УСТРОЙСТВО ДИАГНОСТИКИ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к устройствам для диагностики топливной аппаратуры дизельных двигателей в условиях эксплуатации.
Известен прибор для диагностирования и регулировки систем двигателя КИ-28229 («Сельский механизатор» №12, 2009 г., стр.30). Прибор предназначен для оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания (ДВС), диагностики системы питания бензиновых и дизельных ДВС, диагностики гидрооборудования.
Известна система автоматизированной диагностики бензиновых автотракторных двигателей (RU 2349890 C1 G01M 15/04; 20.03.2009). Функционирование системы основано на определении технического состояния бензиновых автотракторных двигателей внутреннего сгорания путем непрерывного измерения топливно-энергетических показателей в процессе шести циклов операций «разгон-выбег» двигателя с минимальной до максимальной частоты вращения холостого хода коленчатого вала. Обработка результатов контроля параметров технического состояния бензиновых автотракторных двигателей осуществляется в режиме реального времени. По результатам обработки контролируемых параметров определяют следующие параметры ДВС: эффективная мощность; индикаторная мощность; мощность механических потерь; часовой расход топлива; удельный расход топлива; равномерность распределения мощностей по отдельным цилиндрам; угол опережения зажигания для каждого цилиндра; режимы работы центробежного и вакуумного регулятора опережения зажигания датчика-распределителя. Но данная система позволяет оценивать техническое состояние только бензиновых карбюраторных автотракторных двигателей, отличающихся от дизелей как принципиально по способу воспламенения рабочей смеси, так и конструктивно по устройству системы питания, также в системе не предусмотрено измерение давления топлива в топливоподающих магистралях высокого давления дизельных ДВС.
В качестве прототипа выбрана, известная автоматизированная система диагностики топливной аппаратуры дизельных автотракторных двигателей (Пат. 103916 Российская Федерация, МПК G01M 15/04; 27.04.2011). Система предназначена для контроля регулировочных параметров топливной аппаратуры (ТА) и определения технического состояния прецизионных деталей. Данная система диагностики ТА дизельных автотракторных ДВС состоит из датчиков давления, которые устанавливаются на штуцера топливного насоса высокого давления (ТНВД) при помощи специальных тройников в магистрали высокого давления, датчика частоты вращения, который устанавливается напротив зубьев маховика; аналого-цифрового преобразователя (АЦП); блока адаптера датчиков давления и частоты вращения; персонального компьютера; соединительных кабелей; специализированного программного обеспечения. В процессе испытаний данной системой ТА дизельных ДВС проводится не менее двух циклов разгона двигателя от минимальной устойчивой до максимальной частоты вращения холостого хода коленчатого вала, в течение которых сигналы, снимаемые с датчиков давления (установленных на штуцерах ТНВД) и частоты вращения (установленного напротив зубьев маховика), поступают в АЦП, которое преобразует их в цифровой формат и передает через порт USB-2.0 на ПК. В компьютере полученные данные сохраняются в виде текстового файла с расширением «txt», с помощью специализированного программного обеспечения текстовый файл обрабатывается, и выдаются результаты диагностического испытания в виде файла с разрешением «doc» или «html», для дальнейшей его печати на принтере или для сохранения на жестком диске ПК. Но данная система не позволяет проводить диагностирование элементов системы питания дизельных ДВС с ТА типа «Common Rail», в которой топливный насос имеет только один штуцер и технически на него установить датчик давления в разрыв топливной магистрали невозможно. Топливный насос в данной системе нагнетает топливо в топливную рейку, а из рейки происходит подача топлива к форсункам и регулируется электронным блоком управления.
Цель полезной модели - повышение скорости определения диагностических параметров дизельных двигателей с топливоподающей аппаратурой с системой «Common Rail» при одновременном снижении трудозатрат за счет установки датчиков давления на топливопроводы высокого давления посредством специальных соединительных элементов и контроля параметров, отражающих непосредственно техническое состояние топливных форсунок топливоподающей аппаратуры с системой «Common Rail».
Устройство диагностики топливной аппаратуры (ТА) дизельных двигателей на базе персонального компьютера (ПК) предназначено для контроля параметров технического состояния форсунок у дизельных ДВС с системой питания «Common Rail» и контроля технического состояния плунжерных пар, нагнетательных клапанов, форсунок у систем питания с рядными, распределительными и V-образными топливными насосами высокого давления, с электронным и механическим управлением подачей топлива.
Устройство диагностики ТА дизельных ДВС состоит из датчиков давления; аналого-цифрового преобразователя (АЦП); персонального компьютера; соединительных кабелей; программного обеспечения.
Устройство для диагностики ТА дизельных ДВС работает следующим образом: в процессе испытаний проводится три цикла разгона двигателя от минимальной устойчивой до максимальной частоты вращения холостого хода коленчатого вала, в течение которых сигналы, снимаемые с датчиков давления, поступают в АЦП, которое преобразует их в цифровой формат и передает через порт USB-2.0 на ПК. Затем производится снятие показателей при минимальной устойчивой частоте вращения коленчатого вала ДВС, максимальной частоте вращения коленчатого вала ДВС и частоте вращения коленчатого вала ДВС соответствующей оборотам максимального крутящего момента. В компьютере полученные данные сохраняются в виде текстового файла с расширением «txt», с помощью программного обеспечения текстовый файл обрабатывается, и выдаются результаты диагностирования в виде файла с изображениями графиков давления полученных как в процессе разгона, так и на частотах вращения коленчатого вала ДВС соответствующих минимальной, максимальной частоте вращения и частоте вращения соответствующей максимальному крутящему моменту ДВС, для дальнейшей печати на принтере или для сохранения на жестком диске ПК.
В результате диагностирования устройством определяется зависимость давления топлива в топливопроводах высокого давления от частоты вращения коленчатого вала ДВС или от времени.
По полученной зависимости строятся графики давления топлива в топливопроводах высокого давления, по которым определяется техническое состояние: нагнетательных клапанов, форсунок, плунжерных пар (для систем питания с рядными, распределительными и V-образными топливными насосами высокого давления с электронным или механическим управлением подачей топлива); топливных форсунок (для систем питания «Common Rail»).
Блок схема системы включает пять блоков: датчики давления; фильтр для датчиков давления; аналогово-цифровой преобразователь; ПК; программное обеспечение.
В процессе тестового испытания с пьезоэлектрических датчиков давления, установленных на топливопроводы высокого давления, снимаются показатели напряжения через фильтр при помощи АЦП и затем обрабатываются на ПК с использованием программного обеспечения.
Программное обеспечение необходимо для обработки, полученной с АЦП информации, и построения графиков зависимости давления от времени (или частоты вращения) для их анализа и постановки диагностического заключения о техническом состоянии ТА дизельного ДВС.
Данное устройство диагностики ТА дизельного ДВС может быть использовано в качестве отдельного диагностического комплекса при плановом техническом обслуживании и поиске неисправностей ТА в условиях станций технического обслуживания и в условиях эксплуатации.
Источники информации
1. Прибор для диагностирования и регулировки систем двигателя КИ-28229 «Сельский механизатор» №12, 2009 г., стр.30
2. Автоматизированная система диагностики бензиновых автотракторных двигателей Пат. RU 2349890 C1 G01M 15/04; 20.03.2009.
3. Автоматизированная система диагностики топливной аппаратуры дизельных автотракторных двигателей Пат. RU 103916 U1 G01M 15/04; 27.04.2011.