Опережение впрыска (Diesel)

о, что опережение впрыска топлива для дизельных двигателей очень важно, объяснять никому не надо. Естественно, для каждой частоты вращения двигателя оптимальным будет какое-то определенное значение угла опережения, например, для холостого хода 800 об/мин – это 3°, 1000 об/мин - 4°, 1500 об/мин - 5° и т.д. Для достижения такой зависимости, которая, кстати, не является линейной, в корпусе ТНВД есть специальный механизм. Впрочем, это просто поршень (иногда в литературе его именуют таймером), который перемещается внутри ТНВД давлением топлива и через специальный поводок на тот или иной угол разворачивает специальную шайбу с волновым профилем. Будет поршень задвинут дальше – волна шайбы чуть раньше набежит на плунжер, тот начнет движение и раньше начнет подавать топливо к форсунке. Другими словами, угол опережения впрыска зависит от давления топлива внутри корпуса ТНВД и от степени износа волнового профиля шайбы. С давлением топлива, как правило, никаких проблем не бывает. Ну, разве что засорится топливный фильтр, заклинит в открытом состоянии плунжерок редукционного клапана или западут лопасти питающего насоса (внутри ТНВД).(РИС 38, РИС39)

рис. 38 рис.39

Рис. 38. Чтобы полностью проверить редукционный клапан, его можно вывернуть из ТНВД. Плунжер внутри этого редукционного клапана не должен быть заклинен. Так это или не так, можно проверить, надавив на плунжер спичкой. Под воздействием руки плунжер должен легко перемещаться, сжимая пружину.
Рис. 39 . Выкручивать редукционный клапан на уже снятом насосе не сложно. Проделать то же, не снимая ТНВД, уже сложнее.

Все эти проблемы возникают довольно редко и легко вычисляются. Оценить состояние топливного фильтра можно легко и однозначно, если перевести двигатель на внешнее питание, то есть под капот двигателя поместить пластиковую бутылку с дизельным топливом, а трубки питания ТНВД и «обратки» отсоединить от своих штатных мест и опустить в эту бутылку. После этого запускаем двигатель и проверяем его работу. Можно даже проехать несколько километров. Если в поведении двигателя ничего не изменилось, значит, топливный фильтр и все, что расположено дальше, к топливному баку, исправно. Кстати, если в бутылку с топливом добавить 30-50% любого моторного масла, то ТНВД будет вынужден подавать более густое топливо (смесь солярки с маслом). И если в ТНВД есть какой-то износ (например, плунжерных пар), износ этот как бы станет сказываться в меньшей степени, и работа двигателя станет лучше. Например, двигатель в горячем состоянии запускается очень тяжело. Причиной этого часто является недостаточный объем подаваемого топлива вследствие износа главной плунжерной пары. И если с густым топливом этот дефект (тяжелый запуск) почти исчезнет, можно с уверенностью снимать ТНВД и менять ему изношенную пару. Хотя в этом случае в ТНВД обычно надо менять все, и его проще выкинуть, чем чинить и потом регулировать. Впрочем, об этом уже выше писалось.

Состояние редукционного клапана (может находиться в заклиненном состоянии) и питающего насоса, можно оценить, используя насос ручной подкачки топлива. Если работа двигателя изменится после того, как вы при работающем двигателе начнете качать ручным насосом, т.е. начнете вручную поднимать давление в корпусе ТНВД, значит или клапан, или насос неисправен. Редукционный клапан легко вывернуть, не снимая ТНВД, и проверить. Только на большинстве дизельных двигателей фирмы « Mitsubishi » для этого приходится тонким зубилом удалять уголок кронштейна, после чего головка редукционного клапана становится доступной для специального ключа. Кстати, этот редукционный клапан можно вывернуть и с помощью длинного бородка (зубильца), не используя ключ. (РИС.40)

Рис. 40. Поднять давление в корпусе ТНВД можно путем осаживания заглушки (1) редукционного клапана (2) тонким бородком. В результате этих ударов пружина (3) сильнее надавит на плунжер (4) и тот перекроет отверстие для сброса топлива (5). Чтобы вернуть заглушку обратно (снизить давление в корпусе ТНВД), надо сильнее пробить заглушку вниз, чтобы она сжала пружину полностью и надавила на плунжер таким образом, чтобы вытолкнуть стопор (6). После этого и плунжер и пружина легко вываливаются. Дальше надо перевернуть редукционный клапан и тонким бородком пробить заглушку обратно. Далее все собрать на место и повторить попытку регулировки давления.

Там все уплотнения сделаны на резиновых колечках (ториках) и сильной затяжки не требуется. Если этот клапан целый, его плунжер не заклинен в открытом положении, то следует подозревать неисправность питающего насоса. При условии, что при подкачке топлива работа двигателя становится ровнее. Правда, если из линии перелива (обратки) при работе двигателя льется топливо с пузырьками воздуха, то в первую очередь надо устранить подсос воздуха. Потому что если будет подсос воздуха, то сложно создать требуемое давление в ТНВД, даже с полостью исправным питающим насосом. Но проблемы с подсосом воздухом – это отдельная тема. Тут только заметим, что подсос воздуха, даже при внешнем питании, т.е. когда канистра с топливом находится выше ТНВД, возможен через сальник ТНВД и через не плотности центральной заглушки на чугунной части ТНВД. Эта заглушка используется для точной установки ТНВД по углу подачи топлива (ее вывинчивают, устанавливают микрометрическую головку и меряют ход плунжера, эта процедура описана почти во всех руководствах по ремонту ТНВД). При полностью исправном ТНВД, даже если он был ранее завоздушен, через 10 минут работы двигателя в линии перелива пузырьков воздуха нет.

Итак, угол опережения впрыска зависит от оборотов двигателя. Для экономии топлива, достижения высокой мощности и в плане экологии будет лучше, если этот угол опережения будет изменяться с учетом и других условий работы двигателя, таких, как величина нагрузки на двигатель, давление наддува, температура и др. Но полностью учет всех этих условий возможен только у ТНВД с электронным управлением. У обычных механических учитывается только давление топлива в корпусе ТНВД и, на более современных агрегатах, температура охлаждающей жидкости двигателя. Поршень в нижней части ТНВД перемещается в зависимости от давления топлива и через специальный стальной «палец» немного разворачивает профильную шайбу (эту же шайбу принудительно поворачивает поводок от механизма прогревного устройства). В результате волновой выступ шайбы будет раньше набегать на плунжер, и тот раньше начнет свое движение. Вся эта система была рассчитана и сделана на заводе и худо-бедно справлялась со своими обязанностями. До тех пор, пока не начался интенсивный износ. Интенсивным он стал потому, что в ТНВД стало поступать топливо без смазки (наше «сухое» зимнее топливо, так же как и керосин, почти не содержит тяжелых фракций, которые и обеспечивают смазку всех трущихся деталей), топливо с воздухом и просто грязное топливо (с абразивом). Впрочем, обычная старость тоже делает свое дело. В результате выступ на шайбе начинает чуть позже набегать на плунжер и тот в свою очередь начинает чуть позже свое движение. Другими словами начинается более поздний впрыск. Начало этого явления выглядит так. Двигатель работает на холостом ходу и, вследствие разного износа форсунок, немного трясется. Добавляем ему оборотов. Примерно на 1000 об/мин двигатель перестает трястись и как бы замирает – работает ровненько – ровненько. Еще повышаем обороты. И вдруг в диапазоне 1500 – 2000 об/мин появляются вздрагивания. Эти вздрагивания (тряска) могут появляться как при плавном, но интенсивном, так и при медленном повышении оборотов. Во время тряски из выхлопной трубы идет синий дым. Когда двигатель полностью прогреется, тряска в районе 1500 – 2000 об/мин исчезает. Это в самом начале развития дефекта. Потом тряска не пропадает и после прогрева двигателя. Точно такая же тряска появляется, если поднять давление впрыска на форсунках. В этом случае, если ТНВД изношен, тоже получится поздний впрыск топлива. Избавляемся мы от этого явления, повернув корпус ТНВД на более ранний впрыск. Иногда приходится доворачивать ТНВД почти до упора. Но прежде чем это сделать, послушайте работу двигателя. Когда у дизельного двигателя слишком ранний впрыск, он начинает работать более жестко (еще говорят, что у него стучат клапана). И если вы убедитесь, что оборотов за 50-100 до начала тряски эта жесткая составляющая в акустическом фоне дизеля исчезла, значит точно надо поворачивать ТНВД. Тут следует заметить, что у изношенных дизелей зазор поршень – цилиндр очень большой и поэтому они начинают работать жестко даже при абсолютно правильном угле опережения впрыска. Использование для установки опережения впрыска стробоскопа в нашем случае не совсем оправдано. Не будем говорить о том, что стробоскопы более уверенно ловят своим микрофоном стук уже сильно изношенной форсунки. Если же форсунка в приличном состоянии, а трубка подачи топлива закреплена штатно, лампа стробоскопа, как правило, дает сбои. Установить с помощью стробоскопа можно опережение впрыска при холостом ходе. Именно это опережение дается в технической документации. Но износ в ТНВД неравномерный. И очень часто установив опережение по метке с помощью стробоскопа при оборотах холостого хода, мы не избавляемся от тряски на оборотах, вызванной поздней подачей топлива. Поэтому мы и рекомендуем выставлять опережение на слух. При том износе, который имеют эксплуатируемые нами дизеля, это более приемлемый способ. Ведь только таким образом можно скомпенсировать поздний впрыск, вызванный низким давлением топлива в корпусе ТНВД из-за износа питающего насоса. Это почти то же самое, что и регулировка опережения зажигания у бензинок. Вы можете с помощью приборов установить опережение зажигания только при оборотах холостого хода (а другого и не предлагается руководствами по ремонту), но из-за неисправности, например, центробежного регулятора, машина ехать не будет. Ясно дело, что его надо чинить или менять. Но можно, повернув трамблер, выставить на слух приемлемый угол опережения зажигания. Разница только в том, что у бензиновых двигателей критерием правильности установки опережения зажигания без использования приборов будут детонационные стуки и мощность двигателя, а у дизелей – тряска, дымность и стуки в двигателе.

Выше уже упоминалось, что большинство проблем ТНВД происходят из-за всяческого рода утечек и протечек. Износился, например, плунжер, возникла протечка, вот и не создает он давление. А если заменить топливо более густым? Тогда повышенные зазоры в сопрягаемых деталях как бы станут меньше. И ТНВД заработает так, будто у него и нет никакого износа. Сделать топливо густым очень просто. Добавьте, как говорилось выше, в него любого моторного масла. Конечно, ездить так не хочется – слишком дорогое топливо получается (да и хлопотно это, постоянно приготавливать густое топливо). Но для проверки состояние ТНВД (как и для успешной продажи сильно подержанного автомобиля на базаре) этот прием полезен. В холодное время года мы, из-за природной лени, для того, чтобы сделать топливо густым, просто охлаждаем ТНВД. Например, приходит машина с дизельным двигателем с жалобой на то, что плохо заводится, если постоит минут пять, но двигатель еще горячий. Мы заводим эту машину (действительно, иногда приходится крутить стартером секунд 30), прогреваем ее еще минут 10 и глушим. После этого открываем ей капот и снегом охлаждаем ТНВД. В течение тех же 5 минут. Если после этой операции двигатель запустится лучше, чем в первый раз, уже можно говорить о сильном износе ТНВД. Конечно, оба эти трюка (с густым топливом и с охлаждением ТНВД) не описываются в заводских руководствах по ремонту двигателя и, поэтому их нельзя считать очень уж научными. В тех руководствах измеряется объем подачи топлива при запуске (есть в технических данных такой параметр – объем подачи при скорости вращения 200 об/мин) и проверить этот параметр в домашних условиях тоже несложно. Для этого надо выкрутить все свечи накаливания и снять трубку с одной форсунки. Потом на эту трубку надеть корпус одноразового медицинского шприца и стартером покрутить двигатель. Естественно, считая «пшики». 200 «пшиков», это, конечно, много. Достаточно и 50, а потом полученный результат сравнить с техническими данными. При этом можно считать, что объем впрыска при 200 об/мин для всех японских дизелей, если у них одинаковый объем, будет один и тот же. Если объем вашего двигателя чуть другой, несложно составить пропорцию с объемом дизеля, данные на который у вас имеются. Все это мы тоже проделываем, когда горячий двигатель плохо заводится, хотя, как следует из практики, можно все проверить и проще. Используя снег и моторное масло. Другими словами, если работа ТНВД с густым топливом становится более приемлемой, надо проверять объем впрыска. Лучше, конечно, это все сделать на стенде (там можно провести проверить все режимы работы у ТНВД), но в режиме запуска (т.е. при 200 об/мин) проверку можно сделать и в гараже.

Итак, если у дизельного двигателя есть тряска в районе 1500 – 2000 об/мин, сопровождаемая к тому же синим цветом выхлопных газов, надо ремонтировать топливную систему. И в частности, сделать впрыск топлива раньше. Для этого в простейшем случае надо повернуть ТНВД на более ранний впрыск.

Корниенко Сергей
Диагност
г.Владивосток
Союз автомобильных Диагностов

Установкаугла опережения впрыска топлива проводится для обеспечения правильного соотношения между положением плунжера ТНВД и поршня в цилиндре двигателя во время такта сжатия. Внешними признаками неправильно установленного угла опережения впрыска являются определенные отклонения в работе двигателя. При раннем впрыске двигатель запускается резко, но работает жестко, и при остановке его наблюдается обратный удар. При позднем впрыске двигатель заводится плохо, работает мягко, слабо набирает обороты и не развивает необходимой мощности, дымность отработавших газов увеличивается.

Различают статический и динамический методы установки угла опережения впрыска.

Статический метод. Угол опережения впрыска устанавливают по специальным меткам. На рядных многоплунжерных ТНВД определение момента начала впрыскивания может быть достигнуто следующими методами (рис.)

Рис. Методы установки момента начала подачи топлива в рядных ТНВД:

Совмещением меток на фланце насоса и установочном кронштейне (А);

Введением установочного штифта через шестерню при­вода ТНВД в установочной кронштейн (В).

Установкой стрелочного индикатора для измерения вели­чины подъема плунжера (С);

Установкой датчика, который определяет положение внутренней метки-выемки (О);

Метод с использованием моментоскопа или осечки топлива (Е).

Последний метод является наиболее распространенным в практике. Суть его состоит в следующем. К штуцеру первой нагнетательной секции вместо трубопровода высокого давления подсоединяют моментоскоп. Моментоскоп представляет собой короткий отрезок топливопровода, соединенный резиновой или пластмассовой трубкой со стеклянной трубкой, или изогнутая U – образная трубка (рис.).

Рис. Определение момента начала подачи топлива с использованием моментоскопа:

1 – корпус нагнетательного клапана; 2 – впускной канал корпуса ТНВД; 3 – канал отсечки; 4 – плунжер ТНВД; 5 – моментоскоп; 6 – впускной канал гильзы; 7 – струя топлива; 8 – каплеобразование (момент начала впрыска).

Перед подсоединением моментоскопа из системы питания при необходимости, например после ее ремонта, удаляют воздух насосом ручной подкачки или проворачианием коленчатого вала с помощью стартера. Рычаг подачи топлива ставят в положение максимальной подачи. Проворачивают коленчатый вал двигателя до появления топлива в моментоскопе, или капель из изогнутой трубки. После этого вал останавливают и определяют, какая риска с цифрой на маховике совпадает со стрелкой на картере маховика. В качестве примера приводится установка шкива коленчатого вала двигателей ОМ 616 автомобилей Мерседес (рис.), при этом совмещение неподвижной установочной стрелки 1 и шкалы коленчатого вала 2 должны быть на 24°.

Рис. Установка момента впрыска топлива по шкале шкива привода коленчатого вала

Зафиксированная таким образом величина и будет определять угол опережения впрыска топлива. Если этот угол не совпадает с паспортными данными, то отпускают болты крепления насоса высокого давления и проворачивают насос в направлении вращения коленчатого вала (если необходимо уменьшить угол опережения впрыска) или в противоположном направлении (если необходимого увеличить угол).

Метки и риски для определения оптимального угла опережения впрыска топлива могут находиться на поверхности переднего шкива коленчатого вала, по его окружности и на передней крышке или корпусе двигателя. Обычно такие метки находятся рядом с метками, указывающими положение поршня первого цилиндра в ВМТ. Пра­вильность установки угла опережения впрыска топлива проверяется еще раз путем проворачивания коленчатого вала и вторичного контроля совпадения всех меток (при контрольной проверке подобного рода болты крепления насоса высокого дав­ления должны быть затянуты).

Иногда очень сложно, особенно на старых двигателях, подвергавшихся ремонту, найти заводские метки. Для определения установочной метки можно использовать следующий способ. В прозрачный, например полихлорвиниловый, шланг набирают дизельное топливо и надевают шланг на металлический трубопровод к форсунке. Свободный конец трубопровода поднимают, чтобы весь металлический трубопровод и часть прозрачной трубки были заполнены топливом. Наблюдая за мениском уровня топлива в прозрачной трубке, проворачивают коленчатый вал двигателя ключом или другим способом. В момент впрыска мениск уровня немного увеличится. На шкиве привода ТНВД это положение помечают. Для более точного определения метки коленчатый вал проворачивают несколько раз. Если установить привод ТНВД на один зуб от полученной метки, т. е. исправить ошибку, вызванную тем, что вздрагивание мениска уровня обычно замечают с опозданием, то получают приблизительную установочную метку.

Для некоторых двигателей немецкого производства, например Мерседес-Бенц ОМ 601, для определения угла опережения впрыска может применяться статический способ с применением специального приспособления и датчика. Для установки датчика вывертывают резьбовую пробку из корпуса регулятора ТНВД и в отверстие из-под пробки ввертывают датчик 4 приспособления (рис 2.107 Мерседес-Бенц, том 2, стр 66). Зажим контроль­ного приспособления подсоединяют к положи­тельному полюсу аккумулятора.

Поворачивают коленчатый вал и устанавливают поршень пер­вого цилиндра в ВМТ. Продолжают поворачивать вал, пока не засветится лампочка (А) на контрольном приспо­соблении. Очень медленно поворачивают вал до тех пор, пока не загорятся обе лампочки (А и В). В этом положении оба конца датчика 4 смыкаются с выступом на составной части регулятора 3, что косвенно соответствует началу сжатия в ТНВД. Шкив должен находиться в положении 14°…16° после ВМТ.

Рис. Способ определения угла опережения впрыска с помощью приспособления:

1 – приспособление с контрольными лампочками; 2 – ТНВД; 3 – составная часть регулятора ТНВД; 4 – датчик контрольного приспособления

Если угол опережения впрыска не соответствует необходимому, или производился ремонт топливной системы и следует установить угол опережения впрыска, необходимо установить коленчатый вал положение 15° после ВМТ для поршня первого цилиндра. Ослабляя болты крепления ТНВД и применяя специальный регулировочный болт для поворота корпуса насоса, устанавливают необходимый угол опережения впрыска по моменту загорания лампочек А и В.

Динамический метод. При работающем двигателе угол опережения впрыска изменяется за счет срабатывания корректирующих автоматов. В связи с этим проверка и регулировка угла опережения впрыска более точно проводиться в динамике, т. е. при работающем двигателе с помощью специальных приборов – стробоскопов. Такие приборы используются как в комплектах с мотор-тестерами, так и самостоятельно.

Принцип работы стробоскопических приборов основан на том, что если в строго определенные моменты времени направлять на вращающуюся или движущуюся возвратно-поступательно деталь короткий импульс света (примерно 1:5000 с), то вследствие инерции человеческого зрения деталь будет казаться неподвижной.

Перед динамической проверкой угла опережения впрыска нужно убедиться, что двигатель прогрет до нормаль­ной рабочей температуры и работает на регламентирован­ной частоте вращения минимального холостого хода.

Импульс для включения стробоскопа может быть взят от следующих источни­ков:

От трубки высокого давления первого цилиндра или по­средством установки последовательно с трубкой датчика давления (рис.), или более часто с помощью зажима с индуктивным датчиком-преобразователем (рис.).

От светочувствительного датчика, реагирующего на пер­вую вспышку при воспламенении топлива в цилиндре;

От датчика начала впрыска в рядных ТНВД. В этом случае требуется установка специального электронного блока.

Рис. Стробоскоп с датчиком давления в трубопроводе высокого давления

Рис. Крепление индуктивного импульсного датчика:

1– индуктивный импульсный датчик-зажим; 2 – трубопровод высокого давления; 3 – электрический разъем; 4 – зажим «массы»

Запустив двигатель на минимальной частоте вращения коленчатого вала, луч от неоновой лампы стробоскопа, вспыхивающий синхронно с вращением коленчатого вала, направляют на шкив (маховик). Если угол опережения впрыска установлен правильно, то вследствие стробоскопического эффекта подвижная метка будет казаться неподвижной и находиться напротив неподвижной метки. Отсчет угла опережения впрыска при этом ведется по шкиву или маховику.

Более точны стробоскопы, оборудованные встроенными тахометрами и блоками рассогласования, которые управляются потенциометрами. Информация поступает на специальную шкалу или дисплей. С помощью потенциометра метки шкива (маховика) совмещают с неподвижной меткой соответствующей ВМТ и по шкале или дисплею определяют истинный угол опережения зажигания. Применение таких стробоскопов упрощает измерение угла опережения зажигания.

В случае использования индуктивного датчика очень важно, чтобы он устанавливался только в определенном месте на трубке высокого давления, регламентированными техническими ус­ловиями фирмы-изготовителя, в противном случае полученные результаты окажутся неправильными. Некоторые фирмы-изготовители предусматривают коррек­тирующую таблицу, связывающую значение динамического угла опережения впрыска с местом установки зажима вдоль трубки высокого давления, что особенно полезно, ес­ли, например, точное место установки зажима для измерения на режиме холостого хода недоступно. Угол опережения впрыска при проверке стробоскопом может из­меняться, если это необходимо, поворотом корпуса ТНВД до совмещения меток в свете лампы.

В случае отсутствия меток угла опережения впрыска на шкиве или маховике (имеется только метка ВМТ) изготовителем может быть применена табличка с нанесенными делениями в градусах поворота коленчатого вала, привернутая к блоку около шкива привода. Если шкала отсутствует, но имеется метка ВМТ, должен применяться стробоскоп с блоком рассогласования, позволяющим изменять опережение вспышки лампы стробоскопа до примерно 60° по углу пово­рота коленчатого вала от момента импульса впрыска, что позволяет считать динамическую метку ВМТ как момент начала впрыска.

Проверка и регулировка установочного угла опережения впрыска топлива трактора ДТ-75В

К атегория:

Трактор ДТ-75В

Проверка и регулировка установочного угла опережения впрыска топлива трактора ДТ-75В

При затрудненном пуске дизеля, черном дыме, перебоях, а также после снятия и установки топливного насоса обязательно проверьте установочный угол опережения впрыска топлива.

Проверку угла производите в следующей последовательности:
- прокачивайте топливо ручным насосом до полного удаления воздуха из системы;
- отсоедините топливную трубку первого цилиндра от штуцера насоса. На штуцер установите небольшую стеклянную трубку с внутренним диаметром 1-2 мм. Для этого прикрепите к штуцеру при помощи накидной гайки короткий кусок трубки высокого давления и к ней с помощью резиновой трубки присоедините стеклянную трубку;
- за ближнюю к шкиву коленчатого вала гайку закрепите проволоку, подогнув конец ее в виде стрелки к наружной цилиндрической поверхности шкива;
- включите декомпрессор и рукояткой проворачивайте коленчатый вал дизеля до исчезновения пузырьков воздуха в топливе, вытекающем из капиллярной трубки;
- встряхните капиллярную трубку так, чтобы вылилась часть топлива, и медленно продолжайте поворачивать коленчатый вал, внимательно наблюдая за уровнем топлива в труб-
- выверните из картера маховика установочную шпильку (рис. 14) и вставьте ее ненарезанной частью в то же отверстие до упора в маховик. Нажимая на установочную шпильку, продолжайте вращение коленчатого вала до момента, пока установочная шпилька не войдет в отверстие в маховике. В этом положении поршень первого цилиндра будет находиться в в.м.т. после такта сжатия; нанесите на шкиве против стрелки вторую метку;
- измерьте по цилиндрической поверхности шкива длину дуги между метками. Длина дуги должна быть равна 32-35 мм, что соответствует углу опережения впрыска топлива 22-24°.

Рис. 1. Проверка установочного угла опережения впрыска топлива: 1 - проволока, прикрепленная гайкой; 2 - метка на торце шкива, нанесенная против стрелки в момент нахождения поршня первого цилиндра в ВМТ ; 3 - метка на торце шкива, нанесенная против стрелки в момент начала подъема уровня в капиллярной трубке; 4 - стеклянная капиллярная трубка; 5 - трубка резиновая; 6 - гайка накидная ке. В момент начала подъема уровня топлива прекратите прокручивание коленчатого вала и нанесите метку на шкиве против стрелки;

Для проверки установочного угла опережения впрыска топлива на дизеле, установленном на тракторе, можно пользоваться шкивом тормозка муфты сцепления, при этом длина дуги должна быть равна 40-44 мм.

В случае, если установочный угол опережения впрыска топлива будет отличаться от требуемого, измените положение шлицевого фланца относительно шестерни топливного насоса. Для этого снимите счетчик моточасов, отогните концы замковых шайб и выверните два болта. Если надо уменьшить установочный угол опережения впрыска топлива, т. е. получить более поздний впрыск, поверните фланец против часовой стрелки. Если надо увеличить угол, т. е. получить более ранний впрыск, поверните фланец по часовой стрелке. Если фланец повернуть до совпадения следующего отверстия с ближайшим отверстием в ступице шестерни, то угол изменится на 3° поворота коленчатого вала. Определив, на сколько градусов нужно изменить установочный угол опережения впрыска топлива, легко установить, какие отверстия необходимо совместить. Поставьте крепежные болты и законтрите их, загнув усики замковых шайб.

Поставьте на место счетчик моточасов, снимите проволоку и трубку с гайкой, установите на место трубку высокого давления первого цилиндра.

При ухудшении работы дизеля, выражающейся в появлении дымного выхлопа, снижении мощности, пропуска вспышек, при трудном пуске дизеля следует проверить топливную аппаратуру.

В первую очередь проверьте состояние топливных фильтров, при необходимости промойте фильтр грубой очистки, промойте противотоком топлива или замените фильтрующий элемент первой ступени фильтра тонкой очистки.

Пропуск вспышек в отдельных цилиндрах и трудный пуск дизеля наблюдаются также при подсосе воздуха в топливную систему. В этом случае прокачайте топливо ручным насосом до появления из сливной трубки струи топлива без пузырьков воздуха.

Если дизель работает неравномерно и с дымным выхлопом, проверьте работу форсунок и топливного насоса.

Для выявления плохо работающей форсунки или секции насоса установите рычаг подачи топлива в положение, при котором наиболее отчетливо заметна неравномерность работы дизеля, и поочередно ослабляйте гайки крепления трубок высокого давления к секциям топливного насоса. При этом поочередно выключаются из работы соответствующие цилиндры.

Если при отключении форсунки работа дизеля резко изменяется, становится более неравномерной, то можно считать, что форсунка работает нормально. Если же работа дизеля не меняется или меняется незначительно, то проверяемая форсунка совсем не работает или работает плохо.

При отключении цилиндра с плохо работающей форсункой дымление заметно уменьшается или полностью прекращается.

Выявленную плохо работающую форсунку снимите с дизеля и проверьте.

К атегория: - Трактор ДТ-75В

(Окончание. Начало см. в “АП” № 11, 2005 г.)

Удаление из элементов системы топливоподачи дизельного двигателя механических примесей и других вредных отложений, установка угла опережения впрыска топлива, а также способы проверки форсунок - об этом и о многом другом в завершающей части статьи об особенностях эксплуатации дизельных двигателей в зимний период.

Очистка системы топливоподачи и удаление воздуха

В первую очередь обратимся к проблеме очистки системы подачи топлива. Фильтрация последнего необходима, но зачастую недостаточна. Вода и механические примеси скапливаются в баке, приводя к возможности внезапного засорения фильтров. Даже в топливе, прошедшем через них, содержатся частицы и вода, причём тем больше, чем хуже качество исходного топлива. Кроме того, в топливе содержатся асфальтосмолистые вещества, тяжёлые углеводороды, склонные к преждевременному окислению и отложениям. По действующим ГОСТам, фактических смол в дизельном топливе должно быть не более 0,3-0,4 мг/мл, однако из-за загрязнённых транспортных цистерн их содержание может быть и выше. “Закоксовывания” форсунок могут быть обусловлены не только дефектами ТПА, но и провоцироваться некачественным топливом.

Коксовые отложения на внешних поверхностях распылителя схожи с нагаром. Они образуют “кратеры” вокруг сопловых отверстий, искажающие форму топливных струй. В результате появляется рассогласование параметров рабочего процесса, ухудшение всех эффективных и экологических показателей дизеля. Порой форсунка так “зарастает” коксом, что обычными средствами извлечь её уже не удаётся. Виновниками этого являются некачественное топливо, потеря подвижности иглы, негерметичность её запирания, снижение усилия запорной пружины, а также сильные износы всех прецизионных пар. Радикальным средством приведения в норму ТПА представляется демонтаж неисправных её узлов, их проверка, очистка и замена деталей.

Следует отметить, что прямая механическая очистка элементов ТПА трудоёмка, неэффективна без устранения первопричин и к тому же требует определённого уровня квалификации исполнителя.

“Раскоксовывание” внешних поверхностей распылителей возможно при сжигании водотопливной смеси (эмульсии). Важнейшим условием этой процедуры является недопущение остатков воды в ТПА после остановки дизеля. В пользу этого способа свидетельствует многолетняя эксплуатация на водотопливных эмульсиях главных судовых двигателей. Решающим фактором такой возможности является культура обслуживающего персонала. Можно рекомендовать этот способ “раскоксовывания” автосервисам при использовании специального оборудования. Лучшее средство - введение эмульсии через обратный клапан, установленный в линии нагнетательного трубопровода. Тогда с эмульсией контактируют только форсунки, а ТНВД работает с чистым дизельным топливом. Применение такого способа возможно для ТПА с низким остаточным давлением и требует тщательного проектирования дополнительных элементов высококвалифицированным специалистом. И наконец, простейший способ - подача распылённой воды на впуск хорошо разогретого дизеля. При всей своей простоте способ не бесспорен: никто не анализировал допустимость тепловых нагрузок на детали цилиндропоршневой группы. Ещё один простой, безобидный, но, к сожалению, не всегда эффективный способ уменьшить коксовые отложения вместе с нагаром - хотя бы на 20-30 мин. полностью “нагрузить” дизель. Это возможно, например, если проехать на автомобиле “с ветерком” или с большой нагрузкой.

Другие вредные отложения образуются на внутренних поверхностях распылителей. Помимо некачественного топлива, причинами их появления также служат износ запорного конуса, осадка запорной пружины, заедание иглы, которые появляются при значительном (но допустимом) нагреве до 180-220 0 С. Отложения представляют собой твёрдые лаковые плёнки, затрудняющие движение иглы и сужающие сопловые отверстия.

Безопасный и нетрудоёмкий способ снижения отложений - использование моющих, антиокислительных, диспергирующе-стабилизирующих присадок к топливу. Давно известны антинагарные присадки на основе нафтенатов бария, сульфатов меди и магния. Они больше ориентированы на устранение нагарообразования, обусловленного свойствами масел, интенсивностью их угара, состоянием маслосъёмных колец и колпачков.

Отложения из топлива возможны при его хранении, транспортировке и циркуляции в контуре низкого давления топливной системы. Под дестабилизацией топлива понимают физические процессы (например, аккумулирование им и в дальнейшем замерзание влаги), а также химические превращения (окисление, полимеризация, разложение). Смолистые вещества блокируют фильтры и приводят к потере подвижности деталей. Кислоты вызывают коррозию и снижение долговечности деталей аппаратуры.

Опытный автомобилист не будет промывать ТПА только потому, что она грязная снаружи: до этого исправная аппаратура может действительно засориться. Подобное случается, если вдруг устроить топливной системе “генеральную уборку”, не пожалев моющих присадок. Накопившиеся отложения переходят в топливо и, возможно, ещё раз осядут, но в более неподходящем месте. Поэтому промывку топливоподающей системы следует вести порознь в ЛНД (баке, ТНП, фильтрах) и ЛВД (ТНВД, форсунках) и отсоединённом от ТПА топливном баке.

Установка угла опережения впрыска (УОВ) топлива

Оптимальный УОВ, подобно углу опережения зажигания в бензиновом двигателе, позволяет достигнуть максимума мощности и экономичности. В более узком диапазоне его изменения вблизи оптимального значения картина обычно несколько иная. Дело в том, что производители современных дизелей вынуждены ориентироваться не только на минимум расхода топлива, но и на ограничения по максимальному давлению и скорости нарастания давления при сгорании. В последнее время значительно более жёсткие ограничения накладывает регламентация выбросов NО х. Дело дошло до того, что само понятие опережения впрыска постепенно теряет свой первоначальный смысл. Впрыск начинают зачастую уже после прохождения поршнем верхней мёртвой точки (ВМТ). Однако, как и ранее, будем считать, что УОВ положителен, если впрыск начинается до достижения поршнем ВМТ. Характер изменения токсичных компонентов по УОВ представлен на каждой из кривых, продемонстрированных на рис. 1. С увеличением УОВ возрастают выбросы NО х, максимальное давление в цилиндре, шум, но уменьшаются выбросы сизого дыма (частиц), расход топлива, неустойчивость работы. В отличие от вихрекамерных, более современные дизели с непосредственным впрыском (с “открытой” камерой сгорания) чрезвычайно чувствительны к точному выдерживанию УОВ.

Рис. 1. Эмиссия ВВ при различных УОВ и давлениях впрыска (УОВ возрастает слева направо):

а - дизеля Mercedes OM 611 при п=2000 мин -1 , р е =0,4 МПа; б - дизеля Audi V6 TDI при п=1500 мин -1 , р е =0,3 МПа.

Рис. 2. Закон тепловыделения и эмиссия окислов азота в функции объёмной интенсивности подачи в быстроходном дизеле

Для отечественных дизелей тракторов и грузовиков проблема установки УОВ представляется менее острой, поскольку конструкторы предусмотрели невозможность грубой ошибки. Кроме того, регулировки УОВ всегда выполняются в узких пределах относительно штатного значения. Наибольшие трудности установки УОВ возникают в легковых автомобилях с ремённым или цепным приводом ТНВД, например, при установке ТНВД на дизель, замене ремня и т. п. В этом случае ошибочный УОВ не позволит даже запустить дизель.

Особенно это хорошо видно на примере рядных ТНВД. Начинаем разговор о них скорее ввиду традиции и распространённости. В отличие от распределительных ТНВД, гибкое регулирование УОВ в них затруднено. Решение этой проблемы фирма Caterpillar нашла в применении гидромуфты со спиральными шлицами, управляемой электронной системой управления. Регулирование УОВ с помощью самой насосной секции было реализовано в ТНВД фирмы Zexel (японской фирмой, ранее называвшейся Diesel Kiki), а также в опытном ТНВД МГТУ.

Рис. 3. Регулирование У OB в ТНВД PR 39:

а, б - моменты начала и конца подачи топлива; в - привод регулирующей муфты; г - механизм регулирования УОВ; д - скорости плунжера в процессе нагнетания при двух различных УОВ (выделенные участки 1 и 2 кривой С пл); е - скоростная характеристика УОВ, продолжительности и давления впрыска

На рис. 3 показано аналогичное решение фирмы Bosch для ТНВД типов MW и Р. Этот ТНВД имеет независимое управление цикловой подачей нижней “рейкой” и УОВ верхним поворотным валом. В нём применены характерные современные решения для интенсивного впрыска: жёсткий кулачковый вал на двухрядных сферических подшипниках, “глухой” корпус, моновтулка плунжера, комбинированный нагнетательный клапан двойного действия, смазка топливом и др.

Работа плунжерной тройки прецизионных деталей поясняется на рис. 3 (а, б). Геометрическое начало подачи обусловливается не закрытием окон втулки (2), а закрытием окна (6) плунжера (8) телом регулирующей муфты (3). Так, при изменении вертикального положения муфты достигается регулирование УОВ. “Отсечка” подачи наступает при открытии спиральной выточки (5), сообщённой с надплунжерной полостью (1) “отсечным” окном (4). Так, как и ранее, цикловая подача регулируется поворотом плунжера. Полость (7) является впускной и “отсечной”. В ТНВД PR 39, PR 43 при диаметре плунжера 12 мм и его ходе 14-18 мм ход муфты составляет 5,5 мм, что обеспечивает регулирование УОВ до 6° по повороту кулачкового вала (12° - по повороту коленчатого).

Муфта (3) (рис. 3, в), фиксируемая от проворота штифтом (12) (рис. 3, г), перемещается поводком (10), допускающим предварительную" регулировку УОВ каждой секции при снятой заглушке (11) путём поворота вокруг своей оси вала (9). Последний поворачивается электроуправляемым исполнительным механизмом, состоящим из пружины и пропорционального (удерживающего) электромагнита, синхронно изменяя УОВ всех секций. Аналогично перемещают "рейку" цикловой подачи. Положения "реек" контролируются собственными датчиками перемещения.

В ТНВД серии “Р” реализованы как электромагнитный привод “рейки” с усилием 75 Н, так и электрогидравлический - с усилием 90 Н, применяемый для 6-12-цилиндровых дизелей. Гидроусилитель питается от двух ТПН с давлением 0,3 МПа.

Описанный способ регулирования УОВ имеет особенности, которые в зависимости от возможностей их реализации могут выступать в качестве положительных или негативных. В автотракторной ТПА традиционно использовались кулачки с треугольным законом изменения скорости (рис. 3, д). Но даже при осуществлении трапециевидного закона с учётом широкого изменения фазы процесса невозможно обеспечить нагнетание топлива только с использованием "полочки" на вершине диаграммы скорости. Тогда при изменении УОВ изменяются средняя скорость плунжера в период нагнетания и закон её варьирования по времени. Вследствие этого появляется изменение давления и характеристики впрыска в весьма широком поле допуска (рис. 3, е). Обеспечить оптимальное изменение опережения, давления и характеристики впрыска по режимам работы дизеля при их жёсткой взаимосвязи принципиально невозможно, но предполагается нахождение некоторых компромиссов.

Особый интерес представляет схема электронного управления топливоподачей Bosch в дизеле грузового автомобиля типа Mercedes-Benz ОM442LA. В ней предусмотрены каналы управления насосом по цикловой подаче и УОВ. Электронный блок управления осуществляет оптимальное в рамках возможностей данных ТПА управление рабочим процессом дизеля с использованием сигналов ТНВД, автомобиля, дизеля, коробки передач и механизма отбора мощности на внешние агрегаты. Датчик подъёма иглы форсунки может отсутствовать. С использованием сигналов датчиков температуры и давления воздуха рассчитываются расход и коэффициент избытка воздуха. Это позволяет предотвратить дымление на рабочих режимах дизеля, включая работу на высоте до 4000 м над уровнем моря при минимальной потере мощности. Отключение подачи на режиме принудительного холостого хода обеспечивает торможение двигателем. Для особых условий движения, например обгона, система управления допускает кратковременное нарушение ограничений по частоте и цикловой подаче. Она снабжена функциями самодиагностики. Сигналы о неисправностях подаются на приборный щиток и запоминаются.

Известны и другие технические решения. Так, управление “рейкой” цикловой подачи, переставляемой за цикл работы 4-цилиндрового дизеля 4 раза с помощью быстродействующего электропривода АО "Рыбинские моторы", позволяет обеспечивать для каждого цилиндра свою цикловую подачу. Нидерландская фирма Ship and Industrial Engineering разработала, а английская фирма Вrусе (группа Lucas Industries) выпускает ТПА с номинальными значениями цикловой подачи g ц =3,3-17 г/цикл, с “рейкой” управления подачей и электроклапаном слива для регулирования УОВ.

Удаётся успешно использовать и традиционный ТНВД с электронным регулированием УОВ, выполненный по схеме проф. Н. Н. Патрахальцева. Дополнительный клапан с электромагнитным приводом установлен у форсунки входом на слив. В начале подачи он открыт. При прекращении питания электромагнита под действием пружины и потока топлива клапан закрывается, и начинается впрыск. Дополнительное качество ТПА - гидроудар при “посадке” клапана на седло - повышает давление впрыска в начале подачи.

В опытной ТПА, изготовленной ОАО "Ногинский завод топливной аппаратуры", в ТНВД предусмотрено электроуправляемое дросселирование при всасывании в плунжерную полость. При изменении времени открытия низконапорного электроклапана изменяются наполнение полости и УОВ. Как и в предыдущем случае, цикловая подача обеспечивается соответствующей подстройкой “рейки” подачи. Кроме того, требуется увеличение запаса производительности ТНВД.

Дальнейшее развитие электронного управления цикловой подачей и УОВ идёт по пути использования одного стравливающего клапана.

Поскольку в процессе эксплуатации установочный УОВ самопроизвольно не меняется, то его контроль не входит в плановое техническое обслуживание. В ТПА непосредственного действия с электронным управлением актуальность правильной установки УОВ не исчезает, поскольку даже адаптивная система управления не может изменить его в широких пределах, не влияя на оптимальное расположение фазы впрыска на кривой подъёма плунжера (рис. 3, д). Подобной проблемы не существует только в ТПА с системами Common Rail.

Статический и динамический УОВ

Под УОВ понимают угол поворота коленчатого вала от начала подачи топлива до достижения поршнем ВМТ в соответствующем цилиндре. Необходимо избежать путаницы, случающейся даже у специалистов. Во-первых, различают статический и динамический УОВ. Статическим (или геометрическим, или установочным) УОВ называют угол поворота коленчатого вала, соответствующий ожидаемому началу подачи топлива, закрытию впускного окна втулки верхним торцом плунжера или иному положению плунжера в начале сжатия топлива исходя из геометрических соображений. Статический УОВ устанавливает автомеханик при закреплении ТНВД и привода, используя метки, измерительные приборы или другие методы. Динамический (или действительный) УОВ соответствует действительному началу впрыска топлива и определяется либо непосредственно по факту появления струи топлива, либо по подъёму иглы форсунки.

Во-вторых, УОВ, как и продолжительность впрыска, может измеряться в градусах поворота коленчатого вала или вала ТНВД (для четырёхтактного двигателя последний в 2 раза меньше). По первому способу углы измеряют обычно при работе непосредственно на дизеле - это точнее и удобнее. Второй же вариант используется обычно тогда, когда нет дизеля (например, при испытаниях и регулировке ТНВД на безмоторном топливном стенде). Кстати, в этом случае УОВ тоже не имеет смысла, поэтому используется условный УОВ, отнесённый не к ВМТ поршня, а к верхней (или нижней) мёртвой точке плунжера первой секции.

Автомеханик чаще (но не всегда!) имеет дело со статическим УОВ, выраженным в углах поворота коленчатого вала. При испытании ТНВД на безмоторном стенде обычно принимают во внимание динамический УОВ, причём в углах вала ТНВД. Расчётчик оперирует с действительным УОВ по коленчатому валу.

Другие случаи более редкие. Например, помимо статического УОВ некоторые фирмы приводят для контроля и динамический УОВ. Это позволяет интегрально оценить правильность функционирования ТПА, проверить работу автоматов регулирования УОВ.

Установка и контроль УОВ

Предварительной операцией при снятии ТНВД является проверка исходного УОВ путём отыскания заводских меток или прочерчивания собственных, т. е. нанесения 4(6) меловых меток на зубчатом ремне и всех рабочих шкивах. Определение положения ВМТ поршня первого цилиндра необходимо при любом описанном ниже способе установки УОВ. Ведь в четырёхтактном двигателе можно перепутать ВМТ конца сжатия и конца выпуска. Их различают с помощью бумажного пыжа, компрессометра или пальца руки в отверстии под форсунку (свечу), а также анализа положения клапанов со снятой крышкой механизма газораспределения. Точное положение ВМТ или статического УОВ определяют по меткам на маховике (шкиве) и блоке цилиндров дизеля с помощью специальных прикладываемых шаблонов или линеек, стрелочного индикатора положения поршня.

Способы изменения УОВ довольно многочисленны и разнообразны. Один из наиболее традиционных из них предполагает изменение положения штифтов двух полумуфт, имеющих поле отверстий, число которых отличается на 1-2. Такая конструкция точна, но дорога. Применяется изменение положения полумуфт, затягиваемых крепежом. Аналогично шкив зубчатого ремня может разворачиваться относительно ступицы ТНВД или приводного (например, распределительного) вала. ТНВД фирм Bosch, Lucas могут поворачиваться в 2-3 овальных пазах фланца ТНВД относительно болтов крепления. Грубо и скачкообразно УОВ меняется при перемещении зацепления зубчатых колёс, зубчатого ремня или цепи.

Установка УОВ по меткам заключается в совмещении меток на коленчатом валу и метки на шкиве ТНВД с меткой на кронштейне крепления ТНВД (на блоке).

Одним из возможных способов регулировки УОВ является его установка с помощью стрелочного индикатора в ТНВД типа VE. В наиболее популярном ТНВД статический УОВ устанавливается по положению плунжера, соответствующему ВМТ.

При этом следует придерживаться следующего порядка выполнения работ. ТНВД устанавливают в среднем положении плавной регулировки УОВ. Далее вывёртывают пробку-болт из плунжерной полости, расположенной между нагнетательными штуцерами. В отверстие устанавливают индикатор, уперев его ножку в плунжер (рис. 4). При этом удобны вворачиваемые вместо пробки индикаторы. Вращая вал ТНВД и наблюдая за индикатором, устанавливают плунжер во внутреннее положение. После этого регулируют индикатор на "0”. Вращая вал ТНВД в рабочем направлении, следует достигнуть хода плунжера, указанного в инструкции автомобиля. Затем устанавливают приводной ремень (цепь). Если при его установке приходится, сдвинув шкив ТНВД, накинуть ремень на ближайший зуб, то необходимо повторить контроль, скорректировав УОВ методами плавной регулировки (например, путём поворачивания ТНВД). Следует заметить, что аналоговые индикаторы применялись и в рядных ТНВД - измерения хода плунжера осуществлялись через лючок.

Рис. 4. Схема контроля хода плунжера, соответствующего ВМТ в ТНВД VE: 1 - плунжер; 2 - резьбовая головка; 3 - индикатор перемещений

При регулировке натяжения ремня (цепи) следует строго соблюдать рекомендации, приведённые в руководствах по эксплуатации. Ведь слабое натяжение провоцирует самопроизвольное перескакивание ремня "на зуб", что влечёт за собой нарушение фаз топливоподачи и, возможно, газораспределения, а также удары клапанов о поршни. Второе последствие - циклическое "провисание" ремня с последующим ударным натяжением, а затем и преждевременный его обрыв. Сильное натяжение ремня (цепи) выводит из строя передний подшипник скольжения дорогостоящего ТНВД и способствует догружению ремня. В более современных ТНВД предусматриваются более работоспособные подшипники качения.

Особого внимания заслуживает установка УОВ с помощью стрелочного индикатора в ТНВД фирмы Lucas. Порядок работы схож с описанным для ТНВД VE. Контрольная пробка располагается на боковой стороне ТНВД (рис. 5). Следует заметить, что иногда проверяют не показания индикатора (1), а наиболее глубокое положение ротора в фазовой канавке (2). Для этого вместо индикатора применяется контрольный штифт.

Рис 5. Схема контроля УОВ в ТНВД Lucas

Возможна и установка УОВ с помощью моментоскопа (капилляра). Два следующих метода пригодны к ТНВД с началом впрыска, обусловленным закрытием впускного окна за счёт движения плунжера, а не электроуправляемого органа (что характерно, например, для всех ТНВД, разработанных до середины 90-х годов прошлого века). Работа моментоскопа основана на том, что нагнетательный клапан не позволяет подавать топливо при малых давлениях, но поднимается при закрытии плунжером впускного окна.

Порядок выполнения работ при этом следующий. Вначале устанавливают моментоскоп (1) (рис. 6) вместо первого штатного нагнетательного трубопровода. Затем включают “зажигание”, т. е. запитывают электромагнитный клапан разрешения пуска. Далее провёртывают коленчатый вал (рукояткой, ключом гайки шкива коленчатого вала, вывешенным ведущим колесом на высшей передаче, стартёром) до появления топлива в капилляре (2), после чего стряхивают рукой часть топлива. Потом медленно вращают коленчатый вал до начала движения мениска топлива (3) в капилляре. Остановив вращение, сравнивают контрольные метки на шкиве (маховике).

Рис. 6. Установка статического УОВ с помощью моментоскопа:

1 - обрезок трубопровода; 2 - стеклянный капилляр; 3 - мениск топлива

Следующим способом регулировки является установка УОВ с помощью статической “проливки”. Идея метода заключается в нахождении момента закрытия впускного окна по прекращению протока через него топлива. Для организации возможности протока из штуцера (2) (рис. 7) первого цилиндра удаляют нагнетательный клапан, а во впускной полости создают давление топлива путём ручной прокачки ТПН.

Рис. 7. Установка статического УОВ с помощью “проливки”:

1 - впускное окно втулки плунжера; 2 - штуцер первого цилиндра с удалённым клапаном; 3 - обрезок трубопровода; 4 - подача сжатой среды в ТНВД

При этом следует придерживаться следующей последовательности действий. Из штуцера (2) (рис. 7) первого цилиндра удаляют клапан и устанавливают моментоскоп (обрезок трубопровода) (3). После включения "зажигания" медленно вращают коленчатый вал до завершения истечения топлива, непрерывно подкачивая топливо с помощью ТПН. Остановив вращение, сравнивают метки на шкиве (маховике).

При наличии лишь ТПН, встроенного в ТНВД, можно создать избыточное давление в полости ТНВД иными способами. Например, подают топливо с помощью подвешенного сосуда, как это делают при “проливке” жиклеров карбюраторов. Этот метод наиболее простой. В частности, можно воспользоваться ручным промышленным топливным насосом или, наконец, подавать в заполненный топливом ТНВД сжатый воздух. Из штуцера будет вытекать топливо, пока оно не закончится. Можно, напротив, наблюдать не за вытеканием топлива, а за выпуском воздуха из трубки (3), погружённой в сосуд с топливом. Искомым положением вала считают такое, при котором при “проливке” вытекает приблизительно 1 капля за 10 с.

Контроль действительного (динамического) УОВ

Достоинство этого метода заключается в возможности контроля подачи топлива как конечного результата работы механизма регулирования УОВ, датчиков, системы управления. С этой целью используется стробоскоп с внешним запуском, лампа которого направляется на шкив (маховик) в месте расположения контрольных меток. Запуск же стробоскопа осуществляется с началом впрыска через форсунку. Для проверки любой ТПА целесообразно использовать форсуночный стакан от топливных стендов СТДА или изготовить его самостоятельно. Стакан закрепляется на вынутой из первого цилиндра форсунке таким образом, что топливо из носика распылителя надавливает на тарелку, замыкающую контакт. Сигнал поступает на усилитель стробоскопа, обеспечивая вспышку в начале впрыска.

Менее универсальная схема, пригодная для TПA непосредственного действия с электроуправлением, использует штатный датчик подъёма иглы распылителя форсунки первого цилиндра. Он требует установки своего предусилителя для работы с индукционным датчиком, но позволяет оперативно проводить контроль УОВ без демонтажа форсунки с дизеля.

Возможно определение динамического УОВ по сигналу датчика давления в нагнетательном трубопроводе (НТ). При этом для получения результата требуются измерение углового положения вала и специальная обработка кривой давления. Поэтому метод применяется как опция для электронных мотор-тестеров. Сопутствующие измерения частоты вращения осуществляются с помощью штатного датчика или по сигналам датчика давления в НТ (например, оптического с наклеенной полоской на маховике).

Проверка форсунок

Необходимость осуществления этих мероприятий обусловлена частотой возникновения неисправностей форсунок за счёт их числа и множественности дефектов, относительно малым ресурсом распылителей (в 2,5-4 раза более низким, чем ТНВД). Осуществление процесса контроля вполне доступно для опытного автослесаря и автовладельца, что позволяет выполнять его достаточно часто (при постоянной эксплуатации - до 2 раз в год).

Особого внимания заслуживают порядок проведения контрольных операций, а также оригинальные решения и особенности испытаний форсунок современной ТПА.

Неисправные форсунки на дизеле обычно выявляют последовательным отключением на холостом ходу, аналогично последовательному снятию высоковольтных проводов со свечей бензиновых двигателей. Для этого отворачивают гайку соответствующего нагнетательного трубопровода на пол-оборота. Если частота вращения коленчатого вала не меняется, то данная форсунка не обеспечивала нормального сгорания в цилиндре. Косвенный признак неисправности форсунки заключается в смачивании топливом стыка выпускного коллектора. К тому же при более высоких частотах вращения коленвала или при пуске могут быть заметны меньшие пульсации трубопровода на ощупь (для сравнения удобно держать одновременно два разных трубопровода). При этом исправная форсунка при выключении перестает постукивать.

Демонтаж форсунки с дизеля может быть затруднён “закоксовыванием” боковой поверхности распылителя, а также определяется особенностями конструкции. В большинстве современных дизелей форсунка находится в сухом форсуночном стакане (как в двух-, так и в четырёхклапанных головках). Однако стремление конструкторов расположить их в центре камеры сгорания порой приводит к существенному усложнению демонтажа. Так, форсунки Opel-Ecotec располагаются под распределительным валом и собираются со штуцером-траверсой только при установке в головке.

Форсунки старых дизелей и насос-форсунки находятся в масляной среде механизма газораспределения, а следовательно, труднее демонтируются. Отметим, что обслуживание насос-форсунок с электронным управлением, ввиду отсутствия или сокращения элементов регулировки, проще, чем обслуживание чисто механических.

В связи с этим разработаны “штатные” приёмы демонтажа форсунок, например, с помощью съёмников (винт с захватом за штуцер форсунки в подковообразном корпусе съёмника или П-образном корпусе, устанавливаемом над форсункой). Более оригинальные способы предложены специалистами-практиками. Так, например, требуется ослабить крепление прижимной планки нужной форсунки на 1-2 мм, запустить дизель, а после того, как газы из цилиндра начнут “течь” через форсуночный стакан, заглушить дизель и вынуть форсунку.

Большинство современных форсунок имеют подвод топлива через штуцер в верхней части. Для них применим инерционный съёмник (захват штока наворачивают на штуцер форсунки, а грузом ударяют по упору на противоположном конце штока). Однако такая рекомендация не касается форсунок, заворачиваемых в головку с помощью резьбы (как свеча). В этом случае резьба “заменяет” съёмник. Не следует только выворачивать форсунку за её верхнюю часть. После демонтажа штифтовой форсунки аккуратно вынимают стальной теплоизолирующий экран. В любом случае целесообразно прокрутить коленчатый вал дизеля для очистки воздухом форсуночного стакана. Перед испытаниями следует очистить (“раскоксовать”) распылитель.

Испытания форсунок проводят на одноплунжерных опрессовочных стендах типа КИ-3333, ЛГ-15706, КИ-562, КИ9917 с ручным приводом, а в условиях производства или крупного автосервиса - на полуавтоматизированных высокопроизводительных стендах типа КИ-5227, КИ-1404 (ГОСНИТИ). Первые стенды недорогие, бывают переносными и применяются без снятия форсунок с дизеля. Вторые же обеспечивают удобство проведения на стенде разборочно-сборочных и контрольных операций. Объём контрольных испытаний распылителя форсунок регламентирован ГОСТ 9928-71 и включает в себя ряд типовых операций.

Во-первых, выполняется визуальный контроль качества впрыска . При впрыске с определённой частотой топливо должно образовывать туман без видимых сгущений струй и капель. При этом струи не должны отклоняться от заданного направления и быть несимметричными. Следует обязательно сосчитать количество струй, при необходимости используя бумажный экран. В современных быстроходных дизелях с “открытой” камерой сгорания предусмотрено 4-8 отверстий распылителя (сопел), диаметром 0,18-0,17 мм. В связи с этим возрастает вероятность как засорения отверстий распылителя, так и возможности этого не заметить при испытаниях форсунки. Если из сопел выходят вялые струи ("усы"), значит, вследствие затруднённого подъёма иглы отсутствует напор. Устранение дефектов возможно путём прочистки сопел или восстановлением подвижности иглы.

Поэтому выполнению проверки подвижности иглы следует уделить особое внимание. Помимо сказанного, о затруднённом её перемещении свидетельствует отсутствие “дробящего” впрыска новой форсунки. При этом форсунка должна "звенеть", а точнее - скрипеть. Однако поработавшие ранее форсунки, т. е. с частично смятыми конусами, оставаясь еще работоспособными, не "звенят" (в этом заключается ошибочность требований ГОСТ). Другой признак малоподвижности - увлажнение “носика” распылителя после впрыска (в идеале он должен оставаться сухим, но может увлажняться также и из-за негерметичности запорного конуса). Наконец, рекомендован прямой контроль подвижности: игла, вынутая на 1/3 из демонтированного из форсунки распылителя, промытого в топливе и наклонённого под углом 45° к горизонту, должна свободно опускаться под действием силы тяжести.

Проверка герметичности (по запорному конусу иглы) производится при выдерживании форсунки в течение 20 с под давлением Р = (Р ф.н. - 1-1,5) МПа (Р ф.н. - давление начала впрыска), т. е. с максимальной разгрузкой конуса от запирающей силы. Перед испытанием следует выполнить несколько энергичных впрысков. При этом допустимо "потение" (незначительное увлажнение) “носика”, но не образование капли. Указанное испытание уже эксплуатировавшиеся ранее форсунки редко проходят "на отлично", поэтому в популярной литературе появились нестандартизованные рекомендации (например, не более двух капель за минуту). Можно постараться восстановить герметичность конуса путём закрепления хвостовика иглы в патроне через тонкую наждачную бумагу, смачивания конуса в притирочной пасте и прижиманием распылителя рукой. Скорее всего, будет достаточно 1-3 мин., но следует помнить, что притирка ещё более увеличивает пятно контакта, повышая вероятность скорого появления негерметичности. Кроме того, нужно не допустить попадания пасты на цилиндрическую поверхность иглы, а затем всё тщательно промыть.

Одним из важных этапов является проверка гидроплотности (по прецизионной цилиндрической поверхности иглы) . При этом регламентируется минимальное время падения давления. В ТУ на испытания строго определён ряд показателей (интервал давлений, вязкость топлива или смеси, объём ЛВД, включая манометра, трубопровода и др., герметичность испытательного стенда). При проведении проверки форсунку могут отсоединять от стенда вентилем. При недостижении минимального времени падения давления распылитель с иглой отбраковывают.

Давление начала впрыска (т. е. давление открытия форсунки) Р ф.н. контролируется при медленном опускании рычага привода стенда. Следует иметь в виду, что большинство форсунок в процессе эксплуатации снижают Р ф.н. , особенно в первые часы работы. Значительно меньше этому дефекту подвержены современные форсунки ЯЗДА для КАМАЗ и многосопловые Bosch конца 90-х годов, имеющие “ступеньку” на запорном конусе и “обратную” разницу углов конусов (игла острее конуса распылителя). С учётом естественного падения Р ф.н. встречаются две его нормы. Например, для дизелей КАМАЗ у новой форсунки модели “33” - Р ф.н. = 22-22,7 МПа, а исправной в эксплуатации считается форсунка, для которой Р ф.н. =20 МПа. Однако чем выше Р ф.н. , тем качественнее осуществляется процесс впрыска. Поэтому при регулировке целесообразно ориентироваться на верхнюю границу указанного интервала. Тем не менее не следует и сильно завышать Р ф.н. вo избежание ухудшения пуска и холостого хода. Автомобильные форсунки с установкой Р ф.н. с помощью винта уходят в прошлое. Регулировка шайбами под пружиной отличается большей трудоёмкостью. Кроме того, появляется опасность внесения засорений при сборке. Заметим, что при этом следует использовать закалённые прокладки из ремнаборов. В качестве временной меры допустимо добавлять нарезанные из лезвия бритвы, закладывая их между двумя толстостенными фирменными прокладками.

В двухпружинной форсунке проверить давление её срабатывания по второй пружине в условиях эксплуатации затруднительно, поэтому проверке подвергается только давление при открытии иглы по первой пружине. Таким образом, процедура контроля не отличается от испытаний обычной форсунки. При необходимости выполнения большого объёма работ со старыми форсунками требуется специальное приспособление с измерением усилия предварительной затяжки второй пружины.

Проверку пропускной способности распылителя наиболее правильно осуществлять методом статической “проливки” топливом при напоре не менее Р=5 МПа. При этом пружину иглы удаляют. В условиях эксплуатации это испытание проводят редко, а в производственных условиях иногда “проливают” отдельно сопловые отверстия (без иглы). Тем не менее “проливка” форсунки - не столь сложная процедура, дающая интегральную оценку засорённости (“закоксовывания”) и износа сопловых отверстий. Обычно в процессе эксплуатации проходное сечение сопел возрастает в результате износа кромок и “стволов” отверстий, а вместе с этим уменьшается давление и ухудшается качество впрыска. Прочистку сопловых отверстий выполняют проволочками и специнструментом (выпускается в наборах). Чтобы не сломать инструмент, работают сидя, на чистом столе, при хорошем освещении (на всех заводах сопла сверлят только женщины). При работе с соплами полезна “часовая” лупа (наглазная с кронштейном).

Свои особенности имеет проверка электрогидравлических форсунок системы Common Rail. Форсунка должна пройти все вышеописанные операции контроля, но следует обратить внимание на то, что шариковый электроклапан не срабатывает без подачи давления в форсунку, а она никогда не может открыться при закрытом клапане. Поэтому для испытаний таких форсунок удобнее применять полуавтоматический испытательный стенд с созданием напора приводным насосом или, по крайней мере, опрессовочный стенд увеличенной производительности, используемый для испытания судовых или тепловозных форсунок. Кроме того, необходим источник питания регулируемого постоянного напряжения 12-50 В. Обычно в системах Common Rail напряжение удерживания клапана составляет 12 В. Его и следует использовать, но если клапан всё же не срабатывает, а поднять давление выше не удаётся, можно постепенно повышать кратковременно прикладываемое напряжение. Полость слива (клапана) форсунки должна быть заполнена топливом.

Конечно, можно проверить распылитель (большинство неисправностей связано с ним) в составе технологической форсунки обычной конструкции. Если допустить разборку, можно пойти и другим путём - демонтировать блок электроклапана. Однако если проверка осуществляется только в профилактических целях, лучше форсунку не разбирать, а проверять, прикладывая одновременно напряжение и давление топлива.

Величина предварительной затяжки пружины (соответствует Р ф.н.) для форсунки системы Common Rail не имеет принципиального значения, важно только, чтобы она не снизилась слишком сильно (например, в результате поломки пружины). При необходимости проверки величины предварительной затяжки “запитывают” клапан, открывают форсунку высоким давлением, “сбрасывают” его и определяют указанный параметр при последующем медленном подъёме давления (клапан остаётся открытым). Измеренное Р ф.н. окажется существенно меньше давления первого открытия форсунки. Если они равны, значит, между впрысками клапан всё же захлопнулся, следовательно, необходимо повторить опыт, повысив напряжения питания клапана.

Дефекты потери подвижности иглы могут быть обусловлены не только её заеданием, но и заеданием поршня-мультипликатора запирания. Обнаружить это можно, отвернув накидную гайку распылителя. Пинцетом проверяют подвижность мультипликатора. В противном случае необходима полная разборка форсунки. Немного меньшая разборка нужна при потере подвижности клапана.

Ю. К. ЯРКИН, доцент МГТУ “МАМИ”