Министерство образования Республики Беларусь

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский национальный технический университет

Факультет транспортных коммуникаций

Отчет по лабораторной работе №

по дисциплине: «Эксплуатация дорожных машин»

на тему «ДИАГНОСТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДВС»

Исполнил: курсант группы 115211

Горбачёв В.В.

Принял: Котлобай А.Я.

Минск 2015

Цель работы:

1. Освоение методики диагностирования системы питания двигателя внутреннего сгорания;

2. Диагностирование системы питания двигателя трактора Т-170.

Общее диагностирование систем питания. Это диагностирование производится путем исследования состава рабочей смеси и расхода топлива с помощью анализа содержания окиси углерода в отработавших газах, осуществляемых специальными экспресс-газоанализаторами.

Принцип работы такого газоанализатора заключается в том, что помещенная в среду выхлопных газов платиновая спираль нагревается электрическим током и контактирующая с ней окись углерода сгорает, вызывая дополнительный нагрев спирали и изменяя ее сопротивление. Спираль включается в качестве плеча в измерительный мост, а стрелочный индикатор моста, включенный в его измерительную диагональ, градуируется в процентах содержания окиси углерода. Увеличение содержания СО свыше 2% показывает на неисправность карбюратора.

Системы питания диагностируются на двух скоростных режимах: при 600 и 2000 об/мин коленчатого вала. Первый режим позволяет выявить состояние системы холостого хода, второй – состояние экономайзера, насоса-ускорителя и главной дозирующей системы карбюратора. Нормальное количество СО не более в первом случае 2%, а во втором – 1%.

Определение коэффициента избытка воздуха на различных режимах обеспечивает контроль технического состояния дозирующих и вспомогательных систем карбюратора, установление повышенного расхода топлива, засоренности воздушных каналов, подтекания клапана экономайзера и целого ряда других неисправностей.

Для определения коэффициента избытка воздуха применяются электрические газоанализаторы, например К-456. Сопротивления из платиновой проволоки в этих приборах помещены в патроны, причем в двух из них имеется воздух, а в два других подается выхлопной газ, теплопроводность которого ниже воздуха. Снижение же теплопроводности среды, где помещены проволочки, приводит к их нагреву, который и увеличивает их сопротивление.

К другим типам газоанализаторов относятся приборы, в которых плотность газов определяется по поглощению ультразвуковых колебаний или по поглощению света (рис. 1.).

Рис. 1. Принципиальные схемы оптико-акустического (а) и хроматографиче-с--ского (б) газоанализаторов:

1 – зеркало инфракрасного цвета; 2 – анализируемый газ; 3 – заслонка; 4 – приемник; 5 – зеркало; 6 – приемник для окиси углерода; 7 – оптическая заслонка; 8 – газ – носитель; 9 – анализируемый газ; 10 – хроматографическая колонка; 11 – детектор; 12 – прибор; 13 – регистратор.

В оптико-акустическом газоанализаторе (см. рис. 1,а) генерируемый от источника инфракрасного света 1 луч проходит через анализируемый газ 2 и падает на вращающееся зеркало 5, которое делит его на два прерывистых потока, попадающих соответственно один в заполненный аммиаком приемник 4, а в другой – в заполненный окисью углерода приемник 6. В связи с тем, что окись углерода поглощает часть спектра инфракрасного луча, сигналы обоих приемников будут неравны. Уравнивая величины сигналов от приемников 4 и 6 с помощью оптической заслонки 7, можно судить о содержании в газе окиси углерода по положению заслонки 3. На этом принципе работают газоанализаторы АО-2209 и АО-2109, применяемые соответственно для определения двуокиси и окиси углерода.

Газоанализаторы, действующие по методу газовой хроматографии (см. рис. 1 б), состоят из хроматографической колонки 10, заполненной адсорбентом, через которую пропускается газ – носитель 8, содержащий пробу анализируемого газа. В связи с различными значениями коэффициентов адсорбции отдельных компонентов анализируемого газа их выход из колонки, регистрируемый детектором 11 и прибором 12, различен по времени. Одновременно регистрируется величина их концентрации, которая преобразуется в электроток, подаваемый в регистратор 13. Расшифровка получаемо графика зависимости измеряемых величин от времени выхода из колонки отдельных компонентов дает сведения о содержании в выхлопных газах интересующих компонентов.

Контроль дымности дизелей определяется прибором К-409, работающим от сети переменного тока. Прибор включает в себя пробоотборник, крепящийся на трубе глушителя, и фотоэлектрическое измерительное устройство, оценивающее степень дымности по степени непрозрачности дыма и выдающее результат на переградуированный на проценты дымности гальванометр. Допустимой считается дымность в пределах 50 ед. при температуре выхлопных газов в пределах 40 – 70⁰С.

Этой же целью возможно применение фильтров, задерживающих содержащуюся в газах сажу, с последующим сравнением полученного пятна с эталонным.

Диагностирование системы питания карбюраторных двигателей. Для определения давления, развиваемого топливным насосом применяются манометрические приборы К-436 и 527Б, присоединяемые в разъеме топливопровода, соединяющего карбюратор с топливным насосом. Нормальной величиной считается давление 0,02 – 0,03 МПа для машин на базе ГАЗа, и 0,017 – 0,023 МПа – на базе ЗИЛа. После остановки двигателя давление за 15 с не должно упасть более чем на 0,005 МПа. В противном случае отмечается нарушение герметичности клапанов насоса или запорной иглы карбюратора.

Производительность насоса определяется с помощью расходомера РТ-71 или К-427 (рис. 2), принцип работы которого основан на функциональной зависимости между частотой вращения ротора и количеством проходящего топлива.

Фиксация вращения ротора, состоящего из стальной оси 5 с закрепленными на ней крыльчатками 6 и флажками 7, производится с помощью фотосопротивления 14, подающего соответствующие импульсы на счетное устройство. Расходомер подключается к карбюратору и насосу с помощью штуцеров.

Карбюраторы диагностируются по уровню топлива в поплавковой камере, пропускной способности жиклеров, герметичности всего карбюратора, поплавка и игольчатого клапана, производительности насосо-ускорителя, действенности работы ограничителя частоты вращения коленчатого вала и устойчивости работы двигателя на холостом ходу.

Уровень топлива проверяется с помощью стекляной трубки, соединяемой с карбюратором через гибкий шланг. Согласно принципу сообщающихся сосудов высота уровня топлива будет равна расстоянию от плоскости разъема поплавковой камеры до уровня топлива в стеклянной трубке.

Пропускная способность жиклеров устанавливается с помощью приборов (рис. 3). Принцип проверки заключается в замере объема протекающей через жиклер за единицу времени дистиллированной воды. Герметичность игольчатого клапана оценивается на вакуумном приборе (рис. 4), в корпусе которого помещается игольчатый клапан 4 в сборе с гнездом, после чего с помощью оттягивания поршня 8 в системе создается разряжение, регистрируемое на шкале 3. Герметичность считается нарушенной, если скорость падения столба воды на высоте 1 м над уровнем воды в бачке 1 за 30 с будет больше 10 мм.

Герметичность поплавка определяется путем его погружения на 30 с в нагретую до 80 – 90⁰С воду и визуального наблюдения за появленем (в случае негерметичности) пузырьков воздуха.

Насос-ускоритель проверяется по развиваемой им производительности, которая устанавливается следующим образом. В поплавковую камеру снятого с двигателя карбюратора заливается топливо в то время, как под отверстие смесительной камеры устанавливается смесительный мерный сосуд, в который подается топливо в результате 10 полных ходов поршня. Объем вытекающего топлива сравнивается с эталонными данными.

Для определения герметичности всего карбюратора используются приборы, имитирующие его работу на двигателе.

Общая оценка действия системы питания карбюраторного двигателя призводится путем проверки устойчивой работы двигателя на холостом ходу при отрегулированной воздушной заслонке и отрегулированных зазорах клапанов. При нормальном функционировании системы питания двигатель должен устойчиво работать при 400 – 500 об/мин.

Техническое состояние воздушного фильтра, фильтра-отстойника, топливных баков и топливопроводов оценивается визуально.

Рис. 3. Схема приборов для проверки пропускной способности жиклеров:

а) – с абсолютным измерением; б) – с относительным измерением;

1 – бак; 2 – поплавковая камера; 3 – регулировочный кран; 4 – трубка; 5 – камера; 6 – испытываемый жиклер; 7 – мензурка; 8 – щкала; 9 – контрольная трубка; 10 – калиброванное отверстие.

Рис. 4. Схема установки для проверки герметичности игольчатого клапана:

1 – бачок; 2 – трубка; 3 – шкала; 4 – клапан; 5 – корпус; 6 – тройник; 7 – краник; 8 – поршень; 9 – шток.

Диагностирование элементов системы питания дизельных двигателей. Диагностированию подлежат топливоподкачивающие насосы, насосы высокого давления, топливные и воздушные фильтры, форсунки, топливные баки и топливопроводы.

Общая оценка герметичности топливной системы устанавливается прямо на двигателе как с помощью приборов, так и без них. В первом случае в отсоединенную от баков систему закачивается топливо под давлением 0,3 МПа, после чего визуальным осмотром (по подтеканию топлива) устанавливается ее герметичность. Во втором случае при низкой частоте коленчатого вала немного отворачивается пробка, закрывающая фильтр тонкой очистки. При отсутствии герметичности системы под пробкой появляется пена.

Баки и топливопроводы диагностируются аналогично соответствующим элементам карбюраторных двигателей.

Для проверки технического состояния элементов фильтра тонкой очистки топлива, перепускного клапана и подкачивающего насоса используется манометрический прибор КИ-4801. Наконечники прибора через пустотелые болты подсоединяются один к нагнетательному трубопроводу подкачивающего насоса перед фильтром тонкой очистки, а другой – между фильтром и топливным баком, после чего двигатель разгоняется до номинальных оборотов и с помощью манометра замеряется давление до и после фильтра. Давление после фильтра ниже 0,06 МПа при развиваемом подкачивающим насосом давлении в 0,12 – 0,15 МПа свидетельствует о неисправности клапана и подкачивающего насоса. Для локализации дефекта клапан заменяется на эталонный; повышение давления до нормы свидетельствует о неисправности клапана. Давление перед фильтром, не превышающее 0,08 МПа, свидетельствует о неисправности топливоподкачивающего насоса.

Диагностирование насосных элементов путем определения их производиьтельности непосредственно на двигателе определяется с помощью топливомера КИ-4818 (рис. 5), снабженным переключателем 9 подачи топлива, служащим для выборочного отключения отдельных цилиндров двигателя и подачи топлива к форсункам 7. Попеременно выключая пары цилиндров, поступающее в них топливо сливается в мерные стаканчики 14 при одновременной регистрации секундомером 3 прошедшего времени. Производительность насосных элементов (в см³/мин) можно определиьть по формуле

где V – объем топлива в мензурке, см³; T – время испытания, с.

Снижение производительности меньше номинальной на 5% или ее увеличение свыше 7% свидетельствует о разрегулировке насоса.

Для подсчета неравномерности подачи топлива служит формула

где Q₁, Q₂ – соответственно максимальная и минимальная производительность насосных элементов, см³/мин.

Обнаруженная нерегулярность подачи топлива показывает на необходимость регулировки насоса, если она больше 12%, то насос надо регулировать в стационарных условиях.

Массовый расход топлива (в кг/ч) определяется по формуле

где суммарный объем топлива в мерных стаканчиках, см³; Т – время испытания, с; плотность топлива, г/см³; К – коэффициент, учитывающий неточность замера и равный 0,9.

Полученные значения сравниваются с номинальными расходами, имеющимися в паспортах двигателей.

Насосные элементы можно также диагностировать по замеру частоты вращения коленчатого вала с помощью тахометров ИО-30, СК-75, ТЧ-10Р и 9ЧП.

При отсутствии на валу центровочного отверстия частота вращения вала определяется путем приижатия к его поверхности надетого на выходной вал тахометра обрезиненного шкивика последующим с перерасчетом по формуле

,

где – показания тахометра, об/мин; , – соответственно диаметры шкива и вала, мм.

Если к коленчатому валу доступ затруднен, можно замерить частоту вращения вала отбора мощности тахометром с последующим перерасчетом частоты вращения коленчатого вала по формуле

,

где –передаточное число от коленчатого вала к ВОМ; – показания тахометра, об/мин.

Прецизионные пары в топливном насосе проверяются приспособлением КИ-4802, определяющим развиваемое плунжерной парой давление в режиме пуска двигателя. С этой целью накидную гайку переходного топливопровода навинчивают на штуцер высокого давления проверяемой секции и регистрируют давление, развиваемое топливом при прокручивании двигателя. Снижение давления менее 25 МПа для двигателей с раздельными камерами сгорания и менее 30 МПа для двигателей с непосредственным впрыском указывает на неисправность плунжерных пар.

Нагнетательный клапан проверяется на герметичность его прилегания к седлу замером времени, необходимого для падения давления со 15 до 10 МПа; замеренное время не должно быть более 10 с, в противном случае клапан признается неисправным.

Угол подачи топлива определяется с помощью моментоскопа (рис. 6). Моменнтоскоп устанавливается с помощью накидной гайки на первой секции насоса,после чего путем наблюдения за уровнем топлива в стеклянной трубке 12 фиксируется момент начала его движения на закрепленном на валу насоса градуированном диске. После этого сначала вал проворачивается на 90^о по часовой стрелке, а потом против, – до момента начала движения топлива в трубке. Это положение фиксируется на диске. Средняя линия между этими двумя положениями определит ось симметрии прлофиля кулачка первой секции, и этот угол условно принимается за нулевой. Затем определяется угол начала подачи топлива в остальных секциях двигателя, при этом допусвтимая неточность угла по отношению к первой секции не должна превышать 20^о.

Состояние форсунки может оцениваться по давлению начала впрыска с помощью максиметра (рис. 6). Для этого снимается форсунка и присоединяется к штуцеру насосной секции с помощью максиметра, после чего прокручивается коленчатый вал и одновременно вращается регулировочная головка до до синхронного впрыска через распределители форсунки и максиметра. Давление начала впрыска топлива определяется по делениям на этой головке и сверяется с номинальным для этого вида двигателя.

Характерный пример применения акустической диагностики в этих же целях – измерение опережения (запаздывания) впрыска, производимое с помощью акустического прибора конструкции СибИМЭ. Первый датчик прибора устанавливается на колпачке форсунки для улавливания силы ударов поднимающейся иглы форсунки в момент впрыска топлива. Второй датчик распологается на картере маховика и выдает соответствующей верхней мертвой точке первого цилиндра опорный импульс при прохождении мимо него высверленного в маховике отверстия. Время между импульсами, подаваемыми обоими датчиками, равно времени опережения или запаздывания впрыска топлива.

Рис. 6. Приборы для диагностирования топливного насоса и форсунок:

а) – максиметр; б) – моментоскоп;

1 – установочный винт; 2 – микрометрическая головка; 3 – пружина; 4 – корпус; 5 10 – штуцеры; 6 – накидная гайка; 7 – игла распылителя; 8 – корпус распылителя; 9 – гайка; 11 – шарик; 12 – стеклянная трубка; 13 – переходная трубка; 14 – топливопровод высокого давления; 15 – шайба.

Сигнал, поступкающий после датчика, очищается с помощью полосового фильтра, задерживающего спектр частот в диапазоне от 0 до 7000 Гц, что соответствует частотам всех других кинематических пар двигателя, и пропускающего спектр частот в диапазоне от 7000 до 16000 Гц (соотвевствующего частотам импульсов ударов иглы).

Для диагностирования клапанного механизма непосредственно на двигателе служит прибор КИ-723.

Диагностирование форсунок на герметичность, давление начала подъема иглы и качества распыливания осуществляется с помощью прибора КИ-562 (КИ-1609А). Проверяемая форсунка устанавливается на прибор, давление поднимается до 30 МПа, после чего регестрируется снижение давления с 28 до 23 МПа, которое у новых распределителей лежит в пределах 15-20 с, а у изношенных доходит до 5 с. При отсутствии герметичности запорной иглы носик распылителя становится влажным, а появление топлива под гайкой пружины свидетельствует о неплотности сопряжения направляющей части иглы с корпусом распылителя форсунки.

Давление начала подъема иглы форсунки определяется по показанию манометра в процессе его медленного подъема. Нормальное значение этого давления – 15 + 0,5МПа.

Качество распыления определяют визуально. Впрыскиваемое топливо доложно иметь конусообразную форму, туманообразную консистенцию и равномерно распределяться по поперечному сечению. Начало и окончание моментов впрыска должны быть строго локализованны, топливо не должно подтекать, а величина понижения давления должно лежать в пределах 0,8 – 1,7 МПа.

Контрольные вопросы:

1. Общее диагностирование систем питания;

2. Диагностирование элементов системы питания карбюраторных двигателей;

3. Диагностирование элементов системы питания дизельных двигателей

Дата добавления: 2015-08-29