Порядок виконання роботи

Діагностика гідравлічних

Систем

6.1 Мета і завдання роботи

Метою роботи є засвоєння та поглиблення навчального матеріалу з функціонування та діагностики гідравлічних частин систем подачі палива автомобілів.

Завдання:

- вивчення типового розташування гідравлічної час-тини систем подачі палива та паливних насосів на автомобілях;

- вивчення будови елементів гідравлічної частини систем уприскування палива та паливних насосів карбюраторних автомобілів;

- набуття навичок перевірки гідравлічної частини систем уприскування палива та паливних насосів карбюраторних автомобілів;

- діагностика гідравлічної частини систем уприску-вання палива та паливних насосів карбюраторних автомобілів.

6.2 Теоретичні положення

6.2.1 Загальні положення

В сучасних автомобілях в склад багатьох комп’ютерних систем входять гідравлічні підсистеми. Наприклад, це гідравлічні підсистеми систем подачі бензину, гідравлічні підсистеми систем подачі дизельного палива, гідравлічні підсистеми антиблокувальних гальмівних систем (ABS) та систем стабілізації (ESP), гідравлічні підсистеми систем клімат-контролю і т.д. Діагностика гідравлічних частин комп’ютерних систем сучасних автомобілів здійснюється за подібними методиками та діагностичним обладнанням. В даній лабораторній роботі буде виконуватись діагностика гідравлічної частини системи подачі бензину автомобіля.

Гідравлічна частина систем уприскування палива авто-мобілів складається з паливного насоса, паливної рампи, форсунок, регулятора тиску, демпфера, трубопроводів, паливного бака. В системах центрального вприскування паливна рампа відсутня, а форсунка використовується одна. Системи центрального і розподіленого уприскування бензину мають багато загального, хоча тиск в системі центрального уприскування набагато нижчий.

6.2.2 Паливні електронасоси

Автомобільні паливні електронасоси можуть бути ротаційного роликового або шестеренчастого типів, одно- або багатосекційні. Паливний насос може розташовуватися як поза баком, так і безпосередньо бути зануреним у бензин у баці. У системі може бути встановлений тільки один зовнішній або внутрішній насос, або і внутрішній, і зовнішній.

За зовнішньою формою насос нагадує котушку запалення і є об'єднаним агрегатом-електродвигуном постійного струму та власне насосом. Електродвигун і насос змонтовані в одному герметичному корпусі. Особливістю цієї конструкції є те, що бензин омиває всі деталі внутрішньої порожнини електродвигуна: якір, колектор, щітки, статор. Як у внутрішньому, так і в зовнішньому насосі паливо тече не тільки через насос, але і омиває електродвигун. Бензин прокачується насосом через електродвигун, одночасно охолоджуючи його. Таке виконання не таїть в собі небезпеки займання, оскільки рідке паливо, що прокачується через насос, не містить повітря і запалитися не може.

Розглянемо будову відцентрового роликового насосу. Роликовий ротаційний насос відрізняється від ротаційного лопатевого тим, що замість лопатей у пази ротора вставлені ролики. Останнє обумовлене прагненням замінити ковзання лопатей по статору коченням. Для бензонасоса це особливо важливо у зв'язку з відсутністю у бензині змащувальної здатності.

Відцентровий роликовий насос (рис. 6.1) складається з нерухомого статора 5, внутрішня поверхня якого зміщена на 1,5 мм щодо осі якоря електродвигуна, циліндричного сепаратора 19, з'єднаного з якорем електродвигуна і роликів 24, розташованих у пазах сепаратора.

Розташовується насос у просторі між опорою 4 і кришкою 7. Бензин через штуцер 1 й паз 25 у опорі 4 надходить у сегментний простір, між внутрішньою поверхнею опори і сепаратором, який утворений за рахунок їхнього ексцентриситету й при обертанні сепаратора переноситься роликами в більш вузький простір і через вихідні канали 8 – у порожнину електродвигуна і потім через клапан 14 і штуцер 16 у бензомагістраль. Бензонасос має два клапани, запобіжний та зворотний клапан.

Запобіжний клапан 6, що сполучає порожнини нагнітання й усмоктування, служить для обмеження тиску палива вище припустимої норми. Зворотний клапан 14 служить для виключення зливу бензину з магістралі й утворення повітряних пробок після вимикання бензонасоса.

Конструктивно зворотний клапан може бути виконаний з демпфуючим дроселем (від нім. Dampfer - гаситель, Drossel - зменшуючий прохідне січення), вбудованим у штуцер паливного насоса. Демпфер згладжує різке збільшення тиску в системі живлення при пуску паливного насоса і запобігає падінню тиску при виключенні паливного насоса. Дія демпфера схожа з роботою регулятора тиску.

На вході бензонасосів іноземного виробництва перед-бачена фільтруюча сітка. Призначена вона для затримання порівняно крупних сторонніх частинок. Якщо ця сітка буде пошкоджена, то при використовуванні звичайного вітчиз-няного бензину насос вийде з ладу за декілька місяців. Умикається електробензонасос блоком керування через проміжне реле при включенні запалювання. Якщо через 3-5 секунди стартер не включиться, то блок керування відключає бензонасос. Наступне включення бензонасоса відбудеться при запуску двигуна стартером. Для запобігання пониженню тиску в системі на виході паливного насоса встановлюється запорний клапан. Після виключення запалення паливний насос зупиняється, але в системі якийсь час підтримується надмірний тиск.

Діапазони зміни робочого тиску в системах розподіленого впорскування бензину на різних автомобілях – 0,25-0,35 МПа. Продуктивність насосів при 20 °С і 12 В – в межах 1,5-2,5 л/хв. Робоча напруга – 7-15 В, значення сили струму – в межах 4,5-9,5 А.

Зовнішній паливний насос

Насос роликового типу з приводом від електродвигуна постійного струму з постійним магнітом розташований поряд з паливним баком. Насос перекачує паливо з бака через фільтр в паливну магістраль або у форсунку центрального уприскування. На вал ротора електродвигуна напресований ексцентрик з вирізами по периферії. У кожен виріз вставлений ролик. При обертанні ексцентрика ролики під дією відцентрових сил притискаються до статора, забезпечуючи цим хороше ущільнення. Простір між роликами заповнюється паливом, яке переноситься від вхідного отвору насоса до вихідному. На виході насоса, переважно, встановлюється демпфер для згладжування пульсацій тиску.

Внутрішній паливний насос

Насос розташований вертикально в паливному баці. Внутрішній насос є, переважно, шестеренчастого типу з внутрішнім зачепленням шестерень. Паливо переносять западини між зубами від вхідного до виїзного отвору насоса. При вході зубів в зачеплення паливо видавлюється із западин і під тиском нагнітається у вихідний трубопровід.

6.2.3 Регулятор тиску палива

Паливний насос забезпечує надмірну подачу палива. В цьому випадку зайве паливо повертається в паливний бак. Зазвичай для системи розподіленого уприскування макси-мальний тиск насоса складає 0,5-0,6 МПа. Функція регулятора тиску (рис. 6.2) полягає в підтриманні постійного тиску в системі і забезпечення можливості повернення надмірного палива в бак.

Регулятор тиску палива встановлений на паливній рампі і призначений для підтримки постійного перепаду тиску між тиском повітря у впускній трубі й тиском палива в рампі. Регулятор тиску палива складається з клапана 5 (рис. 6.3) з діафрагмою 4, підтиснутою пружиною до сідла в корпусі регулятора.

На працюючому двигуні регулятор підтримує тиск у рампі форсунок, в залежності від моделі автомобіля, у межах 250-325 кПа. На діафрагму регулятора з однієї сторони діє тиск палива, а з іншого боку – тиск (розрідження) у впускній трубі.

Регулятор тиску встановлений на виході паливної магістралі і має дві порожнини, розділені діафрагмою. У верхній порожнині є пружина, яка тисне на діафрагму і закриває вихідний отвір. Паливо від насоса подається в нижню порожнину. Коли тиск в нижній порожнині досягає певного значення, діафрагма піднімається, і надлишок палива поступає назад в бак.

Рисунок 6.2 – Зовнішній вигляд регулятора тиску палива

При зменшенні тиску у впускному трубопроводі (дросельна заслінка закривається), клапан регулятора відкривається при меншому тиску палива, перепускаючи надлишкове паливо по зливній магістралі назад у паливний бак. Тиск палива в рампі знижується. При збільшенні тиску у впускному трубопроводі (при відкриванні дросельної заслінки) клапан регулятора відкривається вже при більшому тиску палива й тиск палива в рампі підвищується.

Важливо, щоб в системі підтримувався постійний тиск палива на заздалегідь встановленому рівні (0,25-0,35 МПа для розподіленого уприскування і 0,1 МПа для центрального уприскування). При постійному тиску в системі паливоподача визначається тільки тривалістю відкриття форсунки. При зміні тиску в паливній системі блок електронного управління не зможе коректно обчислити кількість уприскуваного палива.

1 - корпус; 2 - кришка; 3 - патрубок для вакуумного шланга; 4 - діафрагма; 5 - клапан; А - паливна порожнина; Б - вакуумна порожнина

Рисунок 6.3 – Будова регулятора тиску палива

У системі центрального уприскування є додатковий чинник, що впливає на тиск в паливній системі. Це чинник - розрідження у впускному колекторі. Ступінь розрідження залежить від кута відкриття дросельної заслінки і впливає на кількість введеного палива.

Для усунення цього чинника регулятор тиску сполучений вакуумним шлангом з впускним колектором. Таким чином, незалежно від тиску в колекторі, різниця тиску в системі уприскування і тиску в колекторі підтримується на постійному рівні.

Для двигунів з розподіленим уприскуванням на холостих оборотах при від'єднаному вакуумному шлангу або при зупиненому двигуні і працюючому паливному насосі, а також при роботі на повному дроселі тиск в паливній системі підтримується на рівні 0,3 МПа. При оборотах холостого ходу і приєднаному вакуумному шлангу тиск приблизно на 0,05 МПа нижчий.

6.2.4 Паливна рампа

Паливна рампа форсунок (рис. 6.4) являє собою мета-левий резервуар з встановленими на ньому форсунками і регулятором тиску палива.

Рампа форсунок закріплена болтами на впускному трубопроводі. Для контролю тиску палива на рампі форсунок знаходиться спеціальний штуцер, закритий різьбовою пробкою (на деяких конструкціях може бути відсутній). Форсунки кріпляться до паливної рампи, від якої до них подається паливо, а своїми розпилювачами вони входять в отвори впускного трубопроводу. В отворах паливної рампи і впускного трубопроводу форсунки ущільнюються гумовими ущільнюючими кільцями

6.2.5 Обладнання для діагностики гідравлічної частини систем подачі палива автомобілів

6.2.5.1 Основне діагностичне обладнання

Тиск палива життєво важливий для забезпечення нормальної роботи автомобільного двигуна. Для його вимірювань в більшості двигунів потрібно кілька манометрів, розрахованих на різні тиски. Для діагностики карбюраторних двигунів потрібний манометр-вакуумметр з діапазоном від -0,1 до +0,1 МПа. Для більшості карбюраторних двигунів розрідження перед впускними клапанами насосів знаходиться в межах 0,020-0,025 МПа, тиск нагнітання - 0,025-0,030 МПа. Для діагностики інжекторних двигунів з колекторною системою впорскування необхідний манометр з діапазоном від 0 до 1 МПа. Для діагностики інжекторних двигунів з системою безпосереднього впорскування необхідний манометр з діапазоном від 0 до 15 МПа. Також зазвичай манометри для паливних систем забезпечуються великою кількістю перехідників і додаткових шлангів для підключення до будь-якого паливного з'єднання (рис. 6.5).

1 – паливна рампа; 2 – регулятор тиску; 3 – вакуумний шланг; 4 – впускний трубопровід; 5 – форсунка; 6 – фіксатор форсунки

Рисунок 6.4 – Паливна рампа з форсунками системи впорскування бензину

Для перевірки продуктивності паливних насосів використовується найпростіші мірні циліндри.

6.2.5.2 Допоміжне діагностичне обладнання

В багатьох випадках для діагностики системи живлення також використовується і інше допоміжне діагностичне обладнання. Недостатній тиск палива або продуктивності насосів приведуть до збіднення суміші. І навпаки, занадто великий тиск палива (переливання) приведе до збагачення суміші.

Для оцінки складу паливно-повітряної суміші та відпрацьованих газів найчастіше використовують газо-аналізатори та прилади для оптичної оцінки процесу згорання.

Принцип дії більшості розповсюджених газоаналізаторів заснований на оптико-абсорбційному методі, тобто на вимірі поглинання інфрачервоної енергії (ІЧ) випромінювання аналізованим компонентом газу (СО), у результаті якого він нагрівається до деякої температури, що залежить від його концентрації в газовій суміші (відпрацьованих газах). За допомогою оптико-абсорбційного датчика температурні коливання випробуваного газу перетворяться в електричні сигнали визначеної напруги, пропорційні концентрації окису вуглецю СО, що і передаються на вимірювальний прилад.

Перед діагностуванням на вміст СО двигун необхідно прогріти, а безпосередньо перед виміром СО дати двигуну проробити не менш 30 с. При вимірі вмісту СО у відпрацьованих газах, газовідбірник вставляється у випускну трубопровід. Газ всмоктується насосом приладу і, пройшовши через фільтр, надходить в оптичний блок (всередині корпусу), де поглинута газом ІЧ-радіація перетвориться в електричний сигнал, пропорційний концентрації СО і зафіксований вимірником. Результати контролю співставляють з нормативними значеннями. Ці норми повинні відповідати вимірам, що виконуються при атмосферному тиску 99, 88...101,08 кПа і температурі плюс 15-20 °С. При зниженні атмосферного тиску повітря і підвищенні температури суміш, підготовлена системою подачі палива, як правило, збагачується і викид СО збільшується. Отже, з урахуванням цих змін необхідно робити відповідну поправку до показів приладу. Наприклад, при температурі повітря плюс 30-35 °С та тиску 95,89-97,09 кПа покази газоаналізатора треба помножити на коефіцієнт 0,76.

Основою приладів для оптичної оцінки процесу згорання є свічка запалювання з прозорим вікном. Її вкручують замість однієї із середніх свічок запалювання на час регулювання системи подачі палива на якість пальної суміші. До приладу додається комплект насадок і поворотне дзеркальце, що забезпечує зручність його застосування на різних двигунах. Якщо полум'я, що спостерігається в дзеркальце, має жовтогарячий колір, це свідчить про багату суміш. Повільним закручуванням гвинта якості карбюратора потрібно добитися, щоб жовтогарячий колір полум'я перейшов у блакитний. Блакитний колір полум'я свідчить про оптимальний склад суміші, а світло-блакитний колір є ознакою збіднення суміші. Індикатор оптичної оцінки процесу згорання дозволяє за кілька хвилин виконати діагностику паливної системи та довести до норми склад суміші.

Порядок виконання роботи

6.3.1 Зниження тиску в паливній системі

Паливна система інжекторного двигуна працює при високому тиску. Перед діагностикою гідравлічної частини манометром без використання спеціального клапана або проведенням інших робіт з системою живлення необхідно знизити тиск в системі живлення. Для цього необхідно видалити запобіжник паливного насоса, реле або від'єднати дріт заземлення від до клеми паливного насоса. Далі обертати коленвал стартером або запустити двигун, поки він не заглухне. Тиск в паливній системі не може бути знижено шляхом зняття реле форсунок, оскільки при знятті цього реле форсунки не включатимуться і тиск не зменшиться.

6.3.2 Перевірка продуктивності паливної системи

Продуктивність паливної системи є надійним показ-ником відсутності витоків палива. Якщо тиск знаходиться в нормі, але продуктивність системи низка, необхідно знайти причину цього явища.

Для перевірки продуктивності від'єднайте зворотний шланг паливної системи за регулятором тиску і опустите його в мірну ємність (рис. 6.6).

Далі включіть паливний насос, запустивши двигун на оборотах холостого ходу або поставивши перемичку в обхід реле паливного насоса і заміряйте продуктивність паливної системи. Для справної системи розподіленого уприскування витрата палива повинна бути не менше 2,0 л/хв. Для справної системи центрального уприскування витрата палива повинна бути не менше 1,0 л/хв. Якщо витрата дуже мала, пере-конайтеся у відсутності наступних несправностей: засмічення паливного фільтра, перегин або засмічення паливопроводів, засмічення на виході з паливного бака.

6.3.3 Перевірка тиску в паливній системі на непрацюючому двигуні

Для цієї перевірки знадобиться манометр і перехідник для підключення манометра до паливної системи. Спочатку скиньте тиск в паливній системі (див. вище). Далі підключіть манометр до напірного топлівопроводу (рис. 6.7): для системи розподіленого уприскування - перед паливною магістраллю; для системи центрального уприскування - перед форсункою в корпусі дросельної заслінки.

Рисунок 6.6 – Перевірка продуктивності

паливної системи

Подайте живлення на насос в обхід реле. Альтер-нативний метод збільшення тиску в паливній системі - кілька разів включити і вимкнути запалення. Запишіть значення тиску і порівняйте його з технічними даними. У більшості систем розподіленого уприскування тиск в паливній системі складає 0,25-0,35 МПа. У більшості систем центрального уприскування тиск в паливній системі складає близько 0,1 МПа.

6.3.4 Перевірка тиску в паливній системі на пра-цюючому двигуні

Підключіть реле паливного насоса. Запустіть двигун на оборотах холостого ходу. Запишіть тиск палива (він повинен бути на 0,5 атм нижче, ніж для непрацюючого двигуна). Від'єднайте від регулятора тиску вакуумний шланг і заткніть його. Запишіть значення тиску (воно повинне бути таким же, як і для непрацюючого двигуна). Вийміть пробку з вакуум-ного шланга і під'єднайте його до регулятора тиску. Тиск палива повинен знизитися на 0,5 атм. Якщо тиск палива дуже малий, виконайте перевірку відповідно до п. 6.3.5. Якщо тиск палива дуже великий, то виконайте перевірку відповідно до п. 6.3.6.

Рисунок 6.7 – Перевірка тиску в паливній системі

6.3.5 Перевірка низького тиску в паливній системі

Ненадовго перетисніть поворотний шланг між регуля-тором тиску і паливним баком. Якщо тиск підвищився, це означає, що регулятор тиску несправний. Низький тиск і його повільне зростання зазвичай свідчать про засмічення па-ливного фільтру і шлангів паливної системи. Зазвичай ця несправність діагностується при вимірюванні продуктивності паливної системи. Переконайтеся у відсутності витоків у форсунках. Якщо тиск залишається низьким і витоків палива не виявлено, це означає, що несправний паливний насос.

6.3.6 Перевірка високого тиску в паливній системі

Попередження:якщо паливоприводи або хомути гумо-вих шлангів паливної системи мають ненадійне з'єднання, вони можуть привести до витоку палива при випробуванні. Проведіть це випробування максимально швидко. Якщо тиск в системі перевищить максимальний тиск манометра, негайно припините випробування.

Від'єднайте зворотний шланг від регулятора тиску. Під'єднайте тимчасовим шлангом регулятор тиску до ємності і запустить двигун. Якщо тиск залишається високим, замініть регулятор тиску. Якщо тиск став нормальним, прочистіть зворотний шланг.

Запустіть паливний насос в обхід реле і ненадовго пережміть зворотний паливопровід. Тиск в системі повинен досягти максимального значення. Для систем розподіленого вприскування – 0,5-0,6 МПа, для систем центрального вприс-кування – біля 0,3 МПа. Якщо тиск в системі не досяг макси-мального, це указує на несправність паливного насоса.

6.3.7 Перевірка залишкового тиску в паливній системі

Скиньте тиск в паливній системі. Підключить манометр до напірного паливопроводу (перед паливною магістраллю). З'єднайте всі шланги і трубки паливної системи. Запустіть двигун на холостих оборотах і прогрійте його до робочої температури. Запишіть покази манометра і заглушіть двигун. Тиск не повинен зменшуватися швидше, ніж на 0,05 МПа/хв. Дуже швидке зниження тиску в системі не робить вплив на роботу двигуна, проте викликає утруднений пуск гарячого двигуна. Далі вимкніть запалення і одночасно пережміть зворотний шланг. Якщо зниження тиску все одно відбувається дуже швидко, перевірте зворотний клапан паливного насоса.

6.3.8 Перевірка паливного насоса карбюраторного двигуна за допомогою манометр-вакуумметра

Для перевірки паливного насоса карбюраторного двигуна за допомогою манометр-вакуумметра, необхідно прогріти двигун до стійкої роботи при малій частоті обертання в режимі холостого ходу; по черзі від’єднати всмоктувальний та нагнітальний паливопровіди від карбюратора; по черзі приєднати через трійник манометр-вакуумметр; нагнітати паливо важелем ручної підкачки бензонасосу, а при відсутності важеля запустити двигун і дати йому попрацювати 10 - 20 с на малій частоті обертання. По шкалі манометр-вакуумметра відрахувати тиск (розрідження), що розвивається паливним насосом. Для перевірки герметичності клапанів зупинити двигун, перетиснути нагнітальний шланг і визначити падіння тиску за 30 с. Клапани паливного насоса вважаються справними, якщо падіння тиску за цей час не перевищить 10 кПа; знову запустити двигун і, давши йому попрацювати 10...15 с, зупинити. Визначити падіння тиску за 30 с і порівняти його з падінням тиску, отриманим при попередній перевірці. Більш швидке падіння тиску при повторній перевірці буде вказувати на нещільність паливного клапана карбюратора.

6.3.9 Перевірка складу суміші приладом для оптичної оцінки процесу згорання

Вкрутіть замість штатної свічки двигуна свічку запалювання з прозорим вікном. Визначить склад суміші візуально оцінивши колір полум’я в процесі згорання. За необхідності повільним закручуванням гвинта якості карбюратора потрібно добитися, щоб колір полум'я перейшов у блакитний. Якщо полум'я, що спостерігається в дзеркальце, має жовтогарячий колір, це свідчить про багату суміш. Блакитний колір полум'я свідчить про оптимальний склад суміші, а світло-блакитний колір є ознакою збіднення суміші.

6.3.10 Перевірка токсичності відпрацьованих газів газоаналізатором

Включить газоаналізатор і прогрійте його 5 хвилин. Одночасно запустіть двигун і прогрійте його до робочої температури на оборотах холостого хода. Вставте у трубу вихлопного тракту зонд газоаналізатора, включить насос газоаналізатора і через 30 секунд зчитайте покази. За необхідності повільним закручуванням гвинта якості карбюратора потрібно добитися, щоб вміст СО на оборотах холостого хода склав 1,5 %.

6.4 Обробка результатів досліду

Дослідження параметрів гідравлічної частини системи уприскування палива в даній лабораторній роботі буде виконуватись на базі двигуна з системою вприскування палива Ford EEC IV (Форд Ескорт 1.6 EFi) та на стенді на базі системи вприскування палива Bosch HFM-Motronic (Мерседес Е-клас (210), двигун 111.942). Дослідження параметрів гідравлічної частини системи подачі палива карбюраторного двигуна в даній лабораторній роботі буде виконуватись на базі системи подачі палива автомобіля Москвич-2140.

Ознайомтесь з лабораторними установками та їх гідравлічними схемами, розміщенням на двигунах елементів гідравлічної системи. Ознайомтесь за вказівкою викладача з особливостями функціонування та перевірки елементів гідравлічної системи. Результати досліджень занесіть в табл. 6.1.

Таблиця 6.1 – Результати експериментів

Закінчення таблиці 6.1

Зробіть висновок щодо стану гідравлічних частин системи подачі палива.

Поиск по сайту: