УДК 621.43.056

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ДИАГНОСТИКИ, ИСПЫТАНИЯ И ПРОВЕРКИ ФОРСУНОК ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ МОБИЛЬНЫХ МАШИН

Захаров Юрий Альбертович1, Кульков Евгений Александрович2
1Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, кандидат технических наук, доцент
2Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, студент

Аннотация
Своевременное техническое обслуживание, диагностика испытание, регулировка и ремонт топливных форсунок дизельных двигателей позволит не только сократить годовой расход топлива автомобилями, тракторами и другими машинами, но и увеличить ресурс ДВС за счет обеспечения полноценного функционирования на всех режимах эксплуатации.

Ключевые слова: диагностика, испытание, распылитель, расход топлива, регулировка, форсунка, эффективная мощность


RELEVANCE OF CARRYING OUT DIAGNOSTICS, TEST AND CHECK OF NOZZLES OF DIESEL ENGINES OF MOBILE CARS

Zakharov Yury Albertovich1, Kul'kov Evgeny Aleksandrovich2
1Penza state university of architecture and construction, candidate of technical sciences, associate professor
2Penza state university of architecture and construction, student

Abstract
Timely maintenance, diagnostics test, adjustment and repair of fuel nozzles of diesel engines will allow not only to reduce annual fuel consumption cars, tractors and by other cars, but also to increase the DVS resource due to ensuring full functioning on all modes of operation.

Keywords: adjustment, diagnostics, effective power, fuel consumption, nozzle, spray, test


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Захаров Ю.А., Кульков Е.А. Актуальность проведения диагностики, испытания и проверки форсунок дизельных двигателей мобильных машин // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 3. Ч. 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/03/50010 (дата обращения: 02.06.2017).

В настоящее время в Росси бензиновые двигатели имеют большую популярность и распространение чем дизельные [1]. К преимуществам дизельных двигателей относят высокую надежность, экономичность, «тяговитость» и выносливость. Особенностью дизельного двигателя является высокое давление в камере сгорания, за счет которого и происходит воспламенение топливной смеси. Это давление значительно превосходит давление в бензиновых ДВС. Качество дизельного топлива влияет не только на эффективность работы дизеля, но и на его долговечность, в том числе и на ресурс топливной системы. В связи с этим возникает необходимость постоянного контроля качества и состава топливной смеси. Наиболее повторяющиеся дефекты дизельных ДВС приходятся на долю топливной системы ввиду уязвимости топливной аппаратуры [1-3].

Техническое состояние элементов топливной системы обуславливает эффективную мощность двигателя, характер пуска и работы дизеля, расход топлива и его удельную экономию.  Большой износ элементов системы питания может вызвать резкое снижение технических характеристик двигателя вплоть до его отказа. На долю топливной аппаратуры происходит около 70% всех отказов дизельных двигателей [1].

Топливная система дизельного двигателя включает приборы, которые влияют на величину расхода топлива, к ним относят: воздушный фильтр, топливные фильтры грубой и тонкой очистки, подкачивающая помпа, топливный насос высокого давления, топливопроводы, топливные форсунки, регулятор частоты вращения двигателя и привод. Наиболее интенсивное изнашивание приходится на долю плунжерных пар ТНВД и форсунок, а также снижаются упругие свойства пружин [1, 3-4]. Перебои в работе дизельного двигателя могут быть спровоцированы нарушением герметичности топливной системы и (или) засорением воздушного и топливных фильтров. Неверная регулировка начала впрыска, величины и равномерности подачи топлива, угла опережения впрыска, давления начала подъема иглы форсунки и минимальной частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу может привести к снижению эффективной мощности плоть до полной остановки, затруднениям пуска дизельного двигателя или невозможности его пуска, росту расхода дизельного топлива и образованию дымного выпуска выхлопных газов.

Форсунка дизельного двигателя внутреннего сгорания является связующим звеном между ТНВД, нагнетающим топливо из бака к двигателю и непосредственным местом горения топливной смеси – камерой сгорания. Давление топлива в топливной системе дизельного двигателя достигает 1200 бар и постоянно растет. Вследствие чего, дизельное топливо изменяет свои характеристики, преобразуясь в  сжимаемую жидкость. В конечном счете, в течение короткого времени подачи топлива оно сжимается и поступает через распылитель форсунки в камеру сгорания. Топливная форсунка дизельного двигателя сочетает в себе несколько ключевых функций отражающихся на эксплуатации дизеля: дозирование и распыл дизельного топлива, обеспечение герметичности камеры сгорания, изменение характера впрыска топливной смеси.

В зависимости от вида распылителя топливные форсунки бывают со штифтовыми распылителями или с дырчатыми распылителями. Штифтовые распылители применяют в форкамерных дизельных ДВС, а дырчатые – в ДВС с непосредственным впрыском топлива [1]. Также разделяют топливные форсунки и по виду управления открытием распылителя: с одной пружиной, с двумя пружинами, с датчиком положения иглы распылителя и форсунки, управляемые пьезоэлектрическим элементом или электромагнитным клапаном.

Также, топливные форсунки дизельных ДВС могут отличаться по способу их установки в головке блока цилиндров: с непосредственным вворачиванием, при помощи специального фланца и (или) с прижимной гайкой или прижимным хомутом.

В зависимости от вида регулировки давления открытия форсунки их разделяют на: форсунки с регулировкой давления с помощью винта, с помощью шайб и с электронной регулировкой (например, система Common Rail). Наибольшее распространение в настоящий момент получили форсунки с регулировкой с помощью шайб. У этих форсунок пружина расположена в нижней части прибора непосредственно у распылителя. Такое расположение пружины обеспечивает снижение размеров и веса форсунки. В верхней части корпуса форсунки пружина упирается в шайбы, служащие для проведения регулировки давления впрыска топлива. Начало впрыска топлива происходит в тот момент, когда давление топлива преодолевает усилие пружины и происходит поднятие иглы распылителя форсунки.

На практике, наиболее часто в топливной форсунке отказ возникает по вине распылителя [1, 5-6]. Но изнашиванию подвержены также и другие детали форсунок, а именно: гайка распылителя, проставка, корпус форсунки, грибок форсунки. Износ образуется в местах контакта деталей и обусловлен воздействием ударных нагрузок (механическое изнашивание). Возникают трещины, углубления, царапины, пластическая деформация, линейные искажения соединений (изменение шага иглы, снижение длины грибка форсунки и т.д.).

Элементы топливной форсунки также могут изнашиваться под воздействием коррозии (коррозионное изнашивание), механических частит, которые содержаться в дизельном топливе (абразивное изнашивание), а также ввиду эрозионного действия протока топлива в местах, с изменением геометрии проходного сечения топливных каналов [1].

Заключение о степени износа элементов форсунки и принятие решения о необходимости ее ремонта дают по следующим основным эксплуатационным признакам:

• По величине падения давления открытия распылителя форсунки – при эксплуатации форсунки допустимый предел падения давления топлива должен быть менее 10% от уровня отрегулированного давления открытия форсунки. Основной причиной падения давления является изнашивание прецизионных поверхностей, ослабление пружины или неверно подобранные шайбы для регулировки.

• Негерметичность форсунки по поверхности корпуса, между проставкой и распылителем. Появляется из-за искривления фиксирующих штырьков, износа гайки распылителя (а именно поверхности, обращенной к фланцу распылителя).

• Снижение объема топлива подводимого к распылителю, а следовательно рост времени впрыска и плохая работа дизеля (спад мощности, рост дымности).

• Неправильный впрыск топлива ввиду выбивания проставки или упорной поверхности штифта распылителя форсунки, что ведет к увеличению высоты подъема иглы, и времени впрыска топлива.

О величине износа распылителя и возникновению необходимости его ремонта или замены судят по следующим признакам [1, 4]:

- увеличенная дымность выхлопа – черный дым;

- трудный пуск дизеля или невозможность запуска;

- повышенная шумность работа дизеля;

- увеличение расхода дизельного топлива;

- снижение эффективной мощности и спад приемистости дизеля.

Причины возникновения этих признаков:

- снижение плотности гнезда распылителя из-за деформации поверхностей или из-за их загрязнения;

- западание иглы ввиду загрязнения, нагара или деформации корпуса распылителя;

- засорение отверстий распылителя или их эрозионный износ;

- износ штифта в штифтовом распылителе;

- снижение плотности на направляющем участке иглы;

- нагар в отверстиях распылителя.

По величине износа, типа и характера дефектов детали форсунки делят на три группы: годные и негодные (брак). Брак, в свою очередь, подразделяется на исправимый и неисправимый. При этом их маркируют краской соответственно зеленого, белого и красного цветов.

Детали, относящиеся к годным, отправляют на комплектацию и сборку, исправимый брак  направляют на ремонт или восстановление, неисправимый брак – на утилизацию.

Годовой перерасход дизельного топлива грузового автомобиля, трактора или комбайна в зависимости от условий эксплуатации составляет 2-3 тонны, а это дополнительные вредные выбросы в атмосферу, загрязняющие окружающую среду. Такой перерасход топлива обусловлен несвоевременным и некачественным обслуживанием техники, в том числе топливной системы, а также некачественным топливом и общим износом дизельных двигателей.

Потери топлива из-за перерасхода и проливов можно снизить на 30-40%, проводя своевременное обслуживание, диагностику и ремонт топливной аппаратуры. При неисправности топливной системы дизельного двигателя основные потери происходят из-за перерасхода топлива. Так, например, дизель грузового автомобиля с объемом камеры сгорания 2,5-3,0 л перерасходует от 80 до 150 кг топлива за 10 тыс. км. пробега [1]. Регулярное техническое обслуживание, диагностика и своевременный ремонт дизельной аппаратуры позволяет не только снизить расход топлива, но и увеличить срок службы двигателя на 15-20%. Своевременное обслуживание и ремонт одной форсунки дизельного двигателя автомобиля (раскоксовка распылителя, промывка, притирка, регулировка давления и так далее) за тот же пробег в 10 тыс. км. позволит сэкономить до 10-15 кг топлива.

При нормальной работе топливной системы, подача топлива осуществляется равномерно без перебоев, происходит качественный распыл топлива форсункой в камере сгорания цилиндра двигателя. Качество работы топливной аппаратуры топливной системы обуславливает надлежащие уровни показателей технико-эконмической характеристики дизельного двигателя. Контроль над состоянием форсунок топливной системы заключается в наблюдении за характером их работы, диагностике, регулировке, промывке, техническом обслуживании и, при необходимости, ремонте или замене.

Периодичность обслуживания, контроля и испытания форсунок регламентируется требованиями по технической эксплуатации дизелей в зависимости от пробега или от количества отработанных мото-часов. Например, профилактический осмотр топливных форсунок осуществляют каждые 600-1000 мото-часов нормального режима эксплуатации [1-4]. Дизельные двигатели, которые работают в тяжелых условия, при высоких оборотах коленчатого вала, процедуре профилактики подвергаются в 2-3 раза чаще.

Таким образом, вопрос своевременного проведения диагностики, испытания, проверки, регулировки, технического обслуживания и ремонта является весьма актуальным и нуждается в пристальном изучении.


Библиографический список
  1. Захаров, Ю.А.  Устройство для диагностики форсунок дизельных двигателей внутреннего сгорания [Текст] / Ю.А. Захаров, Е.А. Кульков // Materiály XI mezinárodní vědecko – praktická konference «Moderní vymoženosti vědy – 2015». – Díl 15. Technické vědy.: Praha. Publishing House «Education and Science» s.r.o – S. 45-47.
  2. Захаров, Ю.А.  Основные неисправности форсунок дизельных двигателей внутреннего сгорания [Текст] / Ю.А. Захаров, Е.А. Кульков // Materiály XI mezinárodní vědecko – praktická konference «Moderní vymoženosti vědy – 2015». – Díl 15. Technické vědy.: Praha. Publishing House «Education and Science» s.r.o – S. 43-44.
  3. Захаров, Ю.А. Анализ оборудования, применяемого для диагностики, испытания и проверки форсунок дизельных ДВС автомобилей [Текст] / Ю.А. Захаров, Е.А. Кульков // Молодой ученый. – 2015. – №2. – С. 154-157.
  4. Захаров, Ю.А. Проверка, диагностика и испытание форсунок дизелей [Текст] /  Ю.А. Захаров, Е.Г. Рылякин // Транспорт. Экономика. Социальная сфера. (Актуальные проблемы и их решения): сборник статей Международной научно-практической конференции / МНИЦ ПГСХА. – Пенза: РИО ПГСХА, 2014. С. 43-47.
  5. Обеспечение работы мобильных машин в условиях отрицательных температур [Текст] / Ю. А. Захаров, Е.Г. Рылякин, И.Н. Семов [и др.] // Молодой ученый. — 2014. — №17. — С. 56-58.
  6. Захаров, Ю.А. Анализ основных дефектов и способов восстановления деталей автомобилей типа «вал» и «ось» [Текст] / Ю.А. Захаров, Е.В. Ремизов, Г.А. Мусатов // Молодой ученый. – 2014. – №20. – С. 138-141.


Все статьи автора «Захаров Юрий Альбертович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: