Устройството на стенда за диагностика на горивни помпи с високо налягане
Стенд за диагностика на горивни помпи високо налягане (ТНВД). устройство
Във връзка с нарастващите изисквания за намаляване на разхода на гориво, токсичността на отработените газове и увеличаване на ефективната мощност на дизелов двигател, нараства необходимостта от по-точна диагностика и настройка на горивните помпи за високо налягане. За възпроизвеждане на условията на работа на горивното оборудване на дизелов двигател се използва специализирана стойка за горивна помпа с високо налягане. Тъй като конструкциите на горивните помпи за високо налягане имат както общи решения, така и значителни разлики, особено по отношение на електронното управление, за потребителя е важно да намери оптималния баланс между функционалната производителност на стойката, необходима за регулиране на горивната помпа за високо налягане, и паричните разходи за закупуване на необходимото оборудване с подходящо качество.
Фигура 1. показва обобщена функционална схема на стойката за регулиране на инжекционната помпа. Основната роля заема системата за управление и наблюдение, която включва целия набор от инструменти, които показват контролирани параметри от манометри до компютърни монитори, както и управлението на стойката, включително отделни бутони, контролни панели и компютър.
На съвременни стендове са монтирани асинхронни електродвигатели, които възпроизвеждат въртеливото движение от дизелов двигател, което се предава на вала на горивната помпа с високо налягане чрез задвижващ съединител. Електрическият двигател се управлява от честотен преобразувател, чиито параметри са програмирани по определен начин, така че характеристиките на ускорение и спиране да съответстват на монтираната горивна помпа за високо налягане, както и на условията на работа на стенда. защото диагностиката на инжекционната помпа се извършва при постоянни обороти на вала на инжекционната помпа, тогава трябва да се наблюдава стабилността на честотата на въртене, осигурена от инерцията на маховика, монтиран на вала на стойката и автоматичната система за поддържане на честотата на въртене. Системауправлението получава сигнали от сензора за скорост на вала или енкодера и генерира сигнал за обратна връзка на честотната стойност, предавана към честотния преобразувател, който от своя страна задава режима на работа на електродвигателя.
Основният параметър на характеристиките на стойката е мощността на електродвигателя. Изборът на стендово задвижване по отношение на мощността се прави от очевидни модели: колкото по-голяма е производителността на горивната помпа за високо налягане, толкова по-голям е съпротивителният момент на въртене, толкова по-голяма трябва да бъде мощността на задвижването. С нарастващите изисквания за токсичност на отработените газове (ЕВРО-3, ЕВРО-4 и др.), съвременните горивни помпи за високо налягане Common Rail увеличават налягането на впръскване, което увеличава съпротивителния момент на въртене. В момента се смята, че задвижване с мощност от 15 kW осигурява работоспособността на горивни помпи за високо налягане от местно и чуждестранно производство, работещи на камиони и автомобили. Опитът показва, че в някои случаи посочената мощност е достатъчна за горивни помпи с високо налягане на дизелови двигатели, монтирани на дизелови локомотиви и минни самосвали. За гарантирана работа на инжекционната помпа на стенда е необходимо задвижване от 18 или 22 kW.
За монтиране на инжекционната помпа на стойка са необходими съединител и монтажни скоби. По правило производителите на стойки произвеждат комплекти за монтаж на скоби за известни местни и чуждестранни производители на инжекционни помпи. Високомощните инжекционни помпи за мощни дизелови двигатели, монтирани на специално оборудване, дизелови локомотиви и др. изискват стойки с висока мощност, специален дизайн на стойката и монтажни скоби за поставяне на големи инжекционни помпи. Обикновено тези стойки се правят по поръчка. Помпи-инжекторите могат да се проверяват и на стендове за настройка на горивни помпи за високо налягане, за които е необходимо наличието на съответни съединители и адаптери за задвижване от вала на стенда и електронно управление.устройства.
Основният параметър на инжекционната помпа, който трябва да се контролира независимо от конструкцията на помпата, е нейната работа при различни скорости на вала за определени позиции на органите за управление (позиция на релсата на горивната помпа, настройки на регулатора, електронно управление на инжекторите и т.н.) и работни условия на горивното оборудване (например налягане на горивото пред инжекционната помпа), референтни параметри на горивото (температура или вискозитет). Параметрите за настройка са зададени в плановете за изпитване на инжекционната помпа от производителя. При горивната апаратура с електронно управление параметрите се задават чрез специализирани електронни устройства, имитиращи стандартни дизелови контролери.
Циркулацията на горивото в стенда се извършва в затворена верига и варира в зависимост от конструкцията на горивното оборудване. От резервоара за гориво бустерната помпа доставя гориво към горивната помпа за високо налягане. Освен това, ако дизайнът на горивното оборудване включва батерия ("Common Rail"), тогава горивото се натрупва там. В акумулатора се поддържа определено налягане, излишъкът се обезвъздушава обратно в резервоара за гориво. След това се извършва процесът на инжектиране на инжектора. Излишното гориво тече през връщащата линия към резервоара за гориво. Количеството впръскано гориво и, ако е необходимо, излишното гориво за цикъл се определя в измервателната система.
Тъй като характеристиката на впръскване зависи от хидродинамичните параметри на всички елементи на пътя на впръскване на горивното оборудване и параметрите на горивото. След това, от една страна, се налагат определени изисквания към горивото, а от друга страна, за да се гарантира идентичността на характеристиките на впръскване на горивото на дизеловите цилиндри, на всички пътища на впръскване се монтират елементи, специално подбрани според техните характеристики.хидродинамични параметри (настолни дюзи, тръби за високо налягане и др.). Дизеловото гориво и неговите пари са токсични, поради което като еталонно гориво се използват специални течности за калибриране на оборудване за дизелово гориво (стандарт DIN ISO 4113). Регулаторните параметри на параметрите за управление на горивното оборудване, включително производителността на инжекционната помпа, съответстват на определен тип еталонно гориво, при дадена температура, параметрите на тръбите за високо налягане и дюзите на стенда или габаритните дюзи. Налагат се повишени изисквания към чистотата на горивото; за почистване са монтирани филтри (не са показани на диаграмата). За тестови стендове на известни западни компании се предвижда процедура за подмяна на отработеното гориво след диагностика на определен брой помпи.
Всички съвременни щандове имат автоматична система за термична стабилизация, състояща се от нагревателни и охлаждащи елементи - обикновено радиатор, обдухван от въздух. Температурата на горивото обикновено е в границите 30-40 °C и се поддържа с точност ±2 °C. При диагностициране на горивна помпа с високо налягане с нисък капацитет и ниска начална температура на горивото се получава продължително нагряване, но стабилно поддържане на определения температурен диапазон. За инжекционна помпа с голям капацитет се получава бързо нагряване поради изпомпване на голям обем гориво и силно компресиране в елементите на самото горивно оборудване. За условията на работа на стенда с непрекъснат цикъл на диагностика на горивни помпи с високо налягане или помпи с повишено налягане на горивото се използва по-ефективно течно (вода, антифриз) и фреоново охлаждане. Системата за управление на стойката следи нивото на температурата на горивото чрез сензори и, ако е необходимо, включва и изключва отоплението или охлаждането.
Определяне характеристиките на автоматичния изпреварващ съединителвпръскване (зависимост на ъгъла на въртене на половините на съединителя от скоростта) за горивни помпи от местно производство се извършва с помощта на стробоскоп.
За горивни помпи за високо налягане, оборудвани с хидропневматичен или пневматичен коректор за подаване на гориво (горивна помпа за високо налягане, произведена от YAZTA серия 60, 80, 90), са необходими системи за подаване на масло и въздух. Вакуумните регулатори изискват вакуумни помпи. По правило налягането на тези системи се контролира от манометри.
Ъглите на променливо подаване на гориво от секциите на инжекционната помпа се определят или от пиезоелектрични сензори, монтирани в инжекционните блокове и реагиращи на ударната вълна от инжектираната струя, или от сензори за налягане (само за механични инжектори), монтирани в горивните тръби. В обобщената диаграма сензорите са обозначени като фазови сензори.
Измерването на циклично подаване и обратен поток се извършва с помощта на чаши с градуирана скала или с помощта на автоматични разходомери (BOSCH EPS 815, HARTRIDGE AVM2-PC), които измерват количеството гориво в секции в реално време. В същото време на монитора на компютъра се изграждат хистограми на разхода на гориво за измерените участъци.
При метода на чашата горивото се налива едновременно от всички секции в чашите за определен брой цикли и след това се отчита визуално нивото на скалата на чашата, за да се определи цикличното захранване.
И двата метода на измерване имат своите предимства и недостатъци. Автоматичният метод е по-точен - зависи от грешката на разходомера. Стойностите на захранването се въвеждат автоматично в програмата, изчислява се неравномерността на захранването по секции и се показва резултатът от сравнението със стандартните стойности. Когато наливате в чаши, можете визуално веднага да определите качествената разлика в доставката от различни секции ине извършвайте пълно пълнене според стандартите на плана за изпитване, намалявайки времето за настройка, което е важно за механичните инжекционни помпи в началото на настройката с достатъчен опит на регулатора. В същото време при този метод на измерване точността на измерване е по-ниска поради следните причини:
- контролерът на трафика е отговорен за надеждността на отчитането на стойностите от скалата на чашата;
- след източване по стените на чашите остава гориво, което внася допълнителна грешка при следващо измерване;
отделни мехурчета, образувани по време на пълнене, въпреки инсталираните пеногасители, не позволяват ясно определяне на границата на нивото на горивото в чашата.
Затова за предпочитане е долното пълнене и източване (мерна единица "Motorpal"), при което практически не се образува пяна.
Конзолите на съвременната система за контрол и наблюдение на стенда и горивното оборудване са изпълнени под формата на тахометър във връзка с микроконтролер или, в по-сложна версия, персонален компютър. Основните параметри, които се показват на конзолата:
- стойност на подаването на гориво по помпени секции;
- честота на въртене на вала на инжекционната помпа;
- налягане на горивото след нагнетателната помпа;
- температура на горивото в резервоара за гориво;
- ъгли на редуване на подаването на гориво на секциите на горивната помпа за високо налягане.
На контролера на тахометъра допълнително се присвояват функциите за термична стабилизация, стабилизиране на скоростта на въртене на задвижващия вал. По-сложните програмируеми тахометри (NTC "Technical Diagnostics and Precision Measurements" LLC) имат способността да съхраняват до 20 стойности на параметъра (скорост на въртене, стойности на цикъла на захранване, стойности на температурния диапазон на горивото).
Конзолата под формата на персонален компютър с всички горепосочени функции има допълнителни услуги:
-лесен за използване интерфейс и визуално графично показване на параметри (хистограми, манометри и др.);
- проследяване на параметри при излизане извън допустимия диапазон;
- извършване и показване на резултатите от спомагателни изчисления на параметри (неравномерност на подаването в секции, виртуални скали на чаши и др.);
- Извършване на диагностика на информационната и технологична база на тестови планове за различни горивни помпи за високо налягане;
- отпечатване на резултатите от проверката на горивна помпа за високо налягане.
За горивно оборудване с електронно управление се произвеждат различни електронни приставки, които имитират управляващи сигнали и имат свои собствени диагностични функции. В обобщената схема комплексът от електронни приставки е обозначен като електронна система за управление на подаването. Някои приставки имат интерфейс за свързване с персонални компютри за допълнителна услуга или приставката няма собствен контрол и целият външен интерфейс е направен на персонален компютър. И така, горивните помпи за високо налягане от серия 136, 179, отговарящи на изискванията на Евро-3, произведени от YAZTA, са оборудвани с електромагнитен задвижващ механизъм за задвижване на багажника и се диагностицират от електронния префикс BNS. BNS разполага с интерфейс с персонален компютър и подходящ софтуер за диагностика.
Модерното вносно горивно оборудване има по-сложен електронен контрол и съответно по-сложно диагностично оборудване. Електронното управление на захранването се извършва: чрез дозиращите елементи вътре в горивната помпа за високо налягане (регулатори, коректори и др.), В захранващите пътища след горивната помпа за високо налягане - акумулатора на системата "Common Rail", инжекторите, инжекторите и в инжекторите на агрегата. Приставките се произвеждат както от производители на горивно оборудване, така и от независими компании. Добре известната компания "Отворена система" в постсъветското пространство(Украйна) произвежда приспособления за диагностика: горивни помпи за високо налягане тип "VE", инжектори и горивни помпи за високо налягане от системата "Common Rail", редови горивни помпи за високо налягане от тип "PE", единични инжектори (UIS) и др.
За диагностика на горивна помпа за високо налягане на стенда е необходимо да се координира настройката на контролните параметри: скорост на вала, подаване на гориво, налягане на маслото и въздуха и други параметри на горивната помпа за високо налягане. Следователно, на първо място, за придобиването на диагностично оборудване трябва да се изхожда от изискванията за настройка на специфично горивно оборудване.