Способ определения технического состояния топливной системы дизельных двигателей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (i i) 964215

Ъ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 11. 04. 77 (21) 2471841/25-06 с присоединением заявки Рй (23) Приоритет (5l)М. К л.

F 02 М 65/00

Ркударатаанный камнтет

СССР аа агавам нзабретеннй к открытий

Опубликовано 07.10.82. Бюллетень ppz 37

Дата опубликования описания 07. 10. 82 (53) УДК621.436. .038.5(088.8) (72) Автор изобретения

Б. Г. Садыков

g(y(r+(s)q r, q следдудту рго эксУУфФ4 1ий

Целинный филиал Государственного вс

Трудового Красного Знамени научно-и технологического института ремонта ,машинно-тракторного пар (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ!

Изобретение относится к двигате- лестроению и может быть использовано для диагностики топливной аппаратуры дизельных двигателей.

Известен способ определения тех5 нического состояния топливной системы дизельного двигателя путем определения параметров изменения давления топлива в нагнетательной магистрали в процессе впрыска топлива щ исследуемой системы и сравнения этих параметров с эталонными f 1 1.

Для определения технического состояния топливной аппаратуры известным способом необходима установ" ка датчиков в нагнетательных магистралях каждого цилиндра двигателя и последующая съемка этих датчиков, что является трудоемкой операцией, к го тому же снижающей, надежностью работы топливной системы из-эа 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 изме ряют с помощью датчика крутящего момента.

Техническое состояние любого элемента топливной системы двигателя форсунки, нагнетательного клапана, плунжерной пары топливного насосах 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

964215 4 опредег>яет интенсивность нарастания и убывания момента сопротивления, т,е., величина момента сопротивления вращения кулачкового вала топливного насоса находится в прямой зависимости от давления топлива в нагнетатег1ьной магистрали топливной системы, что позволяет с помощью одного датчика крутящего момента, установленного на кулачковом валу 1О топливного насоса, определить параметры изменения давления в нагнетательных магистралях всех цилиндров.

На чертеже представлена законо- мерность изменения давления в нагнатательной магистрали топливной системы дизельного двигателя. Линия 1 выше атмосферного давления, указывающая на остаточное давление в магистрали вследствие отсечения обратным клапаном, участок 2 начала впрыска топлива, давление 3, указы, вающее на начало отрыва обратного клапана от седла, давление 4 открытия иглы форсунки, подвижность 5, 6 и 7 иглы Форсунки, точка 8 уменьшения давления вследствие движения обратного клапана вниз, участки 9 и 10колебания давления топлива в трубке высокого давления. 30

Следует отметить, что если топливный насос имеет номинальные параметры, то участки 2,9 и 20 не окажут никакого влияния на момент сопротивления привода топливного насоса, так как толкатель будет, вслед3S

cTBllQ запирания топлива в трубке обратным клапаном, двигаться вхолостую у топливного насоса, имеющего неисправности, эти участки будут оказывать влияние на момент сопротивления. Так, например, если обратный клапан не запирает топлива, то линия

1 будет намного ниже, чем показано на рисунке. Вследствие этого момент сопротивления начнет действовать уже с давления, имеющегося в головке топливного насоса, и с точки 8 начнет падать более плавно до давления топлива в головке насоса.

Измерением отдельных характеристик (крутизна нарастания и убывания, длительность действия, фаза между началами действия и т.д.1, момента сопротивления с использованием датчика крутящего момента, установленного между кулачковым валом и приводом топливного насоса, выявляется техническое состояние топпивной системы двигателя, Другими словами, всякое изменение в<техническом состо. янии элементов топливной системы отражается на динамические характеристики момента сопротивления вращения кулачкового вала. И поэтому, анализируя характеристику момента сопротивления, можно выделить проверяемые параметры состояния системы.

Рассмотрим выделенные диагностические параметры элементов топливной системы дизельных двигателей.

Выделение параметра количества подаваемого топлива секциями топливного насоса. Цикловая подача топлива ,может быть определена площадью, orраниченной осью времени и функцией (например, давление) подачи топлива.

Эта площадь отобра,<ается на кулачковый вал в виде момента сопротивления на определенном моменте времени (йоворота кулачкового вала). Следовательно, инетгрируя заданное время момента сопротивления, действующего на кулачковый вал для ка>идой 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: „„ /т1 где П вЂ” расход топлива; ,44 — коэфФициент расхода топлива; т — площадь проходного отверстия; р — перепад давления до и после отверстия; — удельный вес топлива; — ускорение силы тяжести:

t — время впрыска.

При определенных значениях работы двигателя, например, при загрузке . ,двигателя до номинапьных значений частоты вращения коленчатого вала и при полной подаче топлива, значения,й,f,g, "останутся постоянными.

Следовательно, 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

9642 формула изобретения

5 топливной системы также влияет на иомент сопротивления (на его продолжительность действия> вращения кулачкового вала и может быть передан в измерительное устройство через датчик крутящего момента.

Выделение параметра неравномер> ности подачи топлива секциями насоса. Неравномерность подачи топлива .1ложет быть определена путем .сопос- 10 тавления цикловых подач топлива между секциями топливного насоса, Выделение параметра работоспособности обратного клапана. Этот клапан предназначен для отсечения и удержа- 1$ ния топлива трубки высокого давления под определенным давлением. Если недостаточно герметичен клапан, то давление в трубке высокого давления упадет до давления топлива в 2о головке топливного насоса. Следовательно в таком положении нарастание момента сопротивления будет с нулевого уровня и постепенно будет нарастать до давления впрыска топ- 2$ лива. При герметичности этого клапана момент сопротивления будет нарастать с давления отсечки топлива до давления впрыска. Следовательно моI мент сопротивления, действующий на З11 кулачковый вал, будет также нарас-: тать от определенного значения и прекратится при отсечке топлива клапэном. Этот параметр также отображается на привод топливного насоса и имеется возиожность определить датчиком крутящего момента.

Выделение параметра неравномерности начала подачи топлива по углу поворота коленчатого вала. Этот параметр легко определяется фиксирова нием начала действия момента со15 6 противления для каждой .секции топливного насоса.

Предлагаемый способ позволяет за счет уменьшения подготовительно-заключительных операций, значительно сократить трудоемкость диагностирования, так как вместо нескольких датчиков крепится один датчик. Такое уменьшение весьма заметно особенно для многоцилиндровых двигателей. Теи самым упрощается процесс установки датчика, требуется намного MpHtUå коммуникационных каналов передачи информации и повышается контролепригодность системы, так как информация о состоянии элементов снимается с одного датчика.

1. Способ определения технического состояния топливной системы дизельных двигателей путем определения параметров изменения давления топлива в процессе его впрыска в нагнетательной магистрали исследуемой системы и сравнения этих параметров с эталонными, отличающийся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости, параметры определяет по изменению величины момента сопротивления вращения кулачкового вала топливного насоса.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что величину момента сопротивления измеряют с помощью датчика крутящего момента, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент Великобритании

N 1408385, кл F 1 Н, опублик. 1975.

ВНИИПИ Заказ 7582/8

Тираж 552 Подписное филиал ППП "Патент", r.Ужгород,ул.Проектная,4