практического диагностирования: 5 - НМ; 13 - блок измерения параметров; 14 - впускной коллектор; 15 - ДВС; 16 - ноутбук; 23 - экран ноутбука.

Фиг. 7. Блок измерения параметров, внешний вид: 13 - БИП; 18 - ручка механического топливного крана.

Фиг. 8. Функциональная схема монитора системы подачи бензина: 13 - блок измерения параметров; 8 - датчик давления топлива; 16 - ноутбук; 17 - механический топливный кран; 18 - ручка механического топливного крана; 19 - датчик потока топлива; 20 - датчик абсолютного давления; 21 - микроконтроллер; 22 - радиомодуль Bluetooth; 23 - экран ноутбука.

Фиг. 9. Фрагмент практической локализации утечек СВБ (скриншот): 24 - реальное время простановки временного маркера в момент выключения ЭТН при открытом кране; 25 - временной маркер; 26 - давление топлива в НМ; 27 - разрежение во впускном коллекторе; 28 - давление топлива на форсунках; 29 - поток топлива; 30-32 - давление топлива в НМ при безуспешных попытках пуска горячего ДВС; 34 - давление топлива в НМ при успешном пуске горячего ДВС.

Фиг. 10. Фрагмент практической локализации утечек СВБ (скриншот): 24 - реальное время простановки временного маркера в момент выключения ЭТН при открытом кране; 25 - временной маркер; 26 - давление топлива в НМ; 27 - разрежение во впускном коллекторе; 28 - давление топлива на форсунках; 29 - поток топлива.

Фиг. 11. Фрагмент практической локализации утечек СВБ (скриншот): 24 - реальное время простановки временного маркера в момент выключения ЭТН при открытом кране; 25 - временной маркер; 26 - давление топлива в НМ; 27 - разрежение во впускном коллекторе; 28 - давление топлива на форсунках; 29 - поток топлива.

Фиг. 12. Фрагмент практической локализации утечек СВБ (скриншот): 24 - реальное время простановки временного маркера в момент выключения ЭТН при открытом кране; 25 - временной маркер; 26 - давление топлива в НМ; 27 - разрежение во впускном коллекторе; 28 - давление топлива на форсунках; 29 - поток топлива.

Фиг. 13. Фрагмент практической локализации утечек СВБ (скриншот): 24 - реальное время простановки временного маркера в момент выключения ЭТН при открытом кране; 25 - временной маркер; 26 - давление топлива в НМ; 27 - разрежение во впускном коллекторе; 28 - давление топлива на форсунках; 29 - поток топлива.

Фиг. 14. Фрагмент практической локализации утечек СВБ (скриншот): 24 - реальное время простановки временного маркера в момент выключения ЭТН при открытом кране; 25 - временной маркер; 26 - давление топлива в НМ; 27 - разрежение во впускном коллекторе; 28 - давление топлива на форсунках; 29 - поток топлива.

Фиг. 15. Фрагмент практической локализации утечек СВБ (скриншот): 24 - реальное время простановки временного маркера в момент выключения ЭТН при открытом кране; 25 - временной маркер; 26 - давление топлива в НМ; 27 - разрежение во впускном коллекторе; 28 - давление топлива на форсунках; 29 - поток топлива.

Фиг. 16. Фрагмент практической локализации утечек СВБ (скриншот): 24 - реальное время простановки временного маркера в момент выключения ЭТН при открытом кране; 25 - временной маркер; 26 - давление топлива в НМ; 27 - разрежение во впускном коллекторе; 28 - давление топлива на форсунках; 29 - поток топлива.

Фиг. 17. Фрагмент практической локализации утечек СВБ (скриншот): 24 - реальное время простановки временного маркера в момент выключения ЭТН при открытом кране; 25 - временной маркер; 26 - давление топлива в НМ; 27 - разрежение во впускном коллекторе; 28 - давление топлива на форсунках; 29 - поток топлива.

Фиг. 18. Фрагмент практической локализации утечек СВБ (скриншот): 24 - реальное время простановки временного маркера в момент выключения ЭТН при открытом кране; 25 - временной маркер; 26 - давление топлива в НМ; 27 - разрежение во впускном коллекторе; 28 - давление топлива на форсунках; 29 - поток топлива; 33 - осциллограмма потока топлива.

Осуществление изобретения

В связи с тем, что внедрение ДКН в систему OBD-II является прерогативой Общества автомобильных инженеров США SAE и заводов-автопроизводителей, а создание и обновление ПО для КБД, совмещенного с OBD-II, в ЭБУ ДВС является прерогативой производителей систем управления ДВС и другим лицам недоступно, достигнутый технический результат локализации внутренних утечек СВБ был объективно подтвержден многочисленными экспериментальными данными, полученными при практическом диагностировании СВБ различных автомобилей с использованием специально созданного для этой цели монитора системы подачи бензина (МСПБ) (патент РФ на изобретение №2599879 от 21.09.2016 г.; www1.fips.ru/fips_serv1/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2599879&TypeFile=html).

МСПБ обеспечивает высокоточный одновременный мониторинг и измерение на совмещенных графиках (осциллограммах) в реальном времени текущих параметров ДВС, оснащенного СВБ при низком давлении, в следующих диапазонах: давление топлива в НМ 0÷700 кПа, давление топлива на форсунках 0÷800 кПа, разрежение во впускном коллекторе ДВС 0÷100 кПа, производительность нагнетания (поток) топлива 0,4÷4 л/мин. МСПБ включает в себя блок измерения параметров (БИП) и ноутбук с операционной системой Windows ХР, а также ПО, которое состоит из ПО БИП и ПО ноутбука. БИП 13 (фиг. 6) подключают к НМ 5 и впускному коллектору 14, и в процессе работы ДВС 15 в БИП подается бензин под давлением и абсолютное давление воздуха (фиг. 7). Ноутбук 16 (фиг. 6) размещают в любом удобном месте, а при движении автомобиля - в его салоне; связь между БИП и ноутбуком осуществляется по цифровому радиоканалу Bluetooth. В БИП размещены механический топливный кран (МТК) 17 (фиг. 8) с ручкой 18 (фиг. 7, 8), выполняющий функцию ЭТК1, ДДТ 8 (фиг. 8), датчик потока топлива (ДПТ) 19, абсолютного давления 20, электрические сигналы которых обрабатывает ПО БИП, прошитое в микроконтроллер 21, цифровая информация о текущем давлении передается по радиоканалу Bluetooth 22 на ноутбук 17, обрабатывается и визуализируется на экране 23 (фиг. 9, 11) в виде совмещенных графиков (осциллограмм) и цифровых значений в реальном времени. В качестве ЭТК2 применен МТК2, не входящий в состав МСПБ.

МСПБ осуществляет цифровую запись и последующий просмотр всей полученной информации в режиме масштабируемого стоп-кадра, что обеспечивает тщательный и точный анализ локализации внутренних утечек СВБ. ПО МСПБ не формирует, не описывает и не визуализирует содержание ДКН, но на практике обеспечивает постановку достоверного диагноза и локализацию утечек СВБ, а это, по сути, и является содержанием ДКН, что подтверждается экспериментальными данными, часть из которых описана ниже.

Пример практического диагностирования утечек СВБ двигателя, имеющего трудный горячий пуск (фиг. 9-18). Внешних утечек бензина не имеется. На экране ноутбука отображены четыре графика (осциллограммы), их численные значения в момент 24 простановки маркера 25: давление в НМ 26, абсолютное давление во впускном коллекторе 27, давление на форсунках 28, поток топлива 29.

При попытках неудачного горячего пуска ДВС 30-32 (фиг. 9) МСПБ показал, что после выключения ЭТН в зафиксированное время 24 - 11:24.27 (11 час 24 мин 27 с) давление топлива 26 быстро падает. Через 1 с после выключения ЭТН, в 11:24.28 (фиг. 10, поз. 24) осуществлено первое измерение давления P1=83,4 кПа (фиг. 10, поз. 25, 26), а через 1 с после него второе измерение давления P2=0,0 кПа (фиг. 11, поз. 25, 26). По формуле (4) находим значение постоянной времени τ1:

откуда τ10=355 с, что соответствует условию формирования ДКН Р1109 (фиг. 5, А16) и осуществлен переход к k=2 (фиг. 5, А18) для определения τ2.

С этой целью был закрыт МТК2 (фиг. 5, А19), и включен ЭТН путем включения зажигания автомобиля и в 11:29.11 (фиг. 12, поз. 24) зафиксировано максимальное давление топлива, после чего ЭТН был выключен, Через 1 с после выключения ЭТН, в 11:29.12 (фиг. 13, поз. 24) осуществлено первое измерение давления Р1=562,0 кПа (фиг. 13, поз. 25, 26), а через 1 с после него второе измерение давления Р2=553,2 кПа (фиг. 14, поз. 25, 26). По (4) определено значение постоянной времени τ2:

откуда τ120, что соответствует условию формирования ДКН Р1117 «нарушена герметичность РДТ» (фиг. 5, А27) и осуществления перехода к k=3 (фиг. 5, А28) для определения τ3.

С этой целью МТК 17 (фиг. 8) был закрыт (фиг. 5, А29), включен ЭТН путем включения зажигания автомобиля и в 11:32.19 (фиг. 15, поз. 24) зафиксировано максимальное давления топлива, после чего ЭТН был выключен, Через 1 с после выключения ЭТН, в 11:32.20 (фиг. 16, поз. 24) осуществлено первое измерение давления Р1=575,4 кПа (фиг. 16, поз. 25, 26), а через 1 с после него второе измерение давления Р2=574,1 кПа (фиг. 17, поз. 25, 26). По (4) определено значение постоянной времени τ3:

откуда τ23≥τ0, что свидетельствует о герметичности ЭТН и соответствует условию формирования ДКН Р1119 «нарушена герметичность ЭФВ» (фиг. 5, А37).

МСПБ зафиксировал и остаточный поток бензина 33 (фиг. 18), ушедший в ВМ через РДТ после открытия МТК и МТК2 в 11:32.48 (фиг. 18, поз. 24, 25).

Технический диагноз: СВБ негерметична в силу внутренних утечек РДТ (дефект перепускного клапана) и одной или нескольких ЭФВ (дефект запорного клапана). При этом основным фактором внутренних утечек является перепускной клапан РДТ, о чем свидетельствует неравенство τ1<<τ2.

На основании технического диагноза владельцу автомобиля было рекомендовано демонтировать на предмет диагностики, очистки или замены в первую очередь РДТ, а во вторую очередь - ЭФВ. До выполнения этой рекомендации осуществлять пуски ДВС через 1,5÷2 с после включения зажигания, когда давление топлива максимально - в этом случае пуски этого ДВС неизменно являются успешными (фиг. 9, поз. 34).

На выполнение всех процедур, включая демонтаж и монтаж НМ, подключение и отключение БИП, диагностику, расчеты и определение технического диагноза было затрачено 20 мин. При наличии бортовой диагностики это время сокращается до 1÷2 мин.

Таким образом, полученные экспериментальные данные подтвердили соответствие способа бортовой локализации внутренних утечек СВБ заявленному назначению: оптимизирован один ДКН и сформированы три дополнительных ДКН в системе OBD-II, чем существенно повышена автоматизация и расширены возможности бортовой диагностики СВБ утечек СВБ, обеспечены многократное сокращение времени диагностирования, постановка достоверного диагноза, локализация дефектов и обусловленных ими внутренних утечек СВБ, создание условий для своевременной нормализации работы ДВС и токсичности ОГ.

Способ бортовой локализации внутренних утечек системы впрыска бензина (СВБ) при низком давлении автомобильного двигателя внутреннего сгорания (ДВС), реализуемый посредством Комплекса бортовой диагностики системы подачи бензина (КБД), включающий автоматическое выполнение программным обеспечением КБД при неактивированном электрическом топливном клапане (ЭТК) операции определения параметров процесса падения давления топлива в нагнетательной магистрали после остановки ДВС и сравнение с нормативными значениями, автоматическое формирование диагностического кода неисправности (ДКН), несущего информацию о герметичности СВБ, автоматическую активацию при наличии ДКН контрольной лампы диагностики (КЛД), подключение диагностического сканера (ДС) к диагностическому разъему (ДР), включение зажигания и считывание ДКН посредством ДС в системе бортовой диагностики OBD-II из памяти электронного блока управления (ЭБУ) ДВС, на основании анализа которого определяют технический диагноз герметичности СВБ, отличающийся тем, что включает автоматическое определение программным обеспечением КБД, дополненного еще одним ЭТК, встроенным в возвратную магистраль, значений постоянных времени трех процессов падения давления топлива при неактивированных ЭТК, при одном и двух активированных ЭТК, сравнения их между собой и с нормативным значением постоянной времени, автоматическое формирование оптимизированного ДКН КБД, несущего информацию о герметичности СВБ, и трех дополнительных ДКН, несущих информацию об утечках регулятора давления топлива (РДТ), электрического топливного насоса (ЭТН) и электромагнитных форсунок впрыска (ЭФВ), после чего в активированном состоянии КЛД к ДР подключают ДС, включают зажигание, из памяти ЭБУ считывают все четыре ДКН, на основании анализа которых определяют технический диагноз герметичности СВБ в целом и локализацию внутренних утечек в РДТ, ЭТН и ЭФВ по отдельности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике диагностирования двигателей внутреннего сгорания и предназначено для определения технического состояние цилиндропоршневой группы двигателя.

Изобретение относится к способу определения фактического такта в цилиндре двигателя с поступательно движущимися поршнями. Способ определения фактического такта в цилиндре (113) двигателя (100) с поступательно движущимися поршнями, имеющего коленчатый вал (110) и распределительный вал (120), кинематически связанный с приводным валом (211) топливного насоса (210), который повышает давление топлива и подает его в топливопровод (230), без возможности своего независимого от этого приводного вала вращения относительно него, заключается в том, что топливным насосом (210) подают топливо в топливопровод (230) двигателя (100) с поступательно движущимися поршнями, откуда оно может впрыскиваться в цилиндр (113) двигателя (100) с поступательно движущимися поршнями, регистрируют характер (420) изменения давления топлива в топливопроводе (230), с помощью датчика (118), работающего в паре с задающим диском на коленчатом валу, регистрируют вращение коленчатого вала (110) и выдают характеризующий его угловое положение сигнал и на основании зарегистрированного характера (420) изменения давления топлива в топливопроводе (230) делают вывод о происходящем в топливном насосе (210) движении (421, 422, 423) подачи и на основании этого, а также на основании сигнала, характеризующего угловое положение коленчатого вала, делают вывод о фактическом такте в цилиндре (113) двигателя.

Изобретение относится к области техники испытаний газотурбинных двигателей, а именно к способам стендовых испытаний турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД) с проверкой отсутствия автоколебаний рабочих лопаток вентилятора двигателя.

Изобретение относится к области техники испытаний газотурбинных двигателей, а именно к способам стендовых испытаний турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД) с проверкой отсутствия автоколебаний рабочих лопаток вентилятора двигателя.
Изобретение относится к методикам оценки остаточного ресурса объектов аттракционной техники в условиях эксплуатации. Сущность: осуществляют измерение эксплуатационных повреждений на элементах конструкции аттракциона, определяющих ресурс путем измерения размеров эксплуатационных повреждений, таких как коррозионное поражение, механическое повреждение, износ или усталостные трещины с применением неразрушающих методов контроля, установление допустимости изменения их усталостной прочности посредством вычисления усталостной прочности конструкции на основании результатов измерений для каждого элемента конструкции аттракциона с обнаруженным повреждением, с определением максимальных, возникающих от воздействия расчетных эксплуатационных нагрузок, напряжений с учетом влияния эксплуатационного повреждения, присвоение уровня опасности повреждениям на основании выдвинутых критериев с формулированием критериев оценки элемента конструкции с повреждением, присвоением числового уровня опасности повреждениям, составлением матрицы опасности повреждений для всех элементов конструкции, анализом матрицы опасности по принятым критериям, составлением вывода о возможности или невозможности проведения процедуры оценки остаточного ресурса и определение остаточного ресурса объекта аттракционной техники в условиях эксплуатации с учетом анализа отработанных часов оперативного времени работы аттракциона в пределах назначенного ресурса.

Предложен компрессограф и реализуемый посредством него способ динамической компрессографии, который включает воздушный накопитель. Это позволяет получить осциллограмму давления в цилиндре автомобильного бензинового ДВС, на основании которой рассчитать компрессию и динамику ее нарастания на каждом последующем такте сжатия, и путем сравнения их значений в разных цилиндрах между собой и с нормативными значениями определить технический диагноз цилиндров с высокой достоверностью.

Изобретение относится к технике отбора образцов проб воздуха, отбираемых от компрессора авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). Устройство для отбора средней за полет пробы воздуха от авиационных газотурбинных двигателей при проведении испытаний на летающих лабораториях содержит диффузор с одним внутренним соплом, ориентированным по направлению потока, отбираемого от компрессора газотурбинного двигателя воздуха, пробоотборник с встроенными концентраторами, тройник.

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в системах диагностики работающих на насыщенном паре или паре с фиксированным перегревом конденсационных турбин турбогенераторных установок при их эксплуатации или стендовых испытаниях.

Изобретения относятся к области компрессоростроения, в частности к системам защиты турбокомпрессоров, и могут быть использованы в различных отраслях промышленности и позволяют повысить надежность распознавания попадания несжимаемых объектов в проточную часть турбокомпрессора при одновременном упрощении способа и системы обнаружения попадания данных объектов.

Изобретение относится к области диагностики технического состояния машин. Технический результат - разработка переносного мобильного устройства для осуществления автоматизированного мониторинга агрегатов технологического оборудования по признакам вибрации, частоты вращения и температуры во взрывоопасных зонах.

Изобретение относится к приборам для испытания топливных систем дизелей. Изобретение направлено на повышение точности регистрации характеристики впрыскивания топлива топливной системой дизеля путем исключения возможности попадания воздуха в корпус устройства в периоды между впрыскиваниями.

Изобретение относится к контролю емкостных систем зажигания в двигателях летательных аппаратов. Технический результат заключается в повышении достоверности контроля работоспособности систем зажигания без выполнения измерения давления окружающей среды в объеме, в котором размещен рабочий торец свечи.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к восстановлению ресурса топливного насоса высокого давления (ТНВД) дизеля при ремонте путем повторного использования выбракованных составных частей ТНВД рядного типа.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания. Предложены система и способы для калибровки форсунки впрыска во впускной канал однотопливного двигателя с двумя форсунками на каждый цилиндр, двумя 211 и 213 направляющими-распределителями для топлива, а также подкачивающим насосом 202 и насосом высокого давления 206.

Изобретение может быть использовано в системах управления топливоподачей для двигателей внутреннего сгорания. Предложены способы нахождения модуля объемной упругости топлива, используемого в системе непосредственного впрыска двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к технической диагностике дизельной топливной аппаратуры «Common Rail». В предложенном способе испытания электрогидравлических форсунок (ЭГФ) 17 осуществляется измерение давления и количества топлива, проходящего через общую обратную топливную магистраль 3, расходуемого на управление ЭГФ, и вычисление индивидуального расхода на управление каждой ЭГФ как наиболее информативного показателя их технического состояния.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к средствам диагностирования и регулирования топливной аппаратуры дизельных двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к области технической диагностики дизельной топливной аппаратуры. Заявляемый стенд позволяет проводить испытания и регулировку топливных насосов высокого давления (ТНВД) с электронным управлением с высокой точностью в условиях, максимально приближенных к их работе на дизеле.

Изобретение относится к способам контроля технического состояния форсунок и может быть использовано для диагностирования форсунок в процессе эксплуатации дизельных двигателей.

Изобретение может быть использовано для определения цикловой подачи топлива топливным насосом высокого давления (ТНВД) в дизельном двигателе. Способ определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе заключается в том, что в режиме свободного ускорения и стационарном режиме двигателя определяют цикловую подачу топлива по секциям ТНВД по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими перемещение корпуса топливопровода высокого давления на выходе ТНВД и перед форсункой при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на 1% от заданной.

Предлагаемое изобретение относится к стендам для испытаний осевых компрессоров низкого давления двух-(много)контурного газотурбинного двигателя и может быть использовано при изучении характеристик компрессоров низкого давления, а также их параметрической доводки в процессе выполнения работ по разработке новых газотурбинных двигателей. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного изобретения, является возможность имитации условий различных режимов работы испытуемого компрессора в составе двухконтурного двигателя в реальных условиях. 1 ил.

Изобретение относится к области контроля и диагностики системы впрыска бензина автомобильного двигателя внутреннего сгорания. Технический результат заключается в обеспечении бортовой локализации внутренних утечек СВБ, а также повышении точности и сокращении времени диагностирования утечек СВБ. Предложенный способ бортовой локализации внутренних утечек СВБ предусматривает формирование программным обеспечением Комплекса бортовой диагностики системы подачи бензина, снабженного электрическим топливным клапаном в нагнетательной магистрали и дополненного электрическим топливным клапаном в возвратной магистрали, одного оптимизированного существующего диагностического кода неисправности и трех дополнительных ДКН, которые несут информацию не только о герметичности СВБ в целом, но и об утечках регулятора давления топлива, электрического топливного насоса и электромагнитных форсунок впрыска. ДКН считываются диагностическим сканером в системе OBD-II из памяти электронного блока управления ДВС. 18 ил.

Наверх