Винахід використовується при діагностуванні дизельних двигунів внутрішнього згоряння як при їх випробуваннях, так і в умовах експлуатації. Протягом циклу роботи двигуна датчиками тиску фіксують момент початку імпульсу тиску палива в надплунжерний просторі паливного насоса високого тиску, що відповідає початку подачі палива в двигун, і момент початку імпульсу тиску палива в голівці паливного насоса, відповідний закінчення подачі палива. Величину циклової подачі палива визначають по вимірюваній безпосередньо зсуву фаз між зазначеними часовими моментами. Винахід забезпечує підвищення точності визначення циклової подачі. 1 мул.
Малюнки до патенту РФ 2161725
Винахід відноситься до техніки діагностування дизельних двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) і може бути використано для визначення циклової подачі палива паливним насосом високого тиску в двигуні як під час його випробування, так і при перевірці технічного стану двигуна в умовах експлуатації.
Циклова подача палива є одним з важливих параметрів, що характеризують технічний стан дизельного ДВС, зокрема, стан паливного насоса високого тиску. Вихід зазначеного параметра за межі допустимих значень призводить до погіршення роботи двигуна, закоксовування деталей циліндро-поршневої групи, зниження потужності двигуна, збільшення питомої витрати палива. Тому вимір циклової подачі палива вкрай важливо як при експлуатації, так і при ремонті дизельного ДВС.
Відомі способи визначення циклової подачі палива, які полягають в сумарному вимірі кількості палива, що впорскується в мірну склянку за певний період часу
(Технологія діагностування тракторів. М. ГОСНИТИ, 1973)
або за певну кількість циклів, яке встановлюється за кількістю оборотів кулачкового вала паливного насоса або колінчастого вала двигуна
(П.М. Кривенко, І.М. Федосов. Дизельна паливна апаратура. М. Колос, 1970).
Зазначені способи вимірювання циклової подачі дають велику похибку в зв'язку з тим, що число циклів визначається недостатньо точно. Ці способи трудомісткі, так як вимагають здійснення великого обсягу розбірно-складальних робіт, пов'язаних з відведенням подається плунжерними парами палива в мірні склянки.
Найбільш близьким до винаходу є спосіб визначення циклової подачі палива в дизельному двигуні, заснований на використанні амплітудно-фазових параметрів характерних точок кривої зміни тиску палива в надплунжерний просторі паливного насоса двигуна протягом циклу його роботи
(Діагностування паливної апаратури дизельних автомобілів, серія "Технічне обслуговування та ремонт автомобілів". М. ЦБНТІ Мінавтотрансу РРФСР, 1977).
У відомому способі знімають осцилограму тиску палива в надплунжерний просторі і порівнюють її з еталонною осцилограмою по характерних точках, при цьому цикловую подачу палива оцінюють по ширині осцилограми, тобто за тривалістю сигналу тиску палива при певній формі осцилограми.
Так як тривалість сигналу тиску і форма осцилограми специфічні для кожного окремого двигуна, особливо коли двигун працює на холостих обертах в регуляторному режимі, то ширина і форма осцилограми для кожної секції паливного насоса змінюються в широких межах. У зв'язку з цим відомий спосіб не дозволяє оцінити цикловую подачу палива з достатньою точністю.
Завданням цього винаходу є підвищення точності визначення циклової подачі палива в двигуні.
Рішення даного завдання досягається тим, що в способі визначення циклової подачі палива в дизельному двигуні фіксують імпульси тиску палива в надплунжерний просторі і в голівці паливного насоса двигуна протягом циклу його роботи, а величину циклової подачі визначають по фазового зсуву між характерними точками, в якості яких використовують початок імпульсу підвищення тиску палива в надплунжерний просторі паливного насоса, відповідне початку подачі палива в двигун, і початок імпульсу підвищення тиску дл палива в голівці паливного насоса, відповідне закінчення подачі палива в двигун.
Здійснення запропонованого способу пояснюється малюнком, на верхній частині А якого показані зміни тиску P палива в надплунжерний просторі і в голівці паливного насоса двигуна протягом циклу його роботи (в залежності від кута повороту колінчастого вала двигуна), а на нижній частині Б - хід L плунжера на ділянці його активного ходу Lакт в залежності від кута повороту кулачкового вала паливного насоса.
На малюнку прийняті наступні позначення:
1 - імпульс на кривій зміни тиску палива в надплунжерний просторі;
2 - початок імпульсу 1;
3 - імпульс на кривій зміни тиску палива в голівці паливного насоса;
4 - початок імпульсу 3;
5 - крива ходу L плунжера;
РНП - геометричне початок подачі палива;
ДКП - геометричний кінець подачі палива;
ВМТ - верхня "мертва" точка;
1 - кут початку подачі палива;
- кут закінчення подачі палива;
Pоп - залишковий тиск палива в надплунжерний просторі;
Pог - залишковий тиск палива в голівці паливного насоса.
Відомо, що циклова подача палива в дизелі здійснюється протягом активного ходу Lакт плунжера паливного насоса, тобто Lакт це хід плунжера між початком і закінченням подачі палива (між точками РНП і ДКП).
При обертанні коленвала дизеля плунжер насоса здійснює зворотно-поступальний рух у втулці під дією кулачкового вала паливного насоса. Плунжер, що рухається вниз, звільняє простір у втулці, яке заповнюється паливом через впускний отвір втулки. Потім плунжер рухається вгору, і як тільки він перекриває впускний отвір у втулці, що залишився в надплунжерний просторі паливо починає стискатися і тиск палива в цьому просторі різко зростає. Момент різкого зростання тиску палива (початок імпульсу тиску палива в надплунжерний просторі), що характеризується точкою 2 на кривій імпульсу 1, відповідає початку подачі палива, тобто точці РНП на кривій 5.
При подальшому русі плунжера вгору настає момент, коли відсічна кромка на плунжері зустрічається з відсічним отвором втулки і починає його відкривати, і паливо з надплунжерного простору спрямовується в головку паливного насоса, за рахунок чого в ній створюється імпульс тиску палива. Початок цього імпульсу, що характеризується точкою 4 на кривій імпульсу 3, відповідає закінченню подачі палива, тобто точці ДКП на кривій 5.
Для кожного типу двигуна існує встановлена залежність між величинами циклової подачі Qц і активного ходу Lакт плунжера. З іншого боку, активний хід Lакт для конкретної конструкції двигуна відповідає певному зрушення фаз між точками РНП і ДКП щодо ВМТ. Таким чином, за зсувом фаз між точками 2 і 4, відповідними РНП і ДКП, можна з досить високою точністю визначити величину циклової подачі палива.
Приклад 1. Проводилися вимірювання циклової подачі палива в дизелі трактора ДТ-75М. Для цього до штуцера плунжерній пари паливного насоса і порожнини головки насоса під'єднали датчики тиску у вигляді вимірювальних перетворювачів типу ВПС-2-40 і ВПС-2-1. Для посилення надходять від датчиків електричних сигналів використовували підсилювач типу УТЧ-1. Для візуального фіксування імпульсів 1, 3 тиску палива в надплунжерний просторі і в голівці паливного насоса застосовували світловий осцилограф Н030А. При пускових оборотах дизеля на осцилографі зафіксували початку 2, 4 імпульсів 1, 3 підвищення тиску палива в надплунжерний просторі і в голівці паливного насоса відповідно і визначили зсув фаз між точками 2, 4 по куту повороту коленвала дизеля або по куту повороту кулачкового вала паливного насоса щодо ВМТ. За куту повороту коленвала цей зсув фаз склав 28 o. Використовуючи раніше згадану залежність циклової подачі Qц від зсуву фаз між РНП і ДКП (між н і к), який відповідає зрушенню фаз між точками 2 і 4, визначили величину Qц. В даному прикладі цикловая подача склала 93 мм 3.
Приклад 2. Виміри проводилися відповідно до прикладу 1, однак для визначення зсуву фаз між моментами початку 2, 4 імпульсів 1, 3 замість осцилографа використовували жорстко пов'язаний з коленвалом двигуна диск, що має кутову градуювання з ціною поділки 0,1, із застосуванням моментоскопа.
При використанні запропонованого способу похибка вимірювання циклової подачі палива на двигуні трактора ДТ-75М склала 2%.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб визначення циклової подачі палива в дизельному двигуні, який відрізняється тим, що фіксують імпульси тиску палива в надплунжерний просторі і в голівці паливного насоса двигуна протягом циклу його роботи, а величину циклової подачі визначають по фазового зсуву між характерними точками, в якості яких використовують початок імпульсу підвищення тиску палива в надплунжерний просторі паливного насоса, відповідне початку подачі палива в двигун, і початок імпульсу підвищення тиску палива в голівці палив івного насоса, відповідне закінчення подачі палива в двигун.