0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Влияние форсунок на работу дизельного двигателя

avtoexperts.ru

Топливная форсунка (ТФ), или инжектор, относится к деталям топливной системы впрыска. Она управляет дозированием и подачей ГСМ с его последующим разбрызгиванием в камере сгорания и соединением с воздухом в единую смесь.

ТФ выступают в роли главных исполнительных деталей, относящихся к системе впрыска. Благодаря им происходит разделение топлива на мельчайшие частицы путем разбрызгивания и его поступление в двигатель. Форсунки для любого типа моторов выполняют одинаковое назначение, однако различаются конструкционно и по принципу действия.

Данный вид изделий отличается индивидуальным изготовлением под конкретный тип силового агрегата. Иначе говоря, универсальной модели этого устройства не существует, поэтому переставлять их с бензинового мотора на дизельный нельзя. В качестве исключения можно привести пример гидромеханических моделей от BOSCH, устанавливаемых на механические системы, работающие на непрерывном впрыске. Они находят широкое применение для различных силовых агрегатов в качестве составного элемента системы «K-Jetronic», хотя и имеют несколько модификаций, не связанных между собой.

Расположение и принцип работы

Схематично форсунка – это электромагнитный клапан, управляемый программно. Она обеспечивает подачу топлива в цилиндры в установленных дозах, причем установленная система впрыска определяет вид используемых изделий.

Топливо в форсунку подается под давлением. При этом блок управления мотором посылает электроимпульсы на электромагнит инжектора, которые активируют работу игольчатого клапана, отвечающего за состояние канала (открыто/закрыто). Количество поступающего топлива определяется длительностью поступающего импульса, влияющего на промежуток нахождения игольчатого клапана в открытом состоянии.

Расположение форсунок зависит от конкретного типа системы впрыска:

• Центральный – размещаются перед дроссельной заслонкой во впускном трубопроводе.

• Распределенный –всем цилиндрам соответствует отдельная форсунка, размещаемая у основания впускного трубопровода и осуществляющая впрыск ГСМ.

• Непосредственный –форсунки находятся вверху стенок цилиндра, что обеспечивает впрыск напрямую в камеру сгорания.

Форсунки для бензиновых моторов

Бензиновые моторы комплектуются следующими типами инжекторов:

• Одноточечные – подают топливо, расположены до дроссельной заслонки.

• Многоточечные – за подачу ГСМ на цилиндры отвечают несколько форсунок, располагаемых перед трубопроводами.

ТФ обеспечивают подачу бензина в камеру сгорания силовой установки, при этом конструкция таких деталей неразборная и не предусматривает ремонт. По стоимости они дешевле тех, что устанавливаются на дизельных моторах.

Как деталь, обеспечивающая нормальную работу топливной системы автомобиля, форсунки часто выходят из строя по причине загрязнения расположенных на них фильтрующих элементов продуктами сгорания. Подобные отложения перекрывают распылительные каналы, что нарушает работу ключевого элемента – игольчатого клапана и прерывает поступление топлива в камеру сгорания.

Форсунки для дизельных моторов

Правильную работу топливной системы дизельных двигателей обеспечивают два типа устанавливаемых на них форсунок:

• Электромагнитные, за работу которых отвечает специальный клапан, регулирующий поднятие и опускание иглы.

• Пьезоэлектрические, работающие за счет гидравлики.

Правильная настройка форсунок, а также степень их износа влияет на работу дизельного мотора, выдаваемую им мощность и объем расходуемого горючего.

Поломку или неисправность работы дизельной форсунки автовладелец может заметить по ряду признаков:

• Увеличился расход топлива при нормальной тяге.

• Машина не хочет двигаться с места и дымит.

• У авто вибрирует двигатель.

Проблемы и неисправности форсунок двигателя

Для поддержания нормальной работы топливной системы необходимо проводить периодическую чистку форсунок. По мнению специалистов, процедура должна выполняться каждые 20-30 тыс. км пробега, но на практике необходимость в таких работах возникает уже после 10-15 тыс. км. пробега. Это связано с некачественным топливом, плохим состоянием дорог и не всегда правильным уходом за машиной.

К самым актуальным проблемам, преследующими форсунки любого типа, относится появление на стенках деталей отложений, являющихся следствием использования низкокачественного топлива. Результатом является появление загрязнений в системе подачи горючей жидкости и возникновение перебоев в работе, потеря мощности мотором, чрезмерный расход ГСМ.

Причинами, влияющими на работу форсунок, могут быть:

• Чрезмерное содержание серы в ГСМ.

• Коррозия металлических элементов.

• Воздействие высоких температур.

• Проникновение влаги и воды.

Надвигающиеся неполадки можно определить по ряду признаков:

• Появление незапланированных сбоев при старте двигателя.

• Существенное увеличение расхода топлива в сравнении с номинальными значениями.

• Появление выхлопов черного цвета.

• Появление сбоев, нарушающих ритмичность работы мотора на холостом ходу.

Способы чистки форсунок

Для решения вышеназванных проблем требуется периодическая промывка топливных форсунок. Для устранения загрязнений применяют ультразвуковую очистку, используют особую жидкость, выполняя процедуру вручную, либо добавляют специальные присадки, позволяющие очистить форсунки без разбора мотора.

Заливка промывки в бензобак

Наиболее простой и щадящий способ очистки загрязненных форсунок. Принцип действия добавляемого состава заключается в постоянном растворении с его помощью имеющихся отложений в системе впрыска, а также частичное предотвращение их появления в будущем.

Такая методика хороша для новых машин либо автомобилей с небольшим пробегом. В этом случае добавление промывки в бак с топливом выступает профилактикой, позволяющей поддерживать силовую установку и топливную систему машины в чистоте. Для машин с серьезными загрязнениями топливной системы данный способ не подходит, а в ряде случаев может нанести вред, усугубив имеющиеся проблемы. При большом количестве загрязнений смытые отложения попадают в форсунки и забивают их еще больше.

Чистка без снятия с двигателя

Промывка ТФ без разбора двигателя выполняется путем подключения промывочной установки непосредственно к мотору. Такой подход позволяет отмыть скопившуюся грязь на форсунках и топливной рампе. Двигатель на полчаса запускается на холостом ходу, подача смеси происходит под давлением.

Данный способ не используется на сильно изношенных двигателях, а также не подходит для автомобилей с установленной системой КЕ-Jetronik.

Чистка со снятием форсунок

При сильных загрязнениях двигатель разбирают на специальном стенде, снимают форсунки и выполняют их индивидуальную очистку. Подобные манипуляции дополнительно позволяют определить наличие неисправностей в работе форсунок с их последующей заменой.

Чистка ультразвуком

Очистка форсунок выполняется в ультразвуковой ванне для предварительно снятых деталей. Вариант подходит при сильных загрязнениях, не убирающихся очистителем.
Операции по очистке форсунок без снятия с двигателя в среднем обходятся владельцу автомобиля в 15-20 у.е. Стоимость диагностики с последующей чистой для одной форсунки в ультразвуке либо на стенде составляет около 4-6 у.е. Комплексные работы по промывке и замене отдельных деталей позволяют обеспечить бесперебойную работу топливной системе еще на полгода, добавив 10-15 тыс. км. пробега.

ТОТАЛ ВОСТОК: Топливные системы дизельных двигателей: влияние их работы на моторное масло и диагностика неисправностей

Ю.И. Бачурин, технический специалист, ООО «ТОТАЛ ВОСТОК»

В статье рассматриваются основные типы топливных систем дизельных двигателей и их возможные неисправности, а также влияние неисправной работы топливной аппаратуры на эксплуатационные свойства моторного масла и методы обнаружения неисправностей.

Моторное масло, циркулирующее в двигателе, можно уподобить крови в организме человека. По такой же аналогии сгорание топлива можно сопоставить с процессом пищеварения живого организма. Всем нам известно, что неправильное питание или нарушенное пищеварение непременно сказываются на состоянии организма и составе нашей крови. Ровно так же неисправности топливной системы могут оказать негативное влияние на работу системы смазки и на моторное масло в частности. Технические проблемы, в числе которых рост расхода масла или падение давления в системе смазки, не всегда объясняются применением смазочного материала ненадлежащего качества, а могут быть вызваны сбоями в работе топливной системы.

Читать еще:  Характеристика автомата для защиты двигателя

Виды топливных систем дизельных двигателей

1. Топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки

Особенность устройства: топливо подается насосом высокого давления к каждой форсунке отдельно

Преимущества: простота и дешевизна

Недостатки: низкое давление впрыска, непостоянное давление впрыска

В настоящее время такие топливные системы практически не применяются при производстве автомобилей из-за несоответствия действующим экологическим стандартам

2. Насос-форсунки и насосные секции

а) насос-форсунки

Особенность устройства: насос высокого давления и форсунка совмещены в одном устройстве, которое крепится непосредственно на блок цилиндров

Преимущества: высокое давление впрыска (за счет сокращения пути топлива под высоким давлением и уменьшения гидравлических потерь)

Недостатки: дороговизна и сложность в обслуживании

В настоящее время насос-форсунки устанавливаются на двигатели грузовиков и внедорожной техники фирм Volvo, Scania, DAF, Iveco, Mercedes, Hyundai, Renault, Caterpillar, Perkins. Насос-форсунки устанавливались на двигатели легковых автомобилей концерна VAG в период 1998–2008 гг., но были заменены на более перспективную систему Common Rail (см. далее).

б) насосные секции

Особенность устройства: насосы вынесены в отдельную секцию и располагаются на некотором удалении от форсунок

Преимущества: высокая ремонтопригодность в сравнении с насос-форсункой благодаря облегченному доступу к насосной секции.

Недостатки: так как форсунка располагается на некотором удалении от насоса, создать такое высокое давление, как насос-форсункой, не удается.

Сегодня насосные секции можно встретить на автомобилях RENAULT Magnum, DAF XF 85 и XF 95, MERCEDES Axor, Actros и Atego.

в) насос-форсунки с гидравлическим приводом

Особенность устройства: вместо кулачка распредвала усилие для создания давления создает масло, поступающее из системы смазки двигателя и подаваемое по специальной магистрали отдельным масляным насосом

Преимущества: возможность регулирования момента впрыска независимо от положения распредвала.

Недостатки: сложность конструкции из-за наличия дополнительной масляной магистрали высокого давления.

Такими системами оснащаются некоторые дизельные моторы «Caterpillar», Perkins, а также двигатели автомобилей Isuzu.

3. Common Rail

Особенность устройства: наличие топливной рампы, в которой топливо находится постоянно под высоким давлением

Преимущества: соответствие давления впрыска скоростному и нагрузочному режимам работы двигателя.

Недостатки: более громоздкая конструкция по сравнению с насос-форсунками.

Эта система является наиболее перспективной и находит применение на большинстве современных дизелей.

Влияние работы систем впрыска на моторное масло

Зачастую при оценке состояния двигателя вся «вина» за образовавшиеся отложения и изношенные детали ошибочно перекладывается на моторное масло. При этом полагают, что масло не выполняет свои главные функции: не защищает двигатель от износа и не препятствует образованию отложений. Более же тщательная диагностика позволяет выявить неисправности в других системах двигателя, которые так или иначе могли бы привести к потере свойств масла, изначально заложенных в нем производителем.

Ни для кого не секрет, что в процессе работы моторное масло под влиянием различных факторов неизбежно теряет свои свойства. Тем не менее обычно оно служит до своего срока замены, сохраняя уровень свойств, достаточный для выполнения своих функций. Однако бывает так, что масло перестает работать значительно раньше. Этому может быть великое множество причин и одна из них – неисправная работа системы впрыска.

Одной из причин того, что масло досрочно теряет свои свойства в процессе эксплуатации техники, является неисправная работа топливной аппаратуры!

Что происходит при неисправной работе топливной системы?

В случае нарушения технологии впрыска топлива может снижаться мощность двигателя и увеличиваться токсичность выхлопных газов. Кроме того, нештатная работа топливной системы зачастую приводит к снижению эксплуатационных свойств моторного масла в результате попадания в него несгоревшего топлива и образовавшейся сажи. Все это может стать причиной ускоренного износа двигателя и его последующего выхода из строя.

Приведенная ниже схема наглядно демонстрирует вышеупомянутую связь:

Таким образом, масло является лишь промежуточным звеном в цепочке неисправностей на пути от топливной системы к деталям двигателя.

Причины нарушений в работе топливных систем и методы диагностики неисправностей

В современных условиях состояние топливной системы позволяет отследить лабораторный анализ моторного масла, работающего в двигателе. Для этого оцениваются такие показатели, как содержание в нем сажи и топлива. Компания TOTAL предлагает такую услугу своим клиентам, она называется ANAC. В нашей лаборатории содержание топлива в масле измеряется методом хроматографического анализа, который является наиболее точным при определении данного показателя.

ANAC – система диагностики состояния двигателя. Лаборатория ANAC сотрудничает со многими производителями двигателей внутреннего сгорания, а также имеет собственную базу данных для корректной интерпретации результатов анализа масла. Например, в лаборатории имеются нормы содержания топлива в масле для различных двигателей.

Система ANAC помимо отслеживания исправности топливной аппаратуры позволяет контролировать состояние масла и определять интенсивность изнашивания двигателя, а также дать рекомендации по дальнейшему обслуживанию техники. Таким образом, периодический отбор проб моторного масла и его анализ в лаборатории TOTAL ANAC позволяет избежать затрат на внеплановый ремонт двигателя и сократить количество простоев техники.

ООО «ТОТАЛ ВОСТОК»

тел.: +7 (495) 937-37-84

e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Проверка форсунок при помощи стенда-тестера

Перед написанием этой статьи мы задались целью выяснить, действительно ли проверка дизельных форсунок при помощи стенда — это очень удобно и быстро.

А какой способ является самым лучшим, чтобы найти однозначный ответ на этот вопрос? Конечно же, собственноручно испытать прибор, а заодно показать его нашим пользователям и рассказать о принципе работы тестера. Делимся впечатлениями, но перед этим — немного теории.

Чем грозит неисправность форсунок, зачем их проверяют?

Форсунка — управляемый клапан, с помощью которого под высоким давлением происходит процесс дозированного распыления топлива в цилиндры.

Механические форсунки во всей красе

Форсунки оказывают непосредственное влияние на работу дизельного двигателя. Если хотя бы одна из них неисправна, вся система будет работать неправильно. Более того, если форсунка льет слишком много топлива, это может привести даже к прогоранию поршня!

На поведении автомобиля неисправность форсунок, как правило, может сказываться следующим образом:

  • Падение мощности мотора
  • Повышение топливного расхода
  • Появление в двигателе металлического стука
  • Неустойчивость работы мотора на малых оборотах
  • Увеличение дымности автомобиля, газы выпускной системы приобретают характерный черный цвет
  • В редких случаях двигатель может не запускаться

Важно понимать, что форсунки не всегда являются причиной подобных изменений в работе двигателя. Однако достаточно часто дело именно в них, поэтому владельцы дизельных автомобилей в первую очередь проверяют исправность форсунок.

Причины поломок форсунок

Самая частая причина — механический износ, которому подвергаются форсунки. На их состоянии негативно может сказываться и низкое качество дизельного топлива. Также форсунки выходят из строя при попадании в них грязи и воды.

Читать еще:  Что такое предпусковой обогреватель двигателя

Так выглядят форсунки с неправильным углом впрыска — все наглядно, даже тестера для проверки не требуется

Как правильно выполнить проверку форсунок — на что обращать внимание

К проверке механических форсунок подходят комплексно. Для оценки их реального состояния всегда требуется провести тест по целому ряду параметров. А именно:

  • На герметичность.
  • Установить момент открытия клапана для распыления топлива. Величина давления во время открытия должна соответствовать значению, указанному в технической спецификации.
  • Форма факела распыла дизельной форсунки также подлежит обязательной проверке.

Тестирование целесообразнее всего проводить с помощью специального диагностического оборудования для проверки форсунок. К числу самого востребованного оборудования такого назначения относят стенды. Что же они из себя представляют, как работают? Все это мы сейчас выясним.

Стенды — эффективные приборы для проверки форсунок

Стенды для проверки форсунок дизельных двигателей действительно являются наиболее удобным решением. Приборы позволяет быстро и точно установить — исправна ли форсунка. В комплект хорошего стенда-тестера, как правило, входят следующие приспособления и предметы:

  • Насос высокого давления, который имитирует работу ТНВД дизельного автомобиля
  • Манометр для измерения давления
  • Набор адаптеров для подключения форсунки
  • Колба для внешнего осмотра факела распыла

Совет: для тестирования форсунок также понадобится калибровочная жидкость топливных насосов и форсунок, она приобретается отдельно. При ее отсутствии допускается использование дизельного топлива.

Принцип работы стенда-прибора для проверки форсунок

Форсунки снимаются с топливной рампы и с помощью адаптера подходящего размера подключаются к прибору для проверки. На данном этапе важно убедиться, что все соединения надежно зафиксированы.

Стенд для проверки форсунок собран и готов к тестированию, сейчас подключим к нему форсунку

Путем механического воздействия на рычаг насоса нагнетается давление. Его значение контролируется по показаниям манометра. По достижению небольшой величины давления профессионалы советуют сделать паузу — для проверки форсунки на герметичность. Если давление не падает, и все в порядке (это говорит о герметичности форсунки), его продолжают нагнетать до момента открытия сопла.

При исправной работе форсунки сопло открывается в нужный момент. Далее происходит распыление калибрующей жидкости, что позволяет увидеть и оценить качество распыла форсунки. Форма факела должна быть правильной и соответствовать той, что указана в технической спецификации автомобиля.

Наблюдаем форму распыла факела при помощи стенда для проверки форсунок — конкретно в этом случае форсунка неисправна

Вот и все, комплексная проверка выполнена. Теперь мы можем наверняка знать, все ли в порядке с форсункой. Как видно на картинке, конкретно в нашем случае — не все, придется принимать меры. Закончив проверку одной форсунки, снимаем ее и устанавливаем следующую — и так с каждой. Как правило, хорошие стенды для проверки форсунок позволяют осуществлять все эти операции очень быстро, что также является их большим преимуществом.

Хотите увидеть видео, как работает стенд для проверки форсунок? Мы позаботились об этом и сняли специальный обзор для нашего канала о профессиональном инструменте и авторемонте на YouTube.

Выводы и послесловие

Прозвучит это несколько иронично, но главное преимущество специальных приборов для проверки форсунок — это отсутствие какой-либо альтернативы им. Они представляют очень большой интерес для профессиональных автосервисов, где осуществляется ремонт и обслуживание дизельных силовых агрегатов. Иных приспособлений для проверки форсунок дизеля, которое позволяет осуществить тест так же быстро, попросту нет!

Добавим, что ведущие производители комплектуют свои стенды разнообразными адаптерами. Это позволяет отнести такие приборы к разряду универсального оборудования, так как они подходят для проверки форсунок дизельных автомобилей различных марок и моделей.

Вместо постскриптума. Тем нашим пользователям, которые желают купить стенд для проверки форсунок профессионального уровня по приемлемой цене, мы обязаны показать прибор для проверки форсунок от Licota. Именно его мы тестировали и на его примере рассматривали принцип работы стенда в нашей статье.

ВЛИЯНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЬНЫХ ФОРСУНОК НА ПРОЦЕСС ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Керученко Л.С. 1 , Даманский Р.В. 2

1 ORCID: 0000-0002-4969-0343, кандидат технических наук, доцент, 2 ORCID: 0000-0002-3663-3630, аспирант, Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина

ВЛИЯНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЬНЫХ ФОРСУНОК НА ПРОЦЕСС ВПРЫСКА ТОПЛИВА

Аннотация

В статье приведен анализ результатов экспериментов для выявления возможных дефектов распылителей форсунки, от которых зависит эффективность работы дизельного двигателя. Описан процесс эксплуатации форсунок, приведены причины износа а так же их влияние на технические и экономические показатели дизеля. Рассмотрен анализ отказов распылителей, проведенный ГОСНИТИ. В данный анализ включены факторы, влияющие на изменение качества работы форсунки и на процесс впрыска. Описаны виды отказов и их связь с физико-химическими свойствами используемых топлив.

Ключевые слова: форсунка, гидравлическая плотность, распылитель, фактическая поверхность контакта, игла, корпус, уплотняющее сопряжение, деформация, износ, топливо.

Keruchenko L.S. 1 , Damanskiy R.V. 2

1 ORCID: 0000-0002-4969-0343, PhD in Engineering, 2 ORCID: 0000-0002-3663-3630, Postgraduate student, Omsk state agrarian University named after P.A. Stolypin

INFLUENCE OF FAULTS IN DIESEL INJECTION NOZZLES ON THE PROCESS OF INJECTION

Abstract

The article summarizes the results of experiments aimed at the detection of possible defects in injection nozzles which influence the efficiency of a diesel engine. The paper discusses the process of operation of the injector, the reasons of its wearing out as well as the impact on the technical and economic performance of the diesel engine. The article considers the failures of dispensers provided by GOSNITI. The analysis includes the factors affecting changes in the quality of work of the nozzle and the operation of the injector. We describe types of failure and their relationship with physical and chemical properties of fuels used.

Keywords: nozzle, hydraulic density, dispenser, actual contact surface, needle, body, sealing conjunction, deformation, wearing out, fuel.

Современное двигателестроение развивается по пути форсирования дизелей в таких параметрах, как среднее эффективное давление, частота вращения коленчатого вала двигателя и снижение вредных веществ при выбросе отработанных газов. Это направление связано с повышением требований к топливной аппаратуре дизелей, обеспечивающей давление впрыскивания топлива и, в частности, основного элемента форсунки – распылителя. Возникающие при этом высокие механические, гидродинамические и тепловые нагрузки, действующие в прецизионных сопряжениях, недостаточные смазывающие свойства и коксование топлива его плохая фильтрация приводят к существенному снижению эксплуатационных параметров и ресурса распылителей форсунок [1,2]. Для обоснования требований, относящим к дизельному топливу и совершенствованию конструкционных особенностей распылителей форсунок следует уяснить факторы, вызывающие те или иные повреждения распылителей форсунок и влияние этих дефектов, эксплуатационные параметры форсунок.

Дизельные двигатели являются основным энергетическим средством тракторов, комбайнов и другой техники, используемой в АПК России. Низкий ресурс распылителей форсунок требует проведения исследований, для обеспечения ресурса распылителей, сопоставимого с ресурсом других элементов форсунки.

И поэтому информация о дефектах распылителей форсунок и их влияние на работоспособность двигателя является исходной при решении задачи повышения ресурса распылителей, и всегда востребованной.

Читать еще:  Чем меньше обороты двигателя тем лучше

Анализ отказов распылителей форсунок, проведенный ГОСНИТИ [1] (рисунок 1), показывает, что отказы распылителей однотипны, однако распределение отказов у разных типов двигателей различно, что связано с конструктивными особенностями распылителя. Неисправность работы распылителей, тем или иным образом связаны, с физико-химическими свойствами, используемых топлив.

Рис. 1 – Виды отказов распылителей форсунок: 1 – нарушение подвижности иглы; 2 – ухудшение качества распыла; 3 – нарушение герметичности; 4 – изменение гидравлической плотности; 5 – износ в сопловых отверстиях; 6 – изменение размеров распыливающих отверстий

На рисунке 2 показаны характерные причины, связанные с качеством дизельного топлива, вызывающие отказы распылителей форсунок. Причины отказов разнообразны (рисунок 2). В цилиндрическом направляющем прецизионном сопряжении происходит износ поверхности иглы (её направляющей), по диаметру dH и корпуса dK, что способствует увеличению зазора, происходит нагарообразование на поверхностях деталей, что приводит к сужению зазора и нарушению подвижности иглы. В уплотняющем прецизионном сопряжении, под ударным воздействием иглы деформируются поверхностные слои посадочного гнезда корпуса и иглы. При воздействии высоких температур и прорыв газов произходит закоксовывание в отверстиях, а значит уменьшается их размеров и измененяется форма. [3]

Рис. 2 – Места нарушений, влияющие на параметры работы форсунок: А – полость подвода топлива; Б, Поверхность контакта седла и иглы соответственно;Г- отложение нагара; 1 – корпус распылителя; 2 – запорный конус распылителя; 3 – направляющая часть иглы распылителя; 4 – пружина форсунки

Износ направляющего прецизионного сопряжения и образование нагара на поверхностях деталей приводят к изменению исходных геометрических параметров деталей. При отсутствии нагарообразования в прецизионном сопряжении имеется зазор, который образуется случайным совпадением максимальных выступов механически обработанных деталей. При большом зазоре уменьшается цикловая подача топлива и угол опережения впрыскивания топлива, снижается гидравлическая плотность, а также уменьшается давление начала впрыска. При эксплуатации в дизеле со временем снижается давление при впрыскивании топлива форсунками в результате приработки поверхностей контакта деталей и потери упругости пружины. Наиболее интенсивное уменьшение давления происходит в течение первых 1000 мото-час. работы новой форсунки. В дальнейшем наблюдается более замедленное падение давления начала впрыскивания топлива. В результате экспериментальных исследований [3] установлено, что при отклонении давления начала впрыскивания от номинального значения на 6,0-7,0 МПа расход топлива возрастает на 20-25 %. Микрометрирование деталей форсунок, поступивших в ремонт показал, что основными причинами падения давления начала впрыскивания топлива у форсунок являются:

– износ пружины(чаще всего её крайних витков);

– износ сферической поверхности штанги, контактирующей с хвостовиком иглы распылителя;

– износ сопрягаемой опорной поверхности регулировочного винта;

– износ запирающего конуса корпуса распылителя.

Результаты полученных закономерностей дают рекомендации о необходимости проверки форсунок примерно через 500 мото-час. наработки и, так же необходимо, производить регулировки давления начала впрыскивания топлива. [2]

Распыливающие отверстия в корпусе распылителя закоксовываются в результат физико-химических процессов, происходящих в топливе при высоких температурах в носике распылителя. На интенсивность появления твердых отложений на поверхностях деталей влияют следующие факторы:

– химический состав топлива;

– изменение величины зазора между носиком распылителя и головкой дизеля;

– дополнительные впрыскивания топлива;

– уменьшение давления под иглой распылителя.

Закоксовывание распыливающих отверстий приводит к уменьшению проходного сечения распылителей. Вследствие этого через форсунки впрыскивается меньшее количество топлива, нарушается равномерность его подачи по цилиндрам.

Износ распыливающих отверстий в корпусе распылителя. Распыливающие отверстия характеризуются значением эффективного проходного сечения (μf). Зависимость изменения (μf) распылителей от их наработки представлена на рис. 3.

Рис. 3 – Изменение эффективного проходного сечения в зависимости от наработки

Анализ изменения μf в зависимости от наработки позволяет предположить, что на начальном этапе эксплуатации форсунок (примерно до 1500 мото-час.) значение проходного сечения распылителей уменьшается вследствие коксования распыливающих отверстий из-за наличия в топливе абразивных частиц. В результате увеличивается диаметр распыливающих отверстий, и повышается значение проходного сечения.

Негерметичность распылителя по запирающему конусу возникает вследствие гидроабразивного воздействия топлива. Твердые механические частицы, проникая вместе с топливом под иглу распылителя, вызывают образование рисок на поверхностях запирающего конуса иглы распылителя. Вследствие повышенного изнашивания этих поверхностей нарушается герметичность распылителя по запирающему конусу. [4]

В прецизионной паре «игла распылителя – корпус распылителя» величина зазора между сопрягающимися цилиндрическими поверхностями составляет 2,5-6,0 мкм. Такое конструктивное исполнение обеспечивает подвижность иглы распылителя в корпусе и гидроплотность распылителя.

Изменение зазора во время эксплуатации происходит посредством гидроабразивного изнашивания поверхностей корпуса и иглы распылителя. Износ обусловлен влиянием механических частиц, находящимся в топливе. Результатом этого является повышение утечки топлива в зазор между иглой и корпусом распылителя. [4]

Динамика изменения гидроплотности распылителей (ГП) в зависимости от наработки представлена на рис. 4.

Рис. 4 – Изменение гидравлической плотности в зависимости от наработки

Подвижность иглы оценивается качеством распыливания топлива. Зависание иглы распылителя может происходить в результате попадания мелких механических частиц. Это приводит к отсутствию впрыска топлива в цилиндры двигателя, в результате частота вращения коленчатого вала резко снижается, а в топливной системе образуются высокие давления, которые могут вызвать разрушения в деталях топливного насоса. [5]

Увеличение хода иглы распылителя. С целью обеспечения идентичности показателей впрыскивания в конструкциях форсунок жестко регламентируется ход иглы распылителя. Максимальный ход иглы распылителей тракторных дизелей колеблется в пределах 0,2-0,45 мм. Важным параметром распылителя форсунки является его гидравлическая характеристика, т.е. зависимость эффективного проходного сечения распылителя от хода иглы и распылителя. [1]

В процессе эксплуатации форсунок ход иглы распылителя увеличивается, что обусловлено износом корпуса форсунки в месте соприкосновения с запорным конусом.

Таким образом, основной элементом форсунки, техническое состояние которого существенно снижает технико-экономические показатели дизеля, является распылитель. С возрастанием наработки распылителей эксплуатационная мощность двигателя снижается и для стабилизации технико-экономических показателей двигателя необходимо произвести замену или ремонт распылителей форсунок.

Список литературы / References

  1. Трелин А.А. Основные показатели технического состояния форсунок – давление начала впрыска, качество распыливания топлива, герметичность и пропускная способность / А.А. Трелин, К.В. Трелина // Труды ГОСНИТИ. –2007. Т. 99. – С. 61-63.
  2. Файнлейб Б. Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей / Б. Н Файнлейб. // Справочное издание. Ленинград 1990. —352с.
  3. Зеленихин А.И. Исследование процесса коксования сопловых отверстий распылителей при работе дизеля на бензодизельной смеси / А.И. Зеленихин. // – Ленинград: ОНТИ ЦНИТА, 1966. – Вып.29. – С.6-12.
  4. Кукис В. С. Стабилизация регулировочных параметров форсунок форсированных дизелей / В.С. Кукис, В.А. Романов // Тр. Международного Форума по проблемам науки, техники и образования. – Москва: Академия наук о земле, 2005. – С. 110-111.
  5. Лаврик А. Н. Анализ факторов, влияющих на закоксовывание сопловых отверстий распылителей топливных форсунок дизелей / А. Н. Лаврик, А. С. Теребов, В.Е.Лазарев // Повышение эффективности силовых установок колесных и гусеничных машин. – Челябинск: ЧВАИ, 2001.– С. 31–37.

Список литературы на английском языке / References in English

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector