Совершенствование системы диагностирования топливной аппаратуры тепловозных дизелей

1. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ

1.1. Оценка технического состояния топливной аппаратуры

На топливную аппаратуру приходится значительная доля отказов дизеля. Одним из наиболее ответственных узлов топливной системы является форсунка. Обычно отказ форсунки связан с разрегулировкой давления начала подъема иглы рас­пылителя, закоксовыванием или размывом его распиливающих отверстий. Ухудшение качества распыливания во многих слу­чаях является следствием изнашивания сопрягаемых поверхно­стей иглы и корпуса распылителя.

Обнаружение большинства неисправностей очень затруднена, в связи с постепенным их возникновением, а также вследствие того, что их влияние на выходные показатели дизеля анало­гично влиянию отказов в системах воздухоснабжения и газо­распределения. Это является причиной дополнительных работ по разборке, проверке и осмотру узлов и деталей двигателя. Таким образом, применение методов и средств безразборного диагностирования топливной аппаратуры на работающем дизеле является актуальной задачей.

В настоящее время применяется несколько методов конт­роля технического состояния топливоподающих систем дизелей, различия которых заключаются в выборе групп диагностических параметров и выявлении формы их функциональных связей со структурными. Наиболее общим методом оценки технического состояния дизеля и его топливоподающей аппаратуры является диагностирование по основным показателям работы. К таким показателям относятся мощность, среднее эффективное давле­ние, крутящий момент, расход топлива, КПД. Многие из этих показателей находятся в тесной корреляционной связи с неис­правностями, нарушениями регулировок топливной аппаратуры и сопровождающими их процессами. Отклонение показателей от их исходных значений обусловливает необходимость проверки прежде всего системы топливоподачи (топливного насоса, фор­сунок).

При парциальном методе диагностирования испытывают дви­гатель с частью выключенных цилиндров. Нагрузка работаю­щих цилиндров обеспечивается частично вследствие прокручи­вания коленчатого вала тормозной установкой. Этим методом, кроме показателей двигателя в целом, можно оценивать мощ­ностные и экономические показатели каждой группы работаю­щих цилиндров, что увеличивает объем информации, получае­мой при проверке двигателя [12].

Дифференциальный метод позволяет определить отклонение основных показателей от номинального значения по отдельным цилиндрам. Нагружение работающего цилиндра или минималь­ной группы цилиндров осуществляют выключением других до тех пор, пока для вращения и вывода на номинальный скорост­ной режим не окажется необходимым подключение внешнего источника энергии. Обычно для этих целёй используют электродвигатель или навесной электропривод с динамометрическим устройством. При дифференциальном методе проверяемый цилиндр работает с полной цикловой подачей топлива на номи­нальном скоростном режиме, а с помощью электропривода определяют отклонение мощности от номинального значения.

Различные варианты бестормозных методов проверки двига­теляв условиях эксплуатации основаны на использовании в ка­честве нагрузки механических потерь самого двигателя в соче­тании с выключением из работы части цилиндров и примене­нием догрузочных устройств в качестве дополнительного сопро­тивления. Наиболее простой способ бестормозного нагружения, широко применяемый в практике, - это нагружение только выключением цилиндров. Разброс значений температур и давле­ний по цилиндрам служит критерием оценки состояния регули­ровочных параметров топливных насосов и форсунок. Таким образом, с помощью метода бестормозного нагружения воз­можно выявление дефектов топливной аппаратуры.

В условиях эксплуатации дизели значительную часть вре­мени работают на неустановившихся режимах. В связи с этим при анализе работоспособности дизеля и его отдельных узлов оценивают параметры двигателя при переходных процессах, так как испытания на установившихся режимах, по мнению ряда исследователей, не могут обеспечить требуемой информа­ции. Приемлемыми критериями оценки переходных процессов при диагностировании топливной аппаратуры являются: резкое изменение цикловой подачи топлива и продолжительность пере­ходного процесса; площадь под кривой переходного процесса; установившееся значение цикловой подачи топлива на новом равновесном режиме работы. Для такой оценки необходимо иметь закономерности эталонного переходного процесса двига­теля, снятого при исправном исходном состоянии топливной аппаратуры, чтобы сравнивать его с переходным процессом, полученным при данном техническом состоянии аппаратуры [12].

1.1.1. Общая оценка состояния топливной аппаратуры по пара­метрам рабочего процесса дизеля

Одним из методов диагности­рования топливной аппаратуры является оценка по параметрам отработавших газов. Однако параметры отработавших газов являются функцией как топливной аппаратуры, так и техниче­ского состояния агрегатов наддува, цилиндропоршневой группы и других. В связи с этим только по параметрам отработавших газов трудно оценить состояние топливной аппаратуры.

Регулировку топливной аппаратуры дизелей во многих слу­чаях контролируют по максимальному давлению сгорания, температуре отработавших газов за каждым цилиндром и выходу рейки топливного насоса высокого давления. По этим же параметрам осуществляют и оценку ее технического состояния. Однако повышение температуры отработавших газов по мере эксплу