ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ДОСТОВЕРНОСТЬ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДВС ПО НЕРАВНОМЕРНОСТИ ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА

Жеглов Валерий Николаевич, Уласевич Олег Евгеньевич, Кудрявцев Анатолий Михайлович

Дата публикации: 06.09.2015

Опубликовано пользователем: Жеглов Валерий Николаевич

Библиографическая ссылка:
Жеглов В.Н., Уласевич О.Е., Кудрявцев А.М. Влияние различных факторов на достоверность диагностирования ДВС по неравномерности вращения коленчатого вала // Портал научно-практических публикаций [Электронный ресурс]. URL: http://portalnp.ru/2015/09/8948 (дата обращения: 28.10.2017)

1) ЖЕГЛОВ В. Н., к.т.н., преподаватель РВВДКУ (ВИ);

2) УЛАСЕВИЧ О. Е., доцент, начальник кафедры РВВДКУ (ВИ);

3) КУДРЯВЦЕВ А. М., старший преподаватель РВВДКУ (ВИ).

Для определения неравномерности работы цилиндров при достижении двигателем в режиме разгона заданной частоты вращения измеряют средние значения ускорений на участках рабочих ходов цилиндров. Затем в режиме выбега на этих же участках также определяют средние значения ускорения цилиндров, вычитают их алгебраическим путём из полученных ускорений в режиме разгона и по ним определяют коэффициент неравномерности.

Однако при повышенной неравномерностинер > 10 – 15%) работы цилиндров и, в особенности, при наличии одного и более неработающих цилиндров, происходит резкое торможение двигателя на участках дефектных (или неработающих) цилиндров, приводящее в соответствии с рисунком 1, к существенному снижению угловой скорости и ускорения (провалу скорости) на этих участках.

В результате, при измерении ускорений в разгоне на участках рабочих ходов соседних цилиндров и расчете коэффициента неравномерности погрешность измерения резко возрастает, что приводит к существенному уменьшению достоверности диагностирования состояния двигателя. В ходе дальнейшей работы было замечено, что отрицательное влияние на точность опытных результатов оказывает адаптивность работы систем питания и зажигания, в результате чего имеет место низкие повторяемость и стабильность диагностируемых параметров.

Адаптивность установки сигналов управления контроллером ЭБУ для систем зажигания и питания:

1. Длительность сигналов управления ЭМФ:

- базовый расчёт по сигналу датчика массового расхода воздуха;

- корректировка по сигналу кислородного датчика (если таковой имеется);

- корректировка по нагрузке (сигналу датчика положения дроссельной заслонки);

- корректировка по сигналу датчика температуры;

- корректировка по напряжению бортовой сети.

2. Момент зажигания:

- базовая установка по нагрузке (сигналу датчика положения дроссельной заслонки) и оборотов коленчатого вала (сигналу ДПКВ);

- корректировка по сигналу датчика температуры;

- корректировка по ускорению (скорость изменения сигнала датчика положения дроссельной заслонки);

- корректировка по датчику детонации.


Рисунок 1 − Влияние отключенного (дефектного) цилиндра на угловую скорость коленчатого вала

Анализ сигналов управления форсунками на двигателях ЗМЗ-4062.10 показал, что длительность сигналов, а, следовательно, и цикловая подача топлива в диагностируемом режиме при частоте вращения коленчатого вала 3000 -1 на разгоне имеют разброс в одном цикле работы двигателя, который составляет 1,2 ms, что значительно отражается на энергетическом потенциале цилиндров, а следовательно, и на равномерности работы цилиндров, и на точности диагностирования.

Кроме влияния адаптивной работы контроллера ЭБУ, разброс цикловой подачи также имеет место в связи с некоторой инерционностью сигнала отклика ДМРВ на изменение расхода воздуха (динамические свойства ДМРВ) и вариацией уровня сигнала по углу поворота коленчатого вала (в зависимости от тактов работы двигателя); дискретизацией сигнала отклика ДМРВ на изменение поступающего количества воздуха; несовершенством связанной комплексной работы системы управления при возможном появлении завышенной помехи на сигнале ДМРВ от работы системы зажигания и в связи с возможным аэродинамическим (волнообразным) движением воздуха во впускном коллекторе за счёт отражения потока воздуха при закрытии впускных клапанов [1], что влияет на количество поступающего воздуха в цилиндры, и, следовательно, на состав смеси и др.

Адаптивность управления моментом зажигания в динамических режимах в двигателях с КСУД заключается в автоматической установке – на грани детонации [2], чем достигаются оптимальные условия для сгорания топлива и создания максимального крутящего момента. Поэтому в связи с высокой цикличностью процессов от цилиндра к цилиндру, происходящих в термодинамическом цикле, имеет место нестабильность момента зажигания в одном цикле работы ДВС, влекущая за собой неравномерный разброс поцилиндровой мощности в этом цикле, что является помехой при диагностировании цилиндров. Перечисленные недостатки в процессе диагностирования предлагается устранить с помощью стабилизации момента зажигания и цикловой подачи топлива. В этом случае цилиндры в одном цикле работы ДВС будут находится в равнозначных условиях работы.

В двигателе внутреннего сгорания на рабочем ходе каждого цилиндра основной нагрузкой при свободном разгоне является преодоление механических потерь и внутренних сил сопротивления, в том числе и противодавления на такте сжатия соответствующего цилиндра (в зависимости от порядка работы цилиндров). Например, в четырёхцилиндровом двигателе с порядком работы 1 – 3 – 4 – 2 на такте рабочий ход цилиндров происходит:

1 цилиндра − 3 ц. − сжатие, 4 ц. − впуск, 2 ц. − выпуск,

3 цилиндра − 4 ц. − сжатие, 2 ц. − впуск, 1 ц. − выпуск,

4 цилиндра − 2 ц. − сжатие, 1 ц. − впуск, 3 ц. − выпуск,

2 цилиндра − 1 ц. − сжатие, 3 ц. − впуск, 4 ц. − выпуск.

В случае разной компрессии между цилиндрами на рабочем ходу цилиндры не находятся в равных условиях, так как они преодолевают заведомо разный момент сопротивления компрессионной составляющей. Поэтому неисправность цилиндров влияет на измеряемые параметры (угловую скорость и ускорение) и искажает их. Следовательно, для приведения измеренных значений диагностических параметров к равным условиям это явление необходимо учитывать. Для этого из ускорения разгона необходимо вычитать среднее значение ускорения выбега на тактах сжатия всех цилиндров, кроме того цилиндра, который на разгоне на такте рабочего хода выбранного цилиндра находился на такте сжатия, так как работа, затраченная на преодоление сил сопротивления такта сжатия в этом цилиндре, уже выполнена [3]:

,     (1)

где − определяемое значение диагностируемого параметра для i − го цилиндра; i – номер цилиндра; n – количество цилиндров; − ускорение разгона коленчатого вала на рабочем ходу i − го цилиндра; − ускорение выбега коленчатого вала на такте сжатия i − го цилиндра.

 

Список использованных источников

1 Бурячко, В. Р., Гук, А. В. Автомобильные двигатели. Рабочие циклы. Показатели и характеристики. Методы повышения эффективности энергопреобразования. / [Текст] / В. Р. Бурячко, А. В. Гук − СПб.: НПИКЦ, 2005. −292 с.:ил. ISBN 5-902253-05-5

2 Луканин, В. Н. Двигатели внутреннего сгорания. Теория рабочих процессов: Учебник для вузов / [Текст] / В. Н. Луканин − 2-е изд., перераб. и доп. − М. Высшая школа, 2005. − 479 c.: ил. ISBN 5-06-004142-5

3 Жеглов, В. Н. Методика определения неравномерности работы цилиндров ДВС и их технического состояния [Текст] / В. Н. Жеглов, Н. П. Шевченко, Е. А. Воротынцев, О. А. Минин // Инновации в авиационных комплексах и системах военного назначения. Средства аэродромно-технического обеспечения полётов (часть 2) : сб. науч. Статей по мат. Всероссийской научно-практической конференции / ВАИУ – Воронеж, 2009. – с. 188-193.


Количество просмотров публикации: -

© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором публикации (комментарии/рецензии к публикации)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.