Содержание к диссертации
Введение
1 Анализ состояния вопроса и задачи исследования 12
1.1 Режимы работы тепловозных дизелей 12
1.2 Задачи технической диагностики и основные термины 20
1.3 Классификация диагностических систем 24
1.4 Диагностирование топливной аппаратуры вибрационным способом 27
1.5 Способ диагностирования топливной аппаратуры по изменению температуры деталей 31
1.6 Диагностирование топливной аппаратуры по анализу импульса давления в топливопроводе 33
1.6.1 Диагностирование топливной аппаратуры с использованием накладного пьезоэлектрического датчика давления 33
1.6.2 Диагностирование топливной аппаратуры с использованием датчика давления тензометрического типа 38
1.6.3 Анализ неисправностей форсунок тепловозных двигателей по изменению хода иглы распылителя форсунки 41
1.7 Диагностирование технического состояния форсунок дизеля по величине утечек топлива из дренажной магистрали 43
1.8 Метод оценки технического состояния форсунок тепловозных дизелей в условиях ремонтного производства 44
1.9 Диагностирование топливной аппаратуры дизеля с использованием статистической теории распознавания характерных точек импульса давления в топливопроводе 46
1.10 Влияние технического состояния форсунок тепловозных дизелей на протекание рабочего процесса дизеля 51
1.11 Топливные системы аккумуляторного типа с электронным управлением. 54
1.12 Постановка задач исследования и пути их решения 60
2 Методика расчета процесса впрыска топлива в дизелях 61
2.1 Определение величины давления над иглой в замкнутой полости форсунки 61
2.2 Гидродинамический расчет процесса впрыска топлива в дизелях с определением давления в объеме над иглой форсунки 65
2.3 Основные выводы 75
3 Влияние конструктивных и регулировочных параметров форсунки на структуру факела распыленного топлива и процесс его сгорания 76
3.1 Методика расчета мелкости распыливания дизельного топлива 76
3.2 Расчетное определение эффективного проходного сечения распылителя и диаметра соплового отверстия 80
3.3 Определение эффективного проходного сечения распылителя при помощи номограммы и ее применение для оценки закоксовывания сопловых отверстий 83
3.4 Согласование периода задержки самовоспламенения топлива в цилиндре дизеля с дальнобойностью топливного факела 88
3.5 Методика расчета рабочего цикла двигателя внутреннего сгорания 93
3.6 Влияние величины угла опережения впрыска топлива на протекание рабочего процесса дизеля и его диагностирование 101
3.7 Основные выводы 107
4 Диагностирование технического состояния форсунок топливной аппаратуры тепловозных дизелей и анализ причин неисправностей 108
4.1 Диагностирование технического состояния форсунок по анализу хода иглы распылителя 108
4.2 Диагностирование технического состояния форсунок по анализу величины утечек топлива из дренажной магистрали 122
4.2.1 Топливные системы с гидромеханическим управлением иглы распылителя форсунки 122
4.2.2 Топливные системы с электрогидравлическим управлением иглы распылителя форсунки 126
4.2.3 Диагностирование форсунок с электрогидравлическим управлением иглы распылителя форсунки 130
4.3 Основные причины образования кокса в сопловых отверстиях распылителей форсунок дизелей 133
4.4 Методика восстановления герметичности посадочного конуса иглы распылителя форсунки 138
4.5 Основные выводы 142
5 Определение технико-экономической эффективности внедрения прибора для диагностирования угла опережения впрыска топлива и технического состояния форсунок . 143
5.1 Основные выводы 151
Заключение 151
Условные обозначения 153
Список литературы 155
- Диагностирование топливной аппаратуры по анализу импульса давления в топливопроводе
- Гидродинамический расчет процесса впрыска топлива в дизелях с определением давления в объеме над иглой форсунки
- Определение эффективного проходного сечения распылителя при помощи номограммы и ее применение для оценки закоксовывания сопловых отверстий
- Основные причины образования кокса в сопловых отверстиях распылителей форсунок дизелей
Диагностирование топливной аппаратуры по анализу импульса давления в топливопроводе
Техническое состояние локомотивного парка железнодорожного транспорта характеризуется количеством неисправностей и отказов оборудования различных систем и узлов тепловозов. Наибольшее количество отказов приходится на ди-зель. Из анализа технического состояния тепловозов за период с 1992 по 2002 гг. на сети железных дорог РФ следует, что количество отказов и неисправностей в пути следования тепловозов, связанных с повреждением дизеля, составляет около 35 %. В отдельных случаях количество отказов дизеля в пути следования дости-гает 65 % от значения общих отказов тепловоза [3].
Отказы и неисправности тепловозов в пути следования могут быть по вине персонала, занимающегося эксплуатацией (17,6 %), по вине ремонтного персона-ла депо (66,7 %), по вине ремонтных заводов и заводов-изготовителей (15,7 %).
Такое положение складывается по причине недостаточных навыков и уме-ний персонала, обслуживающего тепловозы, выполняющего их ремонт, отсутст-вия современного ремонтного и диагностического оборудования.
Несмотря на то, что в отдельные депо сети железных дорог поступают но-вые тепловозы серий 2ТЭ116, ТЭМ7, основной парк магистральных тепловозов составляют грузовые 2ТЭ10М (Л, В), пассажирские ТЭП70, маневровые ТЭМ2, ЧМЭ3, причем парк тепловозов продолжает стареть [4].
В эксплуатации находятся тепловозы с неисправностями, которые можно отнести к «скрытым» отказам, приводящим к увеличению расхода топлива, сни-жению номинальной мощности, неравномерным распределениям мощности по отдельным цилиндрам. Обычно это связано с нарушением регулировки топливной аппаратуры, образованием кокса в сопловых отверстиях распылителей, ухудше-нием технического состояния турбокомпрессора, износом цилиндропоршневой группы и механизма газораспределения.
Анализ работы тепловозов показывает, что у 30 % обследованных дизелей мощность оказалась заниженной на 15 – 20 %, а неравномерность нагрузки по цилиндрам достигала 25 – 30 % [5]. Различие нагрузки по отдельным цилиндрам зависит от неравномерной подачи топлива форсунками и изменения от норматив-ного значения угла опережения впрыска топлива.
Согласно отчетным данным ОАО «РЖД» и отчётам РБ-2Т за период с 2006 по 2011 гг. [7, 8, 9, 10, 11] (таблица 1.1), общая доля неисправностей ди-зельного оборудования локомотивов составила 40,25 % от всех отказов тягового подвижного состава, в том числе 10 – 12 % на топливную аппаратуру. Круговая диаграмма распределения неисправностей по основным узлам тепловозов пред-ставлена на рисунке 1.1.
Прочееоборудование 5,90 6,49 3,78 5,51 6,85 5,23 5, Каждый третий случай непланового ремонта тепловозов связан с выходом из строя ТА. Эксплуатация тепловозов зачастую характеризуется условиями, ко-гда отдельные агрегаты и двигатель в целом работают при частичной потере ра-ботоспособности без проведения достаточных профилактических мероприятий.
Если топливная аппаратура находится в исправном состоянии, но угол опе-режения впрыска топлива установлен неверным (например, 20 о, а нормативное значение 28 о), протекание рабочего процесса будет нарушено, что выразится в увеличении расхода топлива и токсичности отработавших газов.
Основные неисправности ТА тепловозных дизелей (включая отклонение от нормативно-технических значений угла опережения подачи топлива) в процент-ном соотношении за период 2006 – 2012 гг. приведены в таблице 1.2 и изобра-жены на рисунке 1.2. К основным неисправностям топливных насосов высокого давления (ТНВД) относятся: задиры трущихся поверхностей плунжерных пар и заклинивание плунжеров во втулках (10 %); кавитационное разрушение деталей плунжерных пар, нагнетательных клапанов, трещины втулок плунжеров (5 %); задиры и чрез-мерный износ трущихся поверхностей деталей толкателей и кулачковых шайб (5 %); утечки топлива через зазоры в соединениях (3 %). Основная неисправность ТНВД – заклинивание плунжерной пары. Средняя периодичность технического обслуживания ТНВД равна 6 000 – 10 000 ч. Срок службы плунжерных пар равен 6 000 – 20 000 ч.
Неисправности топливной аппаратуры Соотношение неисправностей, % Отклонение угла опережения подачи топлива от нор-мативного значения 30 2. Нарушение герметичности посадочного конуса и пары «игла – корпус распылителя» 18 3. Зависание игл распылителей и износ направляющей 8 4. Снижение давления начала подъема (открытия) иглы 7 5. Закоксовывание сопловых отверстий распылителя 5 6. Ухудшение качества распыливания топлива 4 7. Поломка или усадка пружин форсунки 5 8. Задиры трущихся поверхностей плунжерных пар или их заклинивание 10 9. Утечки топлива через зазоры в соединениях ТНВД и форсунки 3 10. Кавитационный износ плунжерных пар и нагнета-тельных клапанов, трещины втулок плунжера 5 11.Чрезмерный износ пары ТНВД «кулачок –толкатель» 5
Основными неисправностями форсунок являются: нарушение герметично-сти запирающего конуса распылителя (18 %), зависание иглы и износ распылите-лей (8 %), поломка или «усадка» пружины форсунки (5 %), снижение давления начала впрыскивания (7 %), закоксовывание отверстий распылителя (5 %), ухуд-шение качества распыливания топлива (4 %). Статистические данные по отказам форсунок показывают, что они теряют работоспособность в основном в результате потери герметичности запирающего конуса распылителя, закоксовывания сопловых отверстий и заклинивания игл в корпусе распылителя. Причиной зависания (потеря подвижности) игл распыли-телей являются малый зазор между иглой и направляющей корпуса, высокие мон-тажные и термические напряжения, происходит это в начальный период работы. Ресурс распылителей для тепловозных дизелей составляет в среднем 5 000 – 8 000 часов.
Отклонение угла опережения подачи топлива (неверный угол опережения подачи топлива) от нормативно-технических значений можно определить по ана-лизу движения иглы распылителя форсунки. Для этого определяют угол начала подъема иглы относительно ВМТ.
Процесс эксплуатации тепловозов характеризуется тремя главными режи-мами – холостой ход, частичные и номинальные (полные) нагрузки. Время работы дизель-генераторных установок (ДГУ) на указанных режимах не постоянно и за-висит от условий, в которых работает тепловоз. На рисунке 1.3 показана зависи-мость относительной мощности дизеля 10Д100 от времени работы на каждом экс-плуатационном режиме [12]. Номерами 1 – 15 показаны позиции контроллера при изменении нагрузки дизеля. Более 50 % времени дизель работает на режимах хо-лостого хода. Остальное время он работает на режимах тяги при изменении мощ-ности от 10 % (1-я позиция контроллера машиниста) до 100 % (15-я позиция кон-троллера, режим полной мощности).
Гидродинамический расчет процесса впрыска топлива в дизелях с определением давления в объеме над иглой форсунки
Техническая диагностика – это область науки и техники, изучающая ме-тоды и средства определения технического состояния машин, оборудования, сис-тем и механизмов двигателей внутреннего сгорания без их разборки. Применение методов и средств технической диагностики позволяет решить следующие технические, экономические и социальные задачи в производственной деятельности человека: снизить эксплуатационные расходы за счет уменьшения трудоемкости и времени ремонта оборудования; – предупредить аварии благодаря своевременному выявлению дефектов; увеличить долговечность оборудования при устранении дефектов на ран-них стадиях их появления; уменьшить количество обслуживающего персонала; повысить производительность труда, оптимизировать количество запас-ных частей, узлов за счет прогнозирования отказов.
Применительно к средствам оценки технического состояния машин можно выделить три основных типа задач: контроль измеряемых параметров; идентифи-кация (признание тождественности) неисправности машин и оборудования; про-гноз изменения их технического состояния.
При техническом контроле машин и оборудования достаточно иметь ин-формацию о величинах измеряемых параметров и зонах их допустимых отклоне-ний. Более совершенной степенью контроля является мониторинг контролируе-мых параметров, для которого необходима дополнительная информация о тен-денциях изменения во времени измеряемых параметров.
В процессе диагностирования необходимо правильно понимать термины, при помощи которых оценивается состояние объекта (исправное состояние, по-вреждение, отказ). Ниже приводятся основные свойства, состояния, события, на-работки объекта для оценки его технического состояния [15].
Надежность – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах. Безотказность – свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение определенного времени. Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособность до насту-пления предельного состояния при установленной системе технического обслу-живания и ремонта. Исправное состояние – состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической документации. Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна. Неисправность или повреждение – событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособности. Отказ – событие, заключающееся в нарушении работоспособного состоя-ния объекта, исключающее возможность его дальнейшего функционирования. Ресурс – суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации до пере-хода в предельное состояние.
Остаточный ресурс – суммарная наработка объекта от момента контроля (диагностирования) его технического состояния до перехода в предельное.
При идентификации неисправностей машин требуется больший объем и анализ информации. При этом необходимо определить место возникновения де-фекта и оценить степень его развития. Наиболее сложной задачей является прогноз изменения технического со-стояния, позволяющий определить остаточный ресурс.
Суть технической диагностики определяют оценка и прогноз состояния объекта по результатам прямых или косвенных измерений параметров состояния или диагностических параметров [19, 20, 21, 22]. Значение диагностического па-раметра не дает оценки технического состояния объекта. Необходимо знать не только фактическое состояние объекта Dфак, но и эталонное (нормативно-техническое значение) Dэт. Разность между фактическим и эталонным значения-ми диагностических параметров называется диагностическим симптомом .
Оценка технического состояния объекта определяется величиной отклоне-ния фактических значений его параметров от эталонных (контрольных) значений. Любая система технической диагностики работает на принципе анализа отклоне-ний и сравнения с допустимыми нормативно-техническими или конструкторски-ми параметрами объекта (двигателя, его механизмов и систем). Степень досто-верности и точность диагноза технического состояния объекта зависят от приме-няемой методики, аппаратуры и ее погрешности.
Любой механизм или систему подачи топлива можно рассматривать как техническую систему, предназначенную для выполнения заданных функций.
Множество возможных технических состояний системы топливоподачи возможно разбить (рисунок 1.5) на четыре подмножества: топливная система ис-правна Ти, неисправна Тни, работоспособна Тр, неработоспособна Тнр.
Между этими подмножествами существуют следующие соотношения: под-множество Ти входит составной частью в подмножество Тр, а подмножество Тнр входит составной частью в подмножество Тни . Подмножества Тр и Тни пересека-ются и имеют общую часть, а подмножества Тр и Тнр, Ти и Тни не пересекаются, то есть несовместны. Следовательно, функциональные блоки системы могут нахо-диться в одном из трех основных состояний: исправен и работоспособен; неис-правен, но работоспособен; неисправен и неработоспособен [34].
Диагностический сигнал – контролируемая характеристика объекта, ис-пользуемая для выявления диагностических признаков. По диагностическому сигналу может классифицироваться вид мониторинга (контроля) и диагностики (вибрационная, акустическая, тепловая, газодинамическая, электрическая). Диагностический признак – свойство объекта, качественно отражающее его состояние, в том числе появление каких-либо неисправностей.
Диагностическая система – совокупность аппаратных и программных средств для измерения, обработки и интерпретации диагностического сигнала. Система может состоять из датчиков, измерительных приборов, усиливающей и регистрирующей аппаратуры, набора правил, методик, программ.
Определение эффективного проходного сечения распылителя при помощи номограммы и ее применение для оценки закоксовывания сопловых отверстий
При нахождении плунжера 1 в нижнем положении топливо под давлением Рвс = 0,2–0,3 МПа, создаваемым подкачивающим насосом, заполняет надплунжер-ное пространство Vн. При движении плунжера вверх под действием кулачка и за-крытии впускного окна 2 топливо сжимается в объеме над плунжером Vн , и дав-ление Рн повышается. Нагнетательный клапан 3 поднимается, преодолевая силу пружины 4. В штуцере 5 объемом V/н давление Р/н увеличивается. Прямая волна F(t – x/a) со скоростью звука a под давлением Рф поступает по трубопроводу 6 в объем Vф форсунки 7. Когда давление в полости форсунки будет больше давления от-крытия иглы 8, она поднимается, топливо под давлением Рc поступает к сопло-вым отверстиям и подается в распыленном виде в камеру сгорания. Давление подъема иглы 8 зависит от силы пружины 9, которая изменяется при помощи регулировочного винта или толщины прокладок. Подача топлива продолжается до тех пор, пока не откроется отсечное окно 10. При отсечке винто-вая канавка своей кромкой 11 открывает окно 10 и сжатое топливо из объема над плунжером перетекает по сообщающимся вертикальному 12 и горизонтальному 13 каналам в линию всасывания.
Обратная волна давления W(t + x/a) движется от форсунки 7 к штуцеру 5 насоса. При посадке клапана 3 на седло при помощи пояска идет разгрузка ли-нии высокого давления на величину 60 – 100 мм3. Это снижает амплитуду по-вторной прямой волны давления и возможное появление дополнительных впры-сков топлива. Дозирование топлива (регулирование) происходит путем поворота плунжера 1. При повороте плунжера изменяется положение кромки 11 относи-тельно отсечного окна 10 и таким образом регулируется активный ход плунжера.
Главным узлом, влияющим на рабочие показатели топливной системы, яв-ляется форсунка. Основным элементом форсунки является распылитель, работо-способность которого зависит от величины хода и подвижности иглы, зазора в паре «игла – корпус распылителя», давления открытия, герметичности посадочно-го конуса, изменения проходных сечений сопловых отверстий. Информацию о состоянии форсунки можно получить по анализу хода иглы.
В момент подъема иглы 8 (см. рисунок 2.2) в замкнутой полости корпуса 7 форсунки (где расположена пружина 9), заполненной топливом, давление по-вышается. Изменение давления в замкнутой полости форсунки зависит от хода иглы и определяется выражением Pи = Vи
На рисунке 2.3 приведены осциллограммы процесса впрыска топлива, за-фиксированные при работе двигателя Д-440 (4ЧН 13/14, Алтайдизель) на номи-нальном режиме с частотой вращения вала насоса 875 мин-1 и цикловой подаче 103 мм3. Датчик давления был герметично установлен в линию слива утечек топ-лива из форсунки и над иглой образовался замкнутый объем [49].
На представленных осциллограммах показаны: отметка времени 1, давление топлива на входе в форсунку 2, ход нагнетательного клапана 3, давление в замк-нутом объеме форсунки 4 (полости пружины), ход иглы 5, давление перед сопло-выми отверстиями 6. Ход иглы фиксировался индуктивным датчиком, расположенным между корпусом распылителя и корпусом форсунки [48]. Давление в замкнутой полости форсунки записывалось тензометрическим датчиком давления [50]. Сравнение осциллограмм изменения давления в замкнутом объеме форсунки 4 и хода иглы 5 показало их идентичность (подобие). Начало повышения давления в полости форсунки и начало подъема иглы совпадают, погрешность измерения не превы-шает 5 %. Рисунок 2.3 – Осциллограммы процесса впрыска топлива:
Таким образом, закономерность движения (хода) иглы распылителя можно определить при помощи датчика давления, установленного в дренаж-ную магистраль, что очень важно для форсунок, не имеющих встроенных датчиков для записи хода иглы.
При расчете процесса впрыска топлива важно знать не только величину давления на входе в форсунку, перед сопловыми отверстиями, ход иглы, но и дав-ление в полости пружины при работе ее с замкнутым объемом над иглой. Одним из направлений сокращения времени при подборе элементов ТА ди-зелей является внедрение в инженерную практику расчетно-теоретических мето-дов исследований и доводки. Расчет процесса топливоподачи является важным этапом проектирования и исследования системы. Если экспериментальные и расчетные исследования подтвердят, что расчет-ное значение хода иглы и диаграмма изменения давления в замкнутой полости корпуса форсунки подобны друг другу, это дает право записывать ход иглы при диагностировании форсунки датчиком давления, установленным в линии слива утечек топлива.
Современные методы расчета базируются на статической или динамической теории. Статическая теория, учитывающая сжимаемость, но пренебрегающая волновым характером происходящих процессов, дает хорошее совпадение рас-четных значений с опытными данными только в системах без нагнетательных трубопроводов (насос–форсунка). Динамическая теория процесса топливоподачи учитывает влияние других продольных колебаний топлива в трубопроводах и является более общей, по-скольку волновые явления в той или иной мере присущи всем системам топливо-подачи. В основу расчета положена теория гидравлического удара, разработанная Н.Е. Жуковским [51]. Согласно этой теории поток считается одномерным, а топ-ливо – сжимаемой жидкостью. Наиболее законченный вид эта теория получила в трудах проф. И.В. Астахова [52, 53, 54], проф. Ю.Я. Фомина [55, 56], А.С. Лы-шевского [57, 58], А.С. Орлина [59], П.Н. Блинова [60] и других авторов.
В основу расчетного метода положены известные уравнения неустановив-шегося одномерного движения сжимаемой жидкости в упругом трубопроводе, учитывающие гидравлическое сопротивление:
Конвективными членами и пренебрегаем ввиду малой скоро-сти течения топлива (до 20 м/с) по сравнению со скоростью звука (1 200 м/с). Первое уравнение системы (2.2) содержит нелинейный член , характери-зующий гидравлическое сопротивление топливопровода, который линеаризован из выражения , (2.3) где – фактор гидравлического сопротивления, принят постоянным и равным среднему значению сопротивления по длине топливопровода и времени на расчетном интервале. Коэффициент сопротивления определялся по формуле Блазиуса [61] для гладких труб: Движение вязкого топлива в нагнетательном трубопроводе при принятых допущениях и несложном преобразовании определится следующей системой приближенных уравнений:
Основные причины образования кокса в сопловых отверстиях распылителей форсунок дизелей
Технико-экономические показатели работы дизеля зависят от качества про-текания рабочего цикла, эффективность которого существенно изменяется от угла опережения впрыска топлива. Расчетным путем было определено влияние на рабочий цикл дизеля начала подачи топлива относительно ВМТ оп . С увеличением оп топливо впрыскивает-ся в КС раньше, поэтому и воспламеняется быстрее. В результате большее коли-чество топлива сгорает до ВМТ, что приводит к возрастанию показателей меха-нической и тепловой напряженности – максимального давления и температуры сгорания Рz и Тz , жесткости процесса сгорания Р/. Значение данных показате-лей будет еще больше возрастать, если с увеличением оп произойдет увеличение периода задержки воспламенения i (вследствие впрыскивания топлива в среду с более низкой температурой и давлением) [55].
От величины угла оп зависит экономичность дизеля. За исходное значение было принято начало сгорания топлива в ВМТ ( /оп = 0, рисунок 3.18). С увели-чением угла /оп экономичность возрастает (удельный эффективный расход qе уменьшается). Оптимальный угол начала подачи топлива должен регулироваться в зависимости от нагрузки дизеля и его частоты вращения [81, 85].
С увеличением угла /оп возрастает механическая и тепловая напряженность в связи повышением Рz , Тz и Р /. Оптимальную величину /оп и оп выбира-ют расчетным или экспериментальным путем.
Для тепловозных дизелей типа Д49 оптимальная величина геометрического начала нагнетания топлива оп до ВМТ составляет 27 – 28 о. Значение угла опе-режения впрыска топлива включает в себя: время (угол), необходимое для прихо-да волны давления от штуцера насоса до камеры распылителя; время, необходи-мое для роста давления в канале форсунки до начала подъема иглы; период за-держки воспламенения; время от начала воспламенения топлива до ВМТ /оп .
Время t (в с) , угол поворота ( в град) зависят от частоты вращения ко-ленчатого вала двигателя nд (в мин-1) и связаны выражением = 6 nд t. (3.30) Для топливной аппаратуры дизеля Д49 длина трубки высокого давления и канала форсунки равна 0,7 м. При скорости распространения волны давления 1 200 м/с время и угол прихода импульса давления от насоса до форсунки соста-вят 0,7/1 200 = 0,00058 с или 3,5 о поворота коленчатого вала двигателя.
Угол, необходимый для повышения давления в полости форсунки до вели-чины давления начала подъема иглы, составляет 7 – 10 о для дизеля Д49, рабо-тающего на режиме номинальной мощности. Давление начала открытия иглы форсунки в эксплуатации изменяется и может быть различным, что приводит к неравномерному значению оп по отдельным цилиндрам.
Равномерность угла опережения подачи топлива по цилиндрам двигателя Д49 регулируют толщиной прокладок. При этом необходимо, чтобы зазор между плунжером и седлом нагнетательного клапана (при верхнем положении плунже-ра) был одинаков у всех насосов и был равным 2± 0,1 мм.
Фактический угол опережения впрыска топлива фоп рекомендуется опреде-лять путем записи хода иглы и отметки ВМТ [86, 87]. Движение иглы фиксирует-ся при помощи индуктивного датчика или съемного датчика давления [50], кото-рый устанавливается в дренажную магистраль форсунки.
Фактический угол начала подачи топлива в КС (от начала подъема иглы до ВМТ) для дизеля 16ЧН 26/26 составит 10 – 13 о поворота коленчатого вала.
Угол опережения впрыска топлива относительно ВМТ, определенный по началу подъема иглы, отличается от начала процесса сгорания топлива на вели-чину угла периода задержки воспламенения.
На рисунке 3.19 представлена схема подключения измерительной аппарату-ры для диагностирования форсунок ТА тепловозных дизелей. В настоящее время в датчиках давления и перемещения имеются встроенные АЦП, что упрощает процесс диагностирования.
По фазовому сдвигу начала подъема иглы 3 и отметки ВМТ определяют фактический угол опережения впрыска топлива фоп на конкретном заданном ре-жиме работы, оценивают точность установки угла и при необходимости коррек-тируют его [86, 87]. В работе [89] исследовано влияние разброса технологических параметров, составляющих комплект ТА, на основные показатели ее работы. Разработаны ме-роприятия по повышению топливной экономичности и надежности работы тепло-возного дизеля 10Д100 за счет совершенствования технологии формирования комплектов ТА с обеспечением равных углов опережения впрыска топлива. Предлагается минимизировать неравномерность работы отдельных цилиндров дизеля с учетом обобщенных гидравлических характеристик составляющих эле-ментов насоса, трубопровода, форсунки.
Предложено разделять ТА на три группы с учетом отклонений гидравличе-ских характеристик трубопровода и форсунки. За основу берется отношение вре-мени истечения заданного количества топлива объемом 360 см3 при постоянном давлении 2 МПа к времени истечения, которое получено при средней величине эффективного проходного сечения для трубопровода или соплового отверстия распылителя. Для формирования комплектов ТА диапазоны гидравлических ха-рактеристик приняты следующими: 1-я группа 0,85 – 0,95; 2-я группа 0,95 – 1,05; 3-я группа 1,05 – 1,15. Любой из трех комплектов ТА обеспечит равномерную на-грузку по отдельным цилиндрам.
В процессе эксплуатации дизеля нарушаются конструктивные и регулиро-вочные параметры ТА, поэтому более точное начало впрыска и угол опережения подачи топлива будут определены в процессе диагностирования по началу подъ-ема иглы распылителя относительно ВМТ.
На рисунке 3.22 показана верхняя часть форсунки тепловозного двигателя 16ЧН 26/26 с датчиком давления для записи хода иглы [50]. Для топливных сис-тем с высоким остаточным давлением в корпусе датчика 3 рекомендуется уста-новка предохранительного клапана с давлением открытия 4,0 – 5,0 МПа. Возмож-но применение датчиков давления серийного производства.
