Усовершенствование технологических процессов диагностирования и восстановления форсунок впрыскивания бензина

дипломная работа

1.2 Анализ факторов, влияющих на стабильность работы автомобильного двигателя

Электромагнитные форсунки являются исполнительными элементами системы впрыскивания бензина, которые распределяют и дозируют топливо по цилиндрам двигателя. Форсунка представляет собой гидравлический клапан с приводом от высокоскоростного электромагнита. Клапан работает в импульсном режиме и имеет два положения - полностью открытое и полностью закрытое. Время движения клапана в процессе дозировке можно считать постоянным, так как время движения клапана из одного положения в другое гораздо меньше, чем время открытого состояния. Поэтому при заданном перепаде давления на клапане форсунки, управление цикловой подачей может регулироваться путем изменения времени открытого состояния клапана. Длительность открытого состояния клапана напрямую зависит от длительности управляющего импульса, подающегося на концы обмотки электромагнита форсунки.

В процессе эксплуатации на седлах форсунок и на концах запорных элементов появляются твердые смолистые отложения. Они - причина ухудшения эксплуатационных характеристик форсунок. Процесс образования отложений очень прост. После остановки горячего двигателя из пленки топлива, оставшегося на штифтах и внутренних поверхностях распылителя, испаряется легкая фракция. Тяжелая же остается на деталях, так как смывать их уже нечем - новая порция топлива топлива не поступает и запорные клапана форсунки закрыты. К тому же отсутствует дополнительное охлаждение топливом. Корпус форсунки дополнительно нагревается от впускного коллектора двигателя. С тяжелых фракций, которые остались, и образуются отложения. Накапливаясь, они мешают запорному конусу плотно сесть в седло, в следствии чего нарушается герметичность форсунки. Остаточное давление бензина в рейке после остановки двигателя остается. Оно постепенно проталкивает топливо через негерметичные клапана и процесс закоксовывания идёт ещё интенсивнее. Потеря герметичности ведет к усложнению пуска двигателя, из-за потери давления в рейке и возможности образования паровых пробок. Кроме того ухудшается впрыск топлива. Вместо того чтобы резко оборвать факел и отправить всю порцию во впускной канал, впрыскивание происходит плавно. Последние капли топлива не влетают во впускной тракт, а беспомощно остаются на конце распылителя.

Проходное сечение клапана - кольцевидная щель, образуемая корпусом распылителя и запорным клапаном. С появлением отложений походное сечение уменьшается. Соответственно уменьшается и количество топлива, дозируемое форсункой за каждый рабочий такт. Если система управления без обратной связи, это приведет к обеднению рабочей смеси. Последствия этого проявляются в потере мощности, появлении детонации и т.д. Если на автомобиле установлена система с обратной связью по сигналу лямбда - зонда, при небольшом отклонении компенсировать это изменение путем увеличения времени открытого состояния клапана, однако у такого увеличения есть граница, называемая границей адаптации.

Даже если средняя продуктивность комплекта форсунок снизится незначительно, но разница между отдельными форсунками будет значительной, то это приведет к нестабильной работе системы. В современных системах нет достаточно быстрой обратной связи, которая позволяет регулировать время впрыскивания для каждой форсунки отдельно. К тому же много систем применяют по - парный или одновременный впрыск, при котором несколько форсунок управляются ЕСU одним выходным ключом. Нарушается и форма факела - выходит, порция топлива поступит не в просвет впускного канала, а, например, на стенки впускного коллектора. В таком случае топливо попадет в цилиндр не в виде однородной смеси, а в виде топливной пленки. Также отложения ухудшают качество распыла, с форсунок полетят более крупные капли, которые не успевают испарится, перемешаться с воздухом и сгореть в цилиндрах.

Подведем итог - загрязнение форсунок приводит к :

нарушению герметичности;

понижению продуктивности;

ухудшению качества распыла;

значительной разбежности в производительности каждой форсунки.

Всё это приводит к нестабильной работе двигателя.

В основном это происходит из-за таких факторов как, плохое качество топлива, несвоевременное техническое обслуживание. Загрязнение топливной системы является основной проблемой в роботе двигателя.

Основными показателями есть:

повышенный расход топлива;

тяжелый пуск двигателя;

плохая приёмистость, наличие провалов и рывков при увеличении нагрузки на двигатель, недостаточная мощность развиваемая двигателем;

завышенные показатели токсичности отработавших газов (СО, СН);

неустойчивая работа двигателя на малых оборотах, в том числе и на холостом ходу;

быстрый выход из строя датчика кислорода (лямбда - зонд) и каталитического нейтрализатора.

Эти все проблемы могут быть вызваны не только загрязнением топливной системы, но и десятком других неисправностей системы зажигания и др. Поэтому перед тем как перейти к дорогостоящему процессу очистки, необходимо произвести объем работ по диагностированию, чтобы убедиться что очистка - это то, что необходимо.

Механизм появления этой проблемы очень прост - загрязнения внутри форсунки приводят не только к тому, что в камеру сгорания не попадает нужное количество топлива, которое должно было попасть (нарушается состав топливовоздушной смеси), но и к тому, что топливо недостаточно хорошо распыляется и испаряется, что приводит к нарушению равномерности топливовоздушной смеси. В сумме эти факторы приводят к увеличенному расходу топлива, потере мощности двигателя и другим негативным факторам.

Делись добром ;)