ПЗ (Разработка тестера для определения технического состояния форсунок тепловозных дизелей Д49), страница 3

Стенды выполнены в настольном варианте, с возможностью крепления к рабочему месту. Для некоторых типов стендов необходимо подключение топливного бака ввиду отсутствия такового в конструкции самого стенда. Так, стенд ДД-2110П имеет пневматический привод подачи топлива к испытуемой форсунке, что уменьшает время на проведение проверки.

Еще одним из представителей опрессовочных стендов являются так называемые механотестеры ТА, использующиеся для проверки ТС форсунок непосредственно на дизелях, без их демонтажа.

На рисунке 1.7 – представлены некоторые из изготавливаемых механотестеров.

В основном они состоят из корпуса и рукоятки-резервуара, со встроенной в нее плунжерной парой, манометра и переходника для крепления форсунок. Качанием рукоятки топливо из резервуара поступает через манометр в полость форсунки, где производится впрыск.

Данные приспособления привлекают своей мобильностью.

При их использовании нет необходимости демонтировать всю форсунку, а нужно только отсоединить ТВД от штуцера форсунки и подсоединить механотестер напрямую или через удлинитель. Однако, возникающая при этом невозможность визуального контроля топливного факела и состояния соплового наконечника существенно сокращает приведенный выше перечень контролируемых параметров.

В настоящее время ведутся работы в направлении исследования топливного факела при стендовых испытаниях для оценки ТС распылителей форсунок. Так, например, известен способ, основанный на оптическом контроле качества распыливания топлива распылителем. Объект исследования помещают между тест-объектом, в качестве которого выступает мира с темными и светлыми концентрическими окружностями, и цифровой или видео камерой. Объект исследования представляет собой среду, через которую проходит световой поток, отраженный от тестобъекта. Контраст в изображении тестобъекта зависит от свойств среды: величины капель топлива, их количества и однородности.

Полученное изображение в последующем анализируется специальной программой, где определяется максимальная и минимальная освещенность в изображении тест-объекта.

По рассчитанным значениям длины струй и контраста вдоль их развития предполагается сравнивание этих величин с эталонными значениями, полученными при анализе исправного распылителя.

Таким образом, появляется возможность производить оценку геометрии топливного факела. Данный способ не является универсальным и удобным с точки зрения использования в ремонтных подразделениях, так как существенно усложняет конструкцию стенда и требует дополнительного навесного оборудования. Недостатком данного способа контроля является отсутствие взаимосвязи получаемых результатов с ТС распылителей испытуемых форсунок.

Таким образом, развитие стендовых методов диагностирования ТС форсунок происходит по пути автоматизации и механизации процессов измерения. Несмотря на явные недостатки этих стендов их развитие на данный момент времени практически приостановлено. Но основным недостатком, который присущ всем рассмотренным в работе стендам, является исключительно субъективный фактор в принятии решения о исправности форсунки и невозможность количественного оценивания изменения ее параметров ТС.

Наибольший интерес для дальнейшего развития стендовых методов диагностики ТА представляют механотестеры ТА. так как их внедрение в ремонтный процесс приведет к уменьшению затрат рабочего времени на проведение испытаний. Это станет возможным только при использовании программных средств, позволяющих производить автоматизированную оценку ТС испытуемых форсунок.

Существующие методы оперативной диагностики топливной аппаратуры без ее демонтажа позволяют достаточно точно определять фазовые характеристики процесса впрыскивания. К ним можно отнести методы вибродиагностики, а также методы анализа сигнала давления снятого при помощи накладных пьезоэлектрических датчиков.

В связи с этим, в настоящее время для определения ТС форсунки используются опрессовочные стенды с необходимостью снятия форсунки с дизеля.

Данные стенды выполняются в настольном варианте с возможностью крепления к рабочему месту и позволяют достаточно объективно определить показатели герметичности распылителя по запирающему конусу, гидравлическую плотность форсунки, давление начала впрыскивания, а так же качество распыла топлива.

Одним из представителей опрессовочных стендов являются так называемые механотестеры топливной аппаратуры, которые используют для проверки ТС форсунок непосредственно на дизелях, без их демонтажа. Такие устройства выпускаются как зарубежными фирмами, например, «Motorpal» (Чехия), так и отечественными предприятиями. В основном они состоят из корпуса и рукоятки-резервуара, со встроенной в нее плунжерной парой, манометра и переходника для крепления форсунок. Качанием рукоятки топливо из резервуара поступает через манометр в полость форсунки, где производится впрыск. Данные приспособления привлекают своей мобильностью. При их использовании нет необходимости демонтировать всю форсунку, а нужно только отсоединить топливопровод высокого давления от штуцера форсунки и подсоединить механотестер напрямую или через удлинитель.

Но необходимо отметить, что в механотестерах отсутствует возможность оценки геометрии топливного факела, каплеобразования на сопловом наконечнике и др. операций, требующих визуального наблюдения распылителя и полости впрыскивания.

В существующих конструкциях механотестеров решение о ТС форсунки принимается исключительно по показаниям манометра.

Перепад давления p_впр (разница между давлением начала и конца подачи топлива) в процессе впрыскивания на стенде может служить диагностическим признаком при оценке ТС распылителя форсунки (Рисунок 1.8(а)).

Заводы изготовители уделяют большое внимание контролю этой величины, но практическое применение данного показателя сопряжено с рядом проблем, связанных с использованием трубчато-пружинных манометров, которые исключают определение указанного перепада по причине быстротечности процесса.

На рисунке 1.8(б) показана предлагаемая усовершенствованная схема механотестера топливной аппаратуры, который лишен описанного выше недостатка за счет установки датчика давления вместо манометра. При приведении в возвратно-поступательное движение рукоятки 8 механотестера, топливо из емкости 1 поступает через питающий топливопровод 2 в надплунжерную полость топливного насоса высокого давления за счет разряжения. В процессе нагнетания топливо перетекает из надплунжерной полости через нагнетательный клапан 4 в канал высокого давления, совмещенный с аккумулятором 6, а далее поступает к испытуемой форсунке 7. Для измерения давления используется датчик 5, установленный в аккумуляторе 6 [8].

(а): p_впр и p_м – соответственно действительный и измеренный по манометру перепады давления в процессе впрыскивания; схема механотестера (б): 1- емкость с топливом; 2 – питающий топливопровод; 3 плунжерная пара; 4 – нагнетательный клапан; 5 –датчик давления; 6 –аккумулятор; 7 – испытуемая форсунка; 8 – рукоятка

Рисунок 1.8 – Осциллограмма давления в процессе впрыскивания топлива

1. Технология проверки форсунок дизеля типа Д49 на стенде А106

Заметное влияние на качество распыливания и на количество топлива, подаваемое форсункой в цилиндр, оказывает износ деталей распылителей. Так, например, нарушение притирки между иглой и корпусом распылителя вызывает подтекание топлива, приводящее к ухудшению его распыливания и сгорания, к загоранию отверстий распылителя и в конечном счете к перерасходу топлива.