Міністерство освіти i науки молоді та спорту України

Міністерство освіти i науки, молоді та спорту України Харківський національний автомобільно-дорожній університет (ХНАДУ) Автомобільний факультет Кафедра технічної експлуатації та сервісу автомобілів МАТЕРІАЛИ ДО ДИПЛОМНОЇ РОБОТИ Розробка засобів діагностування для експрес-аналізу технічного стану електромагнітних форсунок бензинового двигуна Завідувач кафедри, д-р техн. наук, проф. В. Волков Нормоконтролер канд. техн. наук, доцент І. Мармут Керівник канд. техн. наук Студент групи А-52 Є. Зенкін Харків 2011 К. Шакула

Структурна схема паливної апаратури Рисунок 1 Схема подачі палива двигуна із системою розподільчого упорскування палива. Системи з уприскуванням палива у впускний трубопровід Рисунок 2 Система із рециркуляцією палива. Рисунок 3 Система без рециркуляції палива. Рисунок 4 Система керуєма в залежності від потреби у паливі. 1

Розподіл несправностей паливної апаратури Несправності форсунок: • Забруднення розпилювача форсунки; • Забруднення каналів та фільтра форсунки; • Міжвиткове замикання; • Втрата герметичності замочного сідла форсунки. Несправності бензонасосів: • Виходить з ладу крильчатка турбінки або роликів; • Забруднення огорожної сітки; • Обрив обмотки; • Міжвиткове замикання обмотки; • Знос щіток; • Знос підшипників. Несправності регулятора тиска палива: • Розрив діафрагми; • Підклинювання клапану; • Поломка або втрата жорсткоті пружини; • Обрив трубки вакуумного керування. 2

Методи діагностики системи розподільчого упорскування палива. Недоліки виміру манометром: • Інерційність приладу; • Низька точність; • Відбувається розрив інформаційного потоку; • Відсутність сінхронізації. Недоліки в перевірці форсунок на стенді: • Потребує демонтажу форсунок із системи; • Перевірка проходить по стандарту Bosch(йде проливка на максимальному відкритті форсунки); • Неможливо виявити поломки звязаних з електрикою; • Неможливо перевірити регулятор тиску та паливний насос Недоліки в перевірці газоаналізатором: • Не бачить несправності в гідравлічній частини, механічній частині, електричній частині; • Низька точність. Недоліки в перевірці авто-сканерами: • Низька швидкість прийому даних; • Алгоритми самодіагностики бортової мережі не досконалі; • Бачить лише розрахункові параметри. 3

Обґрунтування запропонованого методу діагностики 4 (1) (2) Прийняті при розрахунку допущення: 1) Коефіцієнт стисливості не враховується; 2) Вплив температури палива не враховується. Рисунок 1 Розрахункові відносні провали тиску при спрацьовуванні форсунок.

Зовнішній вигляд та характеристики досліджуваного автомобіля Таблиця 1 – Технічні характеристики автомобіля, двигуна та паливної апаратури. Марка Модель 1997 Двигун 2 E Компоновка Рядний, 4 х циліндровий Об’єм, см 3 1984 Dц/S , мм 82, 5 / 92, 8 Число клапанів 8 Ne, к. Вт 85 n. ХХ, хв– 1 800 nном, хв– 1 5400 n. M, хв– 1 3200 Mкр, Нм 166 Тип палива Бензин Тип паливної апаратуры Розподілене уприскування палива у впускний колектор Схема топливоподачи Кільцева полнопоточна Pт, к. Па Рисунок 2 – Підкапотний простір автомобіля Golf III Рік випуску Рисунок 1 – Зовнішній вид автомобіля VW 300 Продуктивність форсунки мл/хв 200 5

Вибір устаткування для вимірів Таблиця 1 Параметри осцилографа Частота оцифрування 500 к. Гц Розрядність АЦП 12 бит Число каналів 8 Діапазон напружень: • Канали 1 -4 • Канал 5 • Канал 6 • Канали 7 -8 ± 15 В ± 150 В ± 5 В (диф) ± 50 к. В Рисунок 2 Датчик тиску Honeywell MLH 300 PSB 01 A Рисунок 1 Цифровий осцилограф USB Autoscop 2 1, 2, 3, 4. - Вимірювальні аналогові канали ± 15 В; 5. - Вимірювальні аналогові канали ± 150 В; 6. - Індикатор живлення; 7. – Роз'їм підключення лінії заземлення; 8. – Роз'їм підключення модуля запалення високовольтних ланцюгів; 9. – Диференціальний аналоговий вхід± 5 В; 10. - USB порт тип «B» ; 11. Роз'їм шини цифрового аналізатора. Рисунок 3 Вихідна характеристика датчика тиску 6

Підключення вимірювальної апаратури Рисунок 1 Вимірювальний комплекс Рисунок 3 Підключення вимірювального комплексу на VW Рисунок 2 Датчик тиску палива Рисунок 4 Монтаж датчика тиску палива на паливній рампі 7

Синхронізована осцилограма процесу уприскування Рисунок 1 Процеси в системі запалення і подачі палива автомобіля VW Golf. 1 –Сигнал синхронізації 2 - Високовольтні імпульси системи запалення кожного циліндра; 3 - Імпульси управління форсунками; 4 – Сигнал датчика тиску, встановленого на штуцер паливної рампи. 1 й циліндр D A B C 3 й циліндр 4 й циліндр 8 2 й циліндр Рисунок 2 Запізнювання реального уприскування палива через форсунку, по відношенню до імпульсу, що управляє. 1 - Високовольтні імпульси системи запалення; 2 - Імпульс управління форсункою; 3 – Сигнал датчика тиску, встановленого на штуцер паливної рампи.

Кордони застосовності пропонованого методу діагностування 2 3 Сигнали датчика тиску палива 4 1 Тестові імпульси, що управляють, на форсунках 1 - ti = 2 мс 2 - ti = 5 мс 3 - ti = 9 мс 4 - ti = 30 мс 1 2 3 4 Рисунок 1 Провали тиску палива при різній тривалості імпульсу, що управляє, на форсунці Рисунок 2 Зміна залежності провалу тиску палива від тривалості імпульсу, що управляє. 9

Оцінка технічного стану бензонасоса і регулювальника тиску палива Має місце коливальний процес в регулювальнику тиску Коливальний процес в регулювальнику тиску відсутній Рисунок 1 – Вплив зміна технічного стану регулювальника тиску на процес що відбувається в паливній рампі Рисунок 2 - Збільшення тиску палива в рампі при включенні реле електробензонасоса Рисунок 3 –Подклініванія клапана регулювальника тиску палива 10

Висновки Було висунуто припущення про можливість безразборного діагностування гідравлічних вузлів паливної системи на основі виміру тиску палива в рампі за допомогою високочутливого швидкодіючого датчика тиску і цифрового осцилографа, що писав, з виведенням інформації для аналізу на персональний комп'ютер або ноутбук. Проведені експерименти на автомобілі VW Golf показали відповідність попередніх розрахунків і реальних процесів зміни тиску, що відбуваються в паливній рампі. Було встановлено, що по величині провалу тиску палива при уприскуванні можна оцінити міру забрудненості форсунки лаковими і смолистими відкладеннями. Було визначена величина інерційності і міра впливу регулювальника тиску палива на зміну тиску в паливній рампі. Дослідною дорогою було встановлено що діагностування форсунок без впливу регулювальника можна проводити лише при тривалості сигналу, що управляє, не більше 5 мс. Розроблений метод непрямої оцінки продуктивності електробензонасоса за швидкістю наростання тиску при запуску двигуна. Пропонований метод експрес діагностування є ефективним для вживання його в умовах СТО/АТП, оскільки дозволяє понизити витрати часу, фінансові витрати на устаткування і підвищити міру достовірності діагнозу без демонтажу елементів паливної системи. 11