I. NIEDOMAGANIA UKŁADU ZASILANIA SILNIKA z ZS

Transkrypt

1 WSTP Analiza danych uzyskanych podczas eksploatacji pojazdów dowodzi, e w % przypadków przyczyn niewłaciwego funkcjonowania silników wysokoprnych s niesprawnoci układu zasilania. W zwizku z tym ocena stanu technicznego elementów tego układu jest bardzo wan składow programu diagnostycznych bada silnika wysokoprnego. Do oceny poprawnoci funkcjonowania układu zasilania silników wysokoprnych s wykorzystywane informacje uzyskane podczas obserwacji pracy silnika oraz wyniki pomiarów poszczególnych parametrów. Ogldziny zewntrzne elementów układu zasilania umoliwiaj na ogół wykrycie wszelkiego rodzaju nieszczelnoci wystpujcych na złczach lub na skutek przetarcia (pknicia) przewodów paliwowych. Szczelno układu zasilania silników wysokoprnych ma bardzo istotne znaczenie, poniewa zassane przez nieszczelnoci powietrze moe utrudni dopływ paliwa do sekcji tłoczcych zespołu wtryskowego i zakłóci prac silnika. I. NIEDOMAGANIA UKŁADU ZASILANIA SILNIKA z ZS Szczelno elementów układu mona sprawdzi, tłoczc paliwo za pomoc rcznej pompy zasilajcej i poszukujc miejsc wycieku lub obserwujc układ zasilania podczas pracy silnika na biegu jałowym. Podczas ogólnych bada stanu technicznego silnika s wykonywane sprawdzenia, których celem jest ocena poprawnoci funkcjonowania silnika. Do tej grupy sprawdze nale: kontrola łatwoci uruchomienia silnika, pomiar mocy silnika, pomiar zuycia paliwa, kontrola równomiernoci pracy silnika, ocena hałaliwoci pracy,

2 ocena zadymienia spalin. STRUKTURALNY SCHEMAT DIAGNOSTYCZNY UKŁADU ZASILANIA SILNIKÓW WYSOKOPRNYCH. ukladzasilania silnika wysokopreznego zbiornik paliwa filtry paliwa zasilajaca pompapaliwa filtry powietrza pompa wtryskowa wtryskiwacze s k or od ow an ie z a nie cz y s z cz en ie s z cz el no s c p ol acz en s z cz e l n os c p ol acz en z aniecz y s z cz e nie w k l a dow s z cz el no s c po l acz en z u z y cie s k o jar z en t l ocz e k - cy l inde r k r z y w k a- r o l k a pek nie cie w gniecen ie z an iecz y s z cz enie w k l a do w z uz y cie :t l ocz k ow cy l in der k o w z aw o r k ow u k l adu s t er ow ania z uz y cie :ig l icy r oz py l acz a,z miana s pr ez y s t os cis p r e- z y ny,z a k ok s ow a nie cy l inde r k ow wycieki paliwa opory przeplywu cisnienie halas,drgania kat wyprzedzenia wtrysku,wartosc dawki paliwa,charakterystyka przebiegu wtrysku,stopien rozrzutu dawkowania,katy rozrzutu dawkowania przebieg zmian cisnienia w przewodach wysokiego cisnienia jakosc rozpylenia paliwa cisnienie wtrysku,wycieki paliwa rozruchsilnika,zuzyciepaliwa,moc silnika,stancieplny silnika,wahaniapredkosci obrotowej,halasliwa praca,dymienie silnika 2

3 1. Łatwo uruchomienia silnika jest uzaleniona od takich czynników jak: stopie zuycia elementów układów tłokowo-korbowego i rozrzdu, stan techniczny układu rozruchowego, temperatura otoczenia (w niskich moe nastpi nadmierne zgstnienie paliwa lub zamarzanie wody znajdujcej si w paliwie) stan techniczny układu zasilania. 2. Utrudnione uruchomienie silnika moe by spowodowane: zapowietrzeniem układu zasilania na skutek nieszczelnoci połcze, niedostatecznym dopływem paliwa do pompy wtryskowej (niesprawno pompy zasilajcej, zanieczyszczenie filtrów paliwa itp.), zuyciem elementów pompy wtryskowej, niewłaciwym działaniem wtryskiwaczy (zawieszanie si iglicy, pknicie spryny, zuycie rozpylacza itp.), niewłaciwym ktem wyprzedzenia wtrysku. Moc silnika jest diagnostycznym parametrem, którego warto zaley od stanu technicznego wszystkich układów i mechanizmów silnika. 3. Zmniejszenie mocy silnika moe by midzy innymi spowodowane: podawaniem niedostatecznej iloci paliwa na skutek zanieczyszczenia filtrów paliwa lub zbyt mał wydajnoci pompy zasilajcej, zuyciem elementów pompy wtryskowej, niewłaciw regulacj pompy wtryskowej, niewłaciwym działaniem wtryskiwaczy. 4. Zuycie paliwa jest ogólnym parametrem diagnostycznym, którego wartoci zale od wielu czynników. Przyczynami nadmiernego zuycia paliwa przez silnik, midzy innymi mog by: zuycie elementów pompy wtryskowej i wtryskiwaczy, niewłaciwa regulacja pompy wtryskowej (zbyt dua dawka paliwa) i wtryskiwaczy (nierozpylenie paliwa), niewłaciwy kt wyprzedzenia wtrysku. 3

4 5. Nierównomierna praca silnika jest najczciej spowodowana: niewłaciwym działaniem pompy zasilajcej (zanieczyszczenia zaworków, zakleszczenie tłoczka itp.), zuyciem elementów pompy wtryskowej, zuyciem elementów napdu pompy wtryskowej, niesprawnoci regulatorów, uszkodzeniem przewodów wysokiego cinienia, niesprawnoci wtryskiwaczy. O stanie technicznym silnika wysokoprnego mona równie wnioskowa na podstawie barwy spalin. Mlecznobiałe zabarwienie spalin moe by spowodowane stosowaniem paliwa o zbyt małej liczbie cetanowej, niewłaciwym stanem technicznym pompy wtryskowej lub wtryskiwaczy oraz zbyt nisk temperatur silnika. Przyczyn takiej barwy spalin moe by równie przenikanie do komory spalania wody z układu chłodzenia. 6. Stalowo-błkitna barwa spalin moe by skutkiem: przedostawania si do komory spalania nadmiernej iloci oleju, spowodowanego zuyciem elementów mechanizmów tłokowego i rozrzdu lub za wysokiego poziomu oleju w misce olejowej, przechłodzenia silnika, złego rozpylenia paliwa wywołanego niesprawnociami wtryskiwaczy. 7. Czarno-brunatne zabarwienie spalin wskazuje na to, e w spalinach znajduj si czstki sadzy, które s produktami niezupełnego spalania paliwa. Spaliny s nieprzejrzyste. Przyczynami czarno-brunatnego zabarwienia spalin s: za mały kt wyprzedzenia wtrysku (wadliwa regulacja kta, zuycie elementów napdu pompy wtryskowej). za dua dawka paliwa dostarczanego przez pomp wtryskow (niewłaciwa regulacja sekcji tłoczcych), niewłaciwe rozpylenie paliwa przez wtryskiwacz (za niskie cinienie wtrysku, zapowietrzenie lub pknicie przewodów wysokiego cinienia, zuycie kanalików wylotowych rozpylacza, nieszczelno rozpylacza) 4

5 niewłaciwe luzy zaworów lub ustawienie faz mechanizmu rozrzdu, powodujce zmniejszenie napełnienia cylindrów powietrzem, zanieczyszczenie filtrów powietrza, wywołujce wzrost oporów przepływu i niedostateczne napełnienie cylindrów, przecienie silnika, stosowanie paliwa o zbyt małej liczbie cetanowej. Metody te mona podzieli na dwie grupy: a) metody umoliwiajce ocen stopnia zadymienia spalin na podstawie zmniejszenia ich przezroczystoci (pomiary bezporednie). Słu do tego dymomierze firmy: Schweitzer Brown, Volvo, Hartridge. b) metody pomiaru stopnia zadymienia spalin polegajce na okrelaniu zawartoci czstek sadzy w spalinach (pomiary porednie). Stosowane s przy tym dymomierze firm: Saurer, Bosch, von Brand, JaMZ, PAL-NC112 itp. 8. Ocena stanu technicznego silnika na podstawie wyników pomiaru stopnia zadymienia spalin polega na porównaniu ich z wartociami dopuszczalnymi. Jednake dla wikszoci typów silników wartoci te nie s ustalone. Na ogół producenci dymomierzy podaj orientacyjne wartoci dopuszczalne stopnia zadymienia spalin. Na przykład wg Boscha s one podane w zalenoci od mocy silnika Moc silnika [kw] Granica dymienia [%] Wszystkie omówione dotychczas parametry s ogólnymi diagnostycznymi parametrami stanu technicznego silnika. 5

6 9. Właciwe działanie układu zasilania w duym stopniu zaley od poprawnego funkcjonowania pompy zasilajcej. W procesie eksploatacji, na skutek zuycia czci i utraty szczelnoci, nastpuje zmniejszenie wydajnoci pompy zasilajcej. Jednoczenie w wyniku zanieczyszczenia si wkładów filtrujcych, a zwłaszcza filtrów dokładnego oczyszczania oraz przewodów paliwowych, wzrastaj opory przepływu. Jest to przyczyn spadku cinienia tłoczenia pompy. Rys. 2 SCHEMAT SPRAWDZENIA WSKANIKÓW STANU TECHNICZNEGO UKŁADU NISKIEGO CINIENIA. 600Mm Rys. 2 1 pompa zasilajca, 2 filtr dokładnego oczyszczania, 3 pompa wtryskowa, 4 zawór przelewowy, 5 ruba do odpowietrzania, 6, 14 przewody kontrolne, 7, 10 naczynia pomiarowe, 8, 9 manometr, 11 paliwowy przewód zasilajcy, 12 paliwowy przewód tłoczenia, 13 przewód paliwowy odprowadzajcy nadmiar paliwa. 6

7 10. Właciwe funkcjonowanie silnika wysokoprnego w znacznym stopniu zaley od jakoci rozpylenia dawki paliwa, to znaczy od prawidłowej pracy wtryskiwaczy. Stan techniczny wtryskiwaczy mona okreli na podstawie: - obserwacji ich pracy, - pomiaru cinienia wtrysku, - próby ich szczelnoci, - kontroli jakoci i kta rozpylenia strugi paliwa. Do pomiaru cinienia wtrysku bez wymontowania wtryskiwaczy z silnika słuy przyrzd Iniectester firmy Dunedin, włczany midzy sekcj tłoczc pompy wtryskowej i badany wtryskiwacz. Rys. 3 PRZYRZD INIECTESTER FIRMY DUNEDIN Do najczstszych przyczyn nieprawidłowej pracy wtryskiwaczy nale niesprawnoci rozpylaczy: Podczas eksploatacji, w wyniku procesów tarciowych, cieplnych i hydrodynamicznych, nastpuje stopniowe zmniejszenie szczelnoci rozpylaczy. Nieszczelno czci prowadzcej iglicy rozpylacza powoduje zwikszenie strat szczelinowych. Na skutek tego zmniejsza si dawka wtryskiwanego paliwa. Efektywno pracy silnika wysokoprnego zaley od doprowadzenia do wtryskiwacza w okrelonym czasie i pod odpowiednim cinieniem dokładnie odmierzonych dawek paliwa. Wynikajce std zadania wypełnia pompa wtryskowa. 12. Stan techniczny pompy wtryskowej ocenia si na podstawie: ogldzin zewntrznych, 7

8 kontroli szczelnoci sekcji tłoczcych i zaworków odcinajcych, sprawdzenia kta wyprzedzenia wtrysku (chwili pocztku wtrysku), pomiaru wydatku sekcji tłoczcych, sprawdzenia działania regulatora prdkoci obrotowej, kontroli stanu zespołów pomocniczych (przestawiacza pocztku wtrysku, regulatora kta wyprzedzenia wtrysku itp.). Stosowane metody oceny stanu technicznego pompy wtryskowej umoliwiaj wykonanie tych sprawdze czciowo bezporednio na pojedzie. Rys. 4 SCHEMAT PODŁCZENIA PRÓBNIKA CINIENIA SZCZYTOWEGO DO KONTROLI CINIENIA TŁOCZENIA. (bez zdejmowania pompy wtryskowej z kadłuba silnika; wtryskiwacz pozostaje nadal przyłczony do koca przewodu wysokiego cinienia) 13. Kt wyprzedzenia wtrysku mona mierzy rónymi metodami. Jedna z nich polega na natryskiwaniu paliwa na wieniec koła zamachowego. Ta metoda okrelania kta wyprzedzenia wtrysku moe by zastosowana w tych silnikach, które maj łatwo dostpne koło zamachowe o duej rednicy. Rys. 5 SCHEMAT KONTROLI CHWILI WTRYSKU METOD NATRYSKU NA WIENIEC KOŁA ZAMACHOWEGO. 8

9 Rys koło zamachowe, 2. wskanik, 3. pompa wtryskowa, 4. wtryskiwacz. Inn konstrukcj przyrzdu do pomiaru kta wyprzedzenia wtrysku i prdkoci obrotowej pokazuje (rys. 4). Jest to przyrzd Monoflach Dieseltester austriackiej firmy AVL. Rys. 6 SCHEMAT PRZYRZDU DO POMIARU KTA WYPRZEDZENIA WTRYSKU BEZPOREDNIO NA SILNIKU. Rys blok prdowo pomiarowy, 2. piezokwarcowy czujnik cinienia, 3. lampa stroboskopowa. 9

10 Pomiar wartoci dawek paliwa, odmierzanych przez poszczególne sekcje tłoczce pompy wtryskowej, mona wykona bez jej wymontowywania z silnika. W tym celu przy okrelonej prdkoci obrotowej wału korbowego i w okrelonym przedziale czasu naley zmierzy ilo paliwa wypływajc z wykrconego wtryskiwacza do naczynia pomiarowego. II. ZAPOBIEGANIE NIEDOMAGANIOM UKŁADU ZASILANIA SILNIKA WYSOKOPRNEGO. Zasadnicze czynnoci wchodzce w zakres obsługi technicznej układu zasilania silników wysokoprnych mona okreli nastpujco: zapewnienie bezwzgldnej czystoci paliwa. Paliwo naley nalewa do zbiorników dopiero po odstaniu i przez filtr, wkłady filtrujce naley przemywa w benzynie lub nafcie, a nastpnie przedmuchiwa spronym powietrzem (nie uywa do czyszczenia wkładów szczotek drucianych), zbiornik paliwa powinien by zawsze napełniony przynajmniej do połowy (przy pobieraniu paliwa ze zbiornika oprónionego ju w 2 / 3 do układu zasilania zaczynaj przenika zanieczyszczenia osadzajce si na dnie zbiornika), zwraca uwag na moliwe przecieki paliwa (szczelno) we wszystkich połczeniach układu zasilania. Nie naley wygina zbyt silnie przewodów paliwa, zwłaszcza wysokiego cinienia. Uszczelki złcz powinny by prawidłowo załoone. Nie naley stosowa uszczelek zuytych, lecz mie zawsze odpowiedni zapas nowych, w okrelonym czasie (co godzin pracy) wymieni olej w kadłubie pompy wtryskowej i regulatorze. Okresowo sprawdza poziom oleju w tych podzespołach i w razie potrzeby uzupełnia ubytek oleju, okresowo (dla nowych wtryskiwaczy nie rzadziej ni co godzin pracy) sprawdza regularno pracy wtryskiwaczy (pompo wtryskiwaczy), w razie potrzeby przeprowadzi regulacj lub wymian, 10

11 okresowo sprawdza urzdzenie wtryskowe na wytwarzane przez nie najwiksze cinienie, okresowo sprawdza wielko skoku zbatki sterujcej pompy (pompo wtryskiwaczy) i prac regulatora, zwraca uwag na zabarwienie gazów spalinowych (dymienie). WNIOSKI: Najbardziej skomplikowanymi i jednoczenie precyzyjnymi elementami układu zasilania silnika wysokoprnego s pompa wtryskowa i wtryskiwacze. Pompa wtryskowa i wtryskiwacz pracuj przy bardzo wysokich cinieniach, dlatego te dokładno ich wykonania jest bardzo wysoka. Aby zapobiec przedwczesnemu zuyciu tak dokładnie wykonanych czci, olej napdowy dostarczany do pompy wtryskowej powinien by bezwzgldnie czysty, bez jakichkolwiek zanieczyszcze mechanicznych. Z uwagi na potrzeb ochrony rodowiska atmosferycznego przed toksycznymi wglowodorami zaadsorbowanymi przez sadz wprowadzono przepisami dopuszczaln granic stopnia zadymienia spalin. W zwizku z tym, obok wizualnej oceny spalin silnika wysokoprnego, naley dokonywa pomiaru zadymienia w celu skontrolowania wielkoci emisji sadzy. Obecnie w najnowszych rozwizaniach układów zasilania silników wysokoprnych dc do mniejszej emisji spalin oraz jeszcze lepszego spalania mieszanki stosuje si system wtryskowy COMMON RAIL. 11