BADANIA I DIAGNOSTYKA POJAZDÓW. Badanie pomp z benzynowych układów zasilania

Transkrypt

1 Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn Instrukcja do zajęć laboratoryjnych z przedmiotu: BADANIA I DIAGNOSTYKA POJAZDÓW Ćwiczenie nr: BiDP-10 Badanie pomp z benzynowych układów zasilania Kod przedmiotu: MHBM2S23002, MHBM2N23002 Instrukcję opracował: dr inż. Jarosław Czaban mgr inż. Adam Kamiński Białystok 2016

2 CEL ĆWICZENIA Celem ćwiczenia jest: zapoznanie się z budową i zasadą działania pomp paliwowych układów zasilania silników ZI oraz określenie charakterystyk pompy paliwowej. SPIS TREŚCI 1. WPROWADZENIE METODYKA POMIARÓW Sprawdzenie wiedzy ogólnej Zapoznanie się z budową stanowiska Przebieg pomiarów WYMAGANIA BHP SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA PYTANIA KONTROLNE LITERATURA... 8 PROTOKÓŁ POMIAROWY... 8 Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 2

3 1. WPROWADZENIE Zadaniem układu zasilania silników o zapłonie iskrowym jest dostarczenie odpowiedniej ilości paliwa, pod określonym ciśnieniem, potrzebnej do wytworzenia mieszanki paliwowo powietrznej do zasilenia silnika przy określonym obciąŝeniu. Rys.1. Części układu zasilania paliwem silników o zapłonie iskrowym ( Paliwo za pomocą pompy paliwowej trafia ze zbiornika, w którym jest przechowywane do kolejnej części układu zasilania. W starszych rozwiązaniach do gaźnika, zaś w nowszych do listwy wtryskowej i wtryskiwaczy. W układzie za pompą paliwową znajduje się filtr paliwa mający za zadanie oczyścić paliwo z ewentualnych zanieczyszczeń. Paliwo musi być dostarczone do wtryskiwaczy pod odpowiednim ciśnieniem, które utrzymywane jest przy uŝyciu regulatora ciśnienia. Układ paliwowy dostarcza większą ilość paliwa niŝ jest potrzebna, aby zapewnić odpowiednią jego ilość, w kaŝdym z moŝliwych obciąŝeń silnika. Pompa paliwowa ma za zadanie tłoczenie paliwa pod określonym ciśnieniem i w odpowiedniej ilości ze zbiornika do kolektora dolotowego lub zespołu wtryskowego. Obecnie powszechnie stosowane są elektryczne pompy paliwowe. Rys.2. Schemat elektrycznej pompy paliwa, (Kazimierczak (2010)) Pompy montowane są na przewodach paliwowych (Rys.3.a) lub w zbiorniku (Rys.3.b). Zaletą umieszczania pomp w zbiorniku jest wyciszenie hałasu jaki generuje pompa. Wymiana pompy umieszczonej na przewodach jest łatwiejsza niŝ wymiana pompy montowanej w zbiorniku. Lecz pompa montowana na przewodach jest bardziej naraŝona na korozje, a przede wszystkim jej styki elektryczne. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 3

4 Rys.3. Sposób umieszczenia pompy paliwowej, (Zając,2010) W nowoczesnych rozwiązaniach w zbiorniku montuje się pompę paliwa wraz z filtrem paliwa, czujnikiem poziomu paliwa oraz regulatorem paliwa takie połączenie nosi nazwę modułu paliwowego przedstawionego na rysunku poniŝej. Rys.4. Moduł paliwowy, ( Zastosowany w zbiorniku moŝe być równieŝ ejektor (Rys.5), którego zadaniem jest przepompowanie paliwa z komory do komory, co umoŝliwia przetłaczanie paliwa z niŝej połoŝonych komór w zbiorniku wielokomorowym. Zastosowanie ejektora pozwala na wykonanie zbiornika o róŝnych kształtach w zaleŝności od przestrzeni jaka jest do wykorzystania w aucie. Rys.5. Ejektor, (Kazimierczak, 2010) Elektryczne pompy paliwowe w zaleŝności od zasady działania moŝna podzielić na: - wyporowe; - przepływowe. Spośród pomp wyporowych moŝemy wyróŝnić następujące typy: częściej stosowane pompy rolkowokomorowe (Rys.5.a) i zębate (Rys.5.b) oraz rzadziej stosowane pompy łopatkowe. W pompie wyporowej paliwo zasysane i podawane jest do zamkniętej zmniejszającej się komory, gdzie ulega spręŝeniu i przepływa na stronę tłoczną. Na obwodzie tarczy są wycięcia, w których znajdują się rolki (Rys.5.a), dociskane są one do bieŝni siłą odśrodkową. Pompy te wywołują hałas wynikający z pulsacyjnego charakteru pracy. Nie posiadają systemu odprowadzania pęcherzyków tworzących się w paliwie. Pompy wyporowe wytwarzają wysokie ciśnienie w układnie paliwowym powyŝej 0,4MPa. Rys.5. Wyporowe pompy paliwowe, (Zając, 2010): a-pompa rolkowo-komorowa; b- pompa zębata, A-otwór wlotowy, B- otwór wylotowy; 1- tarczka Ŝłobkowana mimośrodowa, 2- rolki, 3- wirnik wewnętrzny, 4- wirnik zewnętrzny mimośrodowy Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 4

5 W pompach przepływowych (Rys.6) elementem roboczym jest wirnik z łopatkami rozmieszczonymi na obwodzie. Łopatki na obwodzie zewnętrznym wirników przetłaczają paliwo z kanału wlotowego do kanału wylotowego. Ciśnienie jest wytwarzane pod wpływem stałej wymiany energii między łopatkami i paliwem. Pompy te są ciche ze względu na fakt, iŝ nie występuje tu zjawisko pulsacji, wytwarzanie ciśnienia odbywa się w sposób ciągły. Tworzące się pęcherze w benzynie eliminowane są w otworach odpowietrzających. Ciśnienie maksymalne wytwarzane przez ten rodzaj pomp to 0,4MPa. Rys.6. Przepływowe pompy paliwowe, (Zając, 2010 ): A-odpływ paliwa, B- dopływ paliwa; pompa obwodowa-wirnikowa, b- pompa boczno-wirnikowa Dwustopniowe pompy paliwowe W układach paliwowych, gdy wymagana jest wysoka wartość ciśnienia stosowane są dwustopniowe elektryczne pompy paliwowe. MoŜemy spotkać pompy, w których pompa przepływowa podaje pozbawiony pęcherzy strumień paliwa do pompy wyporowej, której to zadaniem jest uzyskać odpowiednie ciśnienie paliwa. Spotykane tez są pompy przepływowe dwustopniowe, gdzie w tarczy pompy znajdują się dwa rodzaje wirników: boczny (stopień I) i obwodowy (stopień II). W korpusie są wykonane kanały poprzez, które paliwo wędruje ze stopnia pierwszego do drugiego stopnia, gdzie następuje spręŝanie paliwa do wymaganego ciśnienia. 2. METODYKA POMIARÓW Zajęcia laboratoryjne powinny przebiegać zgodnie z podaną niŝej kolejnością. Zmiana kolejności wykonywania poszczególnych zadań moŝliwa jest tylko po ustaleniu tego z prowadzącym zajęcia. 2.1 Sprawdzenie wiedzy ogólnej Warunkiem przystąpienia do zajęć jest wykazanie się wiedzą teoretyczną z zakresu tematu zajęć laboratoryjnych. Sprawdzenie wiadomości z zakresu tematu wykonywanego ćwiczenia odbędzie się na podstawie zaliczenia pisemnego po zakończeniu bloku tematycznego. 2.2 Zapoznanie się z budową stanowiska Schemat urządzenia diagnostycznego do badania pomp paliwowych. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 5

6 Rys.7. Schemat blokowy urządzenia diagnostycznego: Pompa paliwa, 2- Przepływomierz, 3- Przetwornik ciśnienia, 4- Manometr, 5- Zawór dławiący, UZ- Urządzenie zasilające, UR- Urządzenie rejestrujące. Budowa stanowiska została przedstawiona na rysunku 9. Rys.8. Widok stanowiska Rys. 9. Stanowisko: przepływomierz paliwa, 2- przetwornik ciśnienia, 3- manometr zegarowy, 4- mocowanie zewnętrznej pompy paliwowej, 5- zawór dławiący, 6- zbiornik, 7- urządzenie zasilające, 8- panel sterujący. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 6

7 Rys.10. Panel sterujący Na wyświetlaczu wyświetlają się mierzone wartości poprzedzone odpowiednia literą. Litera Q odnosi się do wydatku pompy który wyraŝony jest w litrach na godzinę [ l/h ], litera P odnosi się do ciśnienia panującego w układzie wyraŝonego w jednostce ciśnienia [ bar]. Oznaczenie Vz oznacza napięcie zasilania na wyjściu z zasilacza wyraŝone w Voltach, Vp jest to spadek napięcia powodujący pompa paliwa. Panel sterujący wyposaŝony jest w cztery przyciski, pierwszy od prawej przycisk w kolorze niebieskim odpowiedzialny jest za reset mierzonych wartości, naleŝy go uŝywać po kaŝdej zmianie nastawień w układzie, zapewnia to dokładniejsze (od momentu wciśnięcia przycisku) przetwarzanie sygnałów przez urządzenie, a tym samym szybszą zmianę wyświetlanej wartości. Kolejne przyciski drugi i trzeci odpowiadają za zmniejszenie (przycisk w kolorze czarnym) i zwiększenie (przycisk w kolorze czerwonym) napięcia na zaciskach pompy, czwarty przycisk w kolorze zielonym odpowiada za włączanie i wyłączanie zasilania pompy paliwa. Rys.11. Przyciski sterujące Zaciski tablicowe umoŝliwiają wygodne i szybkie podłączanie zasilania pompy paliowej, pod zacisk o kolorze czerwonym podłączamy plus, a pod zacisk czarny podłączamy minus, tak jak to oznaczają informacje zawarte na panelu. Rys.12. Zaciski do podłączenia zasilania pompy 2.3 Przebieg pomiarów W celu wyznaczenia charakterystyki wydatku od ciśnienia przy róŝnym napięciu pompy paliwowej naleŝy przeprowadzić pomiary wg protokołu pomiarowego. Nastawę ciśnienia naleŝy zadawać poprzez regulację zaworem dławiącym przepływ paliwa, wartość napięcia odpowiednimi przyciskami na panelu sterującym. Ciśnienie, wydatek oraz napięcia naleŝy odczytać z wyświetlacza i wstawić wartości w odpowiednie miejsce w protokole. 3. WYMAGANIA BHP Podczas pracy na stanowisku naleŝy stosować się do zasad BHP obowiązujących w Laboratorium Pojazdów Samochodowych.. Nie naleŝy przystępować do pracy na stanowisku bez zgody osoby prowadzącej. NaleŜy niezwłocznie poinformować prowadzącego ćwiczenie o dostrzeŝonym nieprawidłowym funkcjonowaniu stanowiska i zaistniałych zdarzeniach zagraŝających bezpieczeństwu pracy. 4. SPRAWOZDANIE Z ĆWICZENIA Sprawozdanie powinno zawierać: Stronę tytułową; Protokół z pomiarami; Charakterystyki pompy paliwowej, Wnioski końcowe. Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 7

8 5. PYTANIA KONTROLNE 1. Budowa i działanie wyporowych pomp paliwowych 2. Budowa i działanie elektrycznej pompy paliwowej 3. Narysować charakterystykę elektrycznej pompy paliwowej 4. Narysować i opisać zasadę działania układu zasilania paliwem silników o zapłonie iskrowym 5. Budowa i działanie stanowiska pomiarowego 6. LITERATURA 1. Zając P. (2010), Silniki pojazdów samochodowych 2, Warszawa; 2. Kazimierczak A. (2010), Silniki pojazdów spalinowych. Podręcznik do nauki zawodu. Technik pojazdów samochodowych., Warszawa ; 3. _benzyny.pdf 4. Kamiński A.(2012), Projekt urządzenia diagnostycznego pomp paliwowych silników ZI : praca magisterska, Politechnika Białostocka, Wydział Mechaniczny; 5. Orzełowski S. (1995): Eksperymentalne badania samochodów i ich zespołów. WNT. Warszawa 1995, 6. Kierdorf B. (1989), Diagnostyka silników o zapłonie iskrowym, Warszawa; 7. Trzeciak K. (2010), Diagnostyka samochodów osobowych, Warszawa; PROTOKÓŁ POMIAROWY Instrukcja do zajęć laboratoryjnych 8

9 Białystok, dn Wydział Mechaniczny Politechniki Białostockiej Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn specjalność: pojazdy samochodowe PROTOKÓŁ POMIAROWY Ćwiczenie nr: Badania pomp paliwowych układów zasilania silników ZI U [V] U [V] U [V] Lp. P [bar] Q [l/h] P [bar] Q [l/h] P [bar] Q [l/h] data wykonania ćwiczenia podpis prowadzącego