СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ВЫПУСКНОГО ТРАКТА ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
METHOD OF DIAGNOSING PISTON ICE EXHAUST STAGE

Изобретение относится к области эксплуатации машин и может быть использовано при диагностировании выпускного тракта поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Известен ряд способов диагностирования выпускного тракта ДВС.
Известен способ диагностирования выпускного тракта ДВС при помощи газоанализатора (Газоанализаторы многокомпонентные «Автотест». Методика проверки М 047.000.00. МП ЗАО НПФ «МЕТА» г.Жигулевск 2005). Содержание токсичных компонентов в отработавших газах должно находиться в пределах ГОСТ Р 52033-2003. При повышении сопротивления на выхлопе затрудняется полная очистка цилиндров, топливо выбрасывается несгоревшим. При этом повышается концентрация токсичных компонентов в выхлопе.
Однако причиной повышения концентрации токсичных компонентов может являться неисправность топливной системы, цилиндропоршневой группы, газораспределительного механизма. При таком количестве факторов достаточно трудно разобраться в истинной неисправности. Велика вероятность ложного диагностирования.
В настоящее время широко используется способ по контролю пульсаций давления в выпускном тракте поршневого двигателя внутреннего сгорания при помощи датчика давления. (Руководство по эксплуатации USB Autoscope III, руководство по работе с программой USB осциллограф) http://www.autoscaners.ru/catalogue/files/689/program_usb_oscilloscope.pdf)
Однако недостатками является значительное количество факторов, влияющих на форму пульсаций, многочисленные помехи, сложность анализа диагностической информации.
Принятый в качестве прототипа способ по патенту №2064171 (кл. G01M 15/00) используют при диагностировании поршневых двигателей и их систем. Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания путем контроля частоты вращения коленчатого вала двигателя при отключении части цилиндров и одновременном воздействии на топливоподачу. Неисправные элементы локализируют созданием равновесия между индикаторной мощностью и мощностью механических потерь при фиксированном положении органов управления подачей топлива и частоте вращения коленчатого вала, соответствующей режиму диагностирования, обеспечивая равновесие подбором комбинации отключения целого числа цилиндров и различной степени отключения одного из цилиндров, после чего на диагностируемый элемент производят тестовое воздействие и по степени нарушения установленного равновесия, которую оценивают по уменьшению частоты вращения, определяют техническое состояние диагностируемого элемента.
Недостатком способа является контроль частоты вращения коленчатого вала двигателя в статике при создании статических режимов, что заметно снижает диапазоны использования метода, не позволяя контролировать неисправности в широких диапазонах их изменения, а также во всем диапазоне работы ДВС.
Анализ известных способов показывает на целесообразность поиска способа диагностирования выпускного тракта с сохранением преимуществ ранее существующих способов и возможностью определения технического состояния во всем диапазоне работы ДВС.
Целью изобретения является определение технического состояния выпускного тракта во всем диапазоне работы ДВС, повышение точности оценки технического состояния двигателя, уменьшение потерь мощности и снижении расхода топлива.
Эта цель достигается тем, что в предлагаемом способе диагностирования выпускного тракта поршневых двигателей внутреннего сгорания контролируют частоту вращения коленчатого вала двигателя при отключении цилиндров, в отличие от прототипа к диагностируемому автомобилю подсоединяют отключатель электромагнитных форсунок и мотор-тестер, задают номинальную частоту вращения коленчатого вала двигателя и, поддерживая ее неизменное значение, отключателем электромагнитных форсунок выключают одновременно все цилиндры, за время, от момента выключения цилиндров двигателя до его полной остановки, мотор-тестером измеряют число оборотов коленчатого вала, после чего, сравнивая измеренное число оборотов коленчатого вала с эталонным, определяют техническое состояние выпускного тракта.
По мнению заявителя, предложенная совокупность отличительных признаков соответствует критерию «новизна» и «изобретательский уровень».
Способ осуществляют следующим образом.
Перед процессом диагностирования выпускного тракта поршневых двигателей внутреннего сгорания подсоединяют отключатель электромагнитных форсунок 1 к штатным электромагнитным форсункам 2 (фиг.1). В диагностическую колодку 3 электронного блока управления 4 подсоединяют мотор-тестер 6 (КАД-300) при помощи диагностического разъема 5.
Запускают двигатель и приступают к диагностированию выпускного тракта. Для этого задают номинальную частоту вращения коленчатого вала двигателя при помощи дроссельной заслонки автомобиля. Поддерживая ее неизменное значение, отключателем электромагнитных форсунок 1 выключают одновременно все цилиндры. За время, от момента выключения цилиндров двигателя до его полной остановки, мотор-тестером 6 КАД-300 измеряют число оборотов коленчатого вала.
Сравнивают измеренное число оборотов коленчатого вала с эталонным (за эталон принимают число оборотов коленчатого вала для нового двигателя). Чем меньшее количество оборотов делает двигатель до полной остановки, тем больше сопротивление выпускного тракта.
Увеличение сопротивления выпускного тракта двигателя приводит к уменьшению мощности ДВС. Согласно нормативно-технической документации уменьшение номинальной мощности двигателя на 15% считается отказом. Практика эксплуатации и диагностирования двигателей показывает, что предельное значение мощности наблюдается при сопротивлении выпускного тракта +8,62 КПа.
Проведенные измерения и расчеты энергии, затрачиваемой на преодоление потерь на газообмен при нормальном техническом состоянии двигателя ЗМЗ 4062 и при предельно увеличенном сопротивлении на выпуске, представлены в таблице.
Затраты энергии на газообмен за один цикл работы двигателя
Техническое состояние двигателя
Затраты энергии, Дж.
Затраты энергии, %
Исправный двигатель
145
100
Увеличено сопротивление выпуску на +8,62 кПа
178
123
Анализ результатов расчетов, представленных в таблице, показывает, что предельное увеличение сопротивления выпуску отработавших газов увеличивает затраты энергии на газообмен на 23% за цикл.
Следовательно, определяя действительное сопротивление выпускного тракта, производят точную оценку технического состояния двигателя.
Технический результат заключается в повышении точности диагностирования выпускного тракта поршневых двигателей внутреннего сгорания и, как следствие, своевременном определении повышенного сопротивления выпускного тракта, исключая ненужные потери мощности и связанные с этим потери топлива.