Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследований 8
1.1. Влияние износа топливной аппаратуры на характеристики ее работы 8
1.2. Анализ существующих способов и средств, для контроля технического состояния топливной аппаратуры 23
1.3. Выводы по главе, цель и задачи исследований 34
2. Теоретические предпосылки к обоснованию параметров для диагностирования системы питания дизелей 37
2.1. Теоретический анализ изменения часового расхода топлива в процессе свободного разгона дизельного двигателя 37
2.2. Теоретическое обоснование способа определения частоты начала действия регулятора по расходу топлива и частоте вращения двигателя 45
2.3. Анализ существующих способов измерения расхода топлива на переходных режимах работы двигателя 51
2.4. Выводы по главе 56
3. Методика экспериментальных исследований .58
3.1. Цель и задачи экспериментальных исследований. Выбор физического объекта исследований 58
3.2. Методика сбора и обработки статистических данных по распределению необходимых показателей 60
3.3. Методика определения необходимых коэффициентов для формирования теоретической модели 65
3.4. Методика моторных испытаний двигателя 72
3.5. Измерительная аппаратура и оборудование 7 6
3.6. Погрешность измерений и обработка экспериментальных данных 83
4. Результаты экспериментальных исследований 88
4.1. Результаты экспериментальных исследований по обоснованию метода и режимов диагностирования 88
4.2. Результаты моторных испытаний двигателя с топливной аппаратурой различного технического состояния 92
4.3. Экспериментальная проверка предложенного способа определения начала срабатывания регулятора 96
4.4. Выводы по экспериментальным исследованиям 99
5. Оценка экономической эффективности результатов исследований 100
Общие выводы и рекомендации 106
Литература 108
Приложения 117
- Анализ существующих способов и средств, для контроля технического состояния топливной аппаратуры
- Теоретическое обоснование способа определения частоты начала действия регулятора по расходу топлива и частоте вращения двигателя
- Методика сбора и обработки статистических данных по распределению необходимых показателей
- Результаты моторных испытаний двигателя с топливной аппаратурой различного технического состояния
Введение к работе
Большое значение для улучшения использования машин и их технического обслуживания имеет внедрение средств технической диагностики в сельскохозяйственное производство.
В настоящее время методы и средства безразборной оценки технического состояния машин интенсивно развиваются как в направлении диагностики отдельных агрегатов, так и для целей диагностики общего состояния машины. Их внедрение, по данным [64, 84, 97] позволяет в 2-2,5 раза уменьшить число отказов и снизить простои машин по техническим неисправностям, увеличить в 1,5-2 раза межремонтный технический ресурс, на 30-40% снизить затраты на техническое обслуживание (ТО) и ремонт, на 15-25%) повысить производительность машинно-тракторных агрегатов (МТА), на 15-25%, снизить расход топлива и на 14-26% повысить долговечность двигателей.
Информацию о техническом состоянии двигателя можно получить по параметрам его рабочих процессов. Рабочие процессы, протекающие в двигателе (топливоподачи, сгорания и газообмена), взаимосвязаны между собой и обусловлены техническим состоянием регулировок и сопряжений его узлов.
Поэтому исследование изменения параметров рабочих процессов по мере изнашивания двигателя позволяет вырабатывать признаки для диагностики.
По данным [14, 88] на топливную аппаратуру (ТА) падает значительная доля отказов двигателя (у ЯМЗ-238 НБ около 25%, у Д-50 около 50%, а у СМД-14 до 30%), до 1/3 всех затрат на обслуживание двигателя, что составляет 30-40%) от стоимости новой ТА. При этом 15-27% приходится на отказы топливных насосов высокого давления (ТНВД), 50-60% на форсунки, 8-11% на регулятор скорости. Разрегулировки ТА составляют 12-15%, а износ сопряжений около 20% от общего числа отказов двигателя. Это приводит к значительному перерасходу топлива (по данным [36, 71] - до 40%).
В последнее время все более широкое применение получает прогрессивный динамический метод контроля мощностных и топливных показателей ДВС [21, 57]. Основным преимуществом данного метода является отсут-
ствие тормозных стендов или прокручивающихся устройств, простота реализации, достаточно высокая точность, низкая трудоемкость, высокая оперативность контроля и мобильность средств измерения, что позволяет применять этот метод в любых условиях. Большой объем исследований, проведенных в СибИМЭ, ЛСХИ, ГОСНИТИ, а также за рубежом по дальнейшему развитию и расширению применения динамического метода и созданию диагностических приборов подтвердил его высокую эффективность и широкую сферу применения.
Цель диссертационной работы: повышение экономичности использования двигателей и сокращение затрат времени при контроле на основе совершенствования методов и средств контроля технического состояния топливной аппаратуры.
Объект исследования — процесс изменения технического состояния узлов и деталей топливной аппаратуры.
Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:
расширен скоростной диапазон применения уравнения движения топлива (часового расхода топлива) при свободном разгоне дизельного двигателя;
теоретически обосновано смещение максимальной мощности двигателя относительно начала срабатывания регулятора частоты вращения при завышенной подаче топлива;
выявлены закономерности изменения часового расхода топлива в диапазоне от пусковой до номинальной угловой скорости в зависимости от неплотности плунжерных пар и установочной величины подачи топлива при свободном разгоне двигателя.
Практическая значимость:
- разработаны и реализованы способы оперативного контроля технического
состояния плунжерных пар и качества настройки регулятора. Новизна
способов защищена патентом РФ №2219510 и положительным решением
ФИПС от 25.03.2004г.;
— результаты исследований положены в основу технического задания на
модернизацию диагностического комплекса АДТ-1 КамАЗ;
- разработана и реализована структура измерительного комплекса на базе
персонального компьютера Pentium III 500.
Апробация работы. Основные положения работы доложены и одобрены: на международной научно-практической конференции «Механизация сельскохозяйственного производства в начале XXI века» (г. Новосибирск, 2001г.); на региональной научной студенческой конференции, посвященной 65-летию Новосибирского Государственного Аграрного Университета (г. Новосибирск, 2002г.); на региональной научной конференции молодых ученых аграрных ВУЗов Сибирского федерального округа «Аграрная наука России в новом тысячелетии» (г.Омск, 2003г.); на международной научно-практической конференции «Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства» (г. Новосибирск, 2003 г.).
Внедрение результатов исследований. Принято к реализации Сибирским НИИ механизации и электрификации сельского хозяйства техническое задание на модернизацию диагностического комплекса АДТ-1 КамАЗ. Структура измерительного комплекса принята к внедрению Сибирским физико-техническим институтом аграрных проблем. Технология контроля технического состояния плунжерных пар и регулятора частоты вращения внедрена в учебном процессе на кафедре «Эксплуатации МТП» Новосибирского ГАУ.
Публикации: по результатам исследований опубликовано 6 печатных работ, в том числе в 1 патенте РФ на изобретение.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, библиографии из 99 наименований, в том числе 3 на иностранном языке, приложений. Она изложена на 121 странице машинописного текста, включает 9 таблиц, 41 рисунок, 5 приложений.
Работа выполнена в соответствии с планом НИР Новосибирского государственного аграрного университета по теме «Оперативный контроль состояния топливной аппаратуры автотракторных дизелей», номер государственной регистрации № 01.200.201127.
Анализ существующих способов и средств, для контроля технического состояния топливной аппаратуры
Топливную аппаратуру, находящуюся в эксплуатации, в соответствии с правилами технических уходов, периодически проверяют и регулируют на специальном оборудовании. Даже незначительные отклонения в величине основных регулировочных показателей от их контрольных значений, как было показано выше, вызывают серьезные нарушения в работе двигателя, снижают экономичность и производительность машинно-тракторного агрегата. Испытания и регулировка являются весьма важным и ответственным звеном в системе технического обслуживания топливной аппаратуры. Они должны проводиться с особой тщательностью и в полном объеме, предусмотренном техническими условиями.
Диагностирование технического состояния плунжерных пар имеет важное значение как при эксплуатации дизельной аппаратуры, так и при ее капитальном ремонте. Для этой оценки ряд исследователей предлагают использовать следующие параметры: значение максимального развиваемого давления; время падения давления топлива, сжатого в замкнутом объеме; объем утечек топлива по зазору между плунжером и втулкой; скорость этих утечек; цикловую подачу топлива и др.
Оценка технического состояния плунжерных пар непосредственным определением зазоров представляет определенные трудности. Для этого необходимо иметь сложные приборы высокого класса точности, такие как оп-тикаторы и др. [40, 45]. Последовательность операций весьма трудоемкая и требует высококвалифицированного обслуживающего персонала.
Кроме того, определение зазоров в плунжерных парах не характеризует в полной мере их уплотняющих свойств, особенно при наличии местных из-носов. Это объясняется тем, что зазор определяется лишь в некоторых точках или поясах прецизионных поверхностей плунжера и втулки, а уплотняющие свойства плунжерной пары зависят от качества выполнения и степени изнашивания всей рабочей поверхности деталей, оценку которых сделать весьма сложно. Поэтому оценку зазоров и качества выполнения прецизионных поверхностей осуществляют комплексно, применяя различные методы испытания и оценочные параметры.
В зависимости от условий и средств испытаний плунжерных пар все предлагаемые методы можно подразделить на статические и динамические (рис. 1.9). Статические методы основаны на приложении к испытываемому плунжеру постоянной статической нагрузки. Сам процесс испытания плунжерных пар в этом случае происходит замедленно в сравнении с действительными режимами работы секций топливного насоса. Полученные результаты практически не сопоставимы с реальными и лишь косвенно характеризуют техническое состояние плунжерных пар.
Принцип работы гиревых стендов, приборов КИ-1640А, КИ-3369 основан на измерении времени просачивания через зазор между плунжером и втулкой определенной дозы рабочей жидкости, сжатой в надплунжерном пространстве при определенном давлении [6, 90]. Точность определения плотности в наибольшей степени зависит от вязкости, применяемой технологической жидкости. В соответствии с [30] в качестве рабочей жидкости при опрессовке плунжерных пар применяется профильтрованная смесь дизельно го топлива с маслом вязкостью 9,9-10,9 мм /с при температуре 20_2 С.
Недостатком этого способа является резкое изменение плотности при зазорах между плунжером и втулкой менее 1,5 мкм и недостаточная его чувствительность при зазоре больше 5 мкм. Время опрессовки существенно зависит от давления опрессовки и вязкости жидкости. Хотя метод базируется не на реальном неустановившемся процессе в плунжерной паре, а на процессе, близком к стационарному течению жидкости, он благодаря своей простоте широко применяется при сравнительной оценке плунжерных пар в серийном производстве.
В приборе КИ-3369 наряду с гидравлической опрессовкой плунжерных пар производят замер активного хода плунжера. Для повышения стабильности и точности измерения в предлагаемом приборе пространство над плунжером снабжено датчиком давления, соединенным с блоком управления устройством для измерения времени и перемещения плунжера. Груз соединен с плунжером через гидравлический усилитель. По времени перемещения и размеру действительного активного хода определяют техническое состояние плунжерных пар. Несмотря на ряд технических новшеств, прибор КИ-3369 имеет те же недостатки, которые присущи методу гидравлической опрессовки.
Приборы, основанные на методе измерения количества просочившегося дизельного топлива через зазор в плунжерной паре при определенном давлении, на методе измерения падения давления топлива, сжатого в надплунжер-ном пространстве в течение определенного" промежутка времени, имеют большую погрешность измерений из-за смещения плунжера в зазоре и попадания случайных примесей в топливо.
Некоторые исследователи предлагают заменить гидравлическую опрес-совку пневматическим испытанием плунжерных пар при различных положениях плунжера по углу поворота и размеру активного хода. Этот способ совершеннее гидравлического испытания, так как исключаются погрешности, вызываемые влиянием вязкости технологической жидкости и температуры окружающей среды, а также качеством уплотнения торцевой поверхности втулки. Однако, как и при гидравлической опрессовке, при этом способе не создаются условия, близкие к реальным условиям работы плунжерной пары в топливном насосе высокого давления. Кроме того, способ требует высокой степени очистки воздуха: появляется вероятность повреждения рабочих прецизионных поверхностей плунжерных пар, не имеющих слоя смазки. Способ реализован в приборе ПО 9691 [78]. Прибор предназначен для оценки технического состояния плунжерных пар ТНВД, ЯМЗ и КамАЗ и сортировки их на группы по показателю пневмоплотности.
Динамические методы испытания плунжерных пар, основываясь на реальном процессе работы топливного ыасоса, позволяют получить объективную оценку технического состояния, имеющую непосредственную связь с изменением цикловой подачи, и устраняют недостатки, присущие статистическим методом испытания.
Теоретическое обоснование способа определения частоты начала действия регулятора по расходу топлива и частоте вращения двигателя
В СибИМЭ разработан способ определения начала срабатывания регулятора по коэффициенту вариации значений ускорений [75]. Принцип этого способа состоит в следующем. Предварительно задается предполагаемая частота вращения, соответствующая моменту начала срабатывания регулятора. Затем осуществляется серия разгонов. В процессе каждого измеряют ускорение на первой частоте вращения, находящейся ниже предварительно заданной. После этого определяется коэффициент, вариации измеренных ускорений. Затем последовательно проводят серии разгонов, в каждой серии измеряют ускорение и определяют коэффициенты вариации измеренных ускорений по частоте вращения, находящейся выше частоты, установленной в предыдущей серии разгонов. Момент начала срабатывания регулятора определяют по максимальному значению коэффициента вариации. Использование в качестве диагностического параметра углового ускорения двигателя приводит к тем же недостаткам, что и первому случае.
Возможна оценка начала срабатывания регулятора по изменению крутящего момента двигателя. С целью уточнения метода спад заднего фронта крутящего момента сопоставляется с положением топливорегулирующего органа [3]. Метод осуществим только в стационарных условиях и связан с частичной разборкой регулятора для установки датчика перемещения рейки. Все это в комплексе отрицательно сказывается на оперативности метода.
Таким образом, большинство способов применимо только для стационарных условий диагностирования. Методы, позволяющие продиагностиро-вать регулятор непосредственно на двигателе, используют в качестве косвенного диагностического параметра - ускорение свободного разгона. Данный параметр достаточно сильно реагирует на условия смесеобразования, что сказывается на точности испытаний. Поэтому разработка оперативных безразборных способов контроля начала действия регулятора, использующих диагностические параметры, не подверженные влиянию условий смесеобразования и технического состояния ТА, является актуальной задачей.
На основании проведенного анализа, можно сделать следующие выводы: 1. Эффективность использования дизельного двигателя в значительной степени зависит от технического состояния топливоподающей аппаратуры. В процессе эксплуатации вследствие износа узлов и деталей топливной аппара туры, происходит изменение характеристик топливоподачи, что приводит к снижению номинальной мощности и увеличению расхода топлива. 2. Плунжерные пары в процессе эксплуатации подвергаются абра зивному износу в результате утечки топлива, содержащего абразивные частицы, через зазор. Причем на отдельно взятом насосе пары изнашива ются равномерно. В результате увеличения зазора между плунжером и гильзой, наряду с другими последствиями, происходит существенное сни жение цикловой подачи (до 35%), особенно при малых частотах вращения кулачкового вала. Это приводит к ухудшению пусковых качеств дизеля и увеличению неравномерности подачи топлива в цилиндры. 3. Износ нагнетательных клапанов и распылителей форсунок также приводит к изменению величины цикловой подачи. Но если увеличение зазора между иглой распылителя и его корпусом уменьшает цикловую подачу секции (до 1%), то износ нагнетательных клапанов приводит к увеличению подачи. В реальных условиях это увеличение не превышает 1,5%. 4. Техническое состояние регулятора частоты вращения предопределяет мощностные и топливные показатели дизелей на номинальных режимах. Снижение жесткости пружин и износ деталей регулятора приводит либо к снижению максимальной мощности, либо к перерасходу топлива. 5. Оценка технического состояния плунжерных пар на качественном уровне возможна только в стационарных условиях при частичной разборке топливного насоса. Диагностика плунжерных пар непосредственно на двигателе без снятия топливного насоса с помощью существующих методов сопряжена с высокой трудоемкостью и низкой точностью. Наиболее оперативными и точными являются методы, использующие в качестве функционального диагностического параметра, расход топлива. 6. Большинство методов определения начала срабатывания регулятора применимы только для стационарных условий диагностирования и требуют частичной разборки регулятора. Методы, позволяющие продиагностировать регулятор непосредственно на двигателе, используют в качестве косвенного диагностического параметра - ускорение свободного разгона. Данный параметр достаточно сильно реагирует на условия смесеобразования, что сказывается на точности испытаний В условиях сельскохозяйственного производства экономически выгоднее выполнять операции по выявлению неисправного узла и оценивать потребность в ремонте, не разбирая топливный насос высокого давления. В настоящее время широкое распространение получает бестормозной метод диагностирования двигателя при;неустановившемся режиме. Этот ме-тод обладает высокой оперативностью и малой трудоемкостью. Согласно этому методу двигатель испытывается в тестовом режиме свободного разгона, без использования внешних нагрузочных устройств. В настоящее время известны положительные результаты определения расхода топлива дизелей в процессе свободного разгона дизельного двигателя. Однако данный способ определения расхода топлива по максимальной скорости потока реализован лишь в одной точке - номинальной частоте вращения коленчатого вала. На основании этого можно выдвинуть РАБОЧУЮ ГИПОТЕЗУ: информативность переходной характеристики по расходу топлива может быть расширена с целью оценки технического состояния узлов и деталей топливной аппаратуры. Таким образом, ЦЕЛЬЮ ИССЛЕДОВАНИЯ является повышение эко номичности использования двигателей и сокращение затрат времени при контроле на основе совершенствования методов и средств контроля технического состояния топливной аппаратуры. В соответствии с целью исследования необходимо решение следующих задач: 1. Исследовать взаимосвязь топливных показателей с техническим состоянием топливной аппаратуры дизелей на переходных и установившихся режимах работы; 9 2. Разработать способ оценки технического состояния плунжерных пар и регулятора частоты вращения при работе двигателя в режиме свободного разгона; 3. Разработать требования к устройству, реализующему предлагаемые способы, провести его производственную проверку и дать экономическую оценку результатов исследований.
Методика сбора и обработки статистических данных по распределению необходимых показателей
Данный этап исследований ставил задачей изучение следующих трех вопросов: 1. Установление влияния технического состояния прецизионных пар на производительность секций топливного насоса при различных скоростных режимах. 2. Получение необходимых закономерностей для практического решения предложенной аналитической модели на конкретном примере. 3. Выявление наиболее характерных оценочных показателей и режимов испытаний для безразборной оценки степени работоспособности секций топливного насоса. Эти исследования проводились на экспериментальной установке №1, созданной на базе стенда КИ-22205. Для проведения опытов были взяты комплекты плунжерных пар, бывших в работе на различных машинах. Пары, после тщательного внешнего осмотра и мойки в чистом дизельном топливе, проверялись на пневмоплот-ность на приборе ПО-9691. Пневматическая плотность определялось трехкратно, и среднеарифметическая бралась за окончательную величину. В качестве объекта исследований был взят серийный топливный насос КамАЗ 33-01. Опыты проводились с новыми форсунками, новыми нагнетательными клапанами и топливопроводами высокого давления длиной 618±3 мм. Форсунки, используемые для эксперимента, были подобраны по производительности на стенде постоянного давления с точностью до 1%. Насос был закреплен на станине стенда с помощью специального приспособления. Регулировка топливной аппаратуры проводилась согласно техническим условиям завода [82, 96] на стандартном дизельном топливе (/=0,843 г/см3) при температуре окружающего воздуха 18-20С и постоянной температуре топлива. Для измерения температуры использовались жидкостный и воздушный термометры. Производительность секций замерялась объемным методом с помощью мензурок. Количество топлива, поданного секциями насоса, бралось за 500 ходов с отклонением не более ±0,1 см с пятикратной повторностью. Для контроля величины перемещения рейки использовался индикатор часового типа. Выход рейки насоса при замере производительности секций фиксировался специальными болтами с точностью до 0,1 мм. При получении всех характеристик, за исключением h =f(co), регулятор частоты вращения отключался. После каждой зарядки топливного насоса плунжерными парами проводилась проверка давления начала впрыска топлива форсунками. Форсунки проверялись и регулировались на стенде КИ- 15706. Число оборотов стенда устанавливалось по тахометру с точностью 1 об/мин. Снятие скоростной характеристики подачи топлива насосом осуществлялось в диапазоне чисел оборотов от 100 до 1300 об/мин. При этом шаг составлял 100 об/мин. Снятие характеристик по подаче осуществлялось при положениях рейки 7,5; 10; 12,5 и 14 мм, причем четвертое положение являлось номинальной установкой. ч При получении зависимостей q =/(//) использовались плунжерные пары трех групп плотности. Показатель пневмоплотности этих пар изменялся от 0 до 52 секунд. Следует отметить, что при установке плунжерных пар в насос все они брались из одной группы плотности. Характер перемещения рейки насоса под действием регулятора при изменении оборотов валика насоса (характеристика h=/(со)) определялся с помощью специального приспособления [32] рисунок 3.5 и 3.6. Рычаг регулятора при этом находился в положении максимального скоростного режима. Число оборотов валика насоса увеличивалось от пусковых (100 об/мин), до прекращения хода рейки. Для получения динамической скоростной характеристики по ускорению свободного разгона двигателя КамАЗ-740 проводились бестормозные испытания с помощью приборов АДТ-1 и ИМД-Ц. Прибор АДТ-1 позволил получить динамическую характеристику в диапазоне от 1500 до 3000 об/мин. Поэтому для фиксации ускорения разгона ниже этого уровня использовали прибор ИМД-Ц. Для этого в кожухе маховика было просверлено отверстие напротив зубчатого венца и установлен индуктивный датчик частоты вращения. Двигатель перед испытаниями прогревался до температуры 75...90С. Ускорение разгона измерялось пятикратно. По полученным в результате испытаний зависимостям, определялись следующие коэффициенты: к - коэффициент, характеризующий взаимосвязь между положением рейки топливного насоса и величиной цикловой подачи топлива (определен из характеристик топливного насоса по подаче); р — коэффициент, характеризующий взаимосвязь между угловой скоростью двигателя и величиной цикловой подачи топлива (определен из скоростных характеристик топливного насоса); z - коэффициент, устанавливающий взаимосвязь между утечками топлива в плунжерной паре, обусловленных ее износом и величиной цикловой подачи топлива (определен из скоростных характеристик топливного насоса); т — коэффициент, определяющий взаимосвязь между положением рейки топливного насоса и угловой скоростью двигателя (определен из скоростных характеристик топливного насоса); / - коэффициент, характеризующий взаимосвязь между величиной утечек в плунжерной паре и угловой скоростью двигателя (определен из скоростных характеристик топливного насоса). При этом коэффициент / рассчитывался для нескольких групп пневмоп-лотности плунжерных пар: // (/ =0...1,2 сек); 12 (р =1,2...2,5 сек); 13 (р=2,5...6 сек); U (р=6...8 сек);/5(р=8...15 сек); /б(/?=15...29 сек);/7(р= 29сек). В случае криволинейности зависимости для более точного определения коэффициентов проводилась разбивка ее на участки по 100 об/мин.
Результаты моторных испытаний двигателя с топливной аппаратурой различного технического состояния
Таким образом, диагностирование плунжерных пар по расходу топлива в насосах, имеющих разрегулировку винта номинала, что довольно часто встречается в эксплуатационных условиях, приводит к постановке ошибочного диагноза. Для исключения этого явления необходимо оценивать техническое состояние плунжерных пар по отношению расхода топлива на номинальном режиме (максимального рісхода топлива) к расходу топлива в диапазоне пусковых оборотов. Обозначим это отношение через коэффициент неплотности Q, который будем определять по формуле:
Использование в качестве диагностического параметра коэффициента й позволяет осуществлять диагностирование плунжерных пар насосов высокого давления независимо от их разрегулировок (патент РФ №2219510) [74].
Характеристика 4.1 снималась при отсутствии в топливном насосе регулятора частоты вращения. Однако в реальных условиях эксплуатации на величину Gj-пуск оказывают влияние различные корректоры подачи топлива.
Изменение цикловой подачи при совместной работе топливного насоса и регулятора представлено на рисунке 4.2 (кривые 1, 2, 3). На указанных кривых четко выделяются три участка. Первый, в диапазоне частоты вращения кулачкового вала от 100 до 400 об/мип. Второй, в диапазоне от 400 до 900 об/мин, и третий от 900 до 1300 об/мин. Для повышения точности диагностирования плунжерных пар, измерение GmycK необходимо осуществлять на таком участке скоростной характеристики, где не оказывают влияние корректоры подачи топлива.
Для выявления необходимого-участка, с помощью специального приспособления была получена зависимость изменения хода рейки от частоты вращения вала насоса (кривая 4).
Сопоставив законы подачи топлива (кривые 1, 2, 3) и закон перемещения рейки (кривая 4), можно сделать несколько выводов.
На первом участке скоростной характеристики характер кривых обусловлен работой пускового обогатителя. При жесткости стартовой пружины соответствующей ТУ, работа пускового обогатителя полностью прекращается при частоте вращения равной 400 об/мин. В случае снижения жесткости стартовой пружины, обогатитель отключается при более низкой частоте вращения.
Второй участок скоростной характеристики подвержен влиянию обратного корректора подачи топлива. При снижении частоты вращения за предел ниже 900 об/мин, корректор начинает перемещать рейку насоса в сторону уменьшения подачи топлива. Работа корректора при исправной пружине прекращается в диапазоне оборотов 590-610 об/мин. Снижение жесткости пружины обратного корректора приводит к запаздыванию выключения корректора, но не более чем на 30-40 об/мин.
Работа прямого корректора на третьем участке характеристики 4.2, приводит к З...6% увеличению цикловой подачи при снижении оборотов кулачкового вала за предел ниже 1100 об/мин, обеспечивая тем самым запас крутящего момента двигателя.
Таким образом, скоростная характеристика топливного насоса в диапазо-не от 400 до 550 об/мин не подвержена влиянию корректоров подачи топлива. На основании этого, а также с учетом особенностей характеристики 4.1, выбираем информативный участок скоростной характеристики для регистрации ОТПУСК В диапазоне частоты вращения двигателя от 800 до 900 об/мин.
Регистрация GJMAX должна осуществляться на номинальной частоте вращения двигателя. Однако вследствие изменения частоты начала срабатывания регулятора в процессе эксплуатации дизельных двигателей (глава 1) происходит смещение номинальной частоты вращения. Для исключения этого явления необходимо осуществлять регистрацию G/лш-при частоте вращения коленчатого вала двигателя 2300 об/мин.
Целью данного этапа экспериментальных исследований являлось подтверждение теоретических предпосылок о разнице в значениях часового расхода топлива для новых и предельно изношенных плунжерных пар, а также о возможности диагностирования их технического состояния по величине коэффициента неплотности О..
Для решения первой задачи были получены экспериментальные скоростные характеристики часового расхода топлива двигателя КамАЗ 740 с плунжерными парами различного технического состояния (рис.4.3 кривые 1, 2). В процессе обработки данных скоростных характеристик было установлено, что разница часового расхода, измеренного при частоте вращения двигателя 800 об/мин для предельно изношенных и новых плунжерных пар составляет 2,12 кг/ч. С увеличением частоты вращения эта разница уменьшается. При частоте 1200... 1300 об/мин техническое состояние плунжерных пар практически не оказывает влияния на значение часового расхода топлива.
Для проверки адекватности полученной аналитической модели на рис.4.3 были помещены теоретические скоростные характеристики переходного процесса двигателя КамАЗ 740 (кривые 3, 4).
Совмещение теоретических характеристик, с экспериментальными показало, что максимальное расхождение не превышает 8,5% на начальном участке разгона и 1,2% в диапазоне номинальных оборотов. Это свидетельствует о достаточной адекватности полученной аналитической модели. Отклонения теоретических характеристик переходного процесса двигателя КамАЗ 740 от экспериментальных на всем участке свободного разгона для предельно изношенных и новых плунжерных пар представлены на рис. 4.4.
