Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования, 2015, том 2, вып. 2 (3) -

МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАСОСОВ АВТОМОБИЛЕЙ

THE METHODOLOGY AND RESULTS OF DIAGNOSTICS OF ELECTRIC PUMPS FOR CARS

Ключевые слова: система топливоподачи, тестовое диагностирование, электрический бензиновый насос, тестирование, техническое состояние, диагностический параметр.

Keywords: system for fuel, diagnostics, electric pump for gasoline, the testing, the technical condition, the diagnostic parameter.

Представлены результаты исследования выходных характеристик электрических бензиновых насосов системы топливоподачи автомобилей. Разработан новый метод тестового диагностирования. В работе проводится исследование взаимосвязи технического состояния насоса с его качественными показателями функционирования системы топливоподачи. Определено, что контроль технического состояния насосов возможен по измерению разности величин частоты вращения коленчатого вала при отключении искрообразования и топливоподачи. Представлены результаты эксперимента динамического способа, который обладает наибольшей информативной и информационной емкостью.

Presents results of a study of the output characteristics of the electric fuel pumps fuel system cars. A new method of diagnosing test. The paper deals with the study of the relationship of the technical condition of the pump, with its high-quality performance fuel system. It is determined that the control of technical condition of pumps can be carried out by measuring the difference between the values of the rotational speed of a crankshaft when switching off the sparks and fuel. Experimental results are presented of the dynamic method, which has the most informative and information capacity.

Актуальность темы

Из многочисленных исследованбий известно, что наименее надежной системой двигателей легковых автомобилей является система питания. Доля всех отказов системы топливоподачи от общего числа отказов двигателя составляет -

15...40 %. Нарушение работоспособности топливной системы в подавляющем большинстве случаев объясняется: использованием некондиционного топлива; низкой квалификацией персонала, производящего ремонт, эксплуатацию и техническое обслуживание автомобилей; применением запасных частей низкого качества. В то же время совершенствование системы питания двигателей с впрыском бензина направлено на обеспечение высоких экологических показателей. Обеспечение последних возможно лишь за счет точного дозирования подачи топлива на всех режимах работы двигателя. Заводами изготовителями автомобилей электрические бензиновые насосы (ЭБН) выполнены по 6 категории контролепригодности, что создает значительные проблемы при оценке их технического состояния: требуется разборка топливных магистралей и элементов топливного бака. Возникает необходимость разработки новых методов и средств диагностирования ЭБН, осуществляемого без разборки ЭБН и топливных магистралей,

осуществляемого достаточно быстро и при высокой достоверности диагностирования [1-21].

В работе проводится исследование взаимосвязи технического состояния ЭБН с его качественными показателями функционирования системы топливоподачи. Для определения технического состояния рассматривается два способа диагностирования: динамический и статический. Для контроля технического состояния элементов системы топливоподачи авторами разработан метод тестового диагностирования, основанный на нагрузочном и стресс тестировании. Для ЭБН, используемого на автомобиле, большое значение имеет изменение его характеристик при типичных для этих условий изменения напряжения питания [2-5].

Результаты экспериментальных исследований

Контроль технического состояния электрических бензиновых насосов возможен по измерению разности величин частоты вращения коленчатого вала двигателя при отключении искрообразования и топливоподачи. Техническое состояние исследуемого элемента топливной системы предлагается определять по отношению частоты вращения ДВС при работе с новым и реальным (диагностируемым) ЭБН. Данное отношение позволяет определить степень уменьшения подачи диагностируемым ЭБН, а в конечном итоге - его износ [2- 24].

Для исследования качества функционирования ЭБН динамическим способом проводился эксперимент, в котором проверялась работа двигателя на каждом из цилиндров ДВС при отключении искрообразования в остальных трех, а также для повышения чувствительности диагностируемого параметра уменьшалась степень подачи топлива. В результате получена характеристика изменения частоты вращения коленчатого вала (КВ) ДВС ц, мин-1 (рис. 1).

Изменение частоты вращения коленчатого вала ДВС и, мин' на одном из 4-х цилиндров ДВС с исправным ЭБН (напряжение питания ЭБН U = 14 В) от степени открытия заслонки, %

Рисунок 1 - Изменение частоты вращения коленчатого вала ДВС и, мин'1 на одном из 4-х цилиндров ДВС с исправным ЭБН (напряжение питания ЭБН U = 14 В) от степени открытия заслонки, %: ряд 1-4 - параметры каждого из 4-х цилиндров с исправным

ЭБН

При отключении искрообразования все четыре форсунки обеспечивают подачу топлива и быстро опустошают топливную рампу, что приводит к снижению частоты вращения КВ ДВС. Пределы изменения частоты вращения КВ при 80%-й степени открытия дроссельной заслонки с исправным ЭБН (17= 14 В) составили 2750...3000 об/мин, при 60%-й - 2750...3000 об/мин, при 40%-й -

2750.. .3000 об/мин, при 20%-й - 2400...2500 об/мин, далее ЭБН не смог обеспечить необходимую подачу топлива для работающих форсунок, в результате чего двигатель заглох (рис. 1). Данная характеристика отображает работу двигателя с новым ЭБН.

Далее проводился аналогичный эксперимент, но со снижением напряжения питания ЭБН до 8 В, а характеристика работы ДВС представлена ниже (рис. 2). Пределы изменения частоты вращения КВ с исправным ЭБН (?7=8 В) при 80% степени открытия дроссельной заслонки составили

3100.. .3750 об/мин, при 60% - 3100...3750 об/мин, при 40% - 2800...2900 об/мин, при 20% - 800.. .900 об/мин, далее - двигатель глохнет (рис. 2)

Дальнейшие исследования направлены на определение другого чувствительного диагностического параметра технического состояния ЭБН - снижение максимально возможной частоты вращения коленчатого вала ДВС из-за выработки топлива при проверке работы ЭБН с меньшим напряжением питания. Гипотеза сводится к тому, что с ростом утечек ЭБН в процессе эксплуатации при понижении напряжения его питания снизится максимально возможная частота вращения коленчатого вала ДВС. При анализе экспериментальных данных можно сделать предположение, что должно произойти более раннее снижение (падение) частоты вращения КВ, которое будет наблюдаться уже при 60% открытия дроссельной заслонки. Данное падение частоты вращения объясняется ростом зазоров и утечек неисправного ЭБН, поэтому ДВС в конечном итоге остановится раньше. Снижение подачи ЭБН за счет утечек на максимальном скоростном режиме отразится нарушением баланса подачи и расхода топлива, и как следствие - снижением максимально возможной частоты вращения коленчатого вала ДВС. Чем больше утечек в ЭБН, тем меньше максимально возможная частота вращения коленчатого вала ДВС.

В ходе будущих испытаний предполагается варьировать изменением напряжения питания ЭБН в пределах t/=14...4 В, при чем, положение дроссельной заслонки должно быть в одном фиксированном состоянии - степень ее открытия должна составлять 50%. Также планируется рассмотрение статического способа диагностики ЭБН с построением вольтамперной характеристики ЭБН как на повышение, так на снижение напряжения. Измерения планируется проводить на неработающем ДВС. Предполагается, что можно определить техническое состояние ЭБН по построенной характеристики изменения частоты вращения КВ (косвенно фиксируя время выработки топлива и остановки ДВС при работе ЭБН) при изменении напряжения питания насоса в пределах 14...4 В. По наклону построенных характеристик в сравнении с эталонными можно будет определить степень износа электробензонасоса. Предполагается, что для насоса с недопустимыми утечками топлива (предельно изношенного) при изменении силы тока прирост величины давления в системе топливоподачи будет ниже (из-за утечек топлива через неплотности: увеличенный зазор между корпусом и ротором), а потребляемый ток при этом будет больше.

Заключение

Вышеупомянутые способы позволяют определять техническое состояние ЭБН. Динамический отслеживает работу ЭБН благодаря изменению максимально возможной частоты вращения коленчатого вала двигателя при отключении искрообразования; по изменению максимально возможной частоты вращения коленчатого вала двигателя при отключении искрообразования и изменению напряжения питания ЭБН. В статическом режиме рассматривают работу ЭБН по развиваемому давлению при неработающем ДВС. Данные способы характеризуются значительной эффективностью процесса диагностирования системы топливоподачи.

Выводы

Рассмотрен один из способов проверки работоспособности ЭБН. Указанный динамический способ обладает наибольшей информативной и информационной емкостью.

Библиографический список

  • 1. Ерохов В.И. Системы впрыска бензиновых двигателей (конструкция, расчет, диагностика): учебник для вузов. М.: Горячая линия - Телеком, 2011. - 552 с.
  • 2. Гриценко А.В., Цыганов К.А. Диагностирование электрических бензонасосов автомобилей. М.: Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2013, № 4. - С. 22-23.
  • 3. Гриценко А.В., Плаксин А.М. Диагностирование системы питания ДВС. М.: Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2014. - № 1. - С. 24-26.
  • 4. Бакайкин Д.Д. Диагностирование электромагнитных форсунок бензиновых двигателей автомобилей, эксплуатируемых в сельском хозяйстве. Дис... канд. техн. наук. Челябинск, 2013. - 124 с.
  • 5. Гриценко А.В. Разработка методов тестового диагностирования работоспособности систем питания и смазки двигателей внутреннего сгорания (экспериментальная и производственная реализация на примере ДВС автомобилей). Дис... докт. техн. наук. Челябинск, 2014. - 397 с.
  • 6. Плаксин А.М., Гриценко А.В., Глемба К.В., Бакайкин Д.Д., Хвостов С.П., Абросимов Д.А., Цыганов К.А., Власов Д.Б. Диагностирование электрических бензиновых насосов по комплексным выходным параметрам. М.: Фундаментальные исследования, 2014. -№ 11 (часть 12).-С. 2610-2614.
  • 7. Плаксин А.М., Гриценко А.В., Лукомский К.И., Волынкин В.В. Разработка методов тестового диагностирования работоспособности систем топливоподачи и смазки двигателей внутреннего сгорания. Екатеринбург: Аграрный вестник Урала, 2014. - № 7 (125). - С. 51-58.
  • 8. Патент РФ № 2418190 RU F 02 М 65/00. Способ диагностирования системы топливоподачи двигателя / А.В. Гриценко, Д.Д. Бакайкин, С.С. Куков. №2009123798. Заявл. 22.06.09. Опубл. 10.05.11. Бюл. №13.
  • 9. Патент РФ № 2477384 RU F 02 М 65/00. Способ диагностирования электробензонасосов системы топливоподачи автомобиля / А.В. Гриценко, С.С. Куков, Цыганов К.А., Горбунов А.В. №2012109956. Заявл. 14.03.12., Опубл. 10.03.13. Бюл. № 7.
  • 10. Гриценко А.В. Диагностирование систем двигателя внутреннего сгорания бестормозным методом с перераспределением цилиндровых нагрузок. Челябинск: АПК России, 2011.-Т. 58.-С. 108-110.
  • 11. Гриценко А.В., Куков С.С. Разработка эффективных средств и методов диагностирования двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Челябинск: АПК России, 2011.-Т. 58. - С. 111-117.
  • 12. Гриценко А.В., Бакайкин Д.Д., Куков С.С. Способ диагностирования системы топливоподачи двигателей внутреннего сгорания легковых автомобилей. - Челябинск: Вестник ЧГАА, 2011. - Т. 59. - С. 30-32.
  • 13. Гриценко А.В., Плаксин А.М., Глемба К.В., Ганиев И., Лукомский К.И. Результаты исследования выходных характеристик электрических насосов автомобилей при имитации сопротивления в нагнетательном топливопроводе. М.: Фундаментальные исследования, 2014. - № 11 (часть 5). - С. 991-995.
  • 14. Гриценко А.В., Плаксин А.М. Оптимизация процесса диагностирования автотракторной техники минимизацией затрат. Челябинск: Вестник ЧГАА, 2013. - Т. 63. - С. 42-46.
  • 15. Гриценко А.В., Глемба К.В., Ларин О.Н., Куков С.С., Бакайкин Д.Д. Разработка методов и средств диагностирования элементов топливной системы бензиновых ДВС. М.: ж- л «Контроль. Диагностика», март 2015.
  • 16. Гриценко А.В., Глемба К.В., Ларин О.Н., Куков С.С., Бакайкин Д.Д. Разработка метода и средства диагностирования электробензонасосов системы топливоподачи ДВС. М.: ж-л «ТРАНСПОРТ: наука, техника, управление», ВИНИТИ РАН, 2015. - №1. - С. 40-44.
  • 17. Плаксин А.М., Гриценко А.В., Глемба К.В., Хвостов С.П., Бакайкин Д.Д., Абросимов Д.А. Диагностирование электромагнитных форсунок по изменению качественного состава топливной смеси. М.: Фундаментальные исследования, 2014. -№ 11 (часть 11). - С. 2380-2384.
  • 18. Плаксин А.М., Гриценко А.В., Глемба К.В., Ганиев И.Г. Лукомский К.И. Результаты исследования выходных характеристик электрических насосов автомобилей при имитации сопротивления в нагнетательном топливопроводе. М.: Фундаментальные исследования, 2014. - № 11 (часть 5). - С. 991-995.
  • 19. Гриценко А.В., Глемба К.В., Ларин О.Н., Куков С.С., Бакайкин Д.Д. Новый метод, средство и программная среда для тестирования ЭМФ автомобиля. Волгоград: «Известия ВолгГТУ», серия «Процессы преобразования энергии и энергетические установки», 2014. - №6(145).-Т. 18.-С. 53-56.
  • 20. Гриценко А.В., Глемба К.В., Ларин О.Н. Приборные методы и средства повышения экологической безопасности на автотранспорте / Сб. науч. трудов междун. науч.-практ. конф. Воронеж: Воронежская государственная лесотехническая академия «ВГЛТА», 2014. - Т. 1. — С. 200-205.
  • 21. Гриценко А.В., Глемба К.В., Ларин О.Н. К вопросу диагностирования элементов системы топливоподачи ДВС / Сб. науч. трудов научн.-практич. конф. «Экология и научно- технический прогресс. Урбанистика». Пермь: ПНИПУ, 2014 г. - № 1. - С. 264-270.
  • 22. Карпенко А.Г. Глемба К.В., Белевитин В.А. Автомобильные эксплуатационные материалы: учебное пособие. Челябинск: Изд-во Челяб. гос. пед. ун-та, 2014. - 124 с.
  • 23. Plaksin A., Gritsenko A., Glemba К. Modernization of the Turbocharger Lubrication System of an Internal Combustion Engine // Procedia Engineering. 2015. Vol. 129. P. 857-862. doi: 10.1016/j .proeng.2015.12.122.
  • 24. Предко A.B., Грицук Ю.В., Грицук И.В., Волков В.П. Мониторинг, диагностирование и прогнозирование параметров технического состояния транспортных средств в условиях ITS // Альтернативные источники энергии в транспортнотехнологическом комплексе. 2015. Т. 2. № 1. С. 126-131. DOI: 10.12737/13867.

© Гриценко А.В., Глемба К.В., Ларин О.Н., 2015.

УДК 629.113:33 DOI 10.12737/19245 Дикевич А.В. Dikevich A.V.

аспирант 1 курса кафедры сервис postgraduate student of the Department

транспортных и технологических “Service of transport and technological

машин Белгородского machines”, Belgorod Shukhov State

государственного технологического Technology University,

университета им. В.Г. Шухова, Russian Federation

г. Белгород, РФ

Селютин В.В. Seljutin V.V.

Студент 4 курса кафедры сервиса и 4 th year student of the Department

ремонта машин Приокского “Service and repair of cars”,

государственного университета, Priokskiy State University,

г. Орел, РФ Russian Federation

Севрюгина H.C. Sevrjugina N.S.

канд. техн. наук, доцент кафедры Ph.D., associate Professor of the De-

сервиса и ремонта машин Приокского partment “Service and repair of cars”, государственного университета, Priokskiy State University,

г. Орел, РФ Russian Federation

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы