Поток дизтоплива контура низкого давления дизеля

Раздел для обсуждения технологии и актуальности диагностики системы подачи бензина
Закрыто
Аватара пользователя
Viktorov
Сообщения: 495
Зарегистрирован: 02 дек 2013, 17:17
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 58 раз

Поток дизтоплива контура низкого давления дизеля

Сообщение Viktorov »

Marfa Vasilivna писал(а):
07 ноя 2018, 08:48
... есть огромное количество современных автомобилей, где использование тупиковых систем подачи топлива невозможно: это дизельные автомобили. На некоторых системах используется электрический насос подкачки, на большинстве же - подкачивающая секция ТНВД. Найти дефект по стороне низкого давления ТНВД - крайне трудно.
У меня было два автомобиля с такими дефектами: Land Rover Freelander II и ГАЗель NEXT Cummins ISF 2.8. Land Rover хорошо работал на мощностных режимах, а при работе на холостом ходу через некоторое время глох. А ГАЗель хорошо работала на холостом ходу и частичных нагрузках, а при максимальных нагрузках теряла мощность. В обеих случаях - причиной были дефекты по стороне низкого давления ТНВД. И потратил я на эти поиски очень много времени; к тому же угадал не с первой попытки, а значит - залез в карман клиента.

Я бы попросил уважаемого Николая Викторова рассмотреть возможность применения своего сканера, адаптированного под дизельные системы.
Проведена определённая работа по адаптации сканера WIFi FuelScan к контурам низкого давления дизелей. Вот её (неокончательные) итоги.

Контур низкого давления часто называют ступенью или секцией или системой. Эти названия равносильны.
Чтобы определить, достаточным ли является количество (Bar и L/min) и качество (сплошность) потока топлива контура низкого давления дизеля, необходимо его измерить и сравнить с нормативным значением, а при отсутствии нормативного значения - с эталонным значением.
Насосный (нагнетаемый топливоподкачивающим насосом) поток топлива ψн состоит из расходного (сгорающего в цилиндрах) потока ψр и возвратного (возвращаемого в топливный бак) потока ψв. Возвратный поток может состоять из двух потоков: ψв1 возвращается до ТНВД (или после секции низкого давления ТНВД), ψв2 - после ТНВД.
В нормативно-технической документации и базах данных могут приводиться нормативные значения максимальной цикловой подачи ТНВД, но она не равна значению максимального расходного потока, требующегося для режима полной нагрузки. Следовательно, надо иметь под рукой эталонное значение. Его можно определить двумя путями - либо накапливать библиотеку эспериментальных данных для всех моделей заведомо исправных дизелей, что трудно реализовать на практике (например, библиотеки осциллограмм накапливаются годами), либо определять расчётным путём, но при расчёте невозможно точно учесть все факторы, поэтому неизбежна погрешность.
Но всё же лучше иметь ориентировочный эталон, чем не иметь никакого. Примером данного утверждения является замечательный PlugIn "Измерение фазы" (https://injectorservice.com.ua/phase_plugin.php), который устанавливает контрольные точки D, E, I, L для достаточно широких пределов диапазонов фаз клапанов различных двигателей, и, тем не менее, оказывает неоценимую помощь диагносту.
Но вернёмся к потоку дизтоплива.
Известно, что действительное индикаторное (обеспечивающее действительную индикаторную мощность) объёмное количество топлива на рабочий цикл для цилиндра Qи дизеля (цикловая подача топлива), mm^(3)/ход:
Qи = 33,3(Nе∙b_е)/(η_м∙n∙z∙ρ_дт ),
где Nе – эффективная мощность дизеля, kW;
b_е – удельный эффективный расход топлива, g/kW∙‧h;
η_м – механический КПД;
n – частота вращения коленчатого вала, rpm;
z – число цилиндров диагностируемого дизеля;
ρ_дт – плотность ДТ, mg/mm^(3).

Ne = p_e∙Vн∙n/120,
где p_e – среднее эффективное давление, MPa;
Vн – рабочий объём двигателя, L.

Отсюда на номинальном режиме при температуре ДТ и воздуха на впуска +30 grad.C эталонный расходный поток, L/min:
Ψр.ном = (1,25...1,65)∙10^(-7)∙Vн∙n_ном∙b_е,
где n_ном – номинальная частота вращения КВ, rpm.

Номинальная мощность обеспечивается при составе смеси λ_ном≈1,4÷1,6, а при полной нагрузке для дизелей с наддувом может достигать λ_пн≈1,15. Учитывая необходимость обеспечения двигателя топливом на режиме полной нагрузки, а также возросшую мощность и экономичность современных дизелей, целесообразно принять эталонный расходный поток дизеля, L/min:
Ψр=2∙10^(-7)∙Vн∙n_ном∙b_е.

Значение Vн диагностируемого дизеля имеется во всех базах данных, а также в техпаспорте автомобиля. Если значение n_ном неизвестно, его можно взять со шкалы тахометра как значение ~(0,95...1)∙n_max, т.е. немного левее красного сектора.
Значение b_е зависит от наличия и типа наддува, скоростного режима диагностируемого дизеля, типа камеры сгорания и состава смеси на номинальном режиме; при этом надо различать не менее 4-х типов дизелей: атмосферные дизели с разделёнными камерами сгорания; атмосферные дизели с неразделёнными камерами сгорания; дизели с турбокомпрессором и неразделёнными камерами сгорания; дизели с приводным нагнетателем и неразделёнными камерами сгорания.
Опрос водителей-профессионалов большегрузов и автобусов показал, что даже они, как правило, не знают, какие в их дизелях камеры сгорания - неразделённые или разделённые (а тем более форкамерные или вихрекамерные). Но может выручить то обстоятельство, что неразделённых КС и аккумуляторных систем впрыска сейчас подавляющее большинство. Дополнительным признаком разделённых КС является также отсутствие наддува.
При отсутствии этих данных по умолчанию надо принимать дизель как с турбокомпрессором и неразделёнными КС.

Определив эталонный расходный поток Ψр, надо вычислить эталонный возвратный поток Ψв и эталонный насосный поток Ψн топливоподкачивающего насоса. Затем измерить текущий насосный поток ψн, сравнить его с эталонным Ψн и использовать полученные результаты для определения технического диагноза контура низкого давления дизеля.

Дальнейшими шагами по адаптации сканера WIFi FuelScan запланировано:
- разобраться с возможностями по диагностике подкачивающих секций ТНВД;
- разработать модернизированное программное обеспечение сканера с тем, чтобы всю математику возложить на процессор и максимально облегчить работу диагноста, которому останется только ввести исходные технические данные диагностируемого дизеля, а затем сравнить результат с эталоном;
- сделать то же для инжекторных ДВС, имеющих как внешнее, так и внутреннее смесеобразование.
Повторю предыдущий пост на эту тему: мы не являемся специалистами по дизелям, и поэтому весьма возможно. что упускаем какие-то факторы, влияющие на точность расчётов. Если у специалистов есть технические замечания, будем за них признательны.
Ну что, сынку, помогли тебе твои ляхи? (Тарас Бульба)
http://injector-lab.ru
Аватара пользователя
Viktorov
Сообщения: 495
Зарегистрирован: 02 дек 2013, 17:17
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 58 раз

Re: Поток дизтоплива контура низкого давления дизеля

Сообщение Viktorov »

(ПРОДОЛЖЕНИЕ)
2
О топливоподкачивающих насосах/секциях

Топливоподкачивающие насосы дизельных контуров низкого давления по типу привода делятся на электрические и механические. Возможна также подача топлива без топливоподкачивающего насоса, самотёком.

1. Электрический топливоподкачивающий насос используется в контуре низкого давления распределительного ТНВД при магистралях большой протяжённости или когда уровень топливного бака ниже уровня ТНВД, в системе насос-форсунок UIS (Unit Injector System) для легковых автомобилей, а также в аккумуляторной системе впрыска Common Rail для легковых автомобилей под давлением 3-3,5 бар. Он имеет внешнюю нагнетательную магистраль и получает питание от бортовой сети автомобиля, в силу чего он доступен для подключения сканера WiFi FuelScan или других измерительных приборов, его насосный поток не зависит от режима работы двигателя, и поэтому измеренное значение насосного потока ψн следует сравнивать с эталонным насосным потоком Ψн, исчисленным исходя из значения эталонного расходного потока Ψр, расчёт которого показан в предыдущем посте.

2. Механический топливоподкачивающий насос получает вращение от ТНВД, коленчатого или распределительного вала ДВС, поэтому его поток практически пропорционален частоте вращения коленчатого вала. Нагнетательная магистраль различных механических топливоподкачивающих насосов может быть внешней, доступной для подключения сканера WiFi FuelScan или других измерительных приборов, или внутренней (встроенной), при этом внутренняя нагнетательная магистраль может быть частично доступной или недоступной для подключения сканера WiFi FuelScan или других измерительных приборов.

2.1. Для системы насос-форсунок легковых автомобилей, кроме электрического топливоподкачивающего насоса, может также применяться недоступный роторный механический топливоподкачивающий насос с запирающими клапанами и частично доступный сдвоенный механический топливоподкачивающий насос, который снабжён отводом для подсоединения манометра для контроля низкого давления топлива.

2.2. Доступные одно- или двухходовые поршневые механические топливоподкачивающие насосы используются на рядных ТНВД в большинстве случаев, когда имеется значительное расстояние между топливным баком и ТНВД. Механический топливоподкачивающий насос приводится в движение эксцентриком на кулачковом валу ТНВД либо распределительном валу двигателя, забирает топливо из бака и нагнетает его через нагнетательную магистраль и фильтр тонкой очистки под давлением 1,0÷3,5 бар в полость всасывания ТНВД.

2.3. Шестерённый механический топливоподкачивающий насос в системах насос-форсунок UIS для грузовых автомобилей и системах индивидуальных ТНВД с электромагнитным клапаном UPS (Unit Pump System) для грузовых автомобилей, а также в аккумуляторной системе Common Rail для грузовых автомобилей укреплён на двигателе, приводится от коленвала через блок шестерен или зубчатый ремень, а иногда включает в себя отдельную муфту сцепления и, как правило, недоступен.

2.4. Шестерённый механический топливоподкачивающий насос в системах впрыска с индивидуальными ТНВД с фильтром твёрдых частиц PF (Partikelfilter) укреплён на двигателе, приводится от коленвала через блок шестерен или зубчатый ремень, а иногда включает в себя отдельную муфту сцепления и, как правило, недоступен. От него к каждому ТНВД подводится топливо под давлением 3÷10 бар общим объёмом в 3÷5 раз больше, чем максимальная суммарная цикловая подача всех ТНВД.

3. Подача топлива к фильтру и ТНВД самотёком осуществляется под действием силы тяжести, создаваемой за счёт разницы уровней расположения топливного бака и системы подачи топлива.

4. Расчёт эталонного потока.

4.1. Расчёт эталонного потока для п.п. 2.1 - 2.3, 3:
Если дизель развивает номинальную частоту вращения коленчатого вала n_ном, эталонный расходный поток Ψр следует исчислять как показано в предыдущем посте.
Если дизель развивает частоту вращения коленвала n_1<n_ном или вращается от стартера с частотой n_1, эталонный расходный поток Ψр1 и удельный эффективный расход топлива b_е1 уменьшаются в n_1⁄n_ном раз каждый, л/мин:
Ψр1=2∙10^(-7)∙Vн∙n_1^(2)∙b_е/n_ном,
а отсюда рассчитывается эталонный насосный поток Ψн1, подставляя Ψр1 вместо Ψр.

4.2. Расчёт эталонного потока для п. 2.4:
Если дизель развивает номинальную частоту вращения коленчатого вала n_ном, эталонный расходный поток Ψр следует исчислять как показано в предыдущем посте и умножать результат на 3.
Если дизель развивает частоту вращения коленвала n_2<n_ном или вращается от стартера с частотой n_2, эталонный расходный поток Ψр2 и удельный эффективный расход топлива b_е2 уменьшаются в n_2⁄n_ном раз каждый, л/мин:
Ψр2=6∙10^(-7)∙Vн∙n_2^(2)∙b_е/n_ном,
а отсюда рассчитывается эталонный насосный поток Ψн2, подставляя Ψр2 вместо Ψр.

5. Когда нагнетательная магистраль недоступна, сканер WiFi FuelScan или иной датчик потока подключают к заборной магистрали. При этом отсутствие значения низкого давления снижает достоверность диагностики. Как повысить, пока неясно.

6. Когда нагнетательная магистраль частично доступна, сканер WiFi FuelScan или иной датчик потока подключают к заборной магистрали, а к нагнетательной магистрали подключают дополнительный датчик давления или манометр.

Просьба к специалистам по дизелям высказать технические замечания.
Ну что, сынку, помогли тебе твои ляхи? (Тарас Бульба)
http://injector-lab.ru
Аватара пользователя
Marfa Vasilivna
Сообщения: 611
Зарегистрирован: 04 дек 2011, 22:00
Благодарил (а): 232 раза
Поблагодарили: 289 раз

Re: Поток дизтоплива контура низкого давления дизеля

Сообщение Marfa Vasilivna »

Николай! Спасибо, что заинтересовались предложенным вариантом использования Вашего прибора. Вот некоторые данные по работе низкого контура ТНВД
С электронасосом
Электронасос.PNG
Электронасос.PNG (63.28 КБ) 30862 просмотра
С подкачивающей секцией
Подкачивающая секция.PNG
Подкачивающая секция.PNG (57.98 КБ) 30862 просмотра
А вот ссылка на видео снятое на работающем моторе. https://cloud.mail.ru/public/AgQu/Hd3PUrvFy
На фильтре три штуцера 1.Вход 2.Выход 3.Подмес в фильтр обратки с целью подогрева солярки.
CAM05418.jpg
CAM05418.jpg (62.84 КБ) 30862 просмотра
По прозрачным трубкам видно, что на входе в фильтр пузырьков воздуха нет. А на выходе они идут. Обратка же от мотора - сплошная пена (воздушно топливная смесь)
Трудовые будни - праздники для нас!
Аватара пользователя
Viktorov
Сообщения: 495
Зарегистрирован: 02 дек 2013, 17:17
Благодарил (а): 14 раз
Поблагодарили: 58 раз

Re: Поток дизтоплива контура низкого давления дизеля

Сообщение Viktorov »

Благодарю за информацию.
Думаю, пена в обратке из форсунок вызвана работой форсунок.
В фильтре возможен такой процесс: при перепадах температуры в баке может образоваться конденсат (перемешанный с дизтопливом - эмульсия) - капли воды, а вода и топливо имеют разное поверхностное натяжение, которое может вызывать разрывы жидкости - пузырьки. Вода тяжёлая и потому выпадает в водосборник фильтра, а воздух уносит вместе с топливом. Но это не утверждение, а предположение.
Тут ещё вопрос в том, каков тот критический объём пузырьков, который, сжимаясь в ТНВД, препятствует созданию требуемого высокого давления?
Ну что, сынку, помогли тебе твои ляхи? (Тарас Бульба)
http://injector-lab.ru
Закрыто

Вернуться в «Диагностика системы подачи топлива при помощи сканера подачи топлива»