СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ФОРСУНОК НА РАБОТАЮЩЕМ ДВИГАТЕЛЕ
METHOD FOR DETERMINING THE TECHNICAL CONDITION OF INJECTORS ON A WORKING ENGINE

Изобретение относится к способам контроля технического состояния форсунок и может быть использовано для диагностирования форсунок в процессе эксплуатации дизельных двигателей.
Известен способ диагностики топливных форсунок в котором для уравновешивания крутящих моментов, производимых цилиндром двигателя, производят регулирование количества впрыскиваемого топлива или начало/конец синхронизации впрыска топлива в указанный цилиндр. В изложенном способе определяют уменьшение эффективности регулировки впрыска топлива или начала/конца синхронизации впрыска топлива при уравновешивании произведенных цилиндром крутящих моментов, когда минимальное количество топлива, впрыскиваемое в цилиндр или начало/конец синхронизации впрыска топлива, необходимые для уравновешивания крутящего момента цилиндра, находятся за пределами предопределенного диапазона [1. Патент RU 2568373 С2, 20.11.2015. Способ диагностики топливных форсунок. Ким Юн-Вха, Ниюштадт Микайель Дж. Ван, Ю Ин Кван].
К недостатку данного способа относится необходимость регулировки количества впрыскиваемого топлива.
Другим способом определения технического состояния форсунок является поочередное ослабление накидных гаек крепления топливопроводов высокого давления к штуцерам секций насоса и наблюдение за частотой вращения коленчатого вала. Если частота не изменяется, а дымность уменьшается, то форсунка неисправна. При отключении исправной форсунки частота вращения уменьшится, а дымность не изменится[2]. Диагностика и техническое обслуживание машин: учебник для студентов высш. учеб. заведений / [А.Д. Ананьин, В.М. Михлин, И.И. Габитов и др.]. - М: Издательский центр «Академия», 2008. - 432 с, [8] с. цв. ил.].
К недостатку такого способа относится неполное определение технического состояния форсунок, то есть работоспособна или неработоспособна.
Цель изобретения - обеспечить определение технического состояния форсунок по виброакустическим характеристикам во время работы дизельного двигателя.
Цель изобретения достигается тем, что при помощи диагностического комплекса, включающего датчик виброускорения с магнитом, установленным на корпусе форсунки, устройство преобразования сигнала, ноутбук, подвергают сигнал датчика виброускорения преобразованию Фурье, определяют амплитуду и частоту вибрации форсунки на информативных частотах, изменяющихся в зависимости от оборотов двигателя, причем амплитуда вибрации изменяется в зависимости от технического состояния форсунки, полученные виброакустические характеристики форсунки сравнивают с эталонными новых и изношенных форсунок, после чего определяют уровень износа пружины форсунки и закоксованность сопловых отверстий форсунки.
Работает устройство следующим образом. Датчик виброускорения крепится при помощи магнита к корпусу топливной форсунки. Измерение виброускорения позволяет исключить помехи идущие от работающего двигателя при измерениях. Фиксация результата производится на 700 и 2000 об/мин. Устройство преобразования сигнала преобразует сигнал в цифровую форму. При помощи программного обеспечения производится преобразование Фурье. Затем производится анализ получившегося спектра амплитуды. Берется промежуток спектра амплитуды до 500 Гц, определяются информативные частоты (рис 1. зеленая кривая (1) - вторая форсунка; черная кривая (2) - четвертая форсунка).
Работу топливной форсунки дизельного двигателя можно разделить на четыре этапа:
- поступление топлива в полость форсунки;
- поднятие запорной иглы форсунки;
- впрыск топлива в камеру сгорания;
- опускание запорной иглы форсунки.
Исходя из физики работы топливной форсунки дизельного двигателя по спектру амплитуды определяют информативные частоты (рис. 1 поз. а-d).
Позиция а - поступление топлива в полость форсунки. Амплитуда вибрации на данной частоте характеризует работу насоса высокого давления.
Позиция b - поднятие запорной иглы топливной форсунки. Амплитуда вибрации на данной частоте характеризует упругость пружины. Чем ниже амплитуда вибрации тем лучше упругие свойства пружины. Высокая амплитуда вибрации вызывается ударом заплечика иглы о торец корпуса форсунки
Позиция с - впрыск топлива в камеру сгорания. Амплитуда вибрации на данной частоте характеризует закоксованность сопловых отверстий форсунки. Чем ниже амплитуда вибрации, тем хуже качество впрыска. Так же эта частота связана с частотой Ь, так как при изношенной пружине впрыск произойдет при более низком давлении, что будет характеризоваться сниженной амплитудой вибрации.
Позиция d - опускание запорной иглы форсунки. Амплитуда вибрации данной частоты характеризует упругие свойства пружины и степень изношенности посадочного конуса иглы. Чем выше амплитуда вибрации данной частоты, тем более четкая отсечка. Сниженная амплитуда вибрации данной частоты свидетельствует о снижении упругости пружины и об износе посадочного конуса.
После определения информативных точек определяют степень износа частей форсунки.
Степень износа пружины, посадочного конуса иглы, закоксованности сопловых отверстий форсунки определяется сравнением с эталонными спектрами вибрации (новых и старых) форсунок.
Источники информации
1. Патент RU 2568373 С2, 20.11.2015. Способ диагностики топливных форсунок. Ким Юн-Вха, Ниюштадт Микайель Дж. Ван, Ю Ин Кван.
2. Диагностика и техническое обслуживание машин: учебник для студентов высш. учеб. заведений / [А.Д. Ананьин, В.М. Михлин, И.И. Габитов и др.]. - М: Издательский центр «Академия», 2008. - 432 с, [8] с. цв. ил.