Спосіб діагностування паливного насоса дизеля

Спосіб діагностування паливного насоса дизеля шляхом визначення дійсної максимальної продуктивності Gmax.d паливного насоса та порівняння її з максимальним паспортним значенням Gmax.p продуктивності цього паливного насоса, на підставі чого визначають ступінь потреби в регулюванні паливного насоса, який відрізняється тим, що визначення продуктивності Gmax.d виконують під час звичайної роботи паливного насоса на дизелі, який періодично працює з перевантаженнями, для чого протягом кожного періоду DT, тривалість якого повинна бути можливо меншою, але достатньою для визначення продуктивності паливного насоса з припустимою похибкою (звичайно DТ=1-2 с), вимірюють поточне значення продуктивності Gn паливного насоса, заносять його в оперативну пам'ять і з цих даних вираховують дійсну інтенсивність Іd зміни продуктивності паливного насоса за виразом: Id=DG/DT, де DG =100(Gn2-Gn1)/Gn2 - процент зміни продуктивності паливного насоса протягом періоду DТ, a Gn2 і Gn1 - продуктивності паливного насоса, відповідно в останньому і в попередньому періоді DТ, та якщо значення Id і DG перевищують їх критичні значення DGк і Ік, де Ік=DGк/DТ, при яких значення Gn2 починає зменшуватись відносно його значення, отриманого при стабільному режимі роботи, визначають затримку Tz, протягом якої забороняють будь-які зміни в постійній пам'яті, де зберігаються результати діагностування, вираховуючи значення тривалості затримки Tz за виразом: Тz = К(DG - DGк), 2 (19) 1 3 Корисна модель відноситься до технічного обслуговування дизелів та може бути використана для оперативного визначення змін технічного стану їх паливних насосів, зокрема, при експлуатації дизелів в сільському господарстві. Широко відомий спосіб діагностування паливних насосів дизелів з допомогою стаціонарних паливних стендів [див. „Топливная аппаратура тракторных и комбайновых двигателей". М., „Колос", 1980, С.120-123]. Для здійснення діагностування паливний насос знімають з дизеля і визначають дійсну максимальну продуктивність Gmax.d його секцій, а звідси і насоса в цілому. Потім порівнюють значення Gmax.d з його максимальним паспортним значенням Gmax.p, на підставі чого приймають діагностичні рішення про дії, які потрібно виконати для відновлення нормальної роботи паливного насоса. Недоліками такого способу діагностування паливного насоса є: необхідність вилучити робочу машину, на якій встановлено дизель, з експлуатації на час діагностування; трудомісткість процесів знімання паливного насоса з дизеля і повернення на дизель; порушення герметичності з'єднань паливопроводів, які необхідно розбирати при зніманні паливного насоса з дизеля; треба мати свій дорогий паливний стенд з кваліфікованим робітником або звертатись до служби сервісу дизелів. Крім того можливо, що помічене в роботі погіршення тягових і динамічних характеристик трактора викликали не хиби в роботі паливного насоса дизеля, а зміни умов роботи (наприклад, зміна твердості ґрунту, який ореться). Тоді складні дії вказаного діагностування паливного насоса будуть зайвими і навіть шкідливими. Подолати цей недолік можливо лише шляхом діагностування паливного насоса під час звичайної роботи дизеля. Відомий спосіб діагностування паливного насоса дизеля, що реалізований в переносному приладі для діагностування паливного насоса без знімання його з дизеля, який розроблений в Дослідному ПКТБ Сибірського НДІ механізації та електрифікації сільського господарства [див. „Автодизель-тестер АДТ-1. Руководство по эксплуатации", Краснообск, 2001г., 22с.]. В відомому способі визначають дійсну максимальну продуктивність Gmax.d паливного насоса та порівнюють її з максимальним паспортним значенням Gmax.p, на підставі чого визначають ступінь потреби в регулюванні паливного насоса. Дійсне максимальне значення Gmax.d продуктивності паливного насоса визначають по максимальній швидкості виходу пального з мірного циліндра при розгоні дизеля на зупиненій машині. Недоліком відомого способу діагностування паливного насоса є необхідність вилучення робочої машини, на якій встановлено дизель, з експлуатації на час діагностування. Задачею корисної моделі є спосіб діагностування паливного насоса дизеля, в якому, завдяки новому порядку вимірювання та вирахування зна 42494 4 чень відомих і додаткових параметрів процесу діагностування, досягається можливість проводити діагностування під час звичайної роботи машини з цим дизелем в полі при - періодичних перевантаженнях дизеля. Необхідний для реалізації запропонованого способа діагностичний прилад може представляти один чи два паливоміра для вимірювання поточної продуктивності Gn потоку пального, який надходить до паливного насоса, та мікропроцесорний блок для оброблення сигналів паливомірів за алгоритмом, реалізуючим заявлений спосіб. Такий прилад може бути постійно встановленим на дизелі. Тоді буде можливо не тільки діагностувати паливний насос, але також, при введенні в програмне забезпечення мікропроцесорного блока додаткових функцій, оцінювати ефективність використання пального при виконанні технологічних процесів та коректувати експлуатаційні режими роботи машини з метою мінімізації витрати пального на одиницю виконуваної роботи. Вказана задача вирішується завдяки тому, що на протязі кожного періоду DT, тривалість якого повинна бути можливо меншою, але достатньою для визначення продуктивності Gn з припустимою похибкою (звичайно DТ=1-2с), вимірюють поточне значення продуктивності Gn паливного насоса, заносять його в оперативну пам'ять і з цих даних вираховують дійсну інтенсивність Іd зміни продуктивності паливного насоса за виразом: Id =DG/DТ, де DG =100(Gn2-Gn1)/Gn2 - процент зміни продуктивності паливного насоса на протязі періоду DТ, a Gn2 і Gn1 - продуктивності паливного насоса, відповідно в останньому і в попередньому періоді DТ. Якщо значення DG і Id перевищують їх критичні значення DGк і Ік, де Ік = DGк/DТ, при яких значення Gn2 починає зменшуватись відносно його значення, отриманого при стабільному режимі роботи, визначають затримку Tz, на протязі якої забороняють будь-які зміни в постійній пам'яті, де збираються результати діагностування, вираховуючи значення затримки Tz за виразом: Тz=К(DG - DGк), де К = Тz.мах /DG мах - коефіцієнт; Тz.мах - тривалість перехідного процесу від холостого хода до встановлення стабільної продуктивності Gmax.d потоку пального після раптового збурення на DGмах=100% за період DТ (звичайно Тz.мах дорівнює 5-8с). Далі продовжують аналізувати чергові значення Id в межах тривалості затримки Tz та при появі нових значень затримок Tz ліквідують їх попередні значення, якщо нове значення Tz вимагає більш подовженої затримки. Якщо ж на протязі затримки Tz і після її закінчення нові значення Id не виходять за межі критичного значення Ік, визначене після закінчення затримки Tz значення продуктивності Gn2 вводять в постійну пам'ять, надаючи йому позначення Gnn2, і продовжують аналогічним чином процес вимірювання продуктивності Gn2, порівнюють останнє зареєстроване значення продуктивності Gn2 з вже введеними в постійну пам'ять значеннями Gnn2, послідовно запам'ятовуючи 5 тут більші значення продуктивності замість менших та залишаючи в постійній пам'яті декілька (А), але не менше трьох (А³3), найбільших значень продуктивності Gnn2. Процес оновлення зібраних в постійній пам'яті значень Gnn2 продовжують доти, поки там не назбираються значення продуктивностей паливного насоса, різниця між найбільшим і найменшим з яких не буде по абсолютній величині менше за припустиму похибку вимірювання продуктивності паливного насоса. Після цього вираховують з залишених в пам'яті значень продуктивності Gnn2 середнє арифметичне їх значення, яке приймають в якості вишукуваного дійсного максимального значення продуктивності Gmax.d паливного насоса та вираховують процент D значення Gmax.d відносно значення Gmax.p за виразом: D = 100 Gmax.d/Gmax.p і представляють значення D разом з коментарем про ступінь потреби в регулюванні паливного насоса на індикаторі приладу або негайно після визначення потреби в регулюванні, якщо дизель працює, або автоматично після зупинки дизеля, або по виклику оператора. Завдяки тому, що заборонено змінювати вміст постійної пам'яті, коли інтенсивність Id змін продуктивності пального насоса перевищує критичне значенні Ік, в постійній пам'яті накопичуються лише ті значення Gnn2, які не відрізняються від значень Gn, отриманих при стабільних режимах роботи дизеля. Крім того, продовження збирання і оновлення в постійній пам'яті значень Gnn2 доти, поки зібрані значення не будуть відрізнятись між собою не більше, як на припустиму похибку вимірювання продуктивності Gn, гарантує отримання максимально можливого значення продуктивності паливного насоса, а визначення середнього арифметичного зі значень Gnn2 додатково зменшує можливу похибку вимірювань. Все це гарантує достовірність результатів діагностування, отриманих заявленим способом. Конкретний приклад використання корисної моделі. Діагностували паливний насос марки НД-22 дизеля СМД-62, який був встановлений на тракторі Т-150К виробництва Харківського тракторного заводу. Максимальне паспортне значення Gmax.p продуктивності цього паливного насоса становить 29,6 кг/годину. Дійсне значення продуктивності Gmax.d паливного насоса, продіагностованого на дизелі, визначали як різницю потоків пального з бака до дизеля і з дизеля в бак. Продуктивність кожного з цих потоків вимірювали з допомогою їх індивідуальних паливомірів і мікропроцесорного блока, який вираховував також різницю потоків за кожний черговий період DТ, прийнятий рівним 1с. Використання генератора стабільної частоти 1кГц для обліку проміжків часу між імпульсами паливомірів, а також застосування вирахуваних з відповідною точністю змінних значень коефіцієнтів перерахунку числа імпульсів кожного з паливомірів в кількість пального в залежності від швидкості і температури потоку пального, дозволили вести розрахунки витрати пального з похибкою не більше 1%. 42494 6 Критичні значення Ік та Тz.мах визначили з допомогою спеціального експерименту, в якому використали дослідницький зразок приладу, реалізуючого заявлений спосіб діагностування паливного насоса, але без обмежень, які забороняють запам'ятовувати і виводити на індикатор будь-яке негайно отримане значення D. Тобто на час цього експерименту була відсутня заборона змінювати вміст пам'яті приладу при будь-якій інтенсивності змін продуктивності паливного насоса і в залежності від кількості та співвідношення значень Gnn2, накопичених в пам'яті приладу. Це дозволило виділити значення їх та Тz.мах серед поточних значень Id та Tz. Спеціальний експеримент виконали при гальмових випробуваннях дизеля на тракторі через вал відбору потужності трактора. Спочатку при стабільних режимах навантаження, які створював гальмовий стенд, ретельно (похибка в межах 1%) відновили максимальну паспортну продуктивність паливного насоса і одночасно відрегулювали діагностичний прилад на індикацію номінального значення D = 100%. Потім задавали коливання навантаження на ±10% відносно номіналу з тривалістю півперіоду коливання в одну сторону, що давало зміну навантаження на 20%, за Т = 10, 8, 6, 5, 4, 3, 2с і слідкували за значенням D, яке змінювалось через кожну секунду. В діапазоні півперіоду коливань 10-5с не спостерігалось зменшення максимального значення D. При півперіоді коливань 4с максимальне значення D на індикаторі було вже не більше 99%. Тому значення Ік прийняли відповідним півперіоду коливань 5с: Ік = DG/T = 20%/4c = 4%×c-1. Для визначення тривалості затримки Тz.мах змінювали навантаження дизеля гальмовим стендом з нуля до 100% за 1с. Було з'ясовано, що після такого збурення новий сталий режим роботи дизеля (D=100% на індикаторі приладу) з'являється через 6-8с після початку збільшення навантаження. Звідси прийняли такі значення параметрів: Тz.мах = 8с; К = Tz.max/DGmax = 0,08с×%-1, а вираз для визначення затримки Tz тоді має такий вигляд: Tz = 0,08 (DG - 4), де DG = 100(G2-G1)/G2. Закінчили підготовчі дії на гальмовому стенді тим, що знайшли положення упора коректора паливного насоса НД-22 дизеля СМД-62, яке забезпечувало зменшення максимальної продуктивності паливного насоса на 10% (D або Gmax.d в процентах до номіналу дорівнює 90%). Це положення упора коректора використовували для імітації спрацювання паливного насоса на 10% при перевірці функціонування заявленого способу в полі. Число А значень Gnn2 в пам'яті приладу, середнє арифметичне з яких дає значення Gmax.d, було прийнято рівним 4, а припустиме значення похибки вимірювання продуктивності паливного насоса у відсотках, розмір якої визначав максимальну припустиму різницю між значеннями Gnn2, зібраними в пам'яті приладу, було прийнято рівним 1,5%. Після встановлення значень всіх перелічених вище параметрів заявленого способу діагностування паливного насоса стало можливим виконати розробку програмного забезпечення мікропроце 7 42494 сорного блока дослідницького зразка діагностичного приладу в повному обсязі. Перевірка роботи дослідницького зразка приладу в полі на тракторі Т-150К була здійснена на оранці плугом ПЛН-5-35. Максимальна продуктивність паливного насоса була номінальна і зменше 8 на на 10%. Програмне забезпечення приладу було скоректоване так, щоб результат діагностування (значення D) з'являвся на індикаторі приладу негайно після його отримання на ходу трактора. Результати виконаної перевірки представлені в таблиці. Таблиця Дійсна максимальна № до- Тривалість збипродуктивність палив- сліду рання діагностиного насоса (Gmax.d) по чної інформації, відношенню до номінахв. лу, % 100±1 1 42 2 37 3 52 4 34 5 47 90±1 6 23 7 28 8 34 9 27 10 30 Визначена приладом мак- Відхилення визначеної максимальна продуктивність симальної продуктивності паливного насоса по відпаливного насоса за межі ношенню до номіналу (D), допуску на її дійсне значення, % % 99 немає 98 -1 100 немає 101 немає 100 немає 88 -1 90 немає 90 немає 89 немає 90 немає Виконана експериментальна перевірка роботи в полі дослідницького зразка приладу, який діяв згідно заявленому способу діагностування паливного насоса дизеля, показала, що значення максимальної продуктивності паливного насоса, ви Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко значене за допомогою цього приладу, практично співпадає з її дійсним значенням. Це свідчить про достатню точність діагностування паливного насоса дизеля з використанням заявленого способу. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601