Совершенствование системы диагностирования топливной аппаратуры тепловозных дизелей (стр. 2 из 7)

Рассмотрим другой способ оценки состояния топливной аппаратуры. Как показали исследования, при данном ее техническом
состоянии относительные потери теплоты с уходящими газами
в широком диапазоне нагрузок практически неизменны. Это позволяет, зная величину относительных потерь теплоты с уходящими газами, заранее определить температуру газов за цилиндрами, соответствующую исходному техническому состоянию топливной аппаратуры.

Ухудшение технического состояния топливной аппаратуры приводит к нарушению процессов топливоподачи, смесеобразования и сгорания и, как результат, к росту потерь теплоты с уходящими газами. Подтверждением этого является отличие измеренной температуры от расчетной при данном составе смеси. Выбор допустимой по состоянию аппаратуры температуры должен быть обусловлен таким изменением состояния, которое приводит к предельно допустимому ухудшению технико-экономических показателей. Например, если критерием для оценки выбрано допустимое снижение индикаторного КПД до 0,02, то оно вызывает практически такое же возрастание потерь теплоты с уходящими газами.

Первоначальная регулировка топливной аппаратуры исследуемых (второго и третьего) цилиндров обеспечила одинаковую температуру газов (в пределах погрешности измерения) и близкие значения состава смеси сравниваемых цилиндров. После 1200 ч работы дизеля температура газов на выходе из цилиндров превысила 873 К. Однако температура за третьим цилиндром была в допустимых пределах по состоянию топливной аппаратуры. Такое возрастание температурыобъясняется уменьшением коэффициента избытка воздуха в этом цилиндре. Следовательно, поиск отказа должен быть локализован цилиндропоршневой группой и клапанным механизмом.

Рис. 1.2. Зависимость температуры на выходе из цилиндра

от состава смеси:

1 – расчетная температура; 2 и 3 – номера цилиндров; I – поле погрешности измерения температуры газов; - после 1200 ч. работы; - после 200 ч. работы

Это подтверждается и различием изменения состава смеси в рассматриваемых цилиндрах. При последующем демонтаже двигателя подтвердились сделанные выводы – на поверхностях фасок выпускных клапанов третьего цилиндра были обнаружены прогары. Это привело к утечке заряда при сжатии и расширении.

Во втором цилиндре (как и во всех остальных) после 1000 ч работы дизеля произошло примерно одинаковое снижение состава смеси, что явилось следствием ухудшения технического состояния турбокомпрессора. Однако превышение температуры газов предельно допустимого значения позволило сделать вывод об отказе именно топливной аппаратуры этого цилиндра. Демонтаж и анализ аппаратуры подтвердили этот вывод.

Анализ приведенных данных свидетельствует о том, что температура газов за цилиндром является только информативным параметром, который в сочетании с параметрами состав смеси и температура смеси используется для формирования диагностического параметра.

Проведенное исследование позволило проверить разработанный локальный алгоритм диагностирования топливной аппаратуры. Необходимо отметить, что при такой постановке задачи диагностирования топливная аппаратура конкретного цилиндра рассматривается как единое устройство. Дальнейшая детализация может быть осуществлена при использовании других принципов, позволяющих локализовать отказ на более глубоком уровне (форсунки, насоса высокого давления) [6].

1.1.2. Методы оценки состояния отдельных элементов

топливной аппаратуры

Исследователями предложен метод оценки технического состояния топливной аппаратуры по показателям рабочего процесса. На основании проведенного анализа параметров рабочего процесса с применением метода графов, учета информативности параметров, разработки моделей процессов в дизеле получена конечная минимальная совокупность диагностических параметров: среднее индикаторное давление (по двигателю в целом); максимальное давление сгорания (среднее по двигателю в целом); температура отработавших газов (средняя по двигателю в целом). Целью анализа этих параметров является предварительное определение, состояния двигателя.

Решение задачи поиска неисправностей позволяет использовать совокупность следующих параметров по цилиндрам: максимальное давление сгорания, давление в цилиндре в момент, соответствующий 40° угла поворота коленчатого вала после ВМТ; угол задержки воспламенения; угол начала видимого сгорания. Однако для полного решения задач диагностирования элементов топливной аппаратуры приведенных выше параметров недостаточно. Необходимо получение дополнительной информации по следующим параметрам: углу продолжительности подачи форсунки; углу начала подачи форсунки; остаточному давлению в трубопроводах [6].

На основании установленных взаимосвязей между неисправностями топливной аппаратуры и отклонениями диагностических параметров отдельных цилиндров (табл. 1.1.) составлен алгоритм диагностирования и поиска этих неисправностей.

Таблица 1.1.

Взаимосвязь между неисправностями топливной аппаратуры и отклонениями диагностических параметров отдельных цилиндров

Неисправность	Угол продолжительности подачи форсунки	Угол задержки воспламенения	Угол начала подачи форсунки	Угол начала видимого сгорания	Максимальное давление сгорания	Давление в цилиндре в момент, соотв-щий 40° угла поворота колен. вала после ВМТ	Остаточное давление в трубопроводах
Поломка пружины форсунки
Протечка
Подтекание иглы форсунки
Загрязнения отверстий распылителя
Увеличения отверстий распылителя

Примечание: –увеличение параметра, – уменьшение.