На главную страницу Карта сайтаПоискВерсия для печатиПерсональный раздел
Почта: fair.irk@mail.ru
  
Главная страница / Статьи / Новые средства и методы диагностирования топливной аппаратуры дизелей



Новые средства и методы диагностирования топливной аппаратуры дизелей

УДК 631.3.004.5(075.3)

В.Н.Хабардин, канд. техн. наук; А.Ф.Найдыш, С.А.Петухов, Т.П.Перфильева, инженеры – Иркутская ГСХА, С.В.Хабардин, инж. – ООО «Российская   научно-производственная фирма   «Политехник»

В процессе эксплуатации дизеля большое число нарушений  рабочего процесса двигателя связано с неисправностями топливной аппаратуры, на долю их  приходится 25…50 % всех неисправностей /1/. Однозначное распознавание неисправности топливной аппаратуры при поиске даже при нормальной работоспособности других систем дизеля невозможно. При этом следует учитывать и то, что плотная компановка моторного отсека, особенно иномарок, и сложность топливной системы являются основными причинами высокой трудоемкости демонтажа узлов топливной аппаратуры. Поэтому принимать решение о необходимости снятия топливного насоса высокого давления (ТНВД) и форсунок с дизеля для ремонта нужно весьма осторожно и только по результатам их диагностирования.

Известно, что нарушения в работе дизеля могут возникать из-за неисправностей в системах топливоподачи низкого и высокого давления, при износе нагнетательного клапана, форсунок, а также при износе цилиндро-поршневой группы дизеля. Причем, одни и те же внешние признаки нарушения  рабочего процесса дизеля могут быть вызваны неисправностями топливоподачи как низкого, так и высокого давления, а также отсутствием компрессии в цилиндрах двигателя. Кроме того, неисправности топливоподачи низкого давления являются причиной нарушения работоспособности элементов системы топливоподачи высокого давления. При этом аналогичное воздействие наблюдается и внутри системы топливоподачи высокого давления.

Во избежание ошибок при диагностировании предлагаем порядок поиска неисправностей, связанных с нарушением нормального рабочего процесса дизельного двигателя:

Диагностирование топливоподачи низкого давления в последовательности: контроль наличия воздуха в системе → проверка топливоподкачивающего насоса → фильтра тонкой очистки топлива → перепускного клапана.

Диагностирование топливоподачи высокого давления в последовательности: ТНВД → форсунки.

Определение компрессии в цилиндрах дизеля (при необходимости операция может быть выполнена как вначале поиска неисправностей, так и в процессе диагностирования системы топливоподачи).

Проверяют топливоподачу низкого давления  по известной методике /2/. Для диагностирования и поиска неисправностей топливоподачи высокого давления (ТНВД и форсунок) нами предложен, разработан и поставлен на промышленное  производство новый (на уровне изобретений) комплект приборов типа «ТАД».

В комплект входит тестер топливной аппаратуры дизеля «ТестерТАД-01А» /3, 4, 5/,  предназначенный для диагностирования ТНВД  как на дизеле, так и на стенде,  и позволяет определять давление, развиваемое плунжерными парами, и   герметичность нагнетательных клапанов.

Прибор «ТестерТАД-01А» (рис.1) состоит из корпуса с вентилем и манометром, рукава высокого давления (РВД), сливного рукава и сменных присоединительных элементов – двух переходных штуцеров и двух накидных гаек. Верхний предел измерений манометра 100 МПа - (1000 кгс/см²).

При подготовке прибора к использованию ввинчивают в концевую гайку РВД штуцер, затем навинчивают накидную гайку с соответствующей резьбой одновременно на этот штуцер и на свободную резьбовую часть корпуса прибора, к ниппелю вентиля присоединяют сливной рукав. Присоединяют тестер к нажимному штуцеру секции ТНВД  при помощи свободной концевой гайки РВД. При необходимости, например при испытании ТНВД на стенде, прибор может быть присоединен к штуцеру ТНВД напрямую (без РВД) – посредством накидной гайки.

 [Увеличить]

Рис. 1.  ТестерТАД-01А

Проверку состояния плунжерных пар и нагнетательных клапанов ТНВД  прибором «ТестерТАД-01А»  производят в следующем порядке.   Открывают вентиль. Заполняют полости тестера и его присоединительных элементов топливом и удаляют из них воздух. Для этого пускают дизель и дают ему поработать на средних оборотах коленчатого вала до появления топлива в сливном рукаве. Затем ослабляют накидные гайки на других топливопроводах дизеля и устанавливают полную подачу топлива. Прокручивают дизель пусковым устройством, а при испытании ТНВД на стенде устанавливают минимальную (равную пусковой) частоту вращения вала привода ТНВД и включают стенд. Топливо из нажимного штуцера через  РВД  и проходной штуцер  или напрямую поступает в полость манометра. Вентиль открыт: топливо из полости манометра  проходит через дроссельное отверстие, ниппель и по сливному рукаву стекает в емкость (не показана). При появлении топлива в сливном рукаве  прикрывают винтом  дроссельное отверстие вентиля – в полости манометра  повышается давление. При этом плавно нагружают манометр, медленно завинчивая винт  вентиля до давления, превышающего 30 МПа. Затем определяют герметичность нагнетательного клапана. Для этого отключают пусковое устройство (или стенд) и одновременно закрывают вентиль. Снижают вентилем давление в полости манометра (часть топлива из его полости  таким же образом сливается в ёмкость) до 15 МПа, закрывают вентиль (истечение топлива через его дроссельное отверстие прекращается) и измеряют время падения давления от указанного значения до 10 МПа. При необходимости повторяют операции или производят аналогичные измерения на других секциях ТНВД. Оценивают техническое состояние насоса. Если давление, развиваемое плунжерной парой, достигает 30 МПа и более – плунжерная пара исправна. По полученным данным представляется возможным вычислить  остаточный ресурс плунжерных пар. Если время падения давления в интервале от 15 до 10 МПа  более 10 с – герметичность нагнетательного клапана удовлетворительная.  

Другой прибор - «ТестерТАД-02А» /5, 6/  предназначен для диагностирования  и регулировки форсунок как на дизеле, так и на стенде для ремонта ТНВД  и позволяет определять давление начала впрыскивания топлива, герметичность запирающего конуса иглы распылителя и  качество распыливания топлива.

Прибор «ТестерТАД-02А»  (рис. 2) состоит из корпуса с вентилем и гайки корпуса с манометром; РВД, предназначенного для подключения тестера к испытываемой форсунке; сливного рукава и сменных присоединительных элементов: двух  проходных штуцеров, двух накидных гаек  и наконечника к РВД. В состав прибора может также входить топливопровод высокого давления для присоединения тестера к нажимному штуцеру ТНВД. В корпусе прибора размещен нагнетательный клапан (не показан), зафиксированный гайкой. В гайке корпуса (перпендикулярно к ее грани) выполнено отверстие с резьбой под наконечник. Верхний предел измерений манометра 40 МПа.

 [Увеличить]

Рис. 2  ТестерТАД-02А

При подготовке прибора к использованию ввинчивают (при необходимости) в концевую гайку РВД  наконечник, посредством которого затем соединяют РВД с гайкой корпуса. К ниппелю вентиля  присоединяют сливной рукав, а к свободной резьбовой части корпуса - топливопровод высокого давления. При этом используют специальный или штатный топливопровод высокого давления.

Проверку состояния форсунок  прибором «ТестерТАД-02А» и их регулировку осуществляют следующим образом. Снимают с дизеля один из топливопроводов высокого давления. К свободным штуцерам ТНВД и форсунки присоединяют тестер – соответственно его топливопровод  и РВД. При этом полость манометра сообщена с форсункой – через РВД, а также с насосом – через топливопровод, штуцер и нагнетательный клапан, и с полостью вентиля – через клапан и дроссельное отверстие в гайке вентиля. Открывают вентиль. Заполняют полости тестера и его присоединительных элементов топливом и удаляют из них воздух. Для этого пускают дизель и дают ему поработать на средних оборотах коленчатого вала до появления топлива в сливном рукаве.  После чего закрытием вентиля создают давление в полости манометра в пределах 10 МПа.  Выдерживают это давление (удаляют воздух)  5…10 с и вновь открывают вентиль.

Проверяют давление начала впрыскивания топлива форсункой в следующем порядке. Устанавливают минимальную частоту вращения коленчатого вала. Закрывают вентиль  и повышают давление в системе до первого впрыска топлива форсункой. При необходимости вывинчивают (ослабляют) винт вентиля: топливо проходит через форсунку (осуществляется впрыск) и частично – через вентиль – на слив. В процессе дросселирования добиваются стабильных показаний манометра и одновременно определяют качество распыливания топлива. Хороший распыл топлива характеризуется высоким, равным номинальному или близким к нему, значением давления начала впрыска топлива форсункой, при измерении которого колебания стрелки манометра стабильны на предельно коротком интервале показаний или отсутствуют. Если давление впрыска занижено на 30…50 % от номинального значения и стрелка  манометра колеблется в  интервале от нуля до зафиксированного максимального значения, то это свидетельствует о низком качестве распыла топлива (форсунка льёт) – о зависании иглы распылителя в верхнем открытом положении или о заклинивании иглы в нижнем закрытом положении. Снимают максимальное значение показаний манометра, которое и соответствует давлению начала впрыскивания топлива форсункой. При необходимости форсунку регулируют, не снимая с дизеля, - при его работе в режиме минимальных оборотов холостого хода. Затем  закрывают вентиль и проверяют герметичность сопряжений форсунки: истечение топлива через дроссельное отверстие вентиля не происходит, что обеспечивает возможность осуществления данной операции. При проверке герметичности запирающего конуса иглы распылителя: останавливают дизель (при закрытом вентиле) и определяют время падения давления в интервале от 15 до 10 МПа, которое должно быть не менее 15 с. При необходимости повторяют операции или подсоединяют РВД к другой форсунке и производят аналогичные измерения. Порядок проверки форсунок на стенде для ремонта ТНВД такой же. При этом испытываемые форсунки устанавливают в стаканчики стенда.

Следует отметить, что изложенные методики испытаний ТНВД и форсунок как и параметры их технического состояния известны /2, 7/. Вместе с тем, они подобраны и проверены нами на практике с учетом конструктивных особенностей и функциональных возможностей  приборов типа «ТАД».

Представленные приборы нами сформированы в комплекты  типа «ТАД» для  экспресс-диагностирования и поиска неисправностей дизельных двигателей, что обусловлено необходимостью комплексного решения поставленной задачи. При этом «КомплектТАД-01А» состоит из приборов «ТестерТАД-01А» и «ТестерТАД-02А». В «КомплектТАД-02А» дополнительно входит компрессометр  типа «BEST»  с набором адаптеров для измерения компрессии в цилиндрах дизельных двигателей, который также разработан нами и выпускается фирмой «Политехник».

Приборы и комплекты типа «ТАД» обладают улучшенными эксплуатационными свойствами. Так, тестеры оснащены сменными элементами, посредством которых их можно подсоединять к топливной аппаратуре с резьбой на штуцерах как М 12 x 1,5, так  и  М 14 x 1,5 – соответственно к двигателям иностранного и отечественного производства, высокопрочный рукав высокого давления позволяет легко монтировать и демонтировать приборы с объектов диагностирования. Прибор «ТестерТАД-01А» снабжен манометром с верхним пределом измерений 100 МПа, что в 2,5 раза выше, чем на аналогах. Нагнетательный клапан в приборе «ТестерТАД-02А» способен выдерживать миллионы циклов. Диагностирование и подготовка к нему осуществляются преимущественно на работающем двигателе. Масса приборов (в упаковке)  – не более 2 кг, комплектов – не более 6 кг. Стоимость приборов в 3 - 4 раза ниже зарубежных аналогов.  Всё это позволило сделать комплекты типа «ТАД» универсальными, удобными при использовании и экономичными.

Приборы прошли длительные лабораторные испытания на современном оборудовании и в производственных условиях. При этом они показали высокую эксплуатационную надежность. Приборы зарегистрированы в Госстандарте  и включены в Каталог продукции России.

Практика показывает, что применение данных приборов и комплектов позволяет: сократить расход топлива на 10…12 %;  уменьшить затраты на техническое обслуживание  и  ремонт  на 7…10 %; улучшить безопасность и эффективность использования автомобильного и машинно-тракторного парка.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Сельцер А.А. Обнаружение и устранение неисправностей тракторов: Справочник. – М.: Агропромиздат, 1987.
  2. Руководство по техническому диагностированию при техническом обслуживании и ремонте тракторов и сельскохозяйственных машин / А.Э.Северный, Д.С.Буклагин, В.М.Михлин и др. Под рук. академика В.И.Черноиванова – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2001.
  3. Патент 2231674 РФ.  Тестер топливной аппаратуры дизеля / В.Н.Хабардин, А.В.Хабардин – Опубл. в Б.-н. № 18, 2004.
  4. Патент 2240440 РФ.  Тестер топливного насоса дизеля / В.Н.Хабардин, С.В.Хабардин – Опубл. в Б.-н. № 32, 2004.
  5. Патент 2251019 РФ. Универсальный топливопровод высокого давления демпфирующий / В.Н.Хабардин, А.В.Хабардина – Опубл. в Б.-н. № 12, 2005.
  6. Патент 2241137 РФ. Тестер для диагностирования форсунок и измерения компрессии в цилиндрах двигателя / В.Н.Хабардин, А.Ф.Найдыш, С.А.Петухов  –  Опубл. в Б.-н. № 32, 2004.
  7. Колчин А.В., Бобков Ю.К. Новые средства и методы диагностирования автотракторных двигателей. – М.: Колос, 1982.

 


| Деятельность предприятия | Каталог | Статьи | Контакты | ГТД-01А - прибор для диагностирования гидросистем и агрегатов гидроприводов |
Наверх