Скачать презентацию 1 Рис 1 Статистика числа заказов на устранение
Переработка.ppt
- Количество слайдов: 17
1 Рис. 1 Статистика числа заказов на устранение неисправностей автомобиля в автосервисе: 79% - 633 заказа, 15% - 122 заказа, 6 % - 49 заказов (Власов В. М. ) Рис. 3 Рост числа отказов в МСУД в зависимости от пробега (Кузнецов Е. С. ) Рис. 2 Распределение неисправностей бензиновых двигателей в процессе эксплуатации автомобиля: 1 – процент неисправностей (% н) в механизмах двигателя; 2 – (% н) в системе питания; 3 – (% н) в системе электроснабжения; 4 – (% н) ходовой части; 5 – (% н) трансмиссии; 6 – (% н) в системе охлаждения; 7 – (% н) в системе вентиляции Табл. 1 Распределение встречающихся неисправностей в среднем Системы и механизмы Цилиндропоршневая группа Кривошипно-шатунный механизм Газораспределительный механизм Система зажигания и электрооборудование Система питания Система охлаждения Система смазки Н-ти в % 13 -25 12 -20 7 -10 20 -45 18 -30 4 -5 1 -3
Распределение причин обращения клиентов на СТО для современных автомобилей, оборудованных системой управления двигателем с электромагнитными форсунками (Гончаров А. А. ) Рис. 4 Обобщенная гистограмма распределения причин обращения клиентов на СТО: 1 - неустойчивая работа или остановка на холостом ходу, 2 - затрудненный запуск, 3 рывки или провалы, 4 - перебои в работе двигателя, 5 детонация, 6 - провалы, 7 - недостаточная мощность и приемистость, 8 - повышенный расход топлива, 9 повышенная токсичность, 10 непостоянные неисправности. Гистограмма неисправностей и отказов, которая 2 показывает следующее распределение (Гончаров А. А. ) Рис. 5 Гистограмма неисправностей и отказов: 1 - свечи, 2 датчик положения дроссельной заслонки, 3 – датчик массового расхода воздуха, 4 - регулятор холостого хода, 5 - модуль зажигания, 6 - датчик кислорода, 7 - датчик температуры, 8 - регулятор топливного давления, 9 топливный насос, 10 - датчик детонации, 11 - прочие. Диаграмма, отражающая динамику и структуру дефектов по укрупненным системам автомобилей производства ОАО «АВТОВАЗ» (Козловский В. Н. ) Рис. 6 Динамика и структура дефектов по укрупненным системам автомобиля: 1 – кузов, 2 – электрооборудование; 3 – двигатель внутреннего сгорания (ДВС); 4 – трансмиссия, 5 – ходовая часть, 6 – прочее.
3 Бензонасос Форсунки Регулятор давления Фильтр Параметры технического состояния Пропускная способность Герметичность Производительность Давление Герметичность Пропускная способность Давление Герметичность Признаки неисправностей Снижение техникоэкономических показателей на всех режимах Снижение мощности на больших нагрузках Провал мощности, рывки Затруднен пуск двигателя Снижение мощности на больших нагрузках Снижение техникоэкономических показателей Затруднен пуск двигате ля Средства и методы диагностирования Проливочный стенд ДСТ-12 МТА-2 Комплект жиклеров МТА-2 Комплект переходников Рис. 7 Структурная схема системы топливоподачи МТА-2
4 Табл. 2 Способы контроля электробензонасосов Применяемое оборудование Диагностические параметры 1. Метод определения технического состояния ЭБН по давлению Манометр МТ 2 А Величина изменения давления в топливной рампе на различных режимах работы Без демонтажа Не позволяет оценить подачу количественно. Определяет предельное состояние ЭБН 2. Метод определения количества подаваемого топлива в открытый топливопровод (мерную емкость) Мерная емкость Количество подаваемого топлива в единицу времени Простота Возможность занесения грязи при монтаже. Высокая пожароопасность 3. Метод напряжения питания ЭБН контроля и тока Мультиметр, вольтметр, амперметр, осциллограф Напряжение и ток питания (пульсации тока и напряжения) Без демонтажа Низкая достоверность и точность. 4. Способ диагностирования по величине и форме импульсов наведённых волн от колебания топлива как сжатой жидкой среды при отсекании топлива ЭМФ Датчик пульсации давления. Электронный блок согласования полученного сигнала Величина изменения давления топлива в нагнетательной магистрали. Без демонтажа с двигателя Дороговизна оборудования. Снижение достоверности способа изза работы регулятора давления топлива, а также низкая корреляционная связь между пульсациями давления и техническим состоянием ЭБН 5. Способ диагностирования шуму и вибрациям Вибродатчик, измерительная аппаратура, стетоскоп Амплитудные и частотные составляющие сигнала, шум Без демонтажа с двигателя Дороговизна оборудования. Сложность анализа. Название по Преимущества Недостатки
НАУЧНАЯ ГИПОТЕЗА: Определение технического состояния электрических бензонасосов возможно 5 посредством измерения изменения частоты вращения двигателя при максимальной степени открытия дроссельной заслонки в зависимости от напряжения питания насоса на тестовых режимах. ЦЕЛЬЮ НАСТОЯЩЕЙ РАБОТЫ является повышение эффективности диагностирования электрических бензонасосов системы питания автомобилей с микропроцессорной системой управления двигателем. ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ Взаимосвязь величины зазоров в нагнетателе электрического бензонасоса шиберного типа с параметрами силы тока, напряжения и изменения частоты вращения двигателя на тестовых режимах. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ Технологический процесс диагностирования электрических бензонасосов системы питания автомобилей с микропроцессорной системой управления двигателем. Для достижения поставленной цели и реализации выдвинутой гипотезы сформулированы следующие задачи исследования: 1. Исследовать и обосновать закономерности изменения параметров силы тока, напряжения и изменения частоты вращения двигателя от величины зазоров в нагнетателе электрического бензонасоса на тестовых режимах. 2. Экспериментально установить взаимосвязь величины зазоров в нагнетателе электрического бензонасоса шиберного типа с параметрами силы тока, напряжения и изменения частоты вращения двигателя на тестовых режимах. 3. Разработать способ и технологию процесса диагностирования электрических бензонасосов по параметрам силы тока, напряжения и изменения частоты вращения двигателя на тестовых режимах. 4. Определить технико-экономическую эффективность процесса диагностирования в лабораторных и производственных условиях.
6 Теоретические исследования по ДВС с ЭСУД 3 1 ΔNi=8 % (1) 2 1 1` Δn Рис. 8 Схема четырех независимых, но взаимовлияющих друг на друга обобщенных (укрупненных) неисправности ДВС Четыре обобщенные неисправности ДВС (рисунок 8) главным образом проявляются в виде снижения мощности, что можно представить в виде: N 2 n 1 n 2 = 400 мин -1 Рис. 9 Смещение баланса мощности Ni и NМП. - установившаяся частота вращения вала двигателя при техническом состоянии 1; n 2 установившиеся частота вращения вала двигателя при техническом состоянии 2; N 1 – мощность механических потерь при частоте вращения вала двигателя n 1; N 2 - мощность механических потерь при частоте вращения вала двигателя n 2. N 2 -N 1=8%; n 1 Np 4 - реальная мощность ДВС с учетом неисправностей систем, к. Вт; δ 1 - изменение оборотов коленчатого вала ДВС, связанное с n 2 - n 1= 400 мин-1 уменьшенной или увеличенной подачей топлива; δ 2 - изменение оборотов коленчатого вала ДВС, связанное с неисправностями системы зажигания, ЭБУ, датчиками и исполнительными устройствами; δ 3 - - изменение оборотов коленчатого вала ДВС, связанное с негерметичностью ЦПГ и ГРМ; δ 4 - изменение оборотов np 1, np 2, np 3, np 4 - обороты коленчатого вала ДВС сниженные по коленчатого вала ДВС, связанное с подсосом воздуха причине неисправностей, соответственно: уменьшенной или увеличенной подачи топлива, системы зажигания, негерметичности ЦПГ и ГРМ, подсоса воздуха; n. Н 1, n. Н 2, n. Н 3, (2) n. Н 4 - нормативные обороты коленчатого вала ДВС при диагностировании соответственно: уменьшенной или увеличенной подачи топлива, системы зажигания, (3) негерметичности ЦПГ и ГРМ, подсоса воздуха
7 Рис. 10 Топливная система с регулятором давления топлива, установленном на рампе: 1. Регулятор давления топлива (РДТ); 2. Вакуумный патрубок РДТ; 3. Форсунка; 4. Топливная рампа; 5. Впускной коллектор; 6. Патрубок слива избыточного топлива; 7. Топливный патрубок высокого давления (~3 бар); 8. Топливный насос; 9. Топливный фильтр; 10. Топливный бак Рис. 11 Топливная система с регулятором давления топлива, установленном в баке: 1. Форсунка; 2. Топливная рампа; 3. Впускной коллектор; 4. Топливный патрубок высокого давления; 5. Топливный насос с встроенным РДТ; 6. Фильтр; 7. Топливный бак По конструкции различают следующие виды электрических топливных насосов: Рис. 12 Роликовый насос Рис. 13 Шестеренный насос Рис. 14 Центробежный топливный насос
8 Рис. 15 – Зависимость производительности ЭБН Q, л/ч автомобиля ГАЗ-3110 от величины давления Р, МПа в топливной рампе Рис. 17 – Зависимость производительности ЭБН Q, л/ч автомобиля ВАЗ-2114 от величины напряжения U, В питания ЭБН Рис. 16 – Зависимость потребляемого тока ЭБН I, А автомобиля ГАЗ-3110 от величины давления Р, МПа в топливной рампе Рис. 18 – Зависимость потребляемого тока ЭБН I, A автомобиля ВАЗ-2114 от величины напряжения U, B питания ЭБН
9 Расчет производительности бензонасоса производится по максимальному расходу топлива двига (4) К - коэффициент запаса производительности; i - число цилиндров двигателя; QЦmax - максимальная цикловая подача при максимальной частоте вращения двигателя; τmax - длительность импульса при максимальной цикловой подаче; Tmin - минимальный период следования цикловых подач; nmax - максимальная частота вращения коленчатого вала двигателя; 20 л/ч – минимальный расход через редукционный клапан, при котором устойчиво поддерживается постоянное давление топлива в системе. В качестве примера приведем расчет производительности бензонасоса для автомобиля «Волга» с двигателем ЗМЗ-4062, для которого К=1, 3; i =4; QЦmax=0, 07 см 3; τmax=0, 022 с; Tmin=0, 024 с; nmax=5000 мин-1; запас подачи 20 л/ч Если например в процессе эксплуатации ЭБН изменилась подача на величину коэффициента запаса, то в этом случае подача насоса: л/ч На данном режиме при той же длительности импульса при максимальной цикловой подаче τmax подача форсункой может значительно отличаться от нормальной. Если в выражении (4) принять, что: , т. к. действительно эта величина не меняется, то оно примет вид (5) Если провести контроль реального бензонасоса, то можно записать и для нового насоса Отношение производительностей: (6). При выработке на максимальных оборотах топлива двигатель заглохнет, однако это может произойти при различных оборотах коленчатого вала или время выработки топлива до момента остановки будет отличаться.
10 Для данного типа ДВС коэффициент КД постоянен и равен например для ГАЗ-3110 0, 0012, тогда: При этом новый ЭБН будет обеспечивать номинальную подачу топлива при 5600 мин-1, а реальный ЭБН например уже при 5200 мин-1 выработает все топливо и ДВС останавливается. При этом если подставить значения этих оборотов в выражение (88) получим: Чем больше утечки в насосе, тем ниже максимально возможная частота вращения ДВС. Запишем выражение для определения времени заполнения рампы и топливных магистралей топливом: (7) V - объем рампы и топливопроводов, заполненный топливом, которое находится под давлением. Расход топлива четырьмя форсунками можно записать в виде (8), воспользовавшись известным выражением: (8) PK - противодавление впрыску При условии t. З
Методика экспериментальных исследований 11 Общая методика исследований Теоретические исследования Исследовать связи между величиной зазоров в нагнетателе электрического бензонасоса шиберного типа с параметрами силы тока и напряжения, изменения частоты вращения двигателя и времени выработки топлива Обосновать выбор диагностических параметров и режимов диагностирования Сформировать требования к измерительной аппаратуре Экспериментальные исследования Лабораторные исследования Эксплуатационные исследования Выбор измерительной аппаратуры Оценка достоверности, трудоемкости и стоимости диагностирования Выбор диагностических режимов и диагностических параметров Разработка технологии диагностирования Оценка информативности принятых диагностических параметров и режимов Технико-экономическая эффективность диагностирования Выявление структурноследственных связей элементов системы топливоподачи Рис. 19 - Общая методика исследований
12 Рис. 20 Исследовательский стенд для испытаний двигателя ЗМЗ 4062 Рис. 21 Отключатель электромагнитных форсунок Рис. 22 Отключатель электромагнитных форсунок (установленный на автомобиле)
13 Рис. 23 Нагрузочный реостат и блок питания Рис. 24 Интерфейс диагностической программы Испытания электробензонасоса Рис. 25 - Испытания ЭБН при выключении топливоподачи Рис. 26 - Испытания ЭБН при выключении искрообразования
14 Рис. 27 – Экспериментальная зависимость максимально развиваемой частоты вращения ДВС n, мин-1 от степени износа ЭБН dz, % (данные при напряжении питания ЭБН =14 В): ряд 1 – при отключении топливоподачи; ряд 2 - при отключении искрообразования Рис. 28 – Экспериментальная зависимость максимально развиваемой частоты вращения ДВС n, мин-1 от напряжения питания ЭБН U, В: ряд 1 - технически исправный ЭБН; ряд 2 - на 40% сниженная производительность ЭБН; ряд 3 - на 50% сниженная производительность ЭБН; ряд 4 - на 70% сниженная производительность ЭБН
15
16 Экономический эффект от внедрения одного диагностического средства при диагностировании указанным способом составил порядка 15000 руб. , срок окупаемости диагностического средства 0, 5 года. Ориентировочная стоимость прибора составляет 20 тыс. рублей.
17 ВЫВОДЫ 1. В результате обзора научно-исследовательских работ установлено, что наибольшее число отказов приходится на систему питания: в среднем 18 -30 %. Установлено, что существующие способы диагностирования ЭБН обладают малой информационной емкостью, а также высокой трудоемкостью установки приборов, датчиков и аппаратуры и обязательной подразборкой элементов системы питания. 2. Установлено, что наиболее чувствительным и достоверным диагностическим параметром для определения технического состояния ЭБН является разность (отношение) частот вращения коленчатого вала двигателя, при отключении топливоподачи и искрообразования при работе ДВС на одном цилиндре с полностью открытой дроссельной заслонкой. Определение частоты вращения при напряжении питания 14, 12, 10, 8 В и построение зависимости частоты вращения от напряжения питания позволяет достоверно определять техническое состояние ЭБН. 3. Разработан отключатель электромагнитных форсунок и свечей зажигания (догружатель) и метод диагностирования, который защищен патентом РФ № 2012109956, и алгоритм диагностирования. 4. Экономический эффект от внедрения одного диагностического средства при диагностировании указанным способом составил порядка 15000 руб. , срок окупаемости диагностического средства 0, 5 года. Ориентировочная стоимость прибора составляет 20 тыс. рублей.