Главная Обратная связь

Дисциплины:






Практическая значимость исследований.



На правах рукописи

 

ЦЫГАНОВ КОНСТАНТИН АНАТОЛЬЕВИЧ

 

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ И СРЕДСТВ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ БЕНЗОНАСОСОВ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ С МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМОЙ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

 

05.20.03 – «Технологии и средства технического обслуживания в сельском

хозяйстве»

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

 

Научный руководитель

кандидат технических наук,

доцент А.В. ГРИЦЕНКО

 

Челябинск – 201?

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ  
1.1 Влияние технического состояния ЭБН и ДМРВ на технико-экономические показатели работы двигателя и его надежность  
1.2 Анализ способов контроля технического состояния ЭБН и ДМРВ  
1.2.1 Анализ технических средств контроля технического состояния ЭБН и ДМРВ  
1.3 Основные выводы по главе  
1.4 Цель и задачи исследований  
Глава 2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОДАЧИ ТОПЛИВА В СИСТЕМУ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ НА УЧАСТКЕ ЭБН-ФОРСУНКА  
2.1 Цели и задачи теоретических исследований  
2.2 Исходная информация для исследования процесса подачи топлива  
2.3 Исследование изменения величины давления и подачи топлива  
2.3.1 Исследование изменения величины давления и подачи топлива на участке ЭБН - топливный фильтр  
2.3.2 Исследование изменения величины давления и подачи топлива на участке топливный фильтр – топливная рампа  
2.3.3 Исследование изменения величины давления и подачи топлива на участке топливная рампа - форсунка  
2.4 Математическая зависимость изменения мощности двигателя от сопротивления топливного тракта и технического состояния ЭБН  
2.5 Выводы по главе  
Глава 3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ  
3.1 Общая методика исследований  
3.2 Методика лабораторных исследований  
3.2.1 Выбор оборудования для лабораторных исследований  
3.2.1.1 Метрологические испытания оборудования  
3.3 Методика выбора и обоснование диаметра сечения жиклеров  
3.4 Методика выбора режимов диагностирования  
3.4.1 Методика выбора режима диагностирования для определения связи между техническим состоянием ЭБН и ДМРВ и изменением мощности двигателя и величины давления топлива в топливопроводе  
3.5 Методика выбора диагностических параметров  
3.6 Методика оценки совместного влияния различных неисправностей на мощность двигателя  
3.7 Выводы по главе  
Глава 4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ  
4.1 Влияние изменения технического состояния ЭБН и ДМРВ на мощность двигателя и величину давления топлива в топливопроводе  
4.2 Влияние изменения пропускной способности топливной магистрали на мощность двигателя  
4.3 Влияние величины тока питания, напряжения на изменение мощности двигателя и величины подачи ЭБН  
4.4 Определение влияния величины расхода воздуха на приращение напряжения в мостовой схеме ДМРВ на стационарной установке  
4.5 Определение влияния величины расхода воздуха на приращение напряжения в мостовой схеме ДМРВ на автомобиле при обеспечении нагрузки догружателем  
4.6 Выводы по главе  
Глава 5 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА  
5.1 Результаты эксплуатационных испытаний  
5.2 Разработка технологии и алгоритмов диагностирования микропроцессорных систем управления с использованием догружателя  
5.3 Оценка экономической эффективности использования результатов проведенных исследований  
Основные выводы и результаты исследований  
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ  
ПРИЛОЖЕНИЯ  

 



ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Приоритетное значение в настоящее время приобретает диагностирование тех систем и механизмов машин, которые дают наибольшее число отказов, требующих значительных затрат на устранение их последствий и снижающих коэффициент технической готовности. Одним из основных механизмов мобильных машин дающих 15-20 % отказов двигателя является система топливоподачи. Между тем процесс диагностирования системы топливоподачи в условиях эксплуатации имеет низкую достоверность, а информация, получаемая при этом, не позволяет определять требуемые технологические воздействия по поддержанию его работоспособного состояния и, следовательно, управлять его состоянием. Данное обстоятельство объясняется несовершенством методов и средств диагностирования.

В настоящее время руководством по техническому обслуживанию двигателей легковых автомобилей, систему топливоподачи рекомендуют диагностировать, применяя ряд средств: манометр, для определения давления топлива в рампе, прибор ДСТ-6, имитаторы работы форсунок, но, точность и достоверность оценки технического состояния системы топливоподачи указанными приборами очень низкие. Другие более достоверные и информативные средства и способы диагностирования системы топливоподачи предлагаются в специальной литературе, диссертациях или патентах, однако в практике диагностирования применяются крайне редко.

Средства диагностирования системы топливоподачи, рекомендованные «Положением о техническом обслуживании и ремонте легковых автомобилей, принадлежащих гражданам» оценивают техническое состояние системы топливоподачи, износ элементов системы топливоподачи которой близок к предельному, не всегда позволяя достоверно оценить промежуточные состояния. Также оценочным показателем служат комплексные диагностические параметры, такие как: среднее давление в топливной рампе, расход топлива, что не позволяет достоверно прогнозировать дальнейший срок безаварийной работы двигателя.

Отсутствие достоверной информации о техническом состоянии системы топливоподачи может привести к перебоям работы двигателя и даже полному его отказу: нагреву и оплавлению роликов ЭБН, вплоть до разрушения его базовых элементов. Совместно с затратами на ремонт и приобретение новых базовых деталей (ЭБН, форсунок, фильтров, регуляторов давления) может составлять до 30 000 рублей.

Возникает потребность в достоверном нахождении неисправного элемента системы топливоподачи в начальной стадии формирования отказа, а также определении технического состояния системы топливоподачи без разборки агрегатов и систем с минимальными затратами ресурсов.

Изложенное предопределило цель исследования нашей работы.

Цель работы. Повышение эффективности диагностирования электрических бензонасосов системы питания автомобилей с микропроцессорной системой управления двигателем.

Объект исследования. Технологический процесс 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 и напряжения, давления и времени выработки топлива.

Научная новизна.

1. Установлена взаимосвязь величины зазоров в нагнетателе электрического бензонасоса шиберного типа с параметрами силы тока и напряжения, давления и времени выработки топлива.

2. Выявлены закономерности изменения давления в системе топливоподачи в процессе их аналитического исследования.

Практическая значимость исследований.

1. Разработан способ безразборного диагностирования ЭБН шиберного типа.

2. Разработаны технология, методика и алгоритмы диагностирования ЭБН шиберного типа.

Разработанный способ позволяет снизить простои в ремонте (на 17%) и повысить коэффициент технической готовности мобильных машин.

Результаты исследований могут быть использованы научно-исследовательскими, ремонтными, автообслуживающими организациями при определении технического состояния электробензонасосов шиберного типа.

Реализация результатов исследований.Способ диагностирования, технология и средство диагностирования используются при определении технического состояния системы топливоподачи автомобилей техническим центром ООО «ЮРМА-сервис», СТО «Интервал», СТО «ГрандМастер», кафедр «Эксплуатация автотранспорта и производственное обучение», «Эксплуатации машинно-тракторного парка» Челябинской государственной агроинженерной академии.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и одобрены на ежегодных научно-технических конференциях ЧГАА (Челябинск 2011-2012 гг.).

Публикации.Основные результаты исследований по теме диссертационной работы опубликованы в 12 научных работах, в том числе в журнале «Механизация и электрификация сельского хозяйства». Получены патенты на изобретение (№ 2007115357/06(2344400)) и на полезную модель (№2007121186/22(71765)).

Содержание работы. Диссертационная работа изложена на 189 страницах и включает в себя 17 таблиц, 73 рисунка. Работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, библиографии из 138 наименований и 26 приложений.

 

 

Глава 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

 

1.1 Влияние технического состояния ЭБН и ДМРВ на технико-экономические показатели работы двигателя и его надежность

 

В управляющей программе ЭБУ присутствует подсистема самодиагностики, позволяющая выявлять неисправности в работе цепей управления элементов ЭСУД и определять аварийные отклонения режимных параметров при работе двигателя. Реакция управляющей программы на возникновение таких неисправностей может вызывать переход на резервные режимы работы системы управления. Резервные режимы работы призваны сохранить работоспособность двигателя и возможность движения автомобиля при отказах элементов ЭСУД:

- Резервный режим работы при неисправности ДМРВ ведет себя точно также, как и при отказе датчика положения дросселя. Шаговый мотор устанавливается в положение 120 шагов. Показания ДМРВ заменяются значениями из аварийной таблицы (на основе показаний датчика положения дросселя и рассчитанных оборотов двигателя). Топливоподача рассчитывается по этим значениям с параметром обогащенного состава топливной смеси.

- При выходе из строя ДМРВ и датчика положения дроссельной заслонки двигатель способен заводится и работать, но передвигаться на таком автомобиле очень нелегко.

Самым сложным является проверка правильной работы датчика массового расхода. Необходимо проверить входные выходные напряжения на датчике при включенном зажигании. С помощью тестера убедиться в допустимых показаниях датчика при работе двигателя. Если есть возможность, поставьте другой датчик и убедитесь, что ситуация не изменилась.

Датчик массового расхода воздуха устанавливается на входе воздушного тракта после воздушного фильтра.

В процессе работы электронная схема поддерживает постоянный перегрев нити чувствительного элемента датчика на заданном уровне. Чувствительный элемент датчика (нить) охлаждается потоком воздуха, проходящего через двигатель. Электрическая мощность, требуемая для поддержания заданного превышения температуры, и является параметром для определения массового расхода воздуха, проходящего через датчик.

Выходным сигналом расходомера служит падение напряжения на прецизионном резисторе, включенном в смежное с нагреваемой нитью плечо измерительного моста. Это напряжение электронный блок управления преобразует в часовой расход воздуха (кг/час). Масса рассчитывается с учетом обратных выбросов воздуха. Обратные выбросы (движение воздуха против всасывания) присутствуют на различных режимах работы двигателя и вызваны поступательными движениями поршней двигателя и его конструктивными характеристиками, определяющими аэродинамические свойства впускного тракта.

Из вышесказанного следует, что масса воздуха, проходящего через двигатель, определяется косвенным образом, и непонятно, как учитывается состояние самого воздуха: влажность, содержание кислорода и т.д. А это является существенным фактором для мощностных характеристик топливной смеси.

Показания датчика массового расхода являются для системы основным параметром, определяющим топливоподачу и угол опережения зажигания. Алгоритм расчета массового расхода воздуха через двигатель определяется блоком управления синхронно с вращением коленчатого вала (кг/час). Блок рассчитывает цикловое наполнение цилиндра воздухом в соответствии с оборотами двигателя (мг/такт). После этого рассчитывается порция топлива (цикловая подача топлива, мг/такт), которая должна попасть в цилиндр через форсунку к моменту закрытия впускного клапана. Все коррекции циклового наполнения и цикловой подачи по температуре двигателя, динамике дроссельной заслонки, частоте вращения коленчатого вала выполняются программным обеспечением блока управления в соответствии с внутренними настройками для конкретной комплектации системы управления.

Время открытия форсунки (мс) определяется в соответствии с заданными параметрами форсунки, корректировкой по напряжению бортовой сети и заданной системой впрыска топлива: одновременный, попарно-параллельный, фазированный.

Эта сложная взаимосвязь расчетных и заданных параметров предполагает наличие в составе системы управления элементов (в частности датчика массового расхода), строго определенных комплектацией этой системы.

Уход характеристик датчика массового расхода воздуха, подсосы воздуха во впускной тракт после датчика, нестабильность питающего напряжения датчика и т.д. существенно сказываются на работе двигателя. Проблемы, связанные со стабильностью работы на стационарных режимах, динамическими свойствами автомобиля, экономичностью работы могут определяться неправильными показаниями датчика массового расхода.

Неполадки в цепи датчика или полный его отказ определяются системой самодиагностики, и соответствующий код неисправности заносится в память. Это самая простая неисправность, и она может быть легко исправлена. Другое дело, когда нет неисправностей в памяти блока управления, а двигатель после запуска глохнет. Снимите разъем с датчика массового расхода, если двигатель после запуска работает на повышенных оборотах (резервный режим работы), замените датчик. Еще хуже, когда автомобиль имеет большой расход топлива, а все проверки ничего не дают. Попробуйте поменять датчик, это помогает, только следите, чтобы датчик имел тип, соответствующий вашей системе управления.

Попадание масла на чувствительный элемент датчика приводит к нарушению в его показаниях.

Масло может попадать через систему рециркуляции картерных газов, если уровень масла в двигателе превышает максимум. В этом случае промывка чувствительного элемента спиртом поможет восстановить работоспособность датчика.

Подсос воздуха.Нарушение герметичности в системе впуска воздуха после датчика массового расхода вызывает неустойчивость работы на холостом ходу. Датчик массового расхода «не видит» часть попадающего в двигатель воздуха, соответственно система неправильно рассчитывает топливоподачу (мало топлива – бедная смесь). На холодном двигателе и небольшом подсосе этот эффект можно и не заметить, но по мере прогрева неустойчивость работы на холостом ходу становится все более явной и может приводить к заглоханию двигателя. Причинами подсоса могут быть: разрыв (нарушение креплений) любого из шлангов, имеющих выход во впускной коллектор (от маленькой трубочки к регулятору давления до больших трубок вентиляции картера); нарушение герметичности вакуумного усилителя; повреждение в прокладке между впускным коллектором и двигателем и т.д. В основном причины подсоса воздуха можно установить визуально. Если подсос воздуха делает невозможной работу двигателя в режиме холостого хода, снимите разъем с датчика массового расхода воздуха. При этом обороты холостого хода вырастут, но на автомобиле можно будет доехать до места назначения. Если при этом еще выставить шаговый мотор в положении приемлемого холостого хода, то неудобств управления при движении автомобиля будет меньше. Небольшой подсос в системе подачи воздуха может не приводить к заметным изменениям ездовых качеств автомобиля, оснащенных системами с регулированием топливоподачи по датчику L-зонд, но экономичность двигателя упадет.

Неисправность датчика массового расхода.Этот дефект приводит к заглоханию автомобиля после запуска. Если двигатель глохнет после запуска, и вы не знаете в чем дело, попробуйте завести мотор со снятым разъемом датчика массового расхода. Если двигатель работает после этого, то велика вероятность, что датчик вышел из строя.





sdamzavas.net - 2020 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...