Как работает автоматическая муфта опережения впрыска топлива кратко

Обновлено: 30.06.2024

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Описание презентации по отдельным слайдам:

Автоматическая муфта опережения впрыска топлива, форсунки

Муфта опережения впрыска служит для автоматического изменения момента начала подачи топлива насосом в зависимости от изменения частоты вращения двигателя. При увеличении частоты вращения, для того чтобы топливо, подаваемое в цилиндры, успевало своевременно сгорать и двигатель развивал наибольшую мощность, необходимо увеличивать угол опережения впрыска топлива, а при уменьшении частоты вращения — уменьшать.

А — устройство; Б — положение грузов при неподвижной муфте; В — положение грузов при вращении муфты; 1 — кулачковый вал ТНВД; 2 — ведомый диск муфты; 3, 13 — пальцы; 4 — корпус автоматической муфты; 5 — уплотнительная манжета; 6 — ведущий диск; 7 — ведомый фланец; 8 — ведущий фланец; 9 — вал привода муфты;10 — Промежуточная шайба; 11 — шип ведущего диска; 12, 15 — Центробежные грузы; 14 — пружина

Автоматическая муфта работает следующим образом. При неподвижном приводе пальцы 3 Ведущего диска муфты под действием пружины 14 Надавливают на фигурные вырезы грузов 12 и 15, Сдвигая их до упора концами друг в друга (рис., Б). При работе двигателя с малой частотой вращение от приводного вала 9 Передается на кулачковый вал 1 Через муфту без заметного смещения этих валов. Ведущие пальцы 3 Надавливают на уступы грузов 12 И 15 и через них, а также через ведомые пальцы 13 и ведомый диск 2 Передают вращение на кулачковый вал 1.

По мере увеличения частоты вращения двигателя центробежная сила грузов 12 И 15 Возрастает, и они начинают раздвигаться, поворачиваясь на пальцах 13 Ведомого диска. При этом грузы, упираясь фигурными вырезами на ведущие пальцы 3, преодолевая сопротивление пружин 14 И дополнительно сжимая их, сближают ведущие З и Ведомые 13 Пальцы (рис., В). Вследствие этого кулачковый вал смещается в направлении вращения относительно приводного вала, тем самым обеспечивая увеличение угла опережения впрыска топлива.

При максимальной частоте вращения кулачкового вала насоса (1050 мин-1) грузы раздвигаются до упора в стенки корпуса; при этом смещение кулачкового вала относительно приводного и угол опережения впрыска топлива будут наибольшими (угол возрастает на 6. 8° относительно первоначального). При уменьшении частоты вращения двигателя угол опережения впрыска автоматически уменьшается.

ФОРСУНКИ ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Форсунка — (от англ. force pump - нагнетательный насос). Прибор для распыления жидкого или порошкообразного топлива с целью достичь более совершенного его сгорания.
Форсунки служат для распыливания топлива и распределения его частиц по объёму камеры сгорания. Совместно с топливным насосом форсунка должна обеспечивать необходимый закон подачи топлива. На автотракторных двигателях используются два типа форсунок: открытые и закрытые.

В открытых форсунках между топливопроводом высокого давления и сопловыми отверстиями распылителя нет запорного устройства, и они постоянно соединены между собой, вследствие чего после окончания впрыска наблюдается подтекание топлива. Для устранения этого в конструкцию современных форсунок введен элемент, изолирующий топливопроводы высокого давления от камеры сгорания в период между впрысками, такие форсунки относятся к числу закрытых (клапанные; клапанно-сопловые; прецизионные; беспрецизионные), они могут быть с запорной иглой и штифтовые.

Типы форсунок: а - открытая; б - закрытая.

Сопла форсунок. Наиболее важным элементом форсунки (открытой или закрытой) является сопло.
Соплом или распылителем называется деталь форсунки, в которой сделаны калиброванные выходные отверстия, а в закрытой форсунке кроме того находится запорная игла. Качество изготовления сопла в значительной степени влияет на форму струи, тонкость и однородность распыливания и равномерность распределения частиц топлива в камере сгорания.

Форсунка двигателя
КамАЗ-740:
1 – игла распылителя; 2 – кольцевая полость; 3 – распылитель;4 – накидная гайка; 5 – проставка; 6 – штифты; 7 – штанга;8 – корпус; 9 – уплотнительное кольцо; 10 – штуцер; 11 – сетчатый фильтр; 12 –втулка;13 – регулировочные шайбы;14 – опорная шайба; 15 – пружина

Работа форсунки может быть разделена на четыре рабочих стадии при работающем двигателе и создании высокого давления ТНВД:
Форсунка закрыта с приложенным высоким давлением;
Форсунка открывается (начало впрыска);
Форсунка полностью открыта;
Форсунка закрывается (конец впрыска).

Форсунка Common Rail

a - форсунка закрыта,
b - форсунка открыта (впрыск);
1 - возврат топлива, 2 - электрические выводы, 3 - электромагнитный клапан, 4 - вход топлива из аккумулятора, 5 - шариковый клапан, 6 - жиклер камеры гидроуправления, 7 - "питающий" жиклер, 8 - камера гидроуправления, 9 - управляющий плунжер, 10 - канал к распылителю, 11 - игла форсунки.

Топливо в форсунку common rail подается через входной штуцер высокого давления (4) и далее в канал (10) и камеру гидроуправления (8) через жиклер (7). Камера гидроуправления соединяется с линией возврата топлива (1) через жиклер камеры гидроуправления 6, который открывается электромагнитным клапаном. При закрытом жиклере (6) силы гидравлического давления, приложенные к управляющему плунжеру (9), превосходят силы давления, приложенные к заплечику иглы (11) форсунки.

В результате игла садится на седло и закрывает проход топлива под высоким давлением в камеру сгорания. При подаче пускового сигнала на электромагнитный клапан жиклер (6) открывается, давление в камере гидроуправления падает, и в результате сила гидравлического давления на управляющий плунжер также уменьшается. Поскольку сила гидравлического давления на управляющий плунжер оказывается меньше силы, действующей на заплечик иглы форсунки, последняя открывается, и топливо через сопловые отверстия впрыскивается в камеру сгорания.

Такое косвенное управление иглой форсунки, использующее систему мультипликатора, позволяет обеспечить очень быстрый подъем иглы, что невозможно сделать путем прямого воздействия электромагнитного клапана. Так называемая "управляющая доза" топлива, необходимая для подъема иглы форсунки, является дополнительной по отношению к действительному количеству впрыскиваемого топлива, поэтому это топливо направляется обратно, в линию возврата топлива через жиклер камеры гидроуправления. Кроме "управляющей дозы" в линию возврата топлива и далее в топливный бак также выходят утечки через направляющие иглы форсунки. К коллектору линии возврата топлива также подсоединяются предохранительный клапан (ограничитель давления) аккумулятора и редукционный клапан ТНВД.

Система впрыска насос-форсунками
Система впрыска насос-форсунками является современной системой впрыска топлива дизельных двигателей. В данной системе функции создания высокого давления и впрыска топлива объединены в одном устройстве – насос-форсунке. Собственно насос-форсунка и составляет одноименную систему впрыска.

Применение насос-форсунок позволяет повысить мощность двигателя, снизить расход топлива, выбросы вредных веществ, а также уровень шума.
В системе на каждый цилиндр двигателя приходится своя форсунка. Привод насос-форсунки осуществляется от распределительного вала, на котором имеются соответствующие кулачки. Усилие от кулачков передается через коромысло непосредственно к насос-форсунке.

Устройство насос-форсунки
Конструкция насос-форсунки включает плунжер, клапан управления, запорный поршень, обратный клапан и иглу распылителя. Плунжер служит для создания давления топлива. Клапан управления предназначен для управления впрыском топлива. Пружина форсунки обеспечивает посадку иглы распылителя на седло. Управление насос-форсунками осуществляет система управления двигателем.

1.винт с шаровой головкой; 2.плунжер; 3.плунжерная пружина; 4.игла электромагнитного клапана; 5.электромагнитный клапан; 6.сливная топливная магистраль; 7.обратный клапан; 8.питающая топливная магистраль; 9.пружина распылителя; 10.запорный поршень; 11.игла распыления; 12.головка блока цилиндров; 13.термозащитная прокладка; 14.уплотнительные кольца; 15.камера высокого давления; 16.приводной кулачек; 17. коромысло

Работа насос-форсунки осуществляется следующим образом. Кулачек распределительного вала через коромысло перемещает плунжер вниз. Топливо перетекает по каналам форсунки. При закрытии клапана происходит отсечка топлива. Давление топлива начинает расти. При достижении давления 13 МПа игла распылителя, преодолевая усилие пружины, поднимается и происходит предварительный впрыск топлива.

В дизельных двигателях топливо впрыскивается в нагретый сжатием воздух, имеющий температуру 450…550 °С и давление 30…40 кгс/см2. Подача топлива начинается до ВМТ и может заканчиваться как до, так и после ВМТ.

Началом подачи топлива считается начало впрыска топлива ТНВД. Подача топлива начинается в точке А. Угол поворота коленчатого вала между началом впрыска и В.М.Т. называют углом опережения впрыска.

В течение некоторого времени после начала впрыска горение еще не поступает. Давление в этот период изменяется из-за продолжающегося сжатия, причем вначале несколько снижается температура, а соответственно и давление сжимаемого воздуха вследствие затраты теплоты на нагревание и испарение поданного топлива. В течение указанного периода развиваются предпламенные реакции, возникают первые очаги самовоспламенения, и давление начинает повышаться в результате выделения теплоты сгорания.

Рис. Диаграмма изменения давления в дизельном двигателе в зависимости от угла поворота коленчатого вала:
Р – давление в цилиндре двигателя; А – начало впрыска топлива; В – начало сгорания топлива; с – период задержки воспламенения; 1 – такт впуска; 2 – такт сжатия; 3 – такт сгорания и расширения; 4 – такт выпуска

Точку В, в которой линия повышения давления вследствие сгорания отрывается от линии сжатия при его отсутствии, условно принимают за начало сгорания, а интервал времени, (в градусах поворота коленчатого вала) между точками А и В – за период задержки воспламенения или период индукции. В результате сгорания значительной части испарившегося топлива, образовавшего с воздухом за этот период горючую смесь, а также вследствие сгорания продолжающего поступать через форсунку топлива давление и температура на участке А–В быстро повышаются.

Подача топлива в цилиндры двигателя зависит от его режима работы и может изменяться.

Для опережения впрыскивания топлива в цилиндры дизеля в зависимости от частоты вращения его коленчатого вала в передней части насоса установлена центробежная муфта.

В момент впрыска топлива через нагнетательный клапан ТНВД игла форсунки приподнимается за счет волны давления, которая передается со скоростью звука по трубопроводам высокого давления. Необходимое время для передачи давления всегда одинаково и не зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя, это же характерно и для воспламенения топлива. Независимо от частоты вращения максимальное давление при сгорании достигается всегда в одинаковое время. При работе двигателя на высокой частоте вращения коленчатого вала без коррекции угла опережения впрыска происходило бы запаздывание впрыска. Поэтому с увеличением частоты вращения коленчатого вала необходимо несколько раньше производить впрыск топлива, чтобы достичь оптимального процесса сгорания.

Муфта опережения впрыска топлива

Опережение момента впрыска топлива (начала подачи топлива) осуществляется автоматической муфтой опережения впрыска в зависимости от частоты вращения коленчатого вала. Муфта опережения впрыска топлива состоит из двух полумуфт – ведущей 1 и ведомой 2. Обе полумуфты подвижно соединены между собой через эксцентриковый элемент 5, состоящий из компенсирующих и регулировочных эксцентриков, которые направляются штифтом, жестко связанным с корпусом. Внутренняя полумуфта жестко связана с кулачковым валом насоса высокого давления. К наружной полумуфте прикреплен привод ТНВД (звездочка, шестерня). Внутри муфты опережения впрыска расположены центробежные грузы 8, которые соединены с эксцентриковым элементами 5 и удерживаются в исходном положении пружинами с переменной жесткостью 7.

Рис. Муфта опережения впрыска:
1 – ведущая полумуфта (приводная шестерня); 2 – ведомая полумуфта (ступица); 3 – корпус муфты; 4 – эксцентрик регулировочный; 5 – эксцентрик дополнительный; 6 – палец; 7 – пружина; 8 – груз; 9 – опорная шайба

Принцип работы муфты показан на рисунке. На небольшой частоте вращения коленчатого вала двигателя центробежные грузы сжаты за счет сил стягивающих пружин, при этом ведущая и ведомая полумуфты не имеют угла расхождения. По мере увеличения частоты вращения коленчатого вала возрастают центробежные силы, действующие на грузы. Под действием этих сил преодолевается противодействие пружин и грузы расходятся. Грузы, воздействуя на эксцентриковый элемент, поворачивают ведомую полумуфту, связанную с кулачковым валом на определенный угол, что приводит к угловому смещению кулачкового вала насоса (по направлению вращения) относительно привода насоса. Следовательно, угол опережения впрыска топлива увеличивается.

Рис. Принцип действия муфты опережения впрыска топлива

При снижении частоты вращения коленчатого вала центробежная сила грузов уменьшается и под действием пружин ведомая полумуфта поворачивается относительно ведущей в сторону, противоположную вращению кулачкового вала насоса, в результате чего угол опережения впрыска уменьшается.

Муфта опережения впрыска топлива служит для автоматического изменения угла опережения впрыска при изменении частоты вращения коленчатого вала.

Углом опережения впрыска (опережения впрыскивания) топлива называется угол между положением кривошипа коленчатого вала относительно верхней мертвой точки (ВМТ) в момент начала впрыска топлива и его положением, соответствующим нахождению поршня в ВМТ.

Впрыск топлива в цилиндр двигателя должен осуществляться до прихода поршня в ВМТ в конце такта сжатия, т. е. с некоторым опережением. Это необходимо для того, чтобы топливо успело перемешаться с воздухом в цилиндре, и началось его активное горение к приходу поршня в верхнюю мертвую точку. При этом момент впрыска топлива рассчитывают из условия, чтобы максимальное давление газов на поршень создалось уже после его прохождения ВМТ.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала угол опережения впрыска топлива должен увеличиваться. Несоблюдение этого требования ведет к увеличению расхода топлива и потери мощности двигателя. Ведь с увеличением частоты вращения значительно уменьшается время, отводимое на впрыск, смесеобразование и начало активной фазы горения. При этом топливо просто не успевает смешаться с воздухом для полного и качественного сгорания в дальнейшем, а скорости горения не хватает для того, чтобы к моменту перехода поршня через ВМТ процесс тепловыделения был максимальным.

Автоматическое регулирование угла начала впрыска топлива обеспечивает специальное устройство, называемое муфтой опережения впрыска. По аналогии с муфтой опережения впрыска работают устройства карбюраторных двигателей, у которых автоматически регулируется угол искрообразования при помощи специального устройства, размещенного в прерывателе системы зажигания. Кроме того, современные бензиновые двигатели все чаще оснащаются устройствами автоматической регулировки фаз газораспределения, т. е. управляют работой клапанов ГРМ.

Следует отметить, что регулирование угла опережения впрыскивания топлива в современных системах питания дизелей (таких, как управляемая электроникой система насос-форсунка или Common Rail) осуществляется при помощи электронного блока управления, который корректирует параметры впрыска на основании показаний различных датчиков, информирующих о режимах работы и требуемой динамике двигателя в данный момент времени.

Устройство и работа центробежной муфты опережения впрыска

Устройство муфты опережения впрыска топлива рассмотрим на примере центробежной муфты опережения впрыска, применяемой в системе питания дизельных двигателей ЯМЗ. Она закрепляется на переднем конце кулачкового вала ТНВД, поэтому насос приводится в действие через муфту опережения впрыска, которая является промежуточным звеном в приводе ТНВД.

Муфта опережения впрыска состоит из корпуса 14 (рис. 1), ведущей полумуфты 12, ведомой полумуфты 1, двух грузиков 7 и двух пружин 2.

Привод муфты осуществляется от зубчатых колес механизма газораспределения и валика привода. Распределительное зубчатое колесо закреплено посредством шпонки на валике привода ТНВД, на заднем конце которого закрепляется ведущий фланец 23 муфты.
Ведущий фланец двумя болтами скрепляется с промежуточным фланцем 21.
Промежуточный фланец соединяется с ведущей полумуфтой 12 посредством шайбы 17, установленной в металлической обойме 19. В шайбе вырезано четыре паза; в пазы 16 входят шипы 20 промежуточного фланца, а в пазы 18 – шипы 9 ведущей полумуфты.

Ведомая полумуфта 1 закрепляется на шпонке на переднем конце кулачкового вала насоса и завинчивается в корпус 14. Грузики надеваются на пальцы 4.
Пальцы 13 ведущей полумуфты упираются в криволинейные поверхности 6 грузиков. На пальцах 4 и 13 выполнены углубления 5, в которые упираются предварительно сжатые пружины 2. Пружины стремятся повернуть полумуфты 1 и 12 относительно друг друга.

На рисунке 1, б показано положение деталей муфты при малой частоте вращения коленчатого вала.
При увеличении частоты вращения возрастает центробежная сила грузиков, и они расходятся в стороны, поворачиваясь вокруг пальцев 4. При этом криволинейные поверхности 6 грузиков скользят по пальцам 13 ведущей полумуфты, расстояние между пальцами 4 и 13 уменьшается (размеры L₁ и L₂) и пружины сжимаются.

Подтягиваясь к пальцам 13, пальцы 4 поворачивают ведомую полумуфту 1 с кулачковым валом 24 насоса в сторону вращения приводного вала (рис. 1, в), увеличивая тем самым угол опережения впрыска топлива на угол α .

Метки 15 на корпусе 14 муфты, промежуточном фланце 21 и ведущем фланце 23 при сборке совмещают, чем обеспечивается правильная установка момента начала впрыска.

На корпусе муфты имеются отверстия, закрываемые пробками (или винтами с уплотнительными шайбами) и служащие для заполнения полости муфты моторным маслом. Масло заливается в верхнее отверстие до появления его из нижнего отверстия.

На рисунке 2 представлен усовершенствованный привод ТНВД двигателя ЯМЗ-238 М2.
На вал привода 1 посредством стяжного болта 8 закрепляется ведущая полумуфта 9 привода. Ведомая полумуфта 10 привода болтами 15 крепится к муфте 12 опережения впрыска топлива. Ведущая полумуфта 9 связана с ведомой полумуфтой 10 через пакет пластин 3 болтами 11 и 16. Второй пакет пластин 3 (на рис. 2 слева) обеспечивает жесткость фланцу 6.

Метка б на указателе 13 и метка а на ведомой полумуфте 10 служат для установки начального угла опережения впрыска топлива. Для этого отворачивают две гайки 7 и поворотом муфты опережения впрыска посредством овальных отверстий на фланце 6 полумуфты совмещают указанные метки. Положение коленчатого вала при этом должно соответствовать концу хода сжатия в первом цилиндре.

Установка угла опережения впрыска

Установка угла опережения впрыскивания выполняется в следующей последовательности:

1. Подготавливают двигатель – находят в первом цилиндре такт сжатия и устанавливают коленчатый вал вращением маховика в положение, соответствующее углу начала впрыска цилиндра. Для этих целей в деталях КШМ (маховик, кожух или др.) предусматривают специальные устройства и метки, позволяющие контролировать конец такта сжатия.

2. Подготавливают насос – на первую секцию ТНВД устанавливают моментоскоп – стеклянную трубку, соединенную через резиновый патрубок с топливопроводом высокого давления. Поворачивают вал насоса до тех пор, пока в трубке не покажется топливо.
Отворачивают вал обратно на угол 30…40˚ и осторожно вращают вал в прямом направлении. Как только поверхность топлива (мениск) в трубке моментоскопа дрогнет, вращение вала насоса прекращают.

3. Соединяют насос с приводом и крепят его на блоке, после чего проверяют правильность установки момента начала впрыска, проворачивая коленчатый вал на два оборота. В конце второго оборота внимательно следят за мениском в моментоскопе. Когда он дрогнет, вращение коленчатого вала прекращают.
По меткам на деталях КШМ определяют правильность установки угла. При необходимости угол опережения впрыска корректируют.

Автоматическая муфта опережения впрыска топлива позволяет изменять угол опережения впрыска топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала, что повышает экономичность дизеля при различных режимах работы и улучшает его пуск. Муфта устанавливается на переднем конце кулачкового вала ТНВД.
Автоматическая муфта состоит из следующих деталей: ведущей полумуфты с пальцами и шипами привода, ведомой полумуфты с осями грузов, двух грузов, двух пружин, двух проставок и корпуса. Ведущая пол у муфта надета на ступицу ведомой полумуфты и может на ней поворачиваться. При сборке муфты корпус навертывают на ведомую полумуфту. Для уплотнения соединения ведущей полумуфты с корпусом в него запрессована самоподжимная уплотняющая манжета. Два груза, шарнирно установленные на осях, имеют криволинейную поверхность, на которую через проставки опираются пальцы ведущей полумуфты. Движение от ведущей полумуфты на ведомую передается через два груза и пружины.

Во время работы двигателя ведущая полумуфта пальцами через проставки нажимает на криволинейную поверхность грузов. Усилие через оси грузов передается ведомой полумуфте, а от нее кулачковому валу насоса.

При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы, преодолевая сопротивление пружины, расходятся под действием центробежных сил. При этом грузы поворачиваются вокруг осей ведомой полумуфты и проставки скользят по криволинейной поверхности грузов. В этом случае расстояние между осями грузов и пальцами ведущей полумуфты уменьшается, пружины сжимаются и ведомая полумуфта поворачивается по ходу вращения вместе с кулачковым валом. В результате этого топливо раньше поступает в цилиндры двигателя, т. е. увеличивается угол опережения впрыска топлива.
При уменьшении частоты вращения коленчатого вала грузы сходятся, пружины разжимаются и поворачивают ведомую полумуфту в противоположную сторону, что вызывает уменьшение угла опережения впрыска топлива. Автоматическая муфта изменяет угол опережения впрыска топлива на 10-14°.

Муфта автоматическая опережения впрыскивания топлива изменяет начало подачи топлива в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя. Применение муфты обеспечивает оптимальное для рабочего процесса начало подачи топлива по всему диапазону скоростных режимов. Этим обеспечивается экономичность и приемлемая жесткость процесса в различных скоростных режимах работы двигателя.

1.2. Устройство муфты автоматической опережения впрыскивания топлива

Ведомая полумуфта (рис.1) 13 закреплена на конической поверхности переднего конца кулачкового вала топливного насоса шпонкой и гайкой с шайбой, ведущая полумуфта 1 — на ступице ведомой полумуфты (может поворачиваться на ней). Между ступицей и полу муфтой установлена втулка 3. Грузы 11 качаются на осях 16, запрессованных в ведомую полумуфту, в плоскости, перпендикулярной оси вращения муфты. Проставка 12 ведущей полумуфты упирается одним концом в палец груза, другим — в профильный выступ. Пружина 8 стремится удержать груз на упоре во втулку 3 ведущей полумуфты.

Рис. 1. Муфта автоматическая опережения впрыскивания топлива:

1 - полумуфта ведущая;

3 - втулка ведущей полумуфты;

6 - прокладки регулировочные;

7 - стакан пружины;

11 - груз с пальцем;

12 - проставка с осью;

13 - полумуфта ведомая;

14 - кольцо уплотнительное;

1.3 Принцип работы муфты автоматической опережения впрыскивания топлива

При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы 11 под действием центробежных сил расходятся, вследствие чего ведомая полумуфта 13 поворачивается относительно ведущей 1 в направлении вращения кулачкового вала, что вызывает увеличение угла опережения впрыскивания топлива. При уменьшении частоты вращения коленчатого вала грузы 11 под действием пружин 8 сходятся, ведомая полумуфта 13 поворачивается вместе с валом насоса в сторону, противоположную направлению вращения вала, что вызывает уменьшение угла опережения подачи топлива.

1.4 Особенности ремонта топливной аппаратуры

1.4.1 Диагностирование и регулировочные работы по системе питания.

Техническое состояние механизмов и узлов системы питания двигателя существенно, влияет на его мощность и экономичность, а следовательно, и на динамические качества автомобиля.

Характерными неисправностями систем питания карбюраторного или дизельного двигателя являются: нарушение герметичности и течь топлива из топливных баков, и топливо проводов, загрязнение топливных и воздушных фильтров.

Наиболее распространенными неисправностями системы питания дизельных двигателей являются износ и раз регулировка плунжерных пар насоса высокого давления и форсунок, потеря герметичности этих агрегатов. Возможны также износ выходных отверстий форсунки, их за коксование и засорение. Эти неисправности приводят к изменению момента начала подачи топлива, неравномерности работы топливного насоса по углу и количеству подаваемого топлива, ухудшению качества распыливания топлива форсункой.

В результате перечисленных неисправностей повышается расход топлива и увеличивается токсичность отработавших газов.

Диагностическими признаками неисправностей системы питания являются:

-затруднение пуска двигателя,

-увеличение расхода топлива под нагрузкой,

-падение мощности двигателя и его перегрев,

-изменение состава и повышение токсичности отработавших газов.

Диагностика систем питания дизельных двигателей проводится методами ходовых и стендовых испытаний и оценки состояния механизмов и узлов системы после их демонтажа.

При диагностике методом ходовых испытаний определяют расход топлива при движении автомобиля с постоянной скоростью на мерном горизонтальном участке (1 км) шоссе с малой, интенсивностью движения. Чтобы исключить влияние подъемов и спусков, выбирают маятниковый маршрут, т. е. такой, на котором автомобиль движется до конечного пункта и возвращается по той же дороге. Количество израсходованного топлива измеряют с помощью расходомеров объемного типа. Диагностирование систем питания можно проводить и одновременно с испытанием тяговых качеств автомобиля на стенде с беговыми барабанами.

Расходомеры применяют не только для диагностики системы питания, но и для обучения водителей экономному вождению.

Токсичность отработавших газов двигателей проверяют на холостом ходу. Для дизельных двигателей при этом используются фотометры (дымомеры) или специальные фильтры.

Дымность отработавших газов оценивается по оптической плотности отработавших газов (ГОСТ 21393—75), которая представляет собой количество света, поглощенного частицами сажи и другими светопоглощающими дисперсными частицами, содержащимися в газах. Она определяется по шкале прибора. Основой прибора является прозрачная стеклянная труба, которую пересекает световой поток. Степень поглощения света зависит от задымленности газов.

Отбор исследуемых газов осуществляется с помощью газоотборника, устанавливаемого в измерительной трубе, которая через ресивер соединяется с выхлопной трубой двигателя. Для повышения давления в измерительной трубе она может быть при необходимости оборудована заслонкой.

Измерение дымности проводится при ТО после ремонта или регулировки топливной аппаратуры на неподвижно стоящем автомобиле в двух режимах работы двигателя на холостом ходу свободного ускорения (т.е разгона двигателя от минимальной до максимальной частоты вращения вала) и максимальной частоты вращения вала. Температура отработавших газов не должна быть ниже 70°С.

Дымность отработавших газов у автомобилей КамАЗ их модификаций в режиме свободного ускорения не должна превышать 40%, а на максимальной частоте вращения 60%.

Диагностирование системы питания дизельных двигателей включает в себя проверку герметичности системы и состояния топливных и воздушных фильтров, проверку топливо подкачивающего насоса, а также насоса высокого давления и форсунок.

Герметичность системы питания, дизельного двигателя имеет особое значение. Так, подсос воздуха во впускной части системы (от, бака до топливоподкачивающего насоса) приводит к нарушению работы топливоподающёй аппаратуры, а не герметичность части системы, находящейся под давлением (от топливо подкачивающего насоса до форсунок) вызывает подтекание и перерасход топлива.

Впускную часть топливной магистрали проверяют на герметичность с помощью специального прибора-бачка. Часть магистрали; находящуюся под давлением, можно проверять опрессовкой ручным топливоподкачивающим насосом или визуально при работе двигателя на частоте вращения холостого хода.

Состояние топливных и воздушных фильтров проверяют визуально.

Топливоподкачивающий насос и насос высокого давления проверяют на стенде дизельной топливоподающей аппаратуры СДТА. При испытаниях и регулировке на стенде исправный топливоподкачивающий насос должен иметь определенную производительность при заданном противодавлении и давление при полностью перекрытом топливном канале (стенда производительность должна быть не менее 2,2 л/мин при противодавлении 150 — 170 кПа и давлении при полностью перекрытом канале 380 кПа). Топливный насос высокого давления проверяют на начало, равномерность и величину подачи топлива в цилиндры двигателя. Для определения начала подачи топлива применяют моментоскопы — стеклянные трубки с внутренним диаметром 1,5 — 2,0 мм, устанавливаемые на выходном штуцере насоса, и градуированный диск (лимб), который крепится к валу насоса. При проворачивании вала секции насоса подают топливо в трубки моментоскопов. Момент начала движения топлива в трубке первого цилиндра фиксируют по градуированному диску. Это положение принимают за 0° — начало отсчета. Подача топлива в последующие цилиндры должна происходить через определенные углы поворота вала в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Для двигателя 740 автомобиля КамАЗ порядок работы цилиндров 1 — 5 — 4 — 2 — 6 — 3 — 7 — 8, подача топлива в пятый цилиндр (секцией насоса 8) должна происходить через 45°, в четвертый (секцией 4) — 90°, во второй (секцией 5) — 135°, в шестой (секцией 7) — 180°, в третий (секцией 3)— 225°, в седьмой (секцией 6). — 270° и восьмой (секцией 2) — 315°. При этом допускается неточность интервала между началом подачи топлива каждой секцией относительно первой не более 0,5°.

Количество топлива, подаваемого в цилиндр каждой из секцией насоса при испытании на стенде, определяют с помощью серных мензурок, Для этого насос устанавливают на стенд и зал насоса приводится во вращение электродвигателем стенда. 1спытание проводится совместно с, комплектом исправных и отрегулированных форсунок, которые соединяются с секциями насоса трубопроводами высокого давления одинаковой длины (600±2 мм). Величина цикловой подачи (количество топлива, подаваемого секцией за один ход плунжера) для двигателя 740 КамАЗ должна составлять 72,5—75,0 мм 3 /цикл. Неравномерность подачи топлива секциями насоса не должна превышать 5%.

Форсунки дизельного двигателя проверяют на стенде НИИАТ-1609 на герметичность, давление начала подъема иглы и качество распыливания топлива. Стенд состоит из топливного бачка, секции топливного насоса высокого давления и манометра с пределами измерения до 40 МПа. Плунжер секции насоса приводится в движение вручную с помощью рычага. Для проверки форсунки на герметичность затягивают ее регулировочный винт, после чего с помощью секции насоса стенда создают в ней давление до 30 МПа и определяют время падения давления от 30,0 до 23,0 МПа. Время падения давления для изношенных форсунок не должно быть менее 5 с. Для форсунок с новым распылителем оно составляет не менее 20 с. На том же приборе проверяют давление начала подъема иглы форсунки. Для этого в установленной на стенд форсунке с помощью секции насоса прибора повышают давление и определяют величину его, соответствующую началу впрыска топлива. У двигателей 740 КзмАЗ впрыск топлива должен начинаться при 17,6 МПа

На работающем двигателе давление начала подъема иглы можно определить с помощью максиметра, который по принципу действия аналогичен форсунке, но регулировочная гайка имеет микрометрическое, устройство с нониусной шкалой, позволяющее точно фиксировать давление начала подъема иглы. Этот прибор устанавливают между секцией топливного насоса высокого давления и проверяемой форсункой. Добиваясь одновременности впрыска топлива форсункой и максиметром, по положению микрометрического устройства определяют, при каком давлении он происходит.

На приборе НИИАТ-1609 проверяют и качество распыливания топлива форсункой. Топливо, выходящее из сопел распылителя, должно распыливаться до туманообразного состояния и равномерно распределяться по всему конусу распыливания.

Перспективным методом диагностики топливной аппаратуры дизелей является измерение давления топлива и виброакустического импульса в звеньях топливоподающей системы. Для измерения давления между трубкой высокого давления и форсункой системы питания дизеля устанавливают датчик давления. Для измерения виброимпульсов на грани нажимной гайки трубки высокого давления монтируется соответствующий вибродатчик. Осциллограммы, полученные на исправном и неисправном комплектах топливной аппаратуры, различаются (главным образом по амплитудам). Сравнение осциллограмм проводится путем оценки их амплитудно-фазовых параметров. Возможно и визуальное сравнение.

Осциллографический метод позволяет оценить: углы опережения, начала подачи, впрыска, техническое состояние форсунок, нагнетательного клапана и автоматической муфты опережения впрыска. Следует отметить, что измерение изменения давления, хотя и обладает высокими информативностью и точностью, менее пригодно в условиях эксплуатации, чем виброметод из-за своей нетехнологичности (необходима разборка). Метод диагностики топливной аппаратуры по параметрам вибрации более универсален, технологичен (не требует разборки) и достаточно информативен.

Достоверность определения технического состояния топливной аппаратуры не менее 90%. Трудоемкость диагностирования одного комплекта аппаратуры около 0,3 ч.

Читайте также: