АНАЛИЗ ОБОРУДОВАНИЯ, ПРИМЕНЯЕМОГО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ,

ИСПЫТАНИЯ И ПРОВЕРКИ ФОРСУНОК ДИЗЕЛЬНЫХ ДВС АВТОМОБИЛЕЙ

Захаров Юрий Альбертович, кандидат технических наук, доцент

Кульков Евгений Александрович, студент ЭТМК 41б, АДИ

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Форсунки дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) являются одним из элементов топливной системы автомобиля и во многом определяют такие параметры, как расход топлива и мощность, равномерность работы двигателя и полноту сгорания топлива. Техническое состояние форсунок дизельных ДВС напрямую влияет на работу двигателя и автомобиля в целом и, соответственно, должно периодически подвергаться проверке при диагностике и испытаниях форсунок.

Ключевые слова: форсунка, топливо, давление впрыска, расход топлива, диагностика, испытание, гидравлическая плотность.

Форсунка дизельного двигателя внутреннего сгорания служит связующим элементом между насосом высокого давления, подающим горючее из топливного бака к мотору и камерой сгорания. От технического состояния форсунок напрямую зависят тягово-мощностные характеристики, расход и полнота сгорания топлива, равномерность работы и КПД двигателя и автомобиля в целом [1-5].

В зависимости от системы впрыска горючего, форсунки могут быть со штифтовыми распылителями или с дырчатыми распылителями [1].

По способу управления открытием распылителя различают форсунки: однопружинные, двухпружинные, с датчиком положения иглы распылителя, форсунки, которые управляются пьезоэлектрическим элементом или электромагнитным клапаном.

Кроме прочего, форсунки могут отличаться по методу их монтажа в головке блока цилиндров: непосредственным вворачиванием, при помощи специального фланца, прижимной гайки или прижимного хомута.

В зависимости от регулировки давления открытия форсунки разделяют на: устройства с регулировкой давления винтом, при помощи шайб и с электронной регулировкой открытия. Самые распространенные на сегодня форсунки с регулировкой шайбами.

Параметры форсунки, контролируемые при стендовых испытаниях [1, 3, 5]:

· мелкость распыливания топлива – характеризуется диаметром частиц, их распределением по факелу распыленного топлива.

· гидравлическая плотность распылителя и форсунки – способность сопрягающихся поверхностей сопротивляться просачиванию между ними жидкости (топлива);

· герметичность запирающих конусов распылителя форсунки – способность конусов удерживать топливо от просачивания между контактирующими поверхностями при заданном перепаде давления;

· давление начала впрыскивания топлива форсункой – давление топлива в канале на входе в форсунку в момент начала выхода струи топлива (в момент открытия иглы распылителя);

· ход иглы распылителя форсунки – перемещение иглы от закрытого положения до положения на упоре в торец корпуса форсунки;

· пропускная способность форсунки – величина, характеризующая гидравлическое сопротивление форсунки прохождению топлива.

Базовым прибором для проведения оперативной диагностики дизельной топливной аппаратуры является механотестер топливной аппаратуры МТА-2 (рис. 1) [2, 4].

Рисунок 1 – Общий вид механотестера МТА-2:

1 – корпус, 2 – манометр, 3 – подвижная рукоятка (рычаг),

4 – топливный бак, 5 – дроссельный винт, 6 – крышка, 7 – упор

Это компактный, переносной прибор, предназначенный для диагностирования системы топливоподачи высокого давления дизельных двигателей.

Диагностика механотестером МТА-2 позволяет оценить текущее состояние форсунки (давление начала впрыска топлива, герметичность запирающего конуса, герметичность корпуса и иглы распылителя, качество распыла топлива, гидроплотность распылителя) и состояние ТНВД.

Вся диагностика производится, не снимая форсунки с двигателя, что очень удобно. Вначале делается экспресс диагностика всех форсунок дизеля, а потом снятие с двигателя только неисправных форсунок. Дополнительные приспособления позволяют осуществлять проверку и селективную подборку нагнетательных клапанов и плунжерных пар.

Для диагностики и регулировки дизельных форсунок, необходимо применять специальный прибор. Одним из таких является прибор ДД-2110, который позволяет проводить диагностику практически всех типов дизельных форсунок, а также – измерение давление начала впрыска, контроль качества распыления топлива и герметичности запорного конуса, проверять гидроплотность по запорному конусу и направляющей цилиндрической части (рис. 2).

Рисунок 2 – Общий вид стенда ДД-2110

 Стенд ДД2110 состоит из плиты, на которой установлен бак для топлива с камерой впрыска, стойки с держателем плунжерного насоса, гидроаккумулятора, дросселя, манометра, фильтра и трубопроводов. Все приборы, кроме манометра и трубопроводов, закрыты кожухами. Привод насоса производится рукояткой. Технологическая жидкость из бака поступает через фильтр в насос, далее через гидроаккумулятор поступает в форсунку и через демпфер  к манометру.

Прибор КИ-562 служит для проверки  форсунок, проведения испытания и регулировочных работ автомобильных и тракторных форсунок, а также форсунок спецтехники и легковых автомобилей, в том числе форсунок систем Common Rail (рис. 3). 

Рисунок 3 – Общий вид прибора КИ-562

Использование данного прибора возможно в условиях стационарных автомобильных мастерских, а также в «полевых» условиях: для его работы не требуется ни электричества, ни воздуха. Для проводимой работы диагностики дизельных форсунок используется либо профессиональная тестовая жидкость, либо дизельное топливо.

Прибор КИ-562 может использоваться как стенд для форсунок Common Rail: для этого требуется дизель-тестер ДД-3900, который используется как электронная приставка и составляющая, которая в свою очередь имитирует работу электронного блока автомобиля посылая электронный сигнал на датчик форсунки на открытие или закрытие впрыска.

Качество работы испытываемой дизельной форсунки определяется с помощью прибора КИ-562. Качество новой или б/у дизельной форсунки определяется так называемым облаком распыла, которое производится на данном приборе с помощью нагнетания определенного давления в камеру впрыска. Комплектация прибора КИ-562 состоит из стойки, манометра до 600МПа, рычага, бака для топлива, трубки для подачи топлива.

Стенд М-106 для форсунок дизельных двигателей, может применяться для испытания и регулировки всех типов форсунок автомобильных и тракторных дизелей отечественного и импортного производства (рис. 4).

Рисунок 4 – Общий вид стенда М-106

Стенд состоит из корпуса, который служит баком для топлива и крышки, на которой сверху расположен стрелочный манометр в кожухе, камера впрыска (стеклянная колба), кронштейн в котором винтом через призму крепится испытываемая форсунка, кран сброса давления, выходной штуцер, топливопровод, винт стравливания воздуха при запуске. Снизу на крышке расположен топливный бак, топливный насос, гидроаккумулятор. Привод насоса осуществляется с помощью рукоятки. Изменение давления контролируется по стрелочному манометру. При испытании на гидроплотность, нужно засечь время падения давления по секундомеру и фиксировать показания манометра.

Стенд для дизельных форсунок даёт возможность проверить давление начала впрыска и качество распыления дизельного топлива; герметичность запорного конуса (определяется по появлению капли топлива на носике распылителя); гидроплотность по запорному конусу и направляющей цилиндрической части (определяется по времени падения давления).  

Таким образом, конструкции устройств, применяемые в настоящее время для проверки, диагностики и испытания форсунок дизельных ДВС во многом схожи. Эти устройства, стенды и приспособления позволяют проводить различные работы с форсунками как непосредственно на двигателе, так и стационарно, предварительно демонтировав форсунки с двигателя. Основными недостатками существующих конструкций подобных устройств считают механический привод насоса, пульсация топлива при проверке давления впрыска, недостаточная скорость нарастания давления топлива и трудности в поддержании необходимой величины это давления в течение определенного времени [1, 2, 4].

Литература:

1. Захаров, Ю.А. Проверка, диагностика и испытание форсунок дизелей [Текст] / Ю.А. Захаров, Е.Г. Рылякин // Транспорт. Экономика. Социальная сфера. (Актуальные проблемы и их решения): сборник статей Международной научно-практической конференции / МНИЦ ПГСХА. – Пенза: РИО ПГСХА, 2014. С. 43-47.

2. Захаров, Ю.А. Анализ конструкций устройств для электромагнитной обработки топлива [Текст] / Ю.А. Захаров, Е.В. Ремизов, Г.А. Мусатов // Перспективные направления развития автотранспортного комплекса: сборник статей VIII Международной научно-производственной конференции. /МНИЦ ПГСХА. – Пенза: РИО ПГСХА, 2014. – С.54-59.

3. Исследование изнашивания прецизионных деталей дизельной топливной аппаратуры [Текст] / А.В. Новичков, Е.В. Новиков, Е.Г. Рылякин, А.В. Лахно, П.И. Аношкин // Международный научный журнал. – 2014. – № 3. – С. 108-111.

4. Филин, И.Н. Устройство для проверки форсунок дизелей [Текст] / И.Н. Филин // Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции / Пензенская ГСХА. – Пенза: РИО ПГСХА, 2013. – С. 204-206.

5. Обеспечение работы мобильных машин в условиях отрицательных температур [Текст] / Ю. А. Захаров, Е.Г. Рылякин, И.Н. Семов [и др.] // Молодой ученый. — 2014. — №17. — С. 56-58.