Форсунки бензиновых двигателей

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Декабря 2011 в 14:11, дипломная работа

Краткое описание

Системы впрыска топлива изобретены практически одновременно с созданием автомобильного двигателя. Еще в 1881 году, когда большинство автомобилестроителей совершенствовали карбюратор, француз по имени Этив получил патент на систему измерения массы сжатого воздуха. В1883 году немецкий инженер Штиль получил патент на метод впрыска топлива в камеру сгорания цилиндра двигателя. Примерно в то же время в Англии Эдвардом Буглером был создан двигатель, оборудованный системой впрыска топлива под давлением через впускной клапан с полым стержнем.

Содержание

Введение
1. Обзор систем впрыска бензиновых двигателей
1.1 Электронная система разделённого впрыска
1.1.1 Принцип действия
1.1.2 Блок электронного управления
1.2 Система впрыска с одной форсункой
1.3 Центральный впрыск
1.4 Многоточечный впрыск
1.5 Непрерывный впрыск
1.6 Непосредственный впрыск
1.7 Почему возникла необходимость в системах впрыска
1.8 Выводы о системах впрыска
1.9 Эксплуатация современных систем впрыска
2. Исследование работы и процесса технической эксплуатации форсунок бензиновых двигателей
2.1 Конструкция электромагнитных форсунок
2.2 Разработка новинок в области бензиновых форсунок
2.3 Описание экспериментальной установки
2.4 Результаты измерений
2.5 Обзор устройств для технического обслуживания форсунок
2.6 Рекомендации по техническому обслуживанию форсунок
3. Охрана труда и окружающей среды
3.1 Введение
3.2 Анализ вредных и опасных факторов на АТП
3.2.1 Микроклимат
3.2.2 Производственное освещение
3.3 Вредные вещества в воздухе производственных зданий
3.3.1 Промышленная пыль
3.3.2 Промышленные яды
3.4 Шум, звук и вибрации
3.5 Мероприятия по предотвращению и недопущению опасных и вредных факторов
3.5.1 Мероприятия по обеспечению допустимых метеорологических условий труда
3.5.2 Меры борьбы с пылью на производстве
3.5.3 Мероприятия по борьбе с шумом и вибрацией
3.6 Пожаробезопасность
3.6.1 Причины возникновения пожаров
3.6.2 Классификация производств по степени пожарной опасности
3.6.3 Противопожарные преграды
3.6.4 Пожарная безопасность в ремонтных отделениях
3.7 Охрана окружающей среды
3.8 Охрана воздушного бассейна
3.9 Охрана и рациональное использование водных ресурсов
3.10 Расчет количества светильников
Выводы
Список используемых источников

Вложенные файлы: 1 файл

форсунки диплом.doc

— 333.00 Кб (Скачать файл)

Качество  очистки гарантируется ультразвуковой технологией, а точность результатов  диагностики - микропроцессорным управлением  длительностью впрыска и давлением топлива в закрытом контуре.

Данная  установка позволяет полностью  имитировать работу двигателя автомобиля в различных режимах, что необходимо при полной диагностике форсунок.

Основные  функции:

Ультразвуковое  удаление отложений из форсунок

Микропроцессорная система управления и контроля подачи.топлива

Обратная  промывка для удаления грязи из форсунок

Симулирование рабочих условий инжекторного двигателя  на различных режимах.

Сравнительный анализ объема топлива, впрыскиваемого различными форсунками

Проверка форсунок на наличие утечки при высоком давлении

Электронное управление сбросом жидкости из тестовых колб

Характеристики:

Питание: AC 200V±10% 50HZ±0.5%

Потребляемая  мощность: 500 Вт

Мощность  У/3 камеры: 100 Вт

Диапазон  оборотов двигателя для симуляции: 0-9950 об/мин

Продолжительность импульса впрыска форсунки: l-20ms

Диапазон  отсчета времени: 0-600 секунд

Объем бака: 4000 мл

Размеры: 480x500x460 мм

Вес: 48 кг

Установка КС-120 для очистки  форсунок инжекторных  двигателей

Предназначена для очистки и  полной диагностики топливных систем автомобилей. Установка КС-120 рассчитана на обслуживание любых топливных систем существующих марок автомобилей и обеспечивает наиболее качественное их обслуживание.

Функциональные  особенности:

очистка от смолистых и лаковых отложений в форсунках, топливной рейки, регулятора давления, топливопроводах, жиклерах карбюраторов, а также очистка впускных клапанов двигателя

очистка камер сгорания бензиновых двигателей

контроль  очистки инжекторных систем с  помощью измерения вакуума за дроссельной заслонкой двигателя на холостых оборотах

контроль  давления в процессе очистки

измерение давления топливного насоса автомобиля

проверка  обратного клапана топливного насоса автомобиля

проверка  работоспособности и давления срабатывания клапана топливной рейки автомобиля

цифровой  тест производительности топливного насоса автомобиля и чистоты топливного фильтра с индикацией на ЖК-дисплее  данного параметра

измерение оборотов двигателя

измерение напряжения аккумулятора и генератора автомобиля

напряжение питания 12 В, от аккумулятора обслуживаемого автомобиля

2.6 Рекомендации по обслуживанию  форсунок

Характеристики  двигателя и автомобиля в целом  не могут быть реализованы без  чистых форсунок. Что происходит с  форсунками при работе двигателя, как  поддерживать их в чистом состоянии и как их очистить, если они засорились - об этом и пойдет речь в настоящей статье, которая в равной мере адресована тем, кто ездит на современном автомобиле и тем кто их обслуживает.

Сначала коротко о предмете разговора. Рассматриваться будут электромагнитные форсунки (инжекторы) бензиновых двигателей, которые применяются в распределенных (многоточечных) системах впрыска топлива современных автомобилей. Форсунки (инжекторы) одноточечных (центральных) систем впрыска топлива рассматриваться не будут, т. к. они в силу своих конструктивных особенностей "болеют" реже, хотя многие рассматриваемые вопросы в полной мере будут справедливы и для них.

В системе впрыска форсунки являются основным исполнительным устройством, которое выдает определенную дозу топлива (в зависимости от сигналов с контроллера управления двигателем) и распыляет его на мелкие частицы вблизи впускного клапана каждого цилиндра двигателя. Не вдаваясь в конструктивные особенности форсунок и принцип их работы, отметим три основных параметра, которые очень важны в реальных условиях эксплуатации: производительность форсунки (пропускная способность в открытом состоянии при рабочем давлении в см3\мин), факел распыления, характеризующийся углом распыления в градусах и дисперсностью частиц топлива, герметичность сопряжения седло - клапан. Установлено, что когда топливо распыляется на частицы диаметром менее 15мкм, то его смешивание с воздухом происходит на молекулярном уровне, топливо - воздушная смесь получается однородной и наиболее полно сгорает в цилиндрах двигателя, обеспечивая ему максимальную мощность и крутящий момент.

Что же происходит с форсунками при работе двигателя, какие появляются симптомы при грязных (закоксованных) форсунках, как поддерживать их в чистом состоянии, как оценить их состояние не вынимая из двигателя и как очистить их при необходимости - вот те вопросы, которые и будут рассмотрены ниже.

На  седлах форсунок и на сопряженных  с ними поверхностях запорных клапанов со временем образуются смолистые отложения, и запорный клапан не может плотно сесть на седло. В результате форсунка теряет герметичность, и после остановки двигателя топливо "капает" во впускной коллектор, где испаряется, что приводит к трудному пуску горячего двигателя. Смолистые отложения уменьшают и проходное сечение сопла форсунки, оно как бы "зарастает" и уменьшается в размерах. В результате уменьшается производительность форсунки и изменяется факел распыления, форсунка уже не делает "туман", а в факеле появляются "струи" топлива, которые плохо смешиваются с воздухом или часто направлены в сторону от впускного клапана. В результате при резком нажатии на педаль дроссельной заслонки появляется "провал" в динамике разгона автомобиля, одновременно возрастает и расход топлива. Объясняется это тем, что лямбда - зонд (датчик кислорода) выдает сигнал в контроллер о "бедной" топливо - воздушной смеси и время открытого состояния форсунок до определенного предела увеличивается, т.е. система лямбда - регулирования как бы пытается скомпенсировать уменьшение производительности форсунок увеличением времени впрыска топлива.

Есть  еще одна деталь в форсунке, которая  загрязняется смолистыми отложениями, мелкими механическими включениями  и "запирается" попавшей в нее  водой - это входной фильтр. Он очень  маленьких размеров и соответственно с маленькой фильтрующей поверхностью. Маленькие ячейки сетки не пропускают воду и механические загрязнения, которые под давлением бензонасоса прошли через магистральный топливный фильтр. Грязь и вода очень часто "закупоривают" фильтр под самую "крышу" и топливо вообще не проходит через форсунку. Процесс загрязнения входных сеток форсунок идет интенсивно при заправке автомобиля на АЗС, где нет фильтров для отделения воды и механических примесей, при нерегулярной смене магистрального топливного фильтра, чем большее давление развивает бензонасос и чем большую он имеет производительность. В последних двух случаях более интенсивно идет "вымывание" грязи из магистрального топливного фильтра и "заталкивание" ее во входные фильтры форсунок. Вот почему входная сетка форсунки центрального впрыска, имея сравнительно большую фильтрующую поверхность и работающая при сравнительно низком давлении (0,8 - 1,2 кгс\см2) при тех же неблагоприятных условиях засоряется несравнимо реже.

Какие же внешние проявления на автомобиле, с форсунками которого произошли вышеописанные процессы? Это трудный пуск двигателя, особенно с наступлением холодов, когда испаряемость топлива ухудшается, "провал" в динамике разгона, слабая динамика в движении, повышенный расход топлива, неустойчивая работа двигателя на холостом ходу, "гуляние" оборотов холостого хода. Здесь следует отметить, что такие проявления могут быть и по другим причинам. Например, "провал" может быть по причине недостаточного давления в системе впрыска или дефекта в датчике положения дроссельной заслонки, повышенный расход топлива из -за вышедшего из строя лямбда - зонда и многим другим причинам. Поэтому, прежде чем "списать" все эти проявления на форсунки и принять решение о необходимости их чистки и быть уверенным в том, что все будет устранено, нужно провести диагностику всех датчиков и систем, задействованных в управлении двигателем на предмет их исправности.

Из  вышеизложенного невольно возникает  вопрос - как продержать форсунки в  чистом состоянии возможно больший срок до наступления проблем? Первое и самое банальное правило - заправляться нужно там, где есть гарантия, что в бак не попадет грязь и вода. В противном случае сразу придется менять топливный фильтр, чистить сетку бензонасоса и откачивать грязь из бензобака. Если это не сделать своевременно, то через день - другой придется вынимать и форсунки из двигателя для чистки. Если автомобиль с приличным пробегом не применять никаких присадок к топливу для чистки форсунок, которые заливаются в топливный бак. Положительного эффекта от применения не приходилось наблюдать, а отрицательный- очень часто. И причина не в качестве или эффективности таких средств, а в качестве топлива. Дело в том, что отложения, которые "сидят" на стенках бензобака, магистральных трубопроводах, в самом топливном фильтре растворяются под действием этих присадок и "хлопья" этих отложений намертво "закупоривают" входные фильтры форсунок. Форсунки быстрее закоксовываются если автомобиль эксплуатируется только в городском цикле езды да еще и с короткими "перебежками" и многократным остыванием двигателя. В таких случаях периодически нужно выезжать на загородную трасу и проехать несколько десятков километров на большой скорости. Форсунки не сохраняют своих характеристик, когда автомобиль длительное время (более полугода) не эксплуатируется. В таких случаях если и удается запустить двигатель, то ездить практически невозможно. Если автомобиль с питанием "газ-бензин" то пользоваться форсунками нужно не только для запуска двигателя, а нужно хотя бы один раз в неделю ездить на бензине.

Итак, с учетом всего вышеизложенного, можно перейти к вопросу оценки состояния форсунок и принятия решения  об их чистке. Как уже было сказано  выше, нужно проверить и исключить  из дальнейшего рассмотрения все  датчики системы задействованные в управлении двигателем, неисправность которых приводит к таким же симптомам как и грязные форсунки. Если в арсенале СТО имеется мотор-тестер, то косвенно состояние форсунок можно определить в процедуре где измеряются пробивные напряжения искровых промежутков свечей зажигания Известно, что величина пробивного напряжения зависит не только от величины компрессии в цилиндрах и зазоров в свечах, но и от состава топливовоздушной смеси возле электродов свечи в момент пробоя. Если смесь "бедная" то пробивные напряжения будут большими (порядка 10…12кв), и, наоборот, при "богатой" смеси будут маленькими (порядка 2…3кв). Если после этого выкрутить свечи и визуально осмотреть состояние керамических изоляторов на центральных электродах свечей, то прямым подтверждением состояния форсунок будет черный изолятор до самого основания, где смесь "богатая", "седой" изолятор, где смесь "бедная" и светло-коричневый где смесь нормальная. Конечно, полученная таким образом информация не дает ответа какая у форсунок производительность, но чтобы принять решение - чистить, вполне достаточная. Есть еще один способ оценить состояние форсунок с помощью мотор - тестера или осциллографа. Для этого необходимо измерить длительность импульса впрыска на форсунках в режиме холостого хода (при исправном лямбда - зонде на полностью прогретом двигателе). Эта длительность при засоренных форсунках будет в среднем на 20% больше номинального значения. Привести номинальные значения хотя бы на наиболее распространенные автомобили не позволяет размер статьи, поэтому рекомендую набрать статистику самостоятельно.

Теперь  о самой процедуре чистки. Прежде всего следует сказать о том, что существует два способа чистки. Первый - это когда форсунки чистятся на работающем двигателе по так называемой "штатной" схеме. Второй - это когда форсунки извлекаются из двигателя и чистятся отдельно от него. Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Достоинства первого способа - довольно несложная процедура, небольшие затраты времени и невысокая стоимость работы. Одновременно с форсунками чистятся от смолистых "наростов" и нагара впускные клапаны, камеры сгорания, днища поршней, освобождаются закоксованные кольца и выравнивается компрессия по цилиндрам. Все это вместе способствует более полному наполнению цилиндров свежей топливо - воздушной смесью, уменьшается склонность двигателя к калильному зажиганию, которое губительно для двигателя в режиме больших нагрузок и высоких оборотов коленвала. Недостаток способа - нет объективных данных о производительности форсунок, факеле распыления и о чистоте форсунок можно судить только по лучшей работе двигателя и динамике автомобиля. Достоинства второго способа - есть объективные данные о состоянии форсунок после извлечения их из двигателя и чистить их можно до тех пор, пока не будут получены требуемые параметры. Недостаток способа - часто довольно сложная операция по снятию форсунок т.к. приходится снимать часть навесного оборудования вплоть до впускного коллектора, большие затраты времени и соответственно выше стоимость работ, форсунки ставятся обратно чистыми, а все остальное (клапаны, поршни, кольца, камеры сгорания) остались со смолистыми отложениями и нагаром. В результате полностью не наступает ожидаемый эффект. Поэтому принимать решение каким способом чистить нужно сообразуясь с конкретными условиями возникновения проблемы. Например, если форсунки не чистились 100 тыс. км. пробега и более, или проблемы возникли после очередной заправки ( а замена фильтра ничего не изменила) или после заливки в бак присадок к топливу, то о первом способе нужно сразу забыть. Если форсунки регулярно чистились (примерно через 20 тыс.км.) и есть уверенность в том, что в бак не попадала грязь и вода, нет глубокого "провала" а только неустойчивый холостой ход - то можно рекомендовать первый способ.

Информация о работе Форсунки бензиновых двигателей