Установка угла опережения впрыска топлива КрАЗ-256
На двигателях ЯМЗ-238А и ЯМЗ-238 установлена автоматическая муфта опережения впрыска топлива, позволяющая изменять момент начала подачи топлива в цилиндры. Установочный угол опережения впрыска топлива зависит от особенностей каждой отдельной муфты и наносится на корпусе муфты цифрами 16, 18 или 20.
Угол опережения впрыска топлива необходимо устанавливать в следующей последовательности.
Проверить совмещение нулевых метой на муфте опережения впрыска топлива на ведущей полумуфте валика привода топливного насоса. Метки должны совпадать (рис. 19). На двигателях, проработавших длительное время, нулевые метки могут не совпадать.
Рис. 19. Совмещение меток на муфте опережение впрыска и на ведущей полумуфте привода валика топливного насоса
Снять топливопровод высокого давления с первой секции топливного насоса высокого давления и на ее место установить моментоскоп (рис. 20).
Рис. 20. Моментоскоп
Включить подачу топлива, установив рукоятку ручного управления подачи топлива в среднее положение.
Отвернуть рукоятку ручного подкачивающего насоса и, перемещая ее вверх и вниз, прокачать систему питания. Снять крышку люка с картера маховика и специальным ломиком вращать коленчатый вал двигателя против часовой стрелки (если смотреть по ходу движения автомобиля до появления топлива в стеклянной трубке моментоскопа. Коленчатый вал можно вращать и за болт крепления его шкива.
Медленно проворачивая коленчатый вал двигателя против часовой стрелки, внимательно следить за уровнем топлива в стеклянной трубке моментоскопа. В момент начала движения топлива в трубке риска с цифрой на маховике должна совпасть с указателем 1 (рис. 21) на картере маховика. Эта цифра должна соответствовать цифре, выбитой на горце муфта опережения впрыска топлива.
Рис. 21. Совмещение рисок на маховике с указателем на картере маховика
Если в момент начала движения топлива в трубке моментоскопа риска с цифрой еще не совместилась с указателем на карте¬ре маховика, необходимо:
ослабить болты 3 (см.
рис. 19) крепления ведущей полумуфты 2 валика привода топливного насоса к автоматической муфте 1 опережения впрыска топлива;
развернуть муфту валика привода на ее фланце против на¬правления вращения закрепить болтами. При повороте муфты следует помнить, что одно деление на фланце полумуфты соответствует четырем делениям на маховике или крышке шестерен распределения;
вновь проверить установку угла опережения впрыска топлива.
В случае, если в момент начала движения топлива в трубке моментоскопа риска на маховике уже прошла указатель /
(см. рис. 21), муфту валика привода необходимо повернуть по направлению ее вращения.
Рис. 20. Моментоскоп.
1 — стеклянная трубка; 2— переходная трубка; 3—металлическая трубка; 4 — уплотнительная шайба; 5 — накидная гайка
По окончании регулировки рекомендуется запомнить взаимное положение рисунок на муфте и фланце валика привода с тем, чтобы в дальнейшем периодически проверять их взаимное положение.
Проверка и регулировка форсунок
Проверять и регулировать форсунки рекомендуется на приборе КП-1609А. При обслуживании каждую форсунку проверяют на качество распыла топлива и давление подъема иглы.
Если несовпадение рисунок на маховике и крышке шестерен распределения не превышает одно деление, установку угла опережения впрыска топлива можно не регулировать.
Проверка и регулирование угла опережения впрыска топлива автомобиля КАМАЗ
Автор telpukhov На чтение 3 мин. Опубликовано
Для двигателей моделей 7403.10, 740.11, 740.14:
1. Выключите подачу топлива.
2. Снимите крышку люка в нижней части картера сцепления и ломиком из комплекта инструмента через люк проверните маховик до совмещения меток (см. рисунки) на корпусах топливного насоса высокого давления и автоматической муфты опережения впрыскивания топлива.
Рис. 1.28. Установка угла опережения впрыска топлива на двигателях 740.11-240; 740.14-300
3. Проверните маховик на пол-оборота против хода вращения (по часовой стрелке), если смотреть со стороны маховика.
4. Опустите фиксатор маховика и проверните маховик по ходу вращения до его фиксации (см. рис. (Фиксатор маховика). Если в этот момент все метки совместились, то угол опережения впрыскивания установлен правильно, фиксатор поднимите.
Рис. 1.29. Установка угла опережения впрыска топлива на двигателе 7403.10
5. Если метки не совместятся: — ослабьте верхний болт ведомой полумуфты привода, проверните маховик по ходу вращения (против часовой стрелки) и ослабьте второй болт;
— медленно проворачивайте муфту за фланец ведомой полумуфты по ходу вращения до совмещения меток.
Закрепите верхний болт полумуфты привода, поднимите фиксатор, проверните маховик и закрепите второй болт.
Рис. 1.30. Фиксатор маховика.
6. Проверьте правильность установки угла опережения впрыскивания, как указано в п.п. 3 и 4.
Для двигателей моделей 740.13, 740.30:
1. Выключите подачу топлива.
Рис. 1.31. Установка угла опережения впрыска топлива на двигателях 740.30-260; 740.13-260
2. Снимите крышку люка в нижней части картера сцепления и ломиком из комплекта Инструмента через люк проверните маховик до совмещения указателя на корпусе ТНВД и метки на фланце ведомой полумуфты (см. рисунок).
3. Проверните маховик на пол-оборота против хода вращения (по часовой стрелке), если смотреть со стороны маховика.
5. Если указатель и метка не совместятся:
— ослабьте болты ведомой полумуфты привода;
— разверните фланец ведомой полумуфты привода ТНВД в направлении, обратном ее вращению до упора болтов в стенки пазов (рабочее вращение вала ТНВД правое, т.
е по часовой стрелке, если смотреть со стороны привода насоса).— медленно поворачивайте фланец ведомой полумуфты в направлении вращения привода ТНВД до совмещения указателя на корпусе ТНВД с меткой на фланце ведомой полумуфты. Закрепите болты ведомой полумуфты привода, поднимите фиксатор.
6. Проверьте правильность установки угла опережения впрыскивания, как указано в п.п. 3 и 4
Установка угла опережения впрыска топлива
Не малое количество современных автомобилей умеют ездить на дизеле и поэтому многие автолюбители хотят знать о такой процедуре как — установка угла опережения впрыска топлива. Определение и его правильная установка имеет краеугольное значение для качественной работы дизельного движка. Тут стоит заметить тот факт, что определенная частота вращения имеет свой собственный, универсальный.
Содержание
Общий принцип работы очень прост, при более дальнем задвиге поршня набег волны шайбы на плунжер будет более быстрым, тот же,в свою очередь раньше начнет подачу топлива к форсункам.
Суть УОВУстановка угла опережения впрыска топлива? Что же дает эта процедура и почему все так яро хотят подкорректировать этот пресловутый угол? Его оптимальное определение позволяет достаточно заметно сократить расход топлива, а также увеличить номинальную мощность автомобиля. Большинство современных дизельных двигателей не устраиваются так, чтобы минимизировать расход этого самого дизеля.
Производители таких движков за частую смотрят на максимальное давление, а также на такой показатель как скорость нарастания давления при сгорании топлива. Так же свою лепту вносит и жесточайший контроль за выбросом в атмосферы отработанных при сгорании NОх.
В процессе подобных нюансов сам смысл опережения впрыска понемногу теряется. Хотелось бы заметить ещё и то, что отечественные производители тракторов исключили острую необходимость в установке и доводки угла опережения впрыска. Всему виной жесткие конструктивные особенности, которые не позволяют совершать грубых ошибок в процессе настройки впрыска.
А как вообще можно охарактеризовать данный угол опережения?
Всё описанное выше можно описать как один цикл поворота коленчатого вала начиная с момента подачи дизеля, и заканчивая постижением рабочего поршня Верхней Мертвой Точки, она же
В виду всего это было создано 2 типа углов опережения впрыска, это динамический и статический. Статический вариант устанавливает по специальным меткам, а также в соответствии с показателями приборов.
Второй вариант имеет другой принцип работы, он опережается либо при подъему форсунковой иглы, либо по факту начала впрыска. В то же самое время статическом варианте угол примерно равняется ожидаемому моменту начала подачи топливной жидкости, а также закрытием клапана впускного типа.
Все эти системы достаточно сложные для изучения и самостоятельной замены или модернизации, так что без знания дела в эту область лучше всего не углубляться.
Вариации и решения проблемНе смотря на всё это стоит уяснить, что регулировка углов в любых движках выполняется в узком диапазоне, который жестко привязан к начальным, заводским значениям. Самыми проблемными в плане установки угла определения впрыска являются легковые автомобили, в которых имеет цепной, либо ременный привод ТНВД. При таком раскладе даже самая незначительная ошибка в расчете и установке уровня просто не даст двигателю запуститься.
Самым явным тому примером является установка угла опережения впрыска топлива в рядные ТНВД, не смотря на то, что они не являются особенно распространенными. В них практически невозможно гибкое регулирования угла опережения, так, как это реализовано в распределительных двигателях. Но, данная проблема была решена фирмой Caterpillar, проблема решалась достаточно легко по средствам простой гидроформулы с применением спиральных шлиц, которые управляются электронной системой.
Что же касается популярного регулирования угла опережения по средствам насосной секции, то оно было изобретено и внедрено в двигатели фирмы Zexel (это японская фирма, которая ранее носила название Diesel Kiki).
Исходя из всего этого производить процедуру настройки и корректировки углов лучше всего в автомастерских, так как не каждый человек сумеет произвести её в домашних условиях.
Далее нужно будет сделать совмещение 2 меток, той, что находится на блоке, и той, что находится на шкиве. Это делается при вращении коленчатого вала и доводки кривошипного механизма
Следующим шагом будет соединение регулировочной шайбы с её шестерней. Закрепление производится при помощи болтов.
Далее следует процесс итоговой проверки угла опережения, и если он имеет схожие показатели с номиналом, то движок можно готовит к запуску
Динамическая регулировка угла впрыска на VW Т4 2,5 TDI двигатель ACV, пошаговая инструкция для ACV AJT AHY AXG AYC AYY AXL AUF
vwts.ru/forum/index.php?showtopic=155501
Угол Опережения Впрыска(УОВ)4х и 5ти цилиндровые дизеля
www.t4-wiki.de/wiki/Einspritzpumpe
Вариант
Метод роботы прост. Вкручиваем приспособу в отверстие (предварительно выкрутив заглушку, которая находитса по середине между трубками). Ставим двигатель по ВМТ (метка на маховику должна совпадать с меткой на ТНВД). Закрепляем индик.головку с натягом в 2мм (натяг для разних головок можна делать разный, потомучто у Вас может быть головка с робочим ходом на 2мм). Потом медленно крутим двигатель назад от хода движения кол-вала до того момента пока стрелка микрометра не остановитса (будет опредилённый участок движения кол-вала когда стрелка будет стоять).
Обнуляем микрометр и медленно начинаем крутить кол-вал (за болт шкива кол-вала) по ходу его правильного движения пока не совместится метка ВМТ на маховике. Смотрим что показывает микрометр. Если данные показываемые микрометром совпадают с номинальными то всё в порядке.
Если данные не совпадают то на 2.4д и 2.5 тди производим регулировку самим ТНВД проворачивая его в нужную сторону (предварительно отпустив гайки крепления и трубки, чтоб не поломать), или проворачивая шестерню ТНВД при отпущеном болте шестерни привода ТНВД на роспредвале.
На 1.9д и тд регулировку производим поворотом розрезной шестерни ТНВД, предварительно отпустив три контрогаюсчих болта.
Писле регулировки повторите операцию по проверке регулировке угла снова, для того чтобы убедится что Вы всё сдалали правельно!
Данные по регулировке:
— 1.6д CS Т-3 (79-90) — 0.90мм
— 1.6тд JX Т-3 (79-90) — 0.90мм
— 1.7д KY Т-3 (79-90) — 0.09мм (допустимая погрешность 0.02мм)
— 1.9д 1Х Т-4 (90-96) — 1мм (допустимая погрешность 0.02мм)
— 1.9тд ABL Т-4 (92-03) — 0.90мм (допустимая погрешность 0.02мм)
— 2.4д ААB Т-4 (90-97) — 1мм (допустимая погрешность 0.02мм)
— 2.4д AJA Т-4 (97-03) — 0.90мм (допустимая погрешность 0.02мм)
— 2.5тди все Т-4 (95-03) — 0.55мм
Для установки прибора, необходимо отвернуть центральную пробку над плунжером ТНВД. Она расположена между штуцерами высокого давления, имеет головку под ключ 12 и весьма плотно затянута. Отворачивать ее надо головкой или накидным ключом, предварительно промыв пространство около нее. После удаления пробки необходимо проверить, где осталась медная уплотнительная шайба — на пробке или в насосе. Если в насосе — ее надо удалить и надеть на пробку. Кстати, пробку рекомендуется не класть, а поставить на головку в какую, либо чистую банку. Это будет гарантия от потери и занесения грязи. Особое внимание надо обратить на абсолютную чистоту индикаторного приспособления, ибо вы внедряетесь в самое сердце ТНВД. Попутно следует отметить, что при работе с топливной аппаратурой финишной операцией промывки деталей должно быть ополаскивание или сливание. Применение на заключительном этапе ткани или бумаги не допускается.
Индикаторное приспособление вворачивается вместо пробки в головку насоса. Затяжка должна быть плотной. Перемещением индикаторной головки вдоль проставки необходимо добиться примерно трехмиллиметрового натяга индикаторной головки (всего она имеет ход 10 мм). После этого головка фиксируется зажимом на проставке. Коленчатый вал должен при этом находиться в положении ВМТ, в том самом в котором мы оставили его после проверки совпадения фиксаторов.
Иначе говоря, в положении ВМТ первого цилиндра на такте сжатия.
Теперь надо плавно повернуть коленчатый вал ПРОТИВ хода и одновременно смотреть на стрелку индикатора. В начале поворота коленчатого вала стрелка индикатора начнет поворачиваться против часовой стрелки, но затем остановится. Угол поворота коленвала потребный для этого составляет около 30 градусов. Если поворачивать коленвал дальше в том же направлении стрелка индикатора, постояв на месте, пойдет в обратную сторону, но нас эта фаза не интересует и нам надо остановить коленчатый вал сразу же или чуть позже того, как стрелка индикатора остановится. В этом месте ноль шкалы индикатора надо подвести к его стрелке (шкала прибора поворотная). Технологи называют эту операцию обнулением индикатора.
Теперь поворачиваем коленчатый вал в направлении нормального вращения (по ходу) и, следя за показаниями индикатора, снова подводим коленвал к ВМТ с максимальной точностью. Следить за стрелкой индикатора необходимо потому, что за один миллиметр перемещения стрелка индикатора совершает один оборот и неопытный может легко ошибиться в показаниях прибора. Причем ошибка может составить (как чаще всего и бывает) целый миллиметр.
Если все собрано правильно, а ТНВД при монтаже на мотор ставился примерно в среднее положение круговых пазов на опорном фланце, то показания индикатора составят 0,5-1,5 мм. Теперь, оставив коленвал в положении ВМТ, надо ослабить единственный затянутый болт на фланце ТНВД и повернуть ТНВД вокруг своей оси в ту или другую сторону до показаний индикатора, соответствующих документации на мотор. Для разных моторов VW эта величина разная но, как правило, она составляет 0,8-1,0 мм. Точность установки плюс-минус 0,02 мм. Ослабленный болт затягиваем и проверяем качество выполнения работы.
Для этого снова поворачиваем коленвал против хода до остановки стрелки индикатора, проверяем — не ушел ли ноль на индикаторе, а затем начинаем медленно поворачивать коленвал по ходу, глядя уже только на стрелку индикатора.
Как только стрелка индикатора подойдет к требуемому положению (например 0,8мм.) вал останавливаем и смотрим — совместилась ли метка ВМТ на маховике. Если совместилась, то все трудности уже позади. Снимаем приспособление и заворачиваем назад пробку, не забыв сполоснуть ее. Ставим на место трубки высокого давления, обязательно ополоснув штуцера и пролив трубки изнутри топливом.
_________________
Вот тема была
Специальный инструмент по ВАГ(фото и размеры)репост
www.drive2.ru/l/9499434/
регулировка угла впрыска на ACV двигателе
www.drive2.ru/l/6639370/
Компьютерная настройка «зажигания» и цикловой подачи топлива.
www.drive2.ru/l/8087862
Чистим МУКТ ТНВД (1Z мотор) устраняем плавающий ХХ
www.drive2.ru/l/1911009/
Чтобы проверить или установить правильно угол опережения впрыска топлива, необходимо знать:
— у двигателя положение коленчатого вала при такте сжатия в первом цилиндре;
— у топливного насоса высокого давления положение кулачкового вала в начале подачи топлива восьмой секцией.
Чтобы быстро и безошибочно определить и установить в указанные положения коленчатый вал двигателя и кулачковый вал топливного насоса высокого давления, на корпусе топливного насоса, автоматической муфте опережения впрыска топлива и заднем фланце ведущей полумуфты, нанесены метки.
На рис. 2 эти метки соответственно обозначены «А», «В» и «С».
Угол опережения впрыска топлива установлен правильно, если метки «А» и «В» на корпусе топливного насоса и муфте опережения впрыска топлива совмещены, а метка «С» на заднем фланце ведущей полумуфты находится в верхнем положении, для установки заднего фланца 8 в положение, при котором метка «С» займет верхнее положение по фиксатору, необходимо отвернуть болты, и снять крышку нижнего люка картера сцепления.
Вставляя ломик в отверстия маховика, повернуть коленчатый вал в положение, при котором метка «С» будет двигаться снизу вверх.
В этот момент повернуть на 90˚ штифт фиксатора маховика и опустить его в глубокий паз.
Продолжить вращение коленчатого вала ломиком за маховик до момента, когда фиксатор войдет в отверстие маховика.
Это будет верхнее фиксированное положение метки «С» на фланце 8; при этом в первом цилиндре будет заканчиваться такт сжатия.
Совместить метки «А» и «В» на корпусе насоса и муфте опережения впрыска топлива, установить насос и закрепить болтами к блоку двигателя.
Болты крепления насоса к блоку затягивать равномерно, в несколько приемов, в последовательности, показанной на рис. 3.
Не нарушая взаимного совмещения положения меток «А» и «В» на корпусе насоса и муфте опережения впрыска топлива, соединить болтами 6 (см. рис. 2) верхний конец ведомой полумуфты 2 с передней пластиной 4.
Установить штифт фиксатора в мелкий паз, повернуть коленчатый вал на один оборот, установить и затянуть второй болт 6.
Когда на двигателе установлен компрессор и насос гидроусилителя, фланец 8 (особенно метку на фланце) увидеть затруднительно.
В этом случае более удобно верхнее положение метки «С» на заднем фланце 8 ведущей полумуфты определить по клапанам.
Для этого снять крышку головки первого цилиндра (рис. 4), и проворачивать коленчатый вал ломиком за маховик до начала закрытия всасывающего клапана (передний клапан от вентилятора).
Перевести штифт фиксатора в глубокий паз и продолжить вращение коленчатого вала пока фиксатор не войдет в отверстие маховика.
Это и будет фиксированное положение коленчатого вала, при котором метка «С» фланца 8 (см. рис. 2) будет находиться в верхнем положении.
После установки насоса на двигатель, подсоединения к нему привода управления, трубок подвода (отвода) масла, топливопроводов и трубок высокого давления дополнительно проверить и уточнить установку угла опережения впрыска топлива.
Для этого рычаг 2 (см. рисунок) управления регулятором перевести в среднее рабочее положение и опустить до упора в болт 3.
Прокачать систему питания двигателя ручным подкачивающим насосом в течение 2—3 мин.
Повернуть коленчатый вал на пол-оборота против часовой стрелки, если смотреть со стороны вентилятора, и перевести штифт фиксатора в глубокий паз.
Медленно вращать коленчатый вал по ходу вращения до тех пор, пока фиксатор не войдет в отверстие маховика.
Если метки на корпусе насоса и муфте опережения впрыска совместились, то угол опережения впрыска установлен правильно.
Если метки не совместились, то ослабить верхний болт 6 (см. рис. 2) ведомой полумуфты, установить штифт фиксатора в мелкий паз, повернуть коленчатый вал по ходу вращения на один оборот и ослабить крепление второго болта 6.
Повернуть муфту опережения впрыска против хода (против часовой стрелки, если смотреть со стороны маховика) до упора болтов в паз передней пластины 4.
Опустить фиксатор маховика в глубокий паз и повернуть коленчатый вал по ходу вращения до совмещения фиксатора с отверстием в маховике.
Повернуть муфту опережения впрыска за фланец ведомой полумуфты 2 по ходу вращения до совмещения меток на корпусе насоса и муфте опережения.
Затянуть верхний болт 6, перевести штифт фиксатора маховика в мелкий паз, повернуть коленчатый вал на один оборот и затянуть второй болт 6.
Проверить точность совпадения меток на корпусе насоса и муфте опережения впрыска еще один раз тем же способом.
После установки и проверки угла опережения впрыска топлива запустить двигатель, прогреть до температуры охлаждающей жидкости 80˚ С и болтом 3 (см. рисунок) отрегулировать минимальную частоту вращения коленчатого вала, которая не должна превышать 600 об/мин.
Угол опережения подачи топлива
Проверку угла опережения подачи топлива начинают с того, что отсоединяют трубку высокого давления от секции первого цилиндра двигателя, устанавливают рычаг подачи топлива в положение, соответствующее максимальной подаче, и удаляют воздух из системы питания прокачкой ручным насосом.
После этого приступают к проверке угла начала подачи топлива (это удобнее выполнять вдвоем). На штуцер первой секции топливного насоса устанавливают моментоскоп (рис. 1), который представляет собой короткий (50 — 60 мм) кусок трубки высокого давления, соединенный при помощи резинового шланга со стеклянной трубкой с внутренним диаметром 1—2 мм. Мо-ментоскоп закрепляют на штуцере насоса накидной гайкой.
Рис. 1. Моментоскоп:
1 — стеклянная трубка; 2 — резиновый шланг; 3— грубка; 4 — штуцер секции топливного насоса
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Затем снимают защитный кожух (козырек) тормоз-ка муфты главного сцепления и под одну из гаек крепления крышки сальника устанавливают стрелку, согнутую из мягкой проволоки. Острие стрелки устанавливают вблизи наружной цилиндрической поверхности шкива тормозка.
Включив декомпрессор проворачивают за рукоятку коленчатый вал двигателя до тех пор, пока из стеклянной трубки моментоскопа не потечет топливо без пузырьков воздуха. Удаляют часть топлива из стеклянной трубки, встряхнув ее или нажав на резиновую трубку, и, медленно вращая коленчатый вал двигателя (легкими редкими ударами рукой по рукоятке), наблюдают за уровнем топлива в трубке. Уровень топлива некоторое время остается неподвижным, а затем резко поднимается. В момент начала подъема уровня топлива прекращают проворачивание коленчатого вала и против острия стрелки наносят метку на шкиве тормозка.
Вывертывают из картера маховика (слева, по ходу трактора) установочный винт и вставляют его в это же отверстие ненарезанной частью до упора в маховик. Нажимая на винт, проворачивают коленчатый вал так, чтобы установочный винт вошел в отверстие в маховике (это соответствует положению поршня первого цилиндра в в. м. т. в конце такта сжатия).
Наносят против острия стрелки вторую метку па шкиве тормозка. Измеряют длину дуги между двумя метками (это молено сделать тонкой мягкой проволокой или куском бечевки и по линейке с делениями замерить их длину; либо можно воспользоваться короткой металлической линейкой).
Длина дуги должна быть равна 49,5—55 мм (на диаметре шкива 210 мм), что соответствует углу начала подачи топлива 27—30° до в. м. т. Если диаметр шкива будет отличаться от указанного, то длину дуги можно подсчитать так: Дд=Д/210-(49,5—55), мм, где Д — диаметр шкива тормозка муфты главного сцепления.
Если угол начала подачи топлива отличается от требуемого, изменяют его за счет перестановки шлицевого фланца (см. рис. 16) на шестерне. Для этого отгибают замковые шайбы и вывертывают болты, проворачивают фланец с кулачковым валом топливного насоса относительно шестерни в ту или йную сторону (в зависимости от требуемой корректировки). Чтобы уменьшить угол начала подачи топлива (более поздний впрыск), проворачивают фланец против часовой стрелки. Поворотом фланца по часовой стрелке угол подачи топлива увеличивают (более ранний впрыск).
Поворачивая фланец до совпадения его следующего отверстия с ближайшим отверстием в ступице шестерни, изменяют угол на 3° поворота коленчатого вала. Зная, на какую величину нужно изменить угол начала подачи топлива, определяют, какие отверстия следует совместить.
Установив правильный угол начала подачи топлива, затягивают до отказа болты и надежно закон-тривают их отгибными шайбами. Снимают установленные для проверки приспособления и ставят на место все детали и узлы топливной системы.
Описанный выше способ проверки можно применять только для установки топливных насосов с исправными (неизношенными) плунжерными парами и проверенными на герметичность нагнетательными клапанами. Топливные насосы, бывшие длительное время в работе, рекомендуется устанавливать после регулировки угла начала подачи топлива по эталонному (исправному) насосу. Эталонный иасос устанавливают, как указано выше, затем снимают и на его место ставят старый. При этом нельзя нарушать положение шлицевого фланца и шестерни.
Оптимальный угол опережения подачи топлива в камеру сгорания дизеля устанавливают обычно на номинальном режиме его работы. При изменении частоты вращения коленчатого вала и нагрузки дизеля необходимо менять и угол опережения впрыска.
Так, при снижении нагрузки наилучшее протекание рабочего процесса дизеля происходит при уменьшении угла опережения впрыска. Уменьшать угол опережения впрыска следует при снижении частоты вращения вала. Только при этих условиях сгорание будет происходить вблизи верхней мертвой точки и показатели рабочего процесса будут наилучшими.
Не все дизели одинаково реагируют на изменение угла опережения впрыска. Дизели с разделенными камерами, как известно, характеризуются более стабильным рабочим процессом. Они менее чувствительны к изменению скоростного и нагрузочного режимов работы. Поэтому изменение угла опережения подачи топлива в процессе их работы может не дать ощутимого эффекта В дизелях же с неразделенными камерами сгорания несоответствие угла опережения подачи скоростному и нагрузочному режимам приводит к резкому ухудшению экономических и мощностных показателей.
Характер изменения угла опережения подачи зависит и от типа насоса высокого давления и способа дозирования топлива. В золотниковых насосах высокого давления, в которых подачу топлива регулируют изменением конца подачи, угол опережения впрыска в процессе работы практически остается постоянным. При установке таких насосов на дизели с неразделенными камерами сгорания, работающих в широком диапазоне скоростных н нагрузочных режимов, изменение угла опережения подачи обязательно. Если в этих насосах цикловую подачу изменяют началом или началом и концом подачи, то каждой нагрузке соответствует и свой угол опережения подачи. При условии, что определенной скорости дизеля соответствует и определенная цикловая подача, регулировать дополнительно этот угол нет необходимости. В транспортных дизелях связи между нагрузкой и частотой вращения коленчатого вала не существует. Поэтому возникает потребность предусматривать специальные устройства для корректировки этого угла.
В насосах с дозированием количества подаваемого топлива дросселированием на всасывании с уменьшением подачи угол опережения впрыска уменьшается больше, чем требуется для оптимального протекания рабочего процесса.
Это также ухудшает рабочий процесс, причем больше, чем при сохранении угла опережения подачи постоянным.
Таким образом, для абсолютного большинства дизелей, работающих в широком диапазоне изменения скоростных и нагрузочных режимов, с целью повышения их эффективности целесообразно устанавливать специальные устройства изменения угла опережения подачи в соответствии с режимам работы двигателя.
В настоящее время существует большое разнообразие конструкций таких устройств. Их разделяют на муфты опережения впрыска, приставляемые к насосам, и устройства, являющиеся неотъемлемой частью насоса высокого давления.
Муфты опережения впрыска
В этом случае устройство для изменения угла опережения впрыска конструктивно выполняют вместе с приводной муфтой топливного насоса высокого давления. Изменение угла опережения подачи топлива осуществляется при развороте кулачкового вала насоса относительно вала привода от руки, центробежными силами грузов, давлением жидкости или воздуха, электромагнитом и другими способами.
Приводные муфты насосов обеспечивают передачу крутящего момента, упругость передачи в моменты ее большей нагрузки. При наличии этих муфт допускается некоторая несоосность валов привода и насоса.
Рис. Схема муфты привода насоса:
1, 4 — втулки; 2 — фланец. 3 — шайба
Наиболее простая ручная муфта приведена на рисунке. Втулку 4 с двумя выступами А закрепляют на кулачковом валу насоса при помощи шпонки и фиксатора (обычно гайки). Промежуточный фланец 2 с двумя такими же выступами В соединен с втулкой 1 приводного вала при помощи двух болтов, проходящих через специальные прорези С. Выступы втулки и промежуточного фланца входят в прорези текстолитовой шайбы 3 и образуют муфту. В результате наличия прорезей С кулачковый вал насоса вместе с шайбой и промежуточным фланцем можно поворачивать на некоторый угол относительно приводного вала при ослаблении соединительных болтов. Для удобства регулирования на наружных цилиндрических поверхностях втулки 1 и фланца 2 нанесены деления.
Поворот на одно деление соответствует 3°. При регулировке насоса на дизеле втулку 4 устанавливают по меткам на наружной цилиндрической поверхности втулки и корпуса насоса по первому цилиндру дизеля.
Для упрощения обслуживания дизеля устанавливают автоматические муфты опережения впрыска. Все автоматические приводы муфт делятся на механические, гидравлические и электромагнитные. Широко распространены центробежные механические и гидравлические приводы. Электромагнитные муфты реагируют на изменение частоты вращения коленчатого вала и нагрузки. Однако в результате сложности конструкции их пока не применяют.
Центробежные механические муфты
Рис. Центробежные муфты с шаровидными грузами:
а, б — варианты, 1 — ведущий диск, 2 — груз, 3 — ведомый диск, 4 — выступы диска, 5 — распорная пружина, 6 — регулировочная пружина
В центробежной автоматической муфте опережения впрыска (рис. а) ведущий диск 1, связанный с валом привода, передает крутящий момент ведомому диску 3, установленному на кулачковом валике насоса высокого давления, через грузы 2. В процессе работы диск 1 выступами 4 входит в соответствующие вырезы в диске 3, предотвращая осевое смещение. Диски прижимаются к грузам при помощи пружин 5.
При увеличении частоты вращения коленчатого вала дизеля грузы 2 под действием центробежной силы расходятся и воздействуют на профильные поверхности выступов ведомого диска 3, поворачивая его совместно с валиком насоса на определенный угол относительно ведущего диска 1. В результате этого угол опережения впрыска увеличивается. При уменьшении частоты вращения вала дизеля пружины преодолевают центробежную силу грузов и поворачивают ведомый диск совместно с валом насоса относительно ведущего диска в противоположную сторону, уменьшая угол опережения впрыска.
По такому же принципу работает и центробежная муфта, приведенная па рис. б. Между ведущим 1 и ведомым 3 дисками установлен груз 2, распорные 5 и регулировочная 6 пружины.
При перемещении груза 2 по профильным поверхностям дисков в направлении от центра пружины 5 сжимаются, а регулировочная пружина, наоборот, разжимается. Суммарное же усилие всех пружин при этом растет. В результате ведомый диск и связанный с ним кулачковый вал топливного насоса высокого давления поворачиваются относительно ведущего диска в сторону увеличения угла опережения впрыска Перемещение груза к центру осуществляется распорными пружинами при снижении частоты вращения вала дизеля.
При помощи регулировочной пружины устанавливают диапазон работы муфты по частоте вращения вала, а подбирая соответствующую жесткость всех пружин, получают необходимую характеристику ее работы.
Рис. Центробежная муфта с рычажными грузами: 1 — кулачковая втулка; 2 — пружина; 3, 5 — винтовые шлицы, 4 — муфта, 6 — ступица, 7 — грузы
Несколько по-другому работает муфта, схема которой приведена на рисунке. Центробежная сила грузов 7 действует на муфту 4, соединяющую ступицу 6 кулачкового валика насоса с кулачковой втулкой 1. Втулка 1 свободно посажена на ступице 6 и при помощи торцовых кулачков соединяется с приводным валом. На цилиндрической поверхности втулки 1 выполнены винтовые шлицы 3, входящие в винтовые пазы муфты 4, а на поверхности ступицы винтовые шлицы 5, перемещающиеся по винтовым пазам той же втулки. На одной стороне муфты пазы выполнены с левым шагом, а на другом — с правым. Центробежная сила уравновешивается силой пружины 2. При увеличении частоты вращения коленчатого вала дизеля центробежная сила грузов, преодолевая усилие пружины 2, передвигает муфту 4 влево. При этом ступица 6, закрепленная на валике шпонкой, повернется вместе с валиком в сторону увеличения угла опережения впрыска. При снижении частоты вращения вала дизеля пружина передвинет муфту 4 вправо, а кулачковый валик повернется в противоположную сторону.
Рис. Схема центробежной муфты с плоскими грузами:
1 — диск, 2 — груз, 3 — ведомый вал, 4 — ведомые пальцы, 5 — лыска; 6 — пружина; 7 — ведущие пальцы, 8 — профильная поверхность
Использование центробежной силы грузов для взаимного смещения ведущего и ведомого валиков привода насоса высокого давления с целью изменения угла опережения впрыска лежит и в основе конструкции муфты, принципиальная схема которой приведена на рисунке.
На ведомом валу 3 установлен диск 1 с двумя ведомыми пальцами 4, имеющими на конце лыски 5 упора цилиндрических пружин 6. На эти пальцы насажены грузы 2, которые под действием центробежной силы перемещаются в радиальном направлении, осуществляя повороты относительно осей пальцев. Пальцы 7 диска, закрепленного на ведущем валике, упираются в криволинейные поверхности 8 центробежных грузов. Крутящий момент от ведущего фланца к ведомому передается через ведущие пальцы 7, грузы 2, на которые давят пальцы, ведомые пальцы 4, диск 1 и далее на кулачковый вал насоса. Форма криволинейной поверхности 8 выполнена таким образом, что обеспечивает требуемую характеристику изменения угла опережения подачи топлива в камеру сгорания дизеля.
На ведущие пальцы воздействуют составляющая центробежной силы грузов и усилия пружины. С увеличением частоты вращения приводного вала центробежные силы грузов преодолевают усилие пружины и силы трения между пальцами и криволинейными опорными поверхностями, заставляя пружины сжиматься. В результате палец 4 сместится в сторону пальца 7, расстояние х между ними уменьшится, а угол опережения подачи топлива увеличится. Наоборот, три снижении частоты вращения приводного вала пружины 6 раздвинут пальцы и изменят угол опережения подачи в сторону его уменьшения. Конфигурация опорных поверхностей 8 грузов выбирается так, что при небольшой частоте вращения вала грузы проходят большие расстояния за один градус регулируемого угла опережения, а при повышении скоростного режима это расстояние уменьшается. Поэтому повышается перестановочное усилие муфты при небольшой частоте вращения коленчатого вала дизеля, когда центробежная сила грузиков небольшая. При повышенных скоростных режимах центробежная сила грузов интенсивно нарастает, поэтому необходим меньший их относительный путь. Отличительной особенностью конструкции этой муфты является то, что пружины непосредственно не участвуют в передаче крутящего момента, поэтому колебания их не передаются на ведомый вал и угол опережения подачи в процессе работы поддерживания более устойчиво.
Гидравлические муфты
Рис. Муфта с гидравлическим приводом:
1 — хвостовик вала, 2 — ступица, 3 — прямые шлицы; 4 — косые шлицы, 5 — корпус чувствительного элемента, 6 — поршень; 7 — грузы; 8 — золотник; 9 — пружина золотника; 10 — пружина поршня, 11 — отверстия поршня, 12 — отверстия вала; А — подвод масла из системы
В автоматической муфте изменения угла опережения впрыска с гидравлическим приводом и центробежным чувствительным элементом, цилиндрическая часть поршня 6 имеет на наружной стороне прямые шлицы 3, входящие в прямые пазы ступицы 2 шестерни привода топливного наcoca высокого давления, а на внутренней стороне косые шлицы 4, которые входят в косые прорези хвостовика 1 вала насоса. К диску шестерни крепят корпус 5 центробежного чувствительного элемента с двумя грузами 7 в виде угловых рычагов. Грузы соприкасаются концами рычагов с золотником 8 масляного сервомотора.
Работает устройство следующим образом. При увеличении частоты вращения коленчатого вала дизеля центробежная сила грузов перемещает золотник 8 вправо, в результате чего открываются отверстия 11 поршня, через которые масло из полости хвостовика валика поступает под поршень 6 Давление масла действует на поршень и, преодолевая усилия пружин 9 золотника, перемещает его также вправо. Цилиндрическая часть этого поршня, двигаясь в осевом направлении, поворачивает хвостовик валика насоса относительно приводной шестерни в сторону увеличения угла опережения впрыска. Движение поршня 6 вправо прекращается после перекрытия отверстий И золотником 8. При уменьшении частоты вращения вала дизеля снижается центробежная сила грузов, поэтому пружина 9 передвинет золотник 8 влево и откроет отверстия 12, через которые масло из полости цилиндра будет перетекать в картер привода.
При уменьшении давления под поршнем 6 пружины 10 передвинут его влево, в результате чего хвостовик вала насоса повернется в сторону уменьшения угла опережения впрыска. Осевое перемещение поршня 6 прекратится после перекрытия отверстий 11 золотником 8.
Рис. Двухимпульсное устройство изменения угла опережения впрыска:
1 — регулировочный пинт, 2 — пружина, 3 — поршень; 4 — рычаг, 5 — камера, 6 — дроссельный винт, 7 — винтовые шлицы, 8 — муфта; 9 — прямые шлицы; 10 — ведомая втулка; 11 — вал, 12 — ведущая втулка; 13 — винт; 14 — шпонка
Рассмотренная муфта автоматического изменения угла опережения с гидравлическим приводом реагирует только на изменение скоростного режима работы дизеля. В процессе работы желательно изменять угол опережения впрыска и в зависимости от нагрузки дизеля. На рисунке показана схема одного из устройств, реагирующего как на изменение частоты вращения коленчатого вала, так и на изменение нагрузки. Муфта 8 этого устройства имеет на внутренней поверхности винтовые 7 и прямые 9 шлицы, входящие соответственно в винтовые пазы ведущей втулки 12 и прямые пазы ведомой втулки 10. Втулка 12 соединяется с ведущим валом, а втулка 10 с кулачковым валиком насоса шпонкой 14. Муфта 8 приводится в движение при помощи рычага 4, соединенного другим своим концом с поршнем 3. Поршень 3 нагружен с одной стороны пружиной 2, натяжение которой регулируется винтом 1, а с другой — давлением масла или топлива камеры 5. Дроссельный винт 6 связан с тягой регулирования нагрузки дизеля. При увеличении нагрузки дроссельный винт 6 поворачивается так, что в камеру 5 пропускается больше жидкости, в результате чего растет давление и поршень 3 передвигается влево, увлекая конец рычага 4. Аналогичное передвижение плунжера будет происходить при увеличении частоты вращения вала дизеля и неизменном положении дроссельного винта 6. Муфта 8 при этом передвигается вправо, осуществляя поворот втулки 10 и связанного с ней валика топливного насоса относительно ведущего вала в сторону увеличения угла опережения впрыска. Винтом 13 фиксируют втулку от осевого перемещения.
Насосные устройства опережения впрыска
Кроме муфт опережения впрыска, разворачивающих кулачковый вал насоса относительно приводного вала дизеля, существуют устройства, расположенные в самом насосе. В этом случае опережение впрыска осуществляется деталью или группой деталей насоса. Наиболее распространенный способ регулирования угла опережения деталью насоса — выполнение дозирующей наполнительной кромки на плунжере в дизелях со смешанным регулированием подачи.
Рис. Насосные устройства изменения угла опережения впрыска:
1 — промежуточная втулка, 2 — эксцентриковая втулка, 3 — толкатель, 4 — пружина
Угол опережения подачи можно изменять и при боковом смещении толкателя относительно оси кулачкового вала. В корпусе насоса установлена эксцентриковая втулка 2 с зубчатым сектором, входящим в зацепление с рейкой. Внутри этой втулки находится толкатель 3, пружина 4 которого вторым концом упирается в промежуточную втулку 1, зафиксированную от продольных перемещений. При повороте эксцентриковой втулки расстояние между осями плунжера насоса и стержня толкателя изменяется от нуля до величины е. При этом центральный кулачковый механизм обращается в механизм со смещенным толкателем, у которого ось толкателя не проходит через центр вращения кулачка. В результате изменяется место на рабочем участке профиля кулачка, соответствующее началу впрыска, а следовательно начало подачи по углу поворота вала насоса. Изменение начала подачи можно осуществлять и изменением длины толкателя (аналогично действию регулировочного болта толкателя). В этом случае также меняется начало подачи по профилю кулачка.
Однако эти способы уступают способу регулирования при помощи кромки плунжера, так как усложняется конструкция насоса и изменяется скорость движения плунжера. Последнее обстоятельство иногда ухудшает показатели рабочего процесса дизеля. Регулирование опережения подачи деталями самого насоса широко используют для насосов распределительного типа.
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, г. Владивосток, диагност
© Легион-Автодата
Угол — опережение — подача — топливо
При повороте кулачкового вала в направлении его вращения при работе двигателя угол опережения подачи топлива увеличивается, а при повороте этого вала в обратном направлении указанный угол уменьшается. В процессе работы двигателя кулачковый вал повертывается автоматически — центробежной муфтой опережения впрыскивания топлива. Насое начинает подавать топливо в цилиндр еще тогда, когда кривошип коленчатого вала не доходит на некоторый угол до ВМТ. Этот угол называют углом начала подачи топлива или углом опережения подачи топлива насосом. Форсунка позднее насоса начинает подавать топливо в цилиндр двигателя вследствие некоторого расширения топливопроводов, незначительной сжимаемости топлива и небольших его утечек в насосе и форсунке. [31]
Топливный насос высокого давления регулируют на специальном стенде типа СДТА ( рис — 47) — На стенде проверяют начало подачи топлива секциям насоса, а также величину и равномерность подачи. Проверенный и отрегулированный насос высокого давления устанавливают на двигателе, после чего регулируют угол опережения подачи топлива и обороты холостого хода. [33]
Состояние двигателя характеризуется прежде всего его мощностными и топливными показателями. Отклонение от нормативных значений основных параметров двигателя, а также затруднения с запуском двигателя вызывают необходимость проверки в первую очередь систем питания по параметрам: дымность выпускных газов, течь топлива, равномерность нагрева форсунок, угол опережения подачи топлива , давление топлива в различных участках системы, расход топлива, состав отработанных газов. Состояние кривошишю-шатушюго и газораспределительного механизмов проверяют по акустическим параметрам ( шумам и стукам), по анализу моторных масел, по компрессии, по давлению масла в главной масляной магистрали. [34]
Каждый вал служит для привода топливных насосов своего ряда. Кулачковые шайбы топливных насосов симметричного профиля, съемные. Установленный на дизеле механизм позволяет изменять угол опережения подачи топлива . [35]
Если при установке по меткам проверяемый угол опережения впрыска топлива не соответствует требуемому, шлицевой фланец поворачивают, изменяя его положение относительно шестерни. При совмещении соседней пары отверстий шлицевой фланец поворачивается на ГЗО, что соответствует изменению угла опережения подачи топлива на 3 по углу поворота коленчатого вала. При повороте фланца по часовой стрелке угол опережения подачи топлива увеличивается, против часовой стрелки — уменьшается. [37]
Однако после сборки и пуска дизеля все же требуется дополнительная подрегулировка при реостатных испытаниях тепловоза или на стенде для испытания дизелей. Поэтому при сборке дизеля устанавливают фазы газораспределения, угол опережения подачи топлива , а при испытаниях регулируют частоту вращения коленчатого вала двигателя, равномерность распределения нагрузки по цилиндрам и устанавливают упоры ограничения подачи топлива. [38]
Угол, определяющий момент начала подачи топлива, называется углом опережения подачи топлива. Он зависит от конструкции двигателя, числа оборотов и профиля топливного кулачка. Так как в более быстроходных двигателях процессы совершаются быстрее, то угол опережения подачи топлива здесь больше, чем у тихоходных двигателей. [39]
По давлению вспышки определяют, правильно ли установлен угол опережения подачи топлива, а следовательно, и как протекает рабочий процесс в проверяемом цилиндре. Давление вспышки по цилиндрам дизеля проверяют после выемки и ремонта или замены поршней, а также при замене топливных насосов, когда может измениться угол опережения подачи топлива . [40]
При втором техническом уходе выпол няют все работы в объеме ежедневного технического осмотра и первого технического ухода и, кроме того, сливают отстой из топливного бака, промывают топливный бак и трубопроводы; проверяют состояние зарядного генератора, реле-регулятора и пускового реле стартера. У нового или отремонтированного дизеля при первом проведении второго технического ухода проверяют затяжку стяжных и сшивных шпилек головок блока и зажимов регулировочных втулок распределительных валов. При снижении мощности дизеля, затруднительном пуске, повышенных вибрациях, необычном стуке, неустойчивых минимальных холостых оборотах, повышенной дымности выпуска проверяют газораспределение, угол опережения подачи топлива топливным насосом, давление и качество распыла топлива форсунками. [41]
На дизеле Д50 правильность установки угла опережения подачи топлива при выпуске тепловоза из капитального ремонта проверяют по меткам, нанесенным на валоповоротном диске коленчатого вала и на смотровом окне секции топливного насоса. Для этого проворачивают коленчатый вал по ходу дизеля, совмещая метку валоповоротно-го механизма соответствующего цилиндра с риской указателя на корпусе масляного насоса. В окне проверяемой секции топливного насоса должны совпасть метка на корпусе секции и средняя риска на стакане пружины плунжера. При несовпадении меток угол опережения подачи топлива данной секции насоса регулируют регулировочным винтом толкателя. [43]
Отъединяют вал наполнения топливного насоса ог регулятора частоты вращения и выдвигают рейки секций на максимальную подачу. Выжимают резинкой топливо из стеклянной трубки моментоскопа с таким расчетом, чтобы трубка была заполнена топливом примерно наполовину. Медленно вращая коленчатый вал по ходу, определяют момент начала движения топлива в стеклянной трубке, в этот момент прекращают проворачивать коленчатый вал. По делениям на градуированном диске определяют угол опережения подачи топлива . Для контроля коленчатый вал проворачивают против хода на V4 оборота и затем снова по ходу определяют момент начала движения топлива в стеклянной трубке. [44]
Необходимо помнить, что нельзя нарушать угол опережения подачи топлива насосом как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения. В обоих случаях снижается мощность двигателя и возрастает износ его деталей. При изменении угла с 20 ( нормальный для дизелей ЯМЗ-236 и ЯМЗ-238) до 28 ( ранняя подача топлива) жесткость работы двигателя возрастает в 1 5 — 2 5 раза, а износ цилиндров — почти в 2 5 раза. Поэтому нужно своевременно проверять и, если необходимо, регулировать угол опережения подачи топлива насосом. [45]
Двигатель д 12 регулировка угла подачи топлива. Устройства для изменения угла опережения впрыска. Проверка и установка угла опережения впрыска топлива автомобиля урал
Топливо в двигателе сгорает не мгновенно, а в течение определенного времени. Дизельный двигатель имеет наилучшие мощностные и экономические показатели работы, если топливо сгорает при нахождении поршня около верхней мертвой точки. Чтобы обеспечить выполнение этого требования, необходимо чтобы угол опережения впрыска топлива подавал его с опережением, то есть до прихода поршня в верхнюю мертвую точку.
Что такое карта топлива или карта зажигания
Большинство из нас слышало термин «подключенное зажигание» и запрограммированное или отображаемое вложение, но может не понимать, что это на самом деле. В то время как двигатель работает, его требования к топливу и времени зажигания будут варьироваться в зависимости от определенных условий работы двигателя, основными из которых являются частота вращения двигателя и нагрузка на двигатель. «Карта» — это не более чем таблица поиска по частоте вращения двигателя и нагрузке, что дает правильное соотношение топлива или времени для каждой возможной скорости и нагрузки.
Величину опережения подачи топлива в дизельном двигателе, выраженную в градусах угла поворота коленчатого вала, называют углом опережения впрыска.
Каждый дизельный двигатель для основного режима своей работы имеет определенный (наилучший) угол опережения впрыска. При изменении угла опережения впрыска снижаются мощностные и экономические показатели дизеля. Величина угла опережения впрыска зависит от давления впрыска, химического состава топлива, температуры воздуха в конце такта сжатия, числа оборотов коленчатого вала дизеля, количества подаваемого топлива.
Обычно будет отображаться карта времени инжектора и отдельная карта для настроек синхронизации зажигания в системе управления двигателем. Каждая карта имеет записи для заданного диапазона скоростей двигателя и заданного диапазона условий нагрузки двигателя, которые обычно указывают, насколько далеко открыт дроссель. Система управления двигателем знает скорость двигателя и нагрузку на двигатель и будет использовать эти два значения для «поиска» соответствующих настроек топлива и времени на каждой карте.
Простой пример карты воспламенения
Если текущая телеметрия двигателя находится между сайтами на карте, значение интерполируется между ближайшими двумя сайтами. В этом примере загрузка двигателя возрастает по мере увеличения числа узлов загрузки в левом столбце. Обратите внимание на то, как продвижение воспламенения падает с увеличением нагрузки, потому что наполнение цилиндра намного лучше, когда увеличивается нагрузка, и поэтому смесь горит быстрее, что требует меньшего продвижения.
Если впрыскивать топливо в цилиндр слишком рано (угол опережения впрыска очень большой), когда температура сжимаемого воздуха недостаточно высока, топливо будет плохо испаряться и часть его до самовоспламенения успеет осесть на стенках камеры. В этом случае топливо полностью не сгорает и работа дизеля ухудшается. Кроме того, вследствие начавшегося сгорания топлива повышается давление газов в камере, и они будут противодействовать движению поршня (до прихода его б верхнюю мертвую точку).
Программируемый эквалайзер с не программируемым компьютером
Большинство систем управления двигателем, приспособленных к производственным машинам, не программируются, то есть карты в системе управления двигателем, которые определяют параметры заправки и зажигания, являются фиксированными и не могут быть изменены владельцем. Это имеет смысл с точки зрения производителей, поскольку двигатель затем работает в пределах разрешенных параметров, которые поддерживают выбросы и экономию двигателя в известных пределах.
Изменения чипа на этих двигателях могут привести к значительному увеличению мощности двигателя. Некоторые производители делают все возможное, чтобы после того, как рыночные тюнеры перестали декодировать карты в своей Системе управления двигателем с разной степенью успеха.
Работа дизеля ухудшается также и при слишком позднем впрыске. Топливо в этом случае сгорает при такте расширения, когда скорость сгорания значительно понижается, а поверхность соприкосновения горячих газов со стенками цилиндра увеличивается. В этом случае много тепла будет отдано в охлаждающую воду и выброшено с отработавшими газами.
Все послеуборочные системы управления двигателем являются программируемыми, поскольку они должны быть приспособлены к различным различным установкам двигателя в различных состояниях. Некоторые производители этих систем препятствуют домашнему картографированию и разрешают авторизованным дилерам разрешать картографирование.
Для ясности мы рассмотрим каждую из двух подсистем в Системе управления двигателем отдельно, на практике существует большое взаимодействие между ними, обе системы будут использовать информацию от различных датчиков двигателя. Если мы в течение минуты игнорируем фактическую систему управления двигателем, то основные компоненты системы впрыска очень просты. Ниже приведена схема основных частей многоточечной системы впрыска, системы одноточечного впрыска очень похожи, но у них есть только один форсунок и нет топливной рампы.
Для того чтобы форсунка впрыскивала топливо с требуемым опережением, топливный насос должен начинать подавать топливо еще раньше, так как от момента начала подачи топлива насосом до впрыска топлива из форсунки проходит некоторое время. Угол, на который повернется коленчатый вал от положения, соответствующего началу подачи топлива насосом, до положения, при котором поршень придет в верхнюю мертвую точку, называют углом опережения подачи.
Удерживает резервуар топлива для двигателя. Обычно он сбивается с толку, чтобы предотвратить воспламенение топлива, которое, если оно не контролируется, может привести к голоду топлива. Поскольку насос инжектора представляет собой насос с принудительным вытеснением, любой посторонний материал, который попадает внутрь, может остановить насос и убить его камнем, этот «предварительный фильтр» предотвращает попадание мусора в насос.
Топливный насос. Насос высокого давления, работающий под давлением около 6 бар, подает топливо в форсунки. Регулятор давления топлива регулирует это давление между 3 и 4 бар. На некоторых установках насос размещается внутри топливного бака с рудиментарной фильтрацией, затем топливный фильтр следует в топливной магистрали.
Угол опережения подачи топлива всегда больше угла опережения впрыска. В конструкции топливного насоса или его привода предусматривается устройство, позволяющее изменять угол опережения подачи топлива.
Для каждого типа дизеля в зависимости от режимов его работы и приборов подачи топлива существуют определенные наивыгоднейшие значения угла опережения подачи топлива.
Топливопровод. Топливная труба, которая транспортирует топливо из насоса в топливную рампу. Топливная рампа. Небольшая топливная галерея, из которой инжекторы берут топливо. Топливные инжекторы. Электрические клапаны, которые при открытии позволяют впрыскивать топливо в двигатель под высоким давлением. Топливные форсунки либо полностью открыты, либо закрыты топливом; между ними нет. В качестве побочного примечания и простого предупреждения. Топливные инжекторы могут стать грязными и засоренными, и было бы хорошо помнить, что очистка топливной форсунки может решить многие проблемы с движением и проблемы с производительностью.
То, 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).
Отличный расчет инжектора, который не требует энтузиаста или тюнера двигателя, должен быть без. Регулятор давления топлива. Устройство, которое поддерживает давление топлива с постоянной скоростью и возвращает любое избыточное топливо в резервуар. Линия возврата топлива. Топливная труба, которая отбирает избыточное топливо обратно в топливный бак.
Большинство систем впрыска работают при довольно высоком давлении топлива по сравнению с системой, использующей карбюраторы, как правило, инжекционный насос будет составлять около 6 бар, а система будет работать примерно на 3-4 бар. Это намного превышает давление, подаваемое типичным топливным насосом из неинжектированной системы. Система впрыска опирается на постоянную подачу топлива при заданном давлении и, как правило, насос работает все время, когда избыточное топливо возвращается в резервуар.
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.
Карта для двигателя будет получена с подачей топлива при этом давлении; изменения давления топлива будут влиять на количество впрыскиваемого топлива и будут серьезно влиять на работу двигателя, иногда на конечной стадии. Карбюраторы обычно справляются с коротким прерыванием подачи топлива, поскольку у них есть собственный резервуар топлива в поплавковой камере, из которого можно извлечь. С другой стороны, системы впрыска не могут справиться с прерываниями подачи топлива, поэтому необходимо обеспечить, чтобы такие перерывы не происходили.
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.
Стандартная практика заключается в том, чтобы заглушить топливный бак и использовать одноходовые клапаны, чтобы предотвратить скачок топлива. В тех случаях, когда это позволяет пространство, может быть установлен накопительный бак, обеспечивающий, чтобы выброс топлива не разрушал систему впрыска топлива в неподходящий момент.
Большинство насосов для впрыска топлива питаются под действием силы тяжести, поэтому их необходимо устанавливать ниже самой низкой точки в топливном баке. Альтернативой этому является установка насоса в самом топливном баке, большинство насосов могут быть полностью погружены в топливо, на практике они это делают, так как внутри насоса топливо поднимается и вокруг арматуры насоса.
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.
Насос подает топливо в форсунки через топливную шину, которая представляет собой небольшую длинную трубку с соединением для каждого из форсунок. Подача топлива поступает в рельс с одного конца; с другой — регулятор давления топлива, который обеспечивает постоянство давления топлива. Поскольку давление топлива может влиять на количество топлива, сбрасываемого в любом данном инжекторе, важно, чтобы это давление поддерживалось постоянным. Топливо, подаваемое сверх требований, возвращается обратно в топливный бак через схему возврата топлива, которая является частью регулятора 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.
Регуляторы давления топлива нередко подвергаются вмешательству для обеспечения дополнительного давления топлива. Это обычная уловка, когда двигатель настроен и в результате требуется больше топлива. Это может быть достигнуто только при стабильном режиме работы, так что все еще будут сбои в заправке здесь и там. Сами топливные форсунки соединены с топливной рампой через разъем форсунки и кольцо О, которое должно содержать высокое давление в топливной системе. Инжектор — это просто электрический клапан или соленоид, топливо подается в инжектор при известном и регулируемом давлении, клапан или соленоид обычно закрыты.
Установка угла опережения подачи топлива ТНВД двигателя А-01М трактора Т-4А
В процессе эксплуатации трактора Т-4А возможно изменение угла опережения подачи топлива вследствие износа валика и муфты привода, возникающего из-за слабой затяжки болтов.
С целью облегчения установки и проверки угла опережения подачи топлива привод топливного насоса снабжён специальными рисками [рис. 1]. Они нанесены на муфте и на фланце приводного вала насоса соответственно. Если данные риски совпадают при установке в.м.т. поршня первого цилиндра, то это соответствует углу опережения подачи топлива 30 град. до в.м.т., то есть угол опережения подачи топлива отвечает техническим условиям. Фланец приводной муфты снабжён рядом рисок с ценой деления между соседними рисками 3 град. по углу поворота кулачкового вала и 6 град. по коленчатому валу. На диске приводной муфты имеется всего одна риска. Положение рисок соответствует углу опережения зажигания, установленному на заводе.
Рис. 1. Привод топливного насоса двигателя А-01М трактора Т-4А.
1) – Вал привода;
2) – Вал топливного насоса;
3) – Деления приводной муфты;
4) – Приводная муфта.
С целью обеспечения нормальной работы двигателя следует периодически контролировать затяжку болтов, а также соответствие положения рисок. В процессе установки насоса на двигатель А-01М в полевых условиях, а также в случае плохой работы двигателя проверка (установка) угла опережения подачи топлива ведётся по нахождению поршня первого цилиндра в в.м.т. В случае, если данные риски не совпадают, то необходимо расконтрить и отвернуть болты, после чего повернуть муфту до совпадения рисок.
При выполнении ТО-3 (третьего технического обслуживания), а также при ремонте (в стационарных условиях) необходимо проконтролировать и отрегулировать угол опережения подачи топлива посредством моментоскопа. Моментоскоп [рис. 2] нужно установить на штуцер первой секции насоса. Под болт крепления кронштейна ТНВД следует прикрепить изогнутую в виде стрелки проволоку, остриё которой направлено к наружной цилиндрической поверхности буртика кулачковой муфты. Затем требуется включить декомпрессор и посредством рукоятки вращать коленчатый вал двигателя до появления струи топлива (без пузырьков воздуха) из стеклянной трубки. Далее нужно вылить часть топлива из стеклянной трубки путём её встряхивания и медленно продолжить вращение коленчатого вала двигателя А-01М трактора Т-4А, контролируя уровень топлива в стеклянной трубке. Некоторое время уровень топлива должен оставаться неподвижным, а потом начать подниматься. В момент начала подъёма уровня топлива необходимо прекратить вращение коленчатого вала рукояткой и нанести метку на наружной поверхности буртика кулачковой муфты (напротив острия стрелки). Потом нужно посредством установочного штыря на картере маховика найти в.м.т. поршня первого цилиндра – конец хода сжатия, оба клапана первого цилиндра должны быть закрыты. При данном положении коленчатого вала наносится метка напротив стрелки на буртик кулачковой муфты. По цилиндрической поверхности буртика измеряется длина дуги между парой меток. При угле начала подачи топлива 30 град. до в.м.т. и диаметре кулачковой муфты 110 мм длина дуги должна составлять 13,5-14,5 мм. После этого необходимо законтрить болты и тщательно закрыть муфту манжетой.
Рис. 2. Моментоскоп.
1) – Трубка стеклянная;
2) – Трубка резиновая;
3) – Концевой отрезок топливопровода высокого давления.
В случае, когда угол начала подачи топлива не соответствует нормальному, требуется отпустить болты крепления кулачковой шайбы и провернуть вал топливного насоса рукой за муфту по часовой стрелке (при меньшем угле подачи) и против часовой стрелки (при большем угле подачи). Далее затянуть болты и повторить операции проверки.
2*
Похожие материалы:
Набор с индикатором для установки угла опережения впрыска топлива дизельных двигателей, 10шт в кейсе Forsage F-04A3016 — цена, отзывы, характеристики, фото
Набор с индикатором для установки угла опережения впрыска топлива дизельных двигателей, 10шт в кейсе Forsage F-04A3016 подходит для обслуживания автомобилей различных марок и моделей. Обеспечивает легкость установки угла опережения впрыска топлива у моторов дизельного типа.
Комплектация набора Forsage F-04A3016 *
- Кейс;
- Набор приспособлений.
Параметры упакованного товара
Единица товара: Штука
Вес, кг: 1,02
Длина, мм: 310
Ширина, мм: 290
Высота, мм: 210
Произведено
- Беларусь — родина бренда
- Информация о производителе
Указанная информация не является публичной офертой
На данный момент для этого товара нет расходных материаловСервис от ВсеИнструменты.ру
Мы предлагаем уникальный сервис по обмену, возврату и ремонту товара!
Вернем вам деньги, если:- С момента приобретения прошло не более 120 дней.
- Сохранен товарный вид, товар не эксплуатировался.
- Предоставлена заводская упаковка товара (исключение – вскрытый блистер).
- Сохранены ярлыки, бирки, заводские пломбы на товаре (не на кейсе).
- Сохранена полная комплектация инструмента (в момент приема товара сверяется с информацией на сайте).
Гарантия производителя
Гарантия производителя 1 годГарантийный ремонт
Здесь вы найдете адреса расположенных в вашем городе лицензированных сервисных центров.
| Лицензированные сервисные центры | Адрес | Контакты |
|---|---|---|
СЦ «Forsage» МСК | пос. Нагорное, ул. Центральная, вл. 3, стр. 1 | +7 (499) 608-88-81 |
Оптимизация системы управления впрыском топлива двухтактного авиационного двигателя БПЛА
Энергоэффективность двухтактного двигателя с искровым зажиганием, как правило, низкая, поскольку неправильное количество впрыска топлива приводит к большим несгоревшим потерям топлива в процессе работы двигателя. Однако параметры системы впрыска топлива трудно подтвердить авиационными экспериментами из-за дорогостоящих затрат на испытания. В данной статье предлагается метод калибровки параметров впрыска двухтактного двигателя с искровым зажиганием, основанный на термодинамическом моделировании и алгоритме оптимизации параметров.Во-первых, одномерная термодинамическая модель построена в соответствии с внутренней структурой и термодинамическим процессом двигателя; затем параметры модели корректируются в соответствии с принципом работы инжектора; после экспериментальной проверки модели, учитывая как достаточную мощность двигателя, так и экономию топлива, применяется метод анализа иерархии для поиска оптимального количества впрыска и угла опережения впрыска топлива при различных рабочих скоростях двигателя; наконец, построена авиационная экспериментальная станция с электронной системой топливных форсунок.Посредством моделирования и экспериментальных исследований можно увидеть, что при изменении частоты вращения двигателя от 3000 до 3500 об / мин уровень расхода масла для оптимальных результатов выше, чем для предыдущих; когда частота вращения авиационного двигателя превышает 4000 об / мин, результаты расхода масла оптимальным методом на 10–27% выше исходных результатов. Эта статья может быть справочной при оптимизации авиационного двигателя БПЛА.
1. Введение
Двухтактный двигатель широко применяется в системе питания малой авиационной техники БПЛА на топливе из-за преимуществ сильного взрывчатого вещества и малых размеров [1].Однако при проектировании энергосистемы БПЛА, работающего на топливе, выбор модели двигателя всегда затруднен. Это связано с тем, что в среде моделирования полета БПЛА выходные характеристики двигателя трудно точно предсказать, особенно трудно найти подходящую систему подачи топлива. Традиционный способ подачи топлива для двухтактного двигателя — использование карбюратора, который может механически распылять топливо в процессе работы двигателя [2]. Тем не менее, в двигателе с карбюратором автоматическое управление не может быть достигнуто, и двигатель вряд ли может автоматически адаптироваться к изменению условий полета БПЛА.Электронный топливный инжектор (EFI) получил широкое развитие в области подачи топлива в двигатели благодаря своей превосходной управляемости и благоприятным характеристикам [3]. Производительность двигателя с системой EFI обычно изучалась путем создания экспериментальных станций, которые могут проверять выходную скорость, крутящий момент, соотношение воздух-топливо (AFR), давление в цилиндре и содержимое выхлопных газов, и исследователи проводят множество экспериментов, чтобы оптимизировать конструкцию двигателя или метод управления [4, 5].
Несмотря на то, что в последнее время эксперименты с двигателями разрабатываются все более и более реалистично, между результатами испытаний и реальным применением все еще существует некоторое расстояние.Кроме того, традиционные испытательные станции для двухтактных двигателей всегда лучше подходят для наземных транспортных средств, поскольку испытательный крутящий момент всегда добавляется посредством электромагнетизма, что затрудняет проверку выходной мощности авиационного двигателя с гребным винтом. Кроме того, чтобы получить точные результаты, необходимо строго подготовить условия эксперимента, такие как высокоточные датчики и стабильная среда, что значительно увеличит стоимость исследования. И последнее, но не менее важное: моделирование экстремальных условий работы с помощью испытаний на двигательной станции опасно и неточно.
Таким образом, в исследованиях все больше внимания уделяется моделированию рабочего процесса двигателя с помощью математических моделей. Чтобы оценить такие характеристики двигателя, как давление в цилиндре, скорость тепловыделения и расход топлива, Венкатраман и Девараджейн [6] построили рабочую математическую модель 4-тактного двигателя. Имитационная модель включает уравнение состояния цилиндра, процесс теплопередачи, задержку воспламенения, продолжительность сгорания и образование NOx. Кроме того, на основе математической модели Венкатраман и Девараджейн [7] разрабатывают экспериментальные двигатели для демонстрации.В их работах скорость тепловыделения, термический КПД тормозов, содержание окиси углерода, углеводородов и т. Д. Предсказываются с помощью модели, а эксперименты подтверждают, что модель выпрямления соответствует действительности. Кроме того, в модели сгорания применяется функция тепловыделения Вибе, основанная на экспоненциальной скорости химических реакций. Уравнения Вибе были реализованы Миямото и др. [8], и один из факторов уравнения считается важным, который называется «скорость тепловыделения».”Ganapathy et al. [9] использовали термодинамическую модель, основанную на двухзонной функции тепловыделения Wiebe, для моделирования характеристик двигателя на новом топливе. Раут [10] также использует основанную на экспоненциальной скорости модель тепловыделения Вибе, а формула Пфлаума применяется для оценки эмпирического коэффициента процесса теплопередачи. Из этих работ видно, что исследование характеристик двигателя с помощью метода математической модели является эффективным.
GT-Power — это ведущее программное обеспечение для моделирования двигателей, основанное на одномерной газовой динамике, которая представляет поток и перенос в компонентах системы двигателя, и все больше и больше ученых и инженеров применяют этот вычислительный инструмент для прогнозирования двигателя, чтобы улучшить характеристики управления или уменьшить выбросы.Kassa et al. [11] использовали экспериментальные данные 6-цилиндрового двигателя для модели GT-Power, чтобы лучше понять распределение топлива с впрыском в порт по цилиндрам в нескольких рабочих условиях. Рахими-Горджи и др. [12] оптимизировали производительность и расход топлива в соответствии с погодными условиями, объединив искусственную нейронную сеть и модель GT-Power, а давление, температура и влажность поступающего воздуха учитываются в сети, чтобы получить лучшую производительность двигателя.Alves et al. [13] применили GT-Power в конструкции системы впуска двигателя, и было обнаружено, что наилучшая конфигурация длины и диаметра впускных направляющих для каждой скорости для четырехтактного и одноцилиндрового двигателя обеспечивает оптимальную объемную эффективность. Trajkovic et al. [14] построили модель двухтактного двигателя GT-Power для изучения влияния различных параметров и их влияния на характеристики пневматического гибрида. Из приведенных выше работ доказано, что математическая модель, построенная GT-Power, эффективна для прогнозирования и улучшения характеристик двигателя.Однако в этих статьях основное внимание уделяется структуре двигателя, а не стратегии управления системой EFI.
Чтобы соответствовать системе питания своего рода уменьшенного по размеру БПЛА, работающего на топливе, характеристики авиационного двигателя, включая выходную скорость и выходную мощность, должны быть проанализированы на основе модели GT-Power с фиксированной структурой. Кроме того, ключевые параметры управления согласованной системы EFI должны быть подтверждены для применения в авиационном двигателе. Исследованы расчеты мощности двигателя на базе модуля GT-Power.Ян и Чжу [15] разработали модель двигателя со смешанным клапаном и кривошипом для двухступенчатого двигателя с турбонаддувом. При различных состояниях нагрузки моделируются выходной крутящий момент и высвобожденная AFR двигателя, а значения ширины топливного импульса рассчитываются для справки для конструкции блока управления двигателем (ЭБУ). Menacer и Bouchetara [16] применили модель GT-Power для изучения влияния массового расхода впрыскиваемого топлива на тормозную мощность и определения мощности при определенном угле опережения зажигания, степени сжатия и выходной скорости.В их работе определяется максимальная мощность и экономичность, соответствующая оптимальной скорости. Wei et al. [17] приняли серию экспериментальных данных в модели GT-Power четырехтактного двигателя с водяным охлаждением, оптимизированы длительности времени задержки открытия и закрытия, а также оптимизирован оптимальный массовый расход впрыскиваемого топлива. Более того, Yang et al. [18] разработали управляемый процесс подачи топлива и изучили различные параметры всасываемого воздуха для улучшения динамических характеристик двигателя. Однако в этих работах подтверждающие эксперименты с двигателем далеки от реального применения авиационного двигателя, потому что крутящий момент пропеллера в основном создается за счет сопротивления воздуха винта.Кроме того, в некоторых работах не хватает подробного описания эксперимента и относительной теоретической основы, поэтому для нас важно предоставить теоретическую модель системы подачи топлива авиационного двигателя, чтобы избежать испытаний нескольких параметров двигателя, которые могут привести к огромным затратам на разработку. . Кроме того, ЭБУ управляет форсункой системы EFI авиационного двигателя, а электрифицированная форсунка открывается и распыляет входящий бензин высокого давления в коллектор двигателя [19]. Однако из-за характеристики электромагнитной силы форсунки динамический отклик массового расхода впрыскиваемого топлива будет влиять на точность подаваемого топлива.Следовательно, на основе результатов моделирования теоретического расхода топлива необходимо проанализировать динамический отклик форсунки и компенсировать распыление топлива, и тогда мы сможем получить подтвержденный параметр управления EFI, который может обеспечить оптимальную производительность авиационного двигателя.
В этой статье мы сначала анализируем структуру авиационного двигателя, и устанавливается одномерный GT-Power режим двигателя. Кроме того, предлагается несколько методов коррекции параметров. На основе результатов моделирования скорректированной модели применяется метод аналитической иерархии для оптимизации системы управления впрыском топлива.Результаты экспериментов с двигателем, в которых используется MAP оптимизации впрыска, показывают, что расход масла можно улучшить по-разному.
2. Методология модели
2.1. Предмет Введение
В этой статье исследуемый двухтактный авиационный двигатель с моделью DLE170 имеет два противоположных сдвоенных цилиндра и в основном включает в себя две камеры пневмоцилиндров, два поршня, один картер и один коленчатый вал. Как показано на Рисунке 1, каждый из цилиндров имеет продувочный канал и выпускное отверстие, и все порты не имеют клапанов.Это означает, что открытие и закрытие отверстий в камерах цилиндров зависит от движения поршней. Кроме того, основные параметры авиадвигателя приведены в таблице 1.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Когда двухтактный авиадвигатель начинает работать, при первом такте сначала воздушно- Топливная смесь всасывается в картер, и продувочный порт открывается, когда поршни перемещаются из нижней мертвой точки (НМТ), пока коленчатый вал не повернется на угол закрытия впускного клапана (IVC), что можно увидеть на рисунке 2.Выпускное отверстие открывается от НМТ до тех пор, пока коленчатый вал не повернется на угол закрытия выпускного клапана (EVC); затем воздушно-топливная смесь сжимается, и при угле опережения зажигания перед верхней мертвой точкой (ВМТ) в двигателе возникает искра. Во время процесса приведения в действие поршня до угла открытия выпускного клапана (EVO) как выпускной, так и выпускной порты закрыты, а камеры цилиндра герметичны, что может гарантировать, что поршень получит максимальную мощность. Угол опережения зажигания ( θ ) обычно устанавливается на 5-15 градусов перед ВМТ.Поскольку степень сжатия двигателя относительно высока, а номинальная частота вращения двигателя высокая, угол опережения зажигания установлен на 15 градусов. Топливо в картер поступает из электронного инжектора в виде определенного отношения воздух-топливо ( λ ), и это соотношение определяется средним расходом топлива на впуске () и потоком воздуха в коллектор (), который регулируется посредством впрыска. ширина топливного импульса ( P w ), давление впрыска топлива ( p f ) и степень открытия дроссельной заслонки ( α ).Относительные параметры также можно увидеть в таблице 1.
Рабочий процесс двигателя спроектирован, как показано на рисунке 3, в соответствии с принципом работы программы одномерного моделирования GT-Power. На этом рисунке видно, что к впускному отверстию подключены две симметричные камеры картера с номерами 1 и 2. Когда топливовоздушная смесь течет в картер, обычно предполагается, что две однородные массы масла и газа разделяются коленчатым валом, а затем перетекают в два цилиндра.Кроме того, имеются также симметричные продувочные каналы, впускные каналы, камеры цилиндров, выпускные отверстия и выпускные каналы. Степени открытия и закрытия двух типов портов определяют время впуска топливовоздушной смеси и время выпуска выхлопных газов. Согласно фактическим результатам измерений площади отверстий с углами коленчатого вала показаны на рисунках 4 (a) и 4 (b). Следует отметить, что на этих рисунках диапазон координат x составляет от 0 до 180 градусов, что соответствует первому рабочему ходу.Зона изменения угла вала во втором рабочем ходе симметрична.
2.2. Метод моделирования
Затем можно задать одномерную модель GT-Power двухтактного авиационного двигателя, как показано на рисунке 5, в соответствии с рабочим процессом авиационного двигателя. Конструкция авиадвигателя основана на реальных результатах измерений.
Основными параметрами настройки топливной форсунки являются ṁ f и заданное соотношение воздух-топливо ( λ набор ).На практике ЭБУ контролирует работу форсунок и пробивает импульсный сигнал определенной ширины. Взаимосвязь между λ set и шириной импульса впрыска топлива ( P w ) показана в следующем уравнении: где — объемный КПД, ρ ref — эталонная плотность воздуха, используемая для расчета объемного КПД, V D — объем двигателя, а # CYL — количество цилиндров. Из этого уравнения видно, что P w напрямую определяет расход впрыскиваемого топлива.Чтобы улучшить комплексные характеристики авиационного двигателя, расход впрыскиваемого топлива откалиброван для различных рабочих условий. Чтобы сделать настройку более интуитивно понятной, в этой статье стандарт калибровки основан на ожидаемом соотношении воздух-топливо, а затем ЭБУ может вычислить выходной сигнал P w на практике. Однако, поскольку инжектор приводится в действие электромагнитной силой, динамическое действие игольчатого клапана следует учитывать при компенсации установленной ширины импульса.
Процесс работы топливной форсунки в основном состоит из трех этапов: форсунка получает импульсный сигнал от ЭБУ, на электромагнитную катушку постепенно подается напряжение, и игольчатый клапан начинает двигаться при преодолении предварительной нагрузки пружины; когда намагниченная катушка соленоида насыщена, игольчатый клапан останавливается в механическом крайнем положении; когда импульсный сигнал становится нулевым, магнитный поток катушки соленоида постепенно уменьшается, и игольчатый клапан возвращается в нормальное положение. В принципе, все форсунки электромагнитного типа работают таким образом, и нельзя не учитывать влияние задержки срабатывания на динамический расход впрыскиваемого топлива, вызванное механическими факторами.Чтобы глубоко проанализировать динамический впрыск и сформулировать стратегию калибровки, динамическая модель инжектора построена следующим образом:
Эти уравнения представляют собой магнитный поток, когда инжектор электрифицирован, а не электрифицирован, где R — основное сопротивление контур наэлектризованной катушки, R 0 — защитное сопротивление, Ф b — полная магнитная цепь, N — номер катушки, i — ток в контуре и U 0 — управляющее напряжение.Электромагнитная сила ( F м ) на игольчатый клапан, когда катушка электрифицирована, выглядит следующим образом: где μ 0 представляет проницаемость вакуума, S представляет собой поперечное сечение воздушного зазора, а δ — длина рабочего воздушного зазора. Кинетическое уравнение магнитного игольчатого клапана: где F 0 — начальное натяжение пружины, k — жесткость пружины, x — смещение игольчатого клапана, — масса игольчатого клапана и F. топливо сила давления топлива на игольчатый клапан.Когда игольчатый клапан открывается, топливо под высоким давлением вырывается и разбрызгивается в коллектор. Уравнение расхода топлива в соответствии с принципом компенсации диафрагмы выглядит следующим образом: где — мгновенный массовый расход впрыскиваемого топлива, C d — коэффициент расхода, A 0 — площадь отверстия, ρ f — плотность топлива, а P м — атмосферное давление. На основе уравнений рассчитывается динамическое смещение игольчатого клапана при различных значениях жесткости пружины.Как показано на Рисунке 6 (a), когда начальная сила натяжения пружины F 0 установлена на 5,5 Н, реакция смещения клапана не будет соответствовать управляющему сигналу. Однако, когда F 0 установлен на 9,5 Н, ширина импульса смещения иглы намного короче, чем управляющий сигнал, который может быть показан на рисунке 6 (b), и это приведет к недостаточному количеству впрыскиваемого топлива. . Следовательно, ширину импульса смещения клапана можно отрегулировать так, чтобы она была такой же, как у управляющего сигнала, установив силу натяжения пружины F 0 .Как показано на Рисунке 6 (c), ширина импульса динамического смещения игольчатого клапана приблизительно соответствует управляющему сигналу, за исключением начала периода, когда происходит процесс нарастания, который вызывает ошибку управления впрыском.
В этой статье предлагается метод компенсации ошибки управления впрыском. Как показано на рисунке 7, можно видеть, что время компенсации смещения равно текущему времени задержки. Область компенсации процесса подъема ориентирована в виде треугольника. Следовательно, ширина компенсации ( P c ) показана в следующем уравнении: где D i — текущая временная задержка.Уравнение (1) можно изменить следующим образом:
Нагрузку на гребной винт можно рассчитать в соответствии с различными рабочими условиями на основе стандартного анализа полосы. Как известно из расчета, крутящий момент гребного винта в основном зависит от частоты вращения двигателя ( n ) и диаметра винта винта ( r p ). Основная формула крутящего момента выглядит следующим образом: где M R — крутящий момент гребного винта, Δ D — дифференциальная форма силы сопротивления, Δ L — дифференциальная форма подъемной силы, β — угол всасываемого воздушного потока, а r p — радиус винта.Затем параметры подтверждаются в соответствии с материалом лезвия; тогда мы можем получить крутящий момент MAP в горизонтальном направлении при различных рабочих условиях, что показано на рисунке 8. Из рисунка 8 мы можем видеть, что крутящий момент нагрузки не увеличивается линейно с увеличением частоты вращения двигателя и диаметра ротора винта БПЛА. Однако мы можем заменить крутящий момент MAP в одномерную модель методом линейной интерполяции.
3. Эксперименты и оптимизация
3.1. Экспериментальная проверка
Численное моделирование не может полностью заменить анализ эксперимента, и если мы хотим, чтобы результаты моделирования отражали механизм двигателя как можно точнее, математическое моделирование и анализ эксперимента должны быть объединены. Математическая модель должна быть подтверждена результатами экспериментов, которые в основном включают две части: конструкцию двигателя и модель сгорания. Конструкцию двигателя можно проверить экспериментами с потоком всасываемого воздуха. Это связано с тем, что двигатель приводится в действие за счет сжигания нефти и газа, и если обнаруженный поток воздуха согласуется с результатом моделирования в различных условиях, мы можем видеть, что построенная структура модели двигателя может обеспечить равный массовый расход воздуха на входе.Кроме того, модель сгорания должна быть продемонстрирована испытанием цилиндра под давлением. Причина в том, что выходная мощность двигателя внутреннего сгорания в основном зависит от давления в цилиндре, и если обнаруженное давление хорошо согласуется с результатом моделирования, можно видеть, что модель прогнозирования сгорания в моделировании эффективна. Следовательно, расходомер всасываемого воздуха двигателя соединен с впускным коллектором, а высокочастотный датчик давления установлен на цилиндре двигателя.Затем мы можем получить кривые сравнения массового расхода воздуха и давления в цилиндре, как показано на рисунках 9 (a) и 9 (b). Из этих двух изображений мы видим, что ошибки результата не превышают 5% и могут продемонстрировать эффективность математической модели.
Компенсация впрыска топлива может быть продемонстрирована экспериментами с ЭБУ. ЭБУ получает сигнал запуска и выдает импульсный сигнал с определенной шириной импульса. Согласно приведенному выше результату исследования, импульс впрыска топлива компенсируется временем задержки тока через наэлектризованный контур катушки.Согласно рисунку 10, ЭБУ с вышеуказанной функцией спроектирован и испытан. Проверяется текущий сигнал, а также управляющее напряжение через топливную форсунку. Согласно рисунку 11 мы можем получить, что текущее время задержки составляет около 4 мс. Поэтому в модели мы компенсируем инжекционный импульс на 2 мс. Проводятся повторяющиеся эксперименты с различной шириной управляющего сигнала, и в соответствии с реальным применением ширина сигнала регулируется в диапазоне от 3,5 мс до 5,0 мс, и мы получаем, что текущее время задержки такое же.Это потому, что их процессы понижения тока одинаковы. Итак, в имитационной модели мы можем установить текущее время задержки как постоянное 2 мс.
Посредством моделирования, основанного на модели выше, можно рассчитать относительные рабочие параметры. Основными параметрами настройки моделирования являются степень открытия дроссельной заслонки ( α ) и установленное соотношение воздух-топливо ( λ набор ). Как правило, наиболее важные характеристики и оценочные показатели двигателя включают в себя частоту вращения двигателя ( n ), выходную мощность ( P o ), энергоэффективность ( η ) и расход топлива при вращении ( γ ). . η и γ можно рассчитать следующим образом: где P i — входная мощность двигателя, T o — выходной крутящий момент двигателя, а H u — теплотворная способность газа около 46000 кДж / кг. Изменяя параметры настройки α и λ set , получается группа выходных параметров.
3.2. Результаты моделирования
Как показано в таблицах 2–4, существует несколько массивов входных и выходных параметров.Кроме того, все параметры записываются, когда моделирование двигателя стабильно.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| α (°) | n (об / мин) | λ набор | T o (Нм) | P o (кВт)| η | γ (об / мин · ч / кг) | P c (МПа) | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 40 | 2500 | 14.5 | 9,122 | 2,388 | 0,129 | 1987,442 | 3,142 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 40 | 3000 | 14,5 | 8,869 | 2,786 | 0,140 | 1918,287 | 2,308 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 40 | 14,5 | 12,132 | 4,447 | 0,213 | 2134,503 | 3,228 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 40 | 4000 | 14,5 | 12.926 | 5,414 | 0,206 | 1934,364 | 3,806 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 40 | 4500 | 14,5 | 15,451 | 7,281 | 0,179 | 1410,437 | 4,054 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 40 | 4,054 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 40 | 90013,459 | 7,047 | 0,179 | 1621,358 | 3,952 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 40 | 5500 | 14,5 | 10,109 | 5.823 | 0,203 | 2445,253 | 3,660 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 40 | 6000 | 14,5 | 9,111 | 5,725 | 0,165 | 2201,615 | 3,128 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| α (°) | n (об / мин) | λ набор | T o (Нм) | P (Нм) кВт) | η | γ (об / мин · ч / кг) | P c (МПа) |
| 80 | 2500 | 15.5 | 7,003 | 1,833 | 0,121 | 2453,110 | 2,510 |
| 80 | 3000 | 15,5 | 9,582 | 3,010 | 0,194 | 2457.778 | 2,424 |
| 15,5 | 11,009 | 4,035 | 0,229 | 2529,551 | 2,974 | ||
| 80 | 4000 | 15,5 | 13.881 | 5,815 | 0,231 | 2020,441 | 3,869 |
| 80 | 4500 | 15,5 | 14,826 | 6,987 | 0,167 | 1368,566 | 4,293 |
| 80 | 12,003 | 6,285 | 0,188 | 1904,895 | 4,107 | ||
| 80 | 5500 | 15,5 | 8,315 | 4.789 | 0,138 | 2018,235 | 3,044 |
| 80 | 6000 | 15,5 | 6,094 | 3,829 | 0,205 | 4088,545 | 2,391 |
0 2 –4 представляют собой часть результатов моделирования. В этой статье степень открытия дроссельной заслонки (
α ) изменена с 10 ° на 90 °, а частота вращения двигателя составляет от 2500 до 6000 об / мин в соответствии с реальным применением.Что требует иллюстрации, так это то, что, согласно нашим результатам большого количества экспериментов, выходной AFR двигателя можно контролировать только с точностью до 0,5, а общий диапазон AFR во время рабочего процесса двигателя составляет от 12 до 15,5. Следовательно, при моделировании входное значение AFR устанавливается на каждые 0,5 от 12 до 15,5.Как показано в трех таблицах, T o отражает несущую способность, и обычно считается основным показателем качества в области измельченного бензина.Однако при применении винтокрылых БПЛА подъемная сила БПЛА в первую очередь определяется частотой вращения двигателя. Таким образом, параметр T o в основном учитывается в процессах пуска и разгона. P o — выходная мощность двигателя, и в случае того же рабочего объема выходная мощность должна быть больше. Однако в этой статье экономия топлива рассматривается как приоритетная, поэтому при управлении впрыском топлива в двигатель следует поставить больше веса η .Учитывая, что частота вращения двигателя напрямую влияет на подъемную силу беспилотного летательного аппарата, вращательный расход топлива γ отражает уровень расхода топлива при постоянной скорости. Кроме того, P c — максимальное давление в цилиндре за один цикл вращения коленчатого вала.
Поскольку эти выходные характеристики влияют друг на друга, правила влияния параметра закачки должны быть проанализированы, чтобы помочь в формулировании стратегий оптимизации. Установленный AFR напрямую влияет на расход впрыска масла, и его значение всегда сочетается со степенью открытия дроссельной заслонки ( α ).Здесь α стабильно контролируется как 40 °, потому что одно значение степени открытия может отражать весь принцип. Скорость двигателя ( n ), которая является конечной контрольной величиной системы питания БПЛА, должна моделироваться поэтапно. В соответствии с требованиями приложения интервал устанавливается как 500 об / мин от 2500 до 6000 об / мин. Затем получаются диаграммы тенденций, которые показывают отношения между входными параметрами и выходными характеристиками, как показано на рисунках 12–15.
Как показано на рисунках 12 и 13, можно видеть, что, когда степень открытия дроссельной заслонки постоянна, кривые выходного крутящего момента и кривые выходной мощности будут иметь пик при одинаковой скорости. Однако трудно найти регулярное правило между установленным AFR и этими двумя выходными характеристиками. Это связано с тем, что, когда степень открытия дроссельной заслонки устанавливается постоянно, должно быть первичное значение настройки AFR с различными рабочими условиями, которые соответствуют внешним характеристикам двигателя.В зависимости от установленного веса следует всесторонне продумать оптимизацию. Кроме того, на двух рисунках тренды кривых почти одинаковы, поэтому при установке весов можно учитывать только один из элементов, чтобы уменьшить объем вычислений.
На Рисунке 14 показан небольшой беспорядок, который представляет эффективность системы двигателя. Кривые на рисунке 14 почти имеют пиковые значения, а пиковые значения практически не зависят от выходного крутящего момента и мощности. Поэтому характеристику энергоэффективности можно рассматривать самостоятельно.Энергоэффективность играет важную роль в улучшении экономии топлива. Тем не менее, он должен быть второстепенным по отношению к крутящему моменту и мощности в процессах запуска и ускорения, чтобы обеспечить безопасность полета БПЛА.
Поскольку частота вращения двигателя остается постоянной во время полета, расход масла на скорость вращения ( γ ) является наиболее важной характеристикой для экономии топлива и увеличения продолжительности полета. Как показано на рисунке 15, кривые имеют впадины в той же точке скорости, что и кривые крутящего момента и мощности.Однако на рисунке 15 регулярное расположение кривых различных заданных значений AFR отличается от такового на рисунках 12 и 13. Таким образом, в работе по оптимизации расход масла на скорость вращения ( γ ) может быть рассмотрен независимо. по заданной массе в стабильном полете БПЛА.
3.3. Метод оптимизации
Через улучшенную модель ведутся работы по оптимизации. В качестве нескольких целей оптимизации выбраны несколько ключевых рабочих параметров, таких как выходная мощность ( P из ), выходная скорость ( n ), энергоэффективность ( η ) и расход масла при скорости вращения ( γ ).В этой статье, во-первых, мы рассчитываем ключевые характеристики, используя модель двигателя при изменении входных параметров управления двигателем. Затем, по желанию пользователя, мы можем искусственно установить параметры управления двигателем в зависимости от условий его работы. Основной принцип оптимизации заключается в следующих уравнениях: где n ( α i ) ( i = 1, 2,…, n ) означает частоту вращения двигателя при степени открытия дроссельной заслонки α. i .Уравнение (10) означает, что чем выше частота вращения двигателя, тем больше степень открытия дроссельной заслонки. Система оценки заданного параметра впрыска топлива опирается на разработанную функцию оценки f ( θ , n ): где W i ( θ , n ) ( i ). = 1, 2, 3 и 4) представляет оценочную весовую функцию T o , P o , η и γ соответственно.В этой статье веса, которые необходимо вычислить, могут быть выражены в виде матриц W 1 , W 2 , W 3 и W 4 и W i. ( i = 1, 2, 3 и 4) ∈ R a × b , где a и b — номера различных значений степени открытия дроссельной заслонки и значений оборотов двигателя. , соответственно. Тогда матрица функции оценки может быть выражена как F ( θ , n ) ∈ R a × b .Матрица — это заданная матрица AFR. Основной принцип метода оптимизации показан на рисунке 16.
Наиболее важным шагом является шаг 2, который направлен на получение весовых матриц. В этой статье применяется известный многокритериальный метод принятия решений под названием Analytic Hierarchy Process (AHP) для получения оценочных весов для различных групп степени открытия дроссельной заслонки и частоты вращения двигателя [20]. Вышеупомянутые четыре альтернативы сравниваются друг с другом на основе самостоятельно определенной шкалы Саати, как показано в таблице 5.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||
Согласно экспериментальному опыту определения характеристик авиадвигателя при полете самолета, принципы установки весов следующим образом: (a) Когда авиационный двигатель запускается, скорость переходит в состояние холостого хода, а степень открытия дроссельной заслонки относительно мала, в первую очередь должна быть обеспечена выходная мощность двигателя, а расход масла должен быть адекватным, чтобы избежать внезапной частоты вращения двигателя. падение.(b) Когда двигатель работает от холостого хода до промежуточной скорости (приблизительно 4000 об / мин), согласно рисунку 8, увеличение нагрузки не является очевидным. Однако шум двигателя велик, что означает относительно низкую эффективность нагрузки. Эффективность нагрузки определяется как момент нагрузки / выходной крутящий момент. В то же время этот процесс является обычным, когда самолет взлетает и приземляется, и для предотвращения аварий в первую очередь должен быть гарантирован выходной крутящий момент, а также необходимо жертвовать определенным расходом топлива.(c) Когда частота вращения двигателя достигает номинального значения, впрыск топлива всегда регулируется на основе выходного AFR [21, 22]. Однако, несмотря на соответствующее регулирование управления AFR, в небольшом авиационном двигателе всегда отсутствует трехкомпонентный каталитический блок, чтобы уменьшить общий вес самолета. Следовательно, стехиометрическое значение AFR обычно не является контрольной целью. Когда самолет работает регулярно, в первую очередь следует учитывать расход топлива, поскольку эффективность нагрузки на этой стадии относительно высока, согласно результатам экспериментов [23, 24].Это потому, что рабочий шум является регулярным и изменяется равномерно с увеличением скорости. Можно сделать вывод, что это редкое явление падения скорости авиадвигателя [25, 26]. Что касается применения в БПЛА, определенная скорость соответствует определенной подъемной силе, поэтому в первую очередь следует учитывать расход масла на скорость вращения ( γ ). (D) Когда частота вращения двигателя превышает номинальное значение, причина может быть, во-первых, есть экстренное внешнее возмущение, такое как мутации в воздухе, и необходимо скорректировать настройку полета; во-вторых, БПЛА встречает препятствие при движении вперед.В этот момент следует уделить больше внимания выходному крутящему моменту и мощности.
Посредством расчета оптимизации AHP можно получить результаты калибровки параметра впрыска топлива, как показано в таблице 6, а MAP впрыска топлива показано на рисунке 17.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Результаты контрольной цели из рисунка 17 выходной AFR двухтактного авиационного двигателя БПЛА можно резюмировать следующим образом: (1) Условия работы двигателя соответствуют различным контрольным значениям для достижения оптимального показателя оптимизации.(2) Благодаря методу оптимизации, основанному на процессе аналитической иерархии, значения эффективности во всех рабочих условиях могут получить повышение, как показано на рисунке 18. При номинальных рабочих условиях двигателя (когда частота вращения двигателя находится в диапазоне от 4500 до 6000). об / мин), повышенная эффективность находится в диапазоне от 5% до более 10%.
3.4. Результаты оптимизации
Эксперименты на авиационном двигателе разработаны таким образом, чтобы проверить оптимальные результаты в реальных условиях. На рис. 19 компьютер для анализа подключен к карте сбора данных, которая может в реальном времени собирать данные с датчиков соотношения AFR и частоты вращения двигателя.Уровень расхода масла и скорости вращения можно рассчитать согласно собранным данным, включая скорость и расход топлива за определенный период времени. По характеристикам авиадвигателя мощность нагрузки постоянна при определенных оборотах двигателя. Поэтому в экспериментах устанавливается ступенчатая степень открытия дроссельной заслонки и фиксируется соответствующий расход масла.
На Рисунке 20 результаты экспериментов с авиационным двигателем получены путем сравнения предыдущего управления без обратной связи, когда ширина впрыска постоянно равна 4.5 мс. Когда частота вращения двигателя изменяется с 3000 до 3500 об / мин, уровень расхода масла для оптимальных результатов выше, чем для предыдущих, поскольку на низких оборотах двигателю требуется больше топлива, чтобы гарантировать выходную мощность при запуске двигателя. Когда частота вращения авиационного двигателя превышает 4000 об / мин, результаты расхода масла оптимальным методом на 10–27% выше исходных результатов.
4. Заключение
В данной статье предлагается метод оптимизации системы управления впрыском топлива двухтактного авиационного двигателя БПЛА на основе одномерной модели жидкости и процесса аналитической иерархии.Основные параметры одномерной модели откалиброваны и проверены расчетным путем и экспериментально. Опыт экспертов интегрирован в правила процесса расчета аналитической иерархии. По результатам оптимизации экспериментов видно, что при изменении частоты вращения двигателя от 3000 до 3500 об / мин уровень расхода масла оптимальных результатов выше, чем у предыдущих; когда частота вращения авиационного двигателя превышает 4000 об / мин, результаты расхода масла оптимальным методом на 10–27% выше исходных результатов.Этот метод может быть справочным при оптимизации эффективности системы управления двигателем.
Доступность данных
Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, включены в статью.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии потенциальных конфликтов интересов в отношении исследования, авторства и / или публикации этой статьи.
Выражение признательности
Эта работа была поддержана Фондом открытого проекта Центральной лаборатории передовых технологий производства и обработки морского механического оборудования провинции Цзянсу.
Устройство для регулирования момента впрыска топлива ТНВД (Патент)
Ошизава, Х. Устройство для управления синхронизацией впрыска топлива ТНВД . США: Н. П., 1989.
Интернет.
Ошизава, Х. Устройство для управления синхронизацией впрыска топлива ТНВД .Соединенные Штаты.
Осидзава, Х. Вт.
«Устройство для контроля времени впрыска топлива ТНВД». Соединенные Штаты.
@article {osti_5982045,
title = {Устройство для управления моментом впрыска топлива ТНВД},
author = {Oshizawa, H},
abstractNote = {В этом патенте описывается устройство управления моментом впрыска топлива для управления углом опережения впрыска топлива, впрыскиваемого из топливного насоса высокого давления в соответствующий двигатель внутреннего сгорания.Топливный насос высокого давления, включающий электромагнитный клапан, который расположен между камерой высокого давления и частью низкого давления топливного насоса высокого давления и открывается / закрывается в ответ на управляющий импульсный сигнал, так что опережение впрыска и количество впрыскиваемого топлива из насосом для впрыска топлива можно управлять, при этом устройство содержит: Он состоит из средств для вывода первых данных, относящихся к угловому положению ведущего вала топливного насоса высокого давления, которые представляют целевой угол опережения впрыска топлива, определенный в соответствии с условиями эксплуатации. двигателя внутреннего сгорания; средство для определения фактических значений момента времени, которые влияют на начало сгорания топлива в двигателе внутреннего сгорания; и датчик скорости, реагирующий на сигнал импульса вращения, для получения данных скорости, относящихся к скорости двигателя внутреннего сгорания.},
doi = {},
url = {https://www.osti.gov/biblio/5982045},
журнал = {},
номер =,
объем =,
place = {United States},
год = {1989},
месяц = {4}
}
Контроль впрыска топлива и датчик времени и скорости.
Описание Управление впрыском топлива и датчик времени и скорости Область техники Изобретение относится к впрыску топлива для двигателей внутреннего сгорания.
Предпосылки создания изобретения В связи с введением в последнее время строгих мер по контролю за выбросами и повышением цен на топливо становится все более важным обеспечить точный контроль над процессом сгорания в двигателях внутреннего сгорания. Изобретение рассматривается применительно к дизельным двигателям.
В системах впрыска топлива для дизельных двигателей обычно используются насосы с кулачковым приводом для впрыска дозированных зарядов топлива в каждый цилиндр в соответствующее время (угол) во время цикла двигателя.Хотя сам насос является механическим устройством, его работа может зависеть от электронного управления подачей топлива, которое определяет различные рабочие параметры двигателя и определяет соответствующие рабочие характеристики насоса, такие как синхронизация топливного насоса.
Патент США № 3726608 (Боствик и др., 1973), находящийся в общей собственности, раскрывает сервоприводную спирально шлицевую втулку, соединяющую вращающийся элемент (распределительный вал) топливного насоса с вращающимся элементом (приводным валом насоса) двигателя. Посредством позиционирования осевого положения втулки со спиральными шлицами из нейтрального положения относительное угловое положение распределительного вала по отношению к приводному валу насоса может замедляться или опережать для изменения синхронизации заправки топливом по отношению к циклу двигателя.
Патент США № 4033310 (Nicolls, 1977) относится к системе управления, которая изменяет время впрыска топлива. Система управления принимает сигналы, указывающие скорость и нагрузку на двигатель, а также сигнал от датчика, указывающий фактическую синхронизацию впрыска топлива в двигатель, а также сигнал от датчика, указывающий положение частей двигатель.
Схема управления обрабатывает сигналы, чтобы обеспечить изменение момента впрыска топлива в соответствии со скоростью и нагрузкой, а также проверяет правильность фактического момента впрыска.
Патент США № 4265200 (Wessel et al, 1981) относится к системе управления, которая включает конечный элемент управления в топливном насосе впрыска, который изменяет время впрыска, то есть начало подачи топлива и, следовательно, начало подачи топлива. инъекция.
Управляемая переменная — это момент впрыска топлива, определяемый соответствующими средствами, расположенными рядом с клапанами впрыска.
Патент США № 4463729 (Буллис и др., 1984) раскрывает датчик начала сгорания (SOC), который выдает сигнал SOC, указывающий на начало события сгорания.Сигнал SOC преимущественно подается в схему управления синхронизацией, которая подает сигнал управления синхронизацией на устройство подачи топлива, такое как контроллер, связанный с топливным насосом. Схема управления хранит одно или несколько значений начала сгорания, которые указывают желаемое время, относительно цикла двигателя, для начала события сгорания в зависимости от скорости и нагрузки. Один или несколько сигналов регулировки сохраняются и применяются в зависимости от скорости и нагрузки для регулировки требуемого сигнала, так что сигнал управления корректируется с учетом задержек.
Фактический сигнал SOC сравнивается с желаемым сигналом для генерации сигнала ошибки, который может использоваться для точной настройки сохраненного сигнала SOC для конкретных условий скорости и нагрузки.
Все вышеупомянутые патенты США предписывают в режиме разомкнутого контура синхронизирующий сигнал для топливного насоса высокого давления, основанный либо на обнаруженном событии сгорания, либо на фактическом поступлении дозированного количества топлива в цилиндр.
Напротив, настоящее изобретение относится к замкнутому контуру управления синхронизацией топливного насоса высокого давления.Информация о скорости и времени может быть получена с датчика на самом насосе.
Раскрытие изобретения Целью настоящего изобретения является обеспечение надежного управления впрыском топлива.
Другой задачей настоящего изобретения является предоставление информации как о скорости топливного насоса, так и о времени впрыска топлива с помощью одного датчика. Это обеспечивает меньшее количество компонентов и соразмерную экономию затрат.
В соответствии с изобретением, информация, относящаяся к относительному топливному насосу углу опережения распределительного вала по сравнению с SOC сигналом, указывающим на начале сгорания в опорном цилиндре для генерирования адаптивной подстройки таблицы, которая используется, в первой схеме управления для расчета фактический угол сгорания для замкнутого контура управления синхронизацией сгорания только в случае потери сигнала SOC.В альтернативной схеме управления значения из таблицы адаптивного дифферента всегда используются для расчета фактического угла горения для управления с обратной связью.
В другой альтернативной схеме управления желаемый угол горения рассчитывается на основе скорости и нагрузки. Фактический угол сгорания рассчитывается на основе синхронизирующего сигнала от датчика положения распределительного вала топливного насоса.
Ошибка между ними используется для регулировки угла опережения распределительного вала для наиболее эффективного сгорания.
Типичное устройство для определения скорости вращения вращающегося элемента, такого как распределительный вал топливного насоса высокого давления, включает зубчатое колесо, коаксиально прикрепленное к вращающемуся элементу, и подходящий датчик, расположенный рядом с зубчатым колесом для подачи импульса на каждый возникновение наложения зуба / датчика.Эти импульсы могут быть преобразованы в логические состояния в цифровом электронном управлении топливом или могут быть преобразованы в аналоговые уровни напряжения в аналоговом электронном управлении топливом.
Типичная компоновка для определения времени вращения вращающегося элемента включает соосную фиксацию колеса, имеющего единственный зуб или фиксатор, с вращающимся элементом и подходящего датчика, расположенного рядом с колесом для обеспечения импульса на оборот при возникновении зубца ( или фиксация) / совмещение датчика.
Первый и второй вращающиеся элементы приводятся в движение синхронно друг с другом, но под разными углами опережения друг относительно друга.Датчик выдает сигнал положения, указывающий заранее определенное положение вращения первого вращающегося элемента. Зубчатое колесо прикреплено ко второму вращающемуся элементу, и датчик, расположенный рядом с колесом, выдает импульс, указывающий на каждое совпадение зуба / датчика.
Скорость вращающихся элементов определяется частотой импульсов или временным интервалом между импульсами. Угол опережения определяется путем измерения временного интервала между сигналом положения и конкретным импульсом, например импульсом сразу после сигнала положения, и умножением результата на определенную скорость.
Другие цели, преимущества и особенности изобретения станут очевидными в свете следующего описания.
Краткое описание чертежей Фиг. 1 — схематическое изображение изобретения.
Лучший способ осуществления изобретения На рис. 1 показаны основные компоненты этого изобретения. Приводной вал 10 насоса приводится в движение двигателем 12. Приводной вал 10 насоса соединен через шлицевую втулку 14 с распределительным валом 16 топливного насоса 18. Отдельные плунжеры 20 в топливном насосе 18 подают дозированную заправку топлива из источник 22 топлива под давлением к отдельным цилиндрам двигателя 12 в ответ на толчки отдельных кулачков 24 на распределительном валу 16.
Втулка 14 может позиционироваться в осевом направлении сервоприводами 26 для изменения относительного углового положения (синхронизации) распределительного вала 16 по отношению к приводному валу 10 насоса в ограниченном диапазоне относительных угловых положений, одновременно приводя распределительный вал в синтоне ( на той же скорости) с приводным валом насоса. Серво приводы 26 реагируют на управляющий сигнал от микропроцессора на основе управления подачей топлива 28. Датчик
32 А обеспечивает сигнал положения, указывающего уникального опорного положения коленчатого вала относительно ВМТ двигателя к контролю 28 топлива.Датчик 34, такой как датчик начала сгорания (SOC), выдает сигнал SOC на устройство 28 управления подачей топлива, указывающий на начало события сгорания или других явлений, указывающих на момент изобретения дозированной заправки топлива в справочной цилиндр. Датчики 36 выдают дополнительные сигналы, указывающие на рабочие параметры двигателя, такие как нагрузка (расход топлива), температура окружающей среды, температура двигателя и положение рычага дроссельной заслонки, каждый из которых подается на регулятор 28 подачи топлива.
Колесо 40, имеющее множество идентичных Зубья 42, равномерно расположенные по его окружности, прикреплены к распределительному валу 16 напротив шлицевой втулки 14.
Количество зубцов 42 предпочтительно может быть целым кратным количеству цилиндров в двигателе. Датчик 44 расположен рядом с окружностью колеса 40, так что зубья 42 последовательно представлены датчику. Каждое совпадение зубца / датчика приводит к тому, что датчик 44 подает импульс на регулятор 28 подачи топлива. Хорошо известно обеспечение подходящего профиля зуба и подходящего датчика, такого как устройство на эффекте Холла, так что время нарастания для импульс очень быстрый для точного определения соприкосновения зуба / датчика и для измерения частоты импульсов во временном интервале между последовательными импульсами для определения скорости вращения колеса.
Поскольку частота вращения распределительного вала обычно всегда равна частоте вращения ведущего вала насоса и, следовательно, двигателя, при изменении осевого положения шлицевой втулки она лишь незначительно отличается от равенства, датчик 44 выдает частоту вращения двигателя. информация для управления подачей топлива 28.
Если колесо 40 зафиксировано с заранее определенным вращением относительно распределительного вала, например, обработано на распределительном валу, угол опережения распределительного вала можно легко определить относительно коленчатого вала на основе скорости вращения, величины управляющего сигнала и временного интервала между коленчатым валом опорного сигнала положения и конкретного датчика 44 импульсов, таких, как импульс сразу после сигнала коленчатого вала опорного положения.Таким образом, фактический сигнал синхронизации кулачка может быть получен от датчика 44, а также сигнал скорости кулачка.
Однако в дальнейшем будет понятно, что может не быть необходимости в точной фиксации колеса 40 на коленчатом валу 16, тем не менее, при сохранении точного управления впрыском.
С помощью информации, предоставляемой описанными выше датчиками 32, 34, 36, 44, фактическая синхронизация события сгорания контролируется в системе управления подачей топлива следующим образом.
В первой схеме управления зависящий от температуры желаемый угол сгорания для контрольного цилиндра генерируется в справочной таблице или таблицах в устройстве 28 управления подачей топлива.Таблицы основаны на нагрузке и скорости, а в случае нескольких таблиц желаемый угол горения определяется путем интерполяции.
Фактический угол сгорания рассчитывается в блоке 28 управления подачей топлива путем измерения временного интервала между сигналом исходного положения коленчатого вала и сигналом SOC и умножения временного интервала на частоту вращения двигателя (на основе сигнала частоты вращения кулачка), чтобы получить угол между началом события сгорания в контрольном цилиндре и контрольным положением коленчатого вала.Другими словами, сигнал SOC используется для первичного управления.
Фактический угол горения сравнивается с желаемым углом горения. Сигнал ошибки угла горения, возникающий из-за несоответствия между ними, проходит через фильтр пропорциональной интегральной производной (PID), чтобы обеспечить управляющий сигнал для регулировки сервоприводов и, таким образом, получения желаемого угла кулачка. ПИД-фильтр настроен на высокое усиление и хорошую стабильность.
В блоке 28 управления подачей топлива поддерживается таблица адаптивного дифферента для обеспечения резервной процедуры в случае, если сигнал SOC недоступен (например, при движении накатом) или в известных рабочих пределах.
Например, таблица адаптивного дифферента будет хранить значения, указывающие угол между зубом после сигнала исходного положения коленчатого вала и сигналом SOC как функцию скорости, пока присутствует сигнал SOC, постоянно обновляя себя.
Когда сигнал SOC теряется, его можно смоделировать по импульсу зубца / датчика сразу после сигнала исходного положения коленчатого вала и таблицы адаптивного триммирования. Полученный таким образом смоделированный сигнал SOC будет использоваться в вышеупомянутом расчете фактического угла горения в схеме управления.Преимущество использования такого адаптивного триммера заключается в том, что учитываются условия окружающей среды, влияющие на задержку зажигания.
В альтернативной схеме управления таблица адаптивной обрезки используется в качестве основного элемента управления, а не в качестве резервного. Другими словами, сигнал SOC используется в сочетании с определенным импульсом зуба / датчика после сигнала исходного положения коленчатого вала для создания таблиц адаптивного дифферента вышеупомянутым способом, а значения из таблиц адаптивного дифферента всегда используются для генерации значения для фактического угла горения.Если сигнал SOC потерян, используются самые последние значения в таблицах адаптивной подстройки.
Преимущество этих схем управления состоит в том, что колесо 40 не нужно точно фиксировать на распределительном валу 16, поскольку предоставленная таким образом информация о синхронизации просто используется относительным образом для создания резервных таблиц адаптивного дифферента. Незначительным недостатком первой схемы управления является то, что сигнал SOC, который используется для первичного управления, подается только через каждый второй оборот. Но это не считается практическим ограничением.
В альтернативной схеме управления, т. Е. С использованием таблиц адаптивной дифферента для первичного управления, импульс зубца / датчика является первичным управлением.
Следовательно, предоставляется один сигнал управления на оборот.
Однако крутильный «шум» может быть небольшой проблемой.
— В схеме управления по настоящему изобретению очевидно, что любой подходящий датчик положения, такой как датчик, подобный датчику 32, можно использовать на распределительном валу для обеспечения импульсного сигнала для определения угла распредвала.
В третьей схеме управления с помощью информации, предоставленной вышеописанными датчиками 32, 36, 44, фактическая синхронизация события сгорания контролируется в системе управления топливом следующим образом.
Фактический угол сгорания рассчитывается в блоке 28 управления подачей топлива путем измерения временного интервала между опорным сигналом положения коленчатого вала и (следующим) импульсом датчика, обеспечиваемым точно зафиксированным колесом 40. Другими словами, временная информация от колеса 40 используется для первичного контроля и может быть обновлен для каждого зуба 42.
Фактический угол горения сравнивается с желаемым углом горения. Сигнал ошибки угла горения, возникающий из-за несоответствия между ними, проходит через фильтр пропорциональной интегральной производной (PID), чтобы обеспечить управляющий сигнал для регулировки сервоприводов и, таким образом, получения желаемого положения угла кулачка. ПИД-фильтр настроен на высокое усиление и хорошую стабильность.
В этой схеме управления очевидно, что любой подходящий датчик положения, такой как датчик, подобный датчику 32, можно использовать на распределительном валу для обеспечения импульсного сигнала для определения угла распредвала.
Очевидно, что датчик 44 скорости / положения в соответствии с настоящим изобретением применим к любому вращающемуся элементу, имеющему переменное позиционное отношение к другому вращающемуся элементу, положение которого известно. Например, датчик 44 может использоваться в топливном инжекторном насосе того типа, который имеет невращающийся кольцевой кулачковый элемент с выступами на его внутреннем диаметре и вращающийся плунжерный узел, если синхронизация плунжерного узла должна быть замедленной или опережающей.
(Обычно, однако, синхронизация в таком топливном насосе для впрыска топлива изменяется путем позиционирования невращающегося кольцевого элемента.Мы заявляем:
Экспериментальное исследование воздействия многократного впрыска и EGR на двигатель RCCI, работающий на н-пентаноле и биодизеле
Строгие нормы выбросов и экономии топлива вызвали необходимость повысить интерес исследователей к кислородсодержащим альтернативным видам топлива, таким как n -пентанол и биодизельное топливо, в рамках стратегий низкотемпературного сгорания из-за их возобновляемости и более чистых характеристик сгорания. Как высший спирт, n -пентанол имеет желаемые топливные свойства, сравнимые с минеральным дизельным топливом, что позволяет легко смешивать эти виды топлива.В настоящем исследовании была исследована работа с контролируемым реактивным воспламенением от сжатия (RCCI) в модифицированном одноцилиндровом дизельном двигателе, работающем при номинальной частоте вращения 1500 об / мин и нагрузке 50%, с использованием несъедобной смеси биодизель-дизель на основе масла каранджи с B20. в качестве топлива с высокой реакционной способностью (HRF) и n -пентанол в качестве топлива с низкой реактивностью (LRF). Температура на впуске поддерживалась постоянной на уровне 40 ° C, давление на впуске было окружающим, а LRF варьировался от 20% до 50%. Эксплуатационные характеристики двигателя с разделенным впрыском были исследованы путем плавного начала впрыска (SOI) при углах поворота коленчатого вала, и они были оптимизированы при 47 °, 27 ° и 17 ° bTDC для SOI 1, SOI 2 и SOI 3 соответственно при давлении впрыска 400 бар.Рабочие характеристики двигателя были исследованы путем введения системы рециркуляции выхлопных газов (EGR) с охлаждением от 10% до 30% и были оптимизированы до 25%, исходя из стабильной работы двигателя с приемлемой интенсивностью шума и выбросами. Комбинированный эффект EGR, многократных впрысков (три) и различных массовых долей PFI был исследован и сравнен с однократным впрыском HRF. Одновременное сокращение выбросов дыма на 76% и выброса NO X на 91,5% было получено с незначительным увеличением выбросов CO и HC.
Эта статья в открытом доступе
Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуй еще раз?Как увеличить время зажигания для значительного прироста производительности
Если моторный отсек не обтянут пластиком, велики шансы, что вы сможете изменить угол опережения зажигания, чтобы повысить производительность двигателя.Это бесплатно и довольно просто. Вот как …
Увеличение угла опережения зажигания — это бесплатный и простой мод, который можно сделать за считанные минуты. Прежде чем мы перейдем к , как выполнить модификацию, давайте быстро обсудим , что на самом деле означает опережение вашего тайминга …
Что это?
Увеличение угла опережения зажигания до означает, что свеча зажигания зажигает топливовоздушную смесь в цилиндре раньше (измеряется в градусах до верхней мертвой точки), чем это происходит на заводе.Это дает двигателю более высокую производительность, потому что он заставляет поршень в цилиндре опускаться сильнее (потому что искра зажигается раньше) после того, как он достигает верхней мертвой точки (ВМТ).
Верхняя мертвая точка (ВМТ) — это точка, в которой поршень находится в самой верхней части цилиндра.Замедление момента зажигания означает, что у искры меньше времени для возбуждения до верхней мертвой точки (ВМТ), и поэтому сила, с которой поршень возвращается в исходное положение после достижения ВМТ, уменьшается.Это означает, что вы потеряете производительность, и этого никто не хочет (кроме копов).
Как изменить угол опережения зажигания?
Mazda MX-5 — одна из самых простых машин для увеличения угла опережения зажигания, поэтому мы будем использовать ее в качестве руководства.Инструменты, которые вам понадобятся, — это пара гаечных ключей, немного проволоки, отвертка и, что немаловажно, индуктивный индикатор времени.
Общее правило заключается в том, что вы можете увеличить угол опережения зажигания для большинства автомобилей с крышкой распределителя зажигания, включая старые Honda и VW.
Первый шаг в увеличении угла опережения зажигания — это погрузиться под капот и найти диагностический блок.Для этих шагов я буду использовать изображения из очень полезного руководства, загруженного на MX-5 Nutz.
После того, как диагностический блок был обнаружен, откройте его и соедините контакты TEN и заземления (GND) с помощью куска провода (это переводит компьютер в режим диагностики, трюк, который, по сути, заставляет автомобиль учиться).
Следующий шаг — найти винт регулировки холостого хода (как указано выше) и снизить скорость холостого хода до 850 об / мин. После этого шага вам необходимо подключить индуктивную лампу времени — один разъем идет к проводу № 1 HT, а другой — к источнику питания.Если ваша батарея находится в багажнике, как в MX-5, то крепление к задней части генератора переменного тока является хорошей заменой для питания. Наконец, подключите заземляющий провод к металлическому кронштейну на двигателе.
Затем вам нужно найти датчик угла поворота кулачка (CAS), который удерживается на месте с помощью болта (в данном случае 12 мм).Ослабьте болт не более чем на один оборот, чтобы обеспечить его свободное движение при включении светового индикатора.
Теперь, когда вы включаете автомобиль, найдите шкив кривошипа (он же гармонический балансир), который находится рядом с кронштейном с нужными вам метками синхронизации. На изображении MX-5 ниже самая длинная линия временной метки соответствует заводской настройке.
Шкив коленчатого вала находится рядом с кронштейном с метками синхронизации, которые вам понадобятся в ближайшее время…Посветите индикатором синхронизации на кронштейн с метками синхронизации и очень осторожно поверните датчик угла поворота кулачка (CAS), пока не достигнете желаемого угла (в данном случае две метки влево, что означает, что вы достигли 14 градусов).
Все, что вам теперь нужно сделать, это снова затянуть болт датчика угла поворота распредвала и убедиться, что угол по-прежнему составляет 14 градусов. Тогда все готово!
Не забудьте провести исследование перед изменением угла опережения зажигания вашего автомобиля, включая определение местоположения датчика угла распредвала, шкива коленчатого вала, меток времени и блока диагностики.Убедитесь, что вы также знаете, в какой степени вы можете изменить угол опережения зажигания. Слишком сильно измените зажигание, и ваш двигатель может получить стук, который нарушит сгорание и может поджечь ваш двигатель!
Взгляните на это подробное руководство по MX-5 Nutz для получения дополнительной информации.
Принципы настройкиПрограммируемый EFI
Принципы настройки Программируемый EFI| Нажмите кнопки меню непосредственно ниже, чтобы быстро найти информацию о MegaSquirt®: Безопасность Информация Поддержка Forum
|
Принципы настройки программируемых систем EFI
Это введение в настройку с помощью программируемого электронного блока управления впрыском топлива. Он написан специально для пользователей MegaSquirt ® или MegaSquirt-II ™ EFI, которые плохо знакомы с настройкой движка с помощью программируемого контроллера, и пытается сделать очень мало предположений о том, что вы уже знаете.Прочтите этот документ, прежде чем читать соответствующий раздел настройки для тех контроллеров, которые находятся здесь:
Это введение в настройку состоит из следующих разделов:
Как работает двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием
Двигатели внутреннего сгорания называются так потому, что топливо сжигается внутри рабочей части двигателя (цилиндра), а не удаленно (как, например, в паровом двигателе). Реактивные двигатели — это двигатели внутреннего сгорания, но, в отличие от автомобильных двигателей, они не имеют искрового зажигания (они постоянно воспламеняются уже сжигающим топливом).Обсуждение здесь ограничено двигателями внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Мы начнем с объяснения того, как работает четырехтактный двигатель (самый распространенный тип автомобильных двигателей).
У двигателя есть три основных «управляющих параметра», которыми мы можем управлять, чтобы оптимизировать работу двигателя в различных условиях:
- Количество воздуха, поступающего в двигатель,
- Количество топлива, смешанного с воздухом, поступающим в двигатель,
- Момент зажигания искры для воспламенения воздушно-топливной смеси.
Двигатель имеет один или несколько цилиндров (если это не роторный двигатель и т. Д.). В этих цилиндрах установлен подвижный поршень. Поршень герметизирует нижний конец цилиндра, и, поскольку он соединен с вращающимся коленчатым валом посредством шатуна, он перемещается от нижней части цилиндра к верхней (и обратно, повторяя бесконечно).
Для того, чтобы двигатель работал, он имеет 4 цикла, каждый из которых занимает половину оборота коленчатого вала, то есть на один «ход» вверх или вниз по цилиндру.Штрихи бывают:
| 1. Такт впуска : всасывает воздух и топливо из впускного коллектора через открытый впускной клапан в цилиндр. Количество топлива, поступающего в двигатель, должно зависеть от количества воздуха, поступающего в двигатель, чтобы смесь соответствовала условиям. Процесс определения необходимого количества топлива (и искры) называется « настройка ». Когда мы закончили процесс настройки, топливные форсунки всегда смешивают правильное количество топлива с воздухом во впускном коллекторе до того, как воздушно-топливная смесь попадет в цилиндры. | |
| 2. Такт сжатия : впускной клапан закрывается ( выпускной клапан уже был закрыт ), и движение поршня вверх сжимает топливно-воздушную смесь от атмосферного давления до примерно 150 фунтов на квадратный дюйм ( топливо сгорает лучше, когда оно сжимается, и теоретическая эффективность двигателя с внутренним сжатием связана с его степенью сжатия). Достигнутое давление зависит от степени механического сжатия, а также от времени кулачка, открытия дроссельной заслонки и некоторых других факторов.Кстати, это давление, которое вы проверяете, когда выполняете «проверку компрессии» с помощью манометра в отверстии для свечи зажигания при проворачивании двигателя. | |
← Искра * → | |
| 3. Рабочий ход : Топливно-воздушная смесь горит от свечи зажигания наружу внутри камеры сгорания, когда поршень находится в верхней части своего хода. Горящее топливо повышает температуру и, следовательно, давление в цилиндре.Давление одинаково воздействует на все поверхности камеры сгорания, цилиндра и поршня, но поскольку двигаться могут только поршни, именно здесь и выполняется работа. Горячие газы давят на поршень, заставляя коленчатый вал вращаться. | |
| 4. Такт выпуска : В нижней части рабочего хода выпускной клапан открывается, и последующее движение поршня вверх (в первую очередь благодаря остаточному давлению в горячем выхлопном газе) толкает выхлопной газ. в выхлопную систему.Выпускной клапан закрывается в верхней части такта выпуска. |
* — не штрих, но тем не менее очень важная часть процесса!
и они повторяются бесконечно для каждого цилиндра, пока двигатель работает.
Обратите внимание, что поршень производит усилие только на один из четырех ходов. Что заставляет коленчатый вал вращаться для выполнения трех других ходов? Есть два ответа:
- Другие цилиндры (если у двигателя больше одного цилиндра) находятся в рабочем ходе.Рабочие такты для разных цилиндров смещены, так что, например, в 4-цилиндровом двигателе все четыре такта выполняются одновременно, но каждый для разных цилиндров.
- Двигатель имеет маховик , который накапливает некоторую энергию от рабочего хода в виде углового момента, и он используется для поддержания вращения двигателя в течение остальных трех тактов.
Прежде чем читать дальше, вам следует ознакомиться с глоссарием основных терминов настройки в конце этого документа.Вы также можете щелкнуть подчеркнутые термины в этом документе, чтобы перейти к определению этого термина.
В верхней части цилиндра находится камера сгорания с впускным и выпускным клапанами. Есть один или несколько впускных клапанов и один или несколько выпускных клапанов (наиболее распространенные комбинации — это один впускной и один выпускной клапан или два впускных и два выпускных клапана — четырехклапанный двигатель — часто называемый 16-клапанным двигателем на 4-х цилиндровый, из-за общего количества клапанов). Клапаны открываются и закрываются в точной координации (через распределительный вал и «клапанный механизм») с поршнем, позволяя втягивать топливно-воздушную смесь в цилиндр и удалять отработавшие выхлопные газы.
На распредвале есть выступы. У них есть приподнятые области, которые открывают клапаны при повороте в нужное положение. Поскольку мы хотим, чтобы заслонки открывались один раз за 4-тактный цикл (то есть два оборота). Неудивительно, что впускной (е) клапан (ы) открыт (ы) на такте впуска, а выпускной (ые) клапан (ы) открыт (ы) на такте выпуска. Клапаны закрываются на тактах сжатия и мощности.
На каждом выступе каждого кулачка есть по одной «шишке», поэтому мы хотим, чтобы кулачок вращался ровно на 1/2 скорости коленчатого вала (что приведет к тому, что клапаны будут открываться каждые два оборота коленчатого вала).Делаем это с помощью шестеренок. Шестерня на кулачке имеет в два раза больше зубьев, чем шестерня на кривошипе, а кулачок перемещается на 1/2 скорости. Шестерни могут зацепляться напрямую или могут быть связаны цепью или ремнем. Все это нормально, важно то, что кулачок имеет вдвое больше зубцов, поэтому он вращается вдвое медленнее.
Точная синхронизация открытия и закрытия клапана и подъема является довольно технической. Это действительно имеет большое влияние на КПД двигателя и выходную мощность, но обсуждение фаз газораспределения выходит за рамки этой статьи.
Количество воздуха, поступающего в двигатель, в первую очередь определяется дроссельной заслонкой (а также любыми ограничениями, основанными на конструкции порта и клапана, фазе кулачка и т. Д.). Дроссель можно открывать от 0% до 100%. Более крупные отверстия означают, что в двигатель поступает больше воздуха, и двигатель выдает большую мощность. Топливо должно быть в узком диапазоне пропорционально воздуху. Точное соотношение варьируется. Химически правильное соотношение называется «стехиометрическим». Больше топлива «богатое», меньшее — «бедное».Стехиометрические смеси составляют около 14,7: 1 для бензина (по массе).
Октан, самая «репрезентативная молекула» в бензине, горит как: C 8 H 18 + 12,5 O 2 → 8 CO 2 + 9 H 2 O C 8 H 18 — формула для октана. Кислород (O 2 ) потребляется из всасываемого воздуха. Азот (N 2 ) также присутствует в атмосферном воздухе, но в идеале не участвует в каких-либо реакциях (достаточно инертен при низких температурах).Обратите внимание, что продуктами сгорания являются углекислый газ (CO 2 ) и вода (H 2 O), если горение «идеальное». Также обратите внимание, что есть одинаковое количество атомов каждого типа на каждой стороне химического уравнения: 8 атомов углерода, 18 атомов водорода, 25 атомов кислорода с каждой стороны, так что уравнение правильно «сбалансировано». На практике бензин премиум-класса в среднем имеет соотношение 8 атомов углерода к 15,4 атома водорода (и исторически очень мало других атомов). Более высокое соотношение углерода связано с разветвлениями, двойными связями и кольцами, которые позволяют использовать меньшее количество атомов водорода на атомы углерода.Это означает, что бензин будет гореть немного лучше, чем с чистым октановым числом. Сильно упрощенный химический анализ для идеального сгорания бензина / воздуха ( отношение топлива к воздуху, необходимое для идеального сгорания, известно как стехиометрическое — произносится как «stow-eék-kee-o-metric» ): C 8 H 15,4 + 11,85 O 2 → 8 CO 2 + 7,7 H 2 O Обратите внимание, что C 8 H 15 не существует.4 , но вы можете рассматривать его как среднее значение различных углеводородов, таких как 65% C 8 H 14 + 35% C 8 H 18 , или ряд комбинаций, которые приводят к образованию углерода. Соотношение: водород 8: 15.4. Кроме того, приведенные выше коэффициенты представляют собой отношения количества молекул. Если вы хотите получить « правильное » химическое уравнение с точки зрения молекул, умножьте коэффициенты на 20 (т.е. 11,85 × 20 = 237 , 8 × 20 = 160 , 7.7 × 20 = 154 и т. Д.). Отношение 11,85: 1 молекул кислорода к молекулам бензина — это соотношение их количества, а не их массы. Чтобы получить массовый AFR, нам нужно рассчитать, сколько весит каждая молекула. Углерод (C) имеет атомную массу 12,01 дальтон ( — единица атомной массы ), кислород (O) — 16,00, а водород (H) — 1,008. Для традиционной смеси углеводородов в бензине ( без всех современных присадок и оксигенатов ) средняя молекулярная масса составляет: 8 × 12.01 + 15,4 × 1,008 = 111,6 дальтон(Современный «реформулированный» бензин ближе к 108 дальтонам с соотношением углерод: водород 7,75: 14,8. Результат тот же стехиологический AFR.) Масса молекулы кислорода (O 2 ) составляет: 2 × 16,00 = 32,00 дальтон Таким образом, массовое отношение для O 2 : бензин равно 11,85 × 32,00 ÷ 111,6 = 3,40: 1 Это правильное массовое соотношение кислорода и бензина .Однако двигатель не дышит чистым кислородом, он дышит воздухом. Сухой воздух содержит только 20,95% кислорода (O 2 ) по объему и 78,08% азота (N 2 ). Поскольку азот имеет атомную массу 14,01, а воздух содержит ~ 1% аргона (39,95) и других следовых газов, воздух, таким образом, имеет вид:
Массовый процент кислорода в сухом воздухе выше, чем объемный процент, потому что молекула кислорода тяжелее, чем молекулы азота и т. Д. Для данного объема (или количества молекул). Следовательно, стехиометрическое отношение масс воздуха к бензину составляет: Для «несовершенного сгорания» бензина см .: Тюнинг и выбросы. Обратите внимание, что мы не учли от 1% до 4% воздуха, который представляет собой водяной пар около уровня земли (в зависимости от местной погоды), и это важный фактор при «точной настройке» двигателей с очень высокой удельной мощностью. Кроме того, разные составы бензина имеют разную стеху. соотношениях, особенно если они представляют собой «кислородсодержащие смеси» (смешанные с молекулами, содержащими кислород, такими как спирты). Другие виды топлива имеют другие стехиометрические соотношения:
Вот калькулятор для определения стехиометрического AFR для различных видов топлива на основе углерода ( формы C α H β O δ N γ ): |
Однако стехиометрическое соотношение воздух / топливо не обязательно является оптимальной целью для достижения максимальной мощности или экономии.Для получения максимальной мощности вам нужно будет разбогатеть, для максимальной экономии вам нужно будет использовать стейч:
Подробнее об этом ниже.
Spark Advance
Опережение относится к точному положению коленчатого вала, при котором зажигание инициируется искрой от свечи зажигания. Он всегда относится к положению коленчатого вала в градусах (, обозначение градусов — °, то же, что и температура ). Поскольку в обороте коленчатого вала 360 ° (или любой полный круг), один такт впуска, который занимает ½ оборота, равен 180 °.Обычно продвижение определяется как «до верхней мертвой точки» (BTDC). Это означает, что коленчатый вал должен повернуться на количество градусов, чтобы достичь самой вершины его хода от точки искры.
Искра перед ВМТ необходима, потому что топливо и воздух сгорают за несколько миллисекунд. Типичные значения варьируются от 5 градусов до ВМТ на холостом ходу до 35 градусов при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT) и, возможно, даже выше в крейсерских условиях. Фронт пламени движется со скоростью около 50 миль в час (~ 73 фута в секунду или ~ 880 дюймов в секунду) при высоком давлении в цилиндре и соответствующих AFR.Поршни могут пройти значительное расстояние за время, необходимое для того, чтобы топливо сгорело от свечи зажигания до самых удаленных частей цилиндра. Например, при скорости 880 дюймов в секунду и диаметре отверстия 3,5 дюйма, если искра была расположена в центре, горение заняло бы 1,75 / 880 = 2,0 миллисекунды.
Если горению требуется 2 миллисекунды для достижения максимального давления, то при 3000 об / мин поршень и кривошип будут перемещаться за это время на 36 °. Существует оптимальная точка ( p eak p ressure p osition — ppp ) в движении поршня, когда мы хотим, чтобы горящие газы достигли своего пикового давления (обычно около 17 ° ADTC), поэтому нам необходимо начните прожиг рано, чтобы получить максимальное давление там, где мы хотим (в данном случае 36 ° -17 ° = 19 ° до ВМТ).
При большем диаметре отверстия и расположенной не по центру свече зажигания (типично для двухклапанных двигателей) требуется большее продвижение. Например, на отверстии диаметром 4,00 дюйма со свечой зажигания 1,3 дюйма с одной стороны (и 2,7 дюйма с другой) время горения увеличивается до: 2,7 / 880 = 3,1 миллисекунды. За это время поршень / кривошип перемещается примерно 55 & deg. Таким образом, при тех же условиях, что и выше, время необходимо увеличить до: 55 ° -17 ° = 38 ° BTDC!
Опережение по времени невелико на низких оборотах двигателя, потому что поршень движется медленно, и топливо успевает сгореть около ВМТ.На более высоких скоростях время нужно опережать. В какой-то момент (обычно около 3000 об / мин) турбулентность сгорания обеспечивает быстрое горение, и дальнейшее продвижение не требуется. Подробности того, как на оптимальное опережение искры влияют различные факторы, могут заполнить большой объем, и включают соответствующие темы, такие как размер отверстия и форма камеры, завихрение и перемешивание смеси и множество других вещей …
Однако слишком много продвижения — нехорошо. Пиковое давление достигается слишком рано, и в результате может происходить то, что горение не проходит плавно через камеру сгорания, а вместо этого топливо и воздух в самых дальних областях камеры самопроизвольно воспламеняются из-за давления и лучистого тепла в камере ( это называется «детонация» и может быть очень разрушительной).
Так же, свеча и тюнинг топлива взаимодействуют с . То есть количество топлива влияет на оптимальные сроки, и наоборот. Вот график, показывающий взаимосвязь для одного типичного бензинового двигателя:
В дополнение к правильному времени, сама искра должна иметь достаточное напряжение, чтобы проскочить зазор свечи зажигания, и иметь достаточно энергии, чтобы поддерживать искру достаточно долго, чтобы вызвать горение. Подробнее об этом можно узнать здесь: www.megamanual.com/seq/coils.htm#gap.
Крутящий момент и мощность
Сила поршня (ов) на коленчатый вал (через шатун) становится вращательной силой, называемой « крутящий момент », и измеряется в фут-фунтах. Работа выполняется, когда сила прилагается на расстоянии (, измеряется в фунт-футах, ), например, подъем на 100 фунтов 330 футов. Мощность — это скорость, с которой может выполняться работа ( поднимает 100 фунтов 330 футов за 60 секунд, например ).
Скорость, с которой двигатель может создавать крутящий момент, зависит от оборотов и называется « лошадиных сил, л.с.» (л.с.). В частности, мощность в лошадиных силах определяется как способность выполнять работу 33000 фунтов · фут за одну минуту (например, 1 лошадиная сила может поднять 330 фунтов 100 футов за минуту, или 33 фунта 1000 футов за одну минуту, или 1000 фунтов 33 футов в минуту). одна минута и т. д.).
Для вращающегося коленчатого вала двигателя крутящий момент сообщает нам силу в радиусе 1 фута. За один оборот эта сила будет действовать по окружности круга в 1 фут, поэтому сила F = крутящий момент ÷ r на расстоянии D = 2π r , где r = 1 (, но обратите внимание, что r в обоих уравнениях компенсируют друг друга, когда мы вычисляем выполненную работу: W = F × D ).
В результате работа (W), совершаемая за один оборот, равна 2π × крутящий момент.Эта работа выполняется раз в минуту. Итак, функциональное соотношение для лошадиных сил следующее:
| лошадиные силы (л.с.) = | | = | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 33000 | 5252 9332 Одним из следствий этой взаимосвязи является то, что один и тот же крутящий момент на более высоких оборотах дает больше лошадиных сил (именно поэтому 2,4-литровые двигатели F1 с крутящим моментом всего 200 фунт · фут — меньше, чем у многих легковых автомобилей — могут развивать мощность более 700 л.с. при максимальных 19000 об / мин скорость). И именно лошадиные силы заставляют автомобиль ускоряться. Также обратите внимание, что HP = крутящий момент при 5252 об / мин (, так что возьмите любые результаты динамометрического стенда, где это неверно, с большой долей скепсиса ). Компромисс заключается в том, что двигатели лучше всего работают только в определенном ограниченном диапазоне оборотов.Стандартный двигатель может выдавать полезную мощность в диапазоне от 1500 до 5500 об / мин, в то время как гоночный двигатель может развивать мощность от 5500 до 9500 об / мин из-за его фаз газораспределения, степени сжатия, конструкции впуска / выпуска и т. Д. Стандартный двигатель сломается. если бы он был подобен гоночному двигателю, гоночный двигатель не имел бы мощности на холостом ходу для движения по городу (и имел бы низкую экономию топлива, высокие выбросы, подозрительную надежность и т. д.). Вы можете слышать, как люди говорят о уличных двигателях, которым для максимальной производительности нужен крутящий момент, а о гоночных двигателях требуется мощность.Они имеют в виду, что уличные двигатели должны быть рассчитаны на более низкие обороты, а гоночные — на высокие. В обоих случаях хотелось бы иметь как можно больше лошадиных сил и * как можно больше крутящего момента. Но на улице вам не нужно дважды переключаться на пониженную передачу и повышать скорость до 5500 об / мин каждый раз, когда вам нужна максимальная мощность (например, на стоп-сигнале). Процесс настройки Процесс настройки начинается с установки общих параметров для запуска двигателя и продолжается до тех пор, пока двигатель не будет работать оптимально во всех условиях (по оценке тюнера).Чтобы оптимизировать производительность двигателя (включая мощность, эффективность, производительность при холодном запуске и т. Д. И т. Д.), Мы начинаем с базовых настроек и корректируем их по очереди, чтобы получить максимальную производительность. Здесь мы рассмотрим только процесс оптимизации / настройки, настройки указаны в других документах и зависят от автомобиля. Есть несколько фундаментальных принципов настройки:
Процесс настройки — это итеративный процесс определения того, чего хочет двигатель. Мы:
Обратите внимание, что после установки одного или нескольких параметров вам, возможно, придется вернуться и повторно установить другие, которые вы уже сделали (например, « итерация »). Это потому, что многие параметры «взаимодействуют». Например, если вы установите оптимальное ускорение обогащения, а затем установите оптимальную таблицу VE, ускоренное обогащение может оказаться неправильным. Если таблица VE изначально была богатой, то ускорение обогащения не должно было быть таким большим, поэтому наклон таблицы VE теперь выявил тот факт, что ускорение слишком мало, поэтому вам нужно перенастроить их.И наоборот, если таблица VE была слишком скудной, и вы исправили ее, соответствующим образом обогатив, ускорение может быть слишком большим, и вам может потребоваться их уменьшить. Общие настройки и параметры двигателя У нас есть три основных набора параметров, которые нужно установить:
Их можно разделить на параметры настройки (которые мы используем для настройки) и параметры конфигурации (которые мы используем для настройки ЭБУ и которые являются постоянными для данного двигателя / транспортного средства).Например, req_fuel — это параметр конфигурации — он сообщает ЭБУ, насколько велик двигатель, сколько может протекать форсунки и т. Д. Мы не используем его (обычно) для изменения подаваемого топлива после того, как мы рассчитали его для нашего двигателя. и его топливная система. С другой стороны, VE — это параметр настройки настройки — мы используем его для управления количеством топлива. В этом документе мы рассмотрим только настройки. Рекомендации по настройке можно найти в соответствующем документе, например: www.megamanual.com/ms2/configure.htm Кроме того, параметры могут отображаться в виде одного значения, двухбалльных значений или таблиц.
Важно отметить, что эти параметры обычно выражаются в миллисекундах или процентах. Числа в миллисекундах (например, ускорение обогащения и т. Д.) Обогащают смесь, когда они увеличиваются, и обедняют, когда затем уменьшаются. В контроллерах MegaSquirt ® проценты ШИМ также являются «абсолютными». Это касается как ограничения тока форсунок, так и управления клапаном холостого хода с ШИМ. Они могут работать только от 0% до 100%. Наконец, некоторые параметры являются «множителями» (в%), например, при разогреве. Они похожи на «абсолютные» проценты, но могут быть (и часто бывают) больше 100%. Они просто берут базовую ширину импульса, полученную из req_fuel, VE, MAP и т. Д., И умножают на значение параметра. Таким образом, обогащение при прогреве на 100% означает отсутствие изменений, в то время как значение 130% означает увеличение заправки на 30% по сравнению с расчетами MAP, VE и т. Д. 90% означает уменьшение заправки на 10% (например, как в количестве топлива для торможения).Проценты VE показывают MegaSquirt, сколько воздуха поступает в цилиндр, и он пытается подобрать воздух с нужным количеством топлива. Если VE увеличивается в таблице VE, то количество топлива увеличивается до соответствия. Поэтому, когда вы хотите обогатить топливо при определенных оборотах и нагрузке, вы увеличиваете записи в таблице VE в этот момент. И наоборот, если он уже слишком богат, вы уменьшаете количество записей. Рабочий диапазон и особые условия Существует ряд общих условий эксплуатации, применимых к большинству автомобильных приложений.Мы перечисляем некоторые из них ниже с некоторыми соображениями по настройке для искры, топлива и воздуха (и соответствующих параметров):
Конечно, есть и другие потенциальные условия, такие как настройка на высоту (барометрическая коррекция), настройка на поглощение тепла (коррекция IAT) и многие другие.Тем не менее, вышеупомянутые условия, вероятно, придется делать каждому для автомобиля общего пользования. Обратите внимание, что некоторые из этих условий накладываются друг на друга — например, вам необходимо настроить холостой ход при прогреве (с такими вещами, как шаги IAC, обогащение разогрева и т. Д.). Краткое описание симптомов настройки и средств правовой защиты В таблице ниже вы найдете некоторые общие симптомы настройки и действия, которые вы можете предпринять для их уменьшения:
Обратите внимание, что вышеуказанные средства защиты применимы только в условиях ( об / мин, MAP кПа, температура охлаждающей жидкости и т. Д., В зависимости от затронутых параметров) , в которых проявляются симптомы. Чтобы выполнить настройку, вы должны обдумать это очень внимательно и организовать свои усилия по настройке так, чтобы воздействовать только на те регионы, где у вас есть проблемы. Мы обсудим это более подробно ниже. Тюнинг топлива Чтобы отрегулировать количество топлива для исправления обедненной смеси, мы увеличиваем значение параметра (в процентах или миллисекундах).Параметр, который мы хотим увеличить, может быть в таблице VE, обогащении ускорения, обогащении разогрева, обогащении после запуска или ширине импульса запуска (среди прочего). Какой параметр мы настраиваем, зависит от условий, при которых мы обнаруживаем, что двигатель обеднен. И наоборот, если двигатель богат, мы уменьшаем соответствующий параметр (ы). См .: Сводка симптомов настройки и средств правовой защиты выше. Для максимальной мощности мы хотим использовать более богатый, чем стехиометрический результат. Это связано с тем, что мощность двигателя в первую очередь ограничивается количеством воздуха, поступающего в цилиндры.Это, в свою очередь, ограничивает количество топлива, которое мы можем сжечь. Однако, чтобы убедиться, что весь кислорода израсходован, мы должны подавать больше кислорода, чем стеич. смесь, так что у любого остаточного кислорода всегда есть топливо для сгорания. В результате максимальная мощность обычно составляет от 12,5: 1 до 13: 1 (если соотношение намного больше, избыток топлива фактически гасит фронт пламени). Также может быть правдой то, что двигатель хочет работать на холостом ходу с большим запасом хода, особенно если у него есть вторичный распределительный вал.Двигатель на «горячей улице» лучше всего работает на холостом ходу при значениях от 13: 1 до 14: 1 (при этом он достигает минимального MAP кПа, что должно быть целью настройки для холостого хода). Однако для применений с регулируемыми выбросами с каталитическим нейтрализатором смесь холостого хода обычно является стехиометрической, чтобы максимизировать эффективность преобразования. Для одного безнаддувного двигателя вот пример целевой таблицы AFR: Как правило, безнаддувные двигатели хотят, чтобы смесь была немного лучше при пиковом крутящем моменте, чем при пиковой мощности.Таким образом, ряд WOT при 100 кПа немного обеднен при более низких оборотах (за исключением самых низких оборотов, когда более богатая смесь действует как дополнительное ускорение, а также помогает при холодном пуске). Если бы этот двигатель был усилен (с наддувом или с турбонаддувом), шкала кПа превысила бы 100 кПа, и смеси стали бы еще богаче, в некоторых случаях до 10: 1 при максимальном наддуве (богатая смесь охлаждает поршень, а также помогает предотвратить детонацию). Диапазон от 1100 до 2000 об / мин и от 45 до 75 кПа — это «круиз» этого автомобиля (низкие обороты являются результатом 4-ступенчатой трансмиссии с повышающей передачей).Более бедные смеси здесь действительно помогают экономить топливо и предотвращают засорение свечей. Для этого двигателя AFR 16,5: 1 — это самый обедненный двигатель / транспортное средство, которое может работать без «скачка обедненной смеси». Обратите внимание, что в полностью прогретых условиях крейсерский кПа на этом автомобиле составляет около 45 кПа, поэтому целевой AFR будет 16,5: 1. Область между 500 и 800 об / мин ниже 85 кПа и выше 45 кПа простаивает. 13,5: 1 дает самое низкое MAP кПа и, следовательно, наиболее эффективный холостой ход для этого двигателя (хотя этот AFR не подходит для двигателя с контролируемыми выбросами). Остальная часть таблицы — «обычная», с небольшим смешиванием, чтобы избежать резких переходов (которые определенно можно почувствовать в машине). Те же области таблицы VE используются для настройки для достижения этих целевых значений AFR (в большинстве случаев таблица AFR используется только для установки целевого значения широкого диапазона, поэтому, если замкнутый контур EGO не работает, подача топлива контролируется из таблица VE). Таблица искры также очень похожа (хотя она может иметь свои собственные ячейки, поэтому интервал может отличаться от таблицы VE / AFR даже в том же самом движке). Подробнее о настройке топлива можно узнать здесь: Настройка контроллера MegaSquirt-II ™ (или MicroSquirt ® ) Тюнинг Spark Advance Значение опережения зажигания, которое отображается в таблице зажигания MegaTune, представляет собой опережение зажигания, которое вы должны видеть на кривошипе с помощью индикатора синхронизации. Он автоматически включает любое введенное вами смещение триггера (если вы откалибровали его с помощью «Мастера триггеров» в MegaTune). Опережение искры можно установить до десятых долей градуса.Чтобы создать и настроить таблицу опережения зажигания, вы должны попытаться понять, что нужно вашему двигателю в следующих областях:
Например, для большинства двигателей Chevrolet V8 с малым блоком общий ход составляет от 32 ° до 38 ° градусов при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT), в зависимости от напоров, степени сжатия и используемого топлива. Обратите внимание, что вы стремитесь к тому, чтобы опережение на основе оборотов (аналогично центробежному опережению на распределителе старого типа) входило с правильной скоростью относительно оборотов двигателя. Как правило, для уличного двигателя требуется «все» со скоростью около 2800-3200 об / мин. Дополнительное повышение частоты вращения выше этой точки не требуется, поскольку повышенная турбулентность камеры сгорания приводит к сокращению времени горения.Обратите внимание, что более раннее ускорение НЕ увеличивает пиковую мощность, но создает крутящий момент на низких оборотах. Обратите внимание, что оптимальная величина общего продвижения не обязательно является максимальной, что не взорвется. Например, с современной конструкцией головки блока цилиндров вы можете получить максимальную мощность при 32 °, но не ощутить детонацию до 38 ° -40 °. Однако вам все равно нужно, чтобы продвижение происходило как можно быстрее (без стука) до 32 °. Исключением для максимального увеличения общего хода является начальное ускорение, используемое двигателем при запуске.Более высокое начальное ускорение приведет к лучшему отклику на холостой ход (особенно с автоматической коробкой передач), но может вызвать затрудненный запуск, вплоть до физической поломки стартера. Некоторые источники рекомендуют для двигателей с высокими рабочими характеристиками угол наклона от 14 ° до 20 °. Однако, если вы установили MegaSquirt-II ™ (или MicroSquirt ® ) на двигатель с высокой степенью сжатия и большим рабочим объемом, который уже создает дополнительную нагрузку на стартер, ограничьте начальное продвижение до 4–12 °, затем используйте продвижение. быстро входит после 600-800 об / мин. Чтобы настроить искровой стол, вам нужно будет вести машину и прислушиваться к детонации. Если вы их слышите (или, что еще лучше, если журнал данных показывает обратную связь от датчика детонации), уменьшите продвижение в точке таблицы опережения зажигания, где произошла детонация. Начните с низких оборотов двигателя и низких нагрузок на двигатель и постепенно увеличивайте скорость / нагрузки. Всегда поддерживайте плавность искрового стола, регулируя соседние «ячейки», иначе может пострадать управляемость. Немедленно отпустите дроссельную заслонку , если услышите грохот детонации.Затем снимите и осмотрите свечи зажигания. Ищите признаки детонации на фарфоровой головке свечи зажигания, окружающей центральный электрод. Детонация будет отображаться как «соль и перец», то есть крошечные частицы углерода и / или алюминия, указывающие на то, что произошла детонация. Если нет «погремушек» и «соли и перца», вы можете увеличить продвижение на несколько градусов и повторить. Проверяйте свечи зажигания после каждой поездки. По мере того, как вы продолжаете увеличивать продвижение, вы в конечном итоге либо услышите детонацию (немедленно отпустите газ!), Либо замедлитесь.На этом этапе уменьшите опережение в этой точке таблицы опережения зажигания, увеличьте VE в той же точке таблицы VE или используйте топливо более высокого качества. Не продолжайте работу двигателя, у которого есть признаки детонации, даже если это непродолжительное время. Дополнительные сведения о настройке опережения зажигания можно найти здесь: Создание таблицы опережения искры и здесь: Настройка таблицы искры. Глоссарий некоторых основных терминов настройки Ниже приведены несколько основных терминов настройки, используемых при настройке программируемых систем EFI.Они помогут вам понять приведенное выше обсуждение, поэтому вам следует внимательно их прочитать и часто просматривать при чтении руководства. AFR — отношение воздуха к топливу во впускной смеси, поступающей в цилиндр. Это всегда отношение массы воздуха к массе топлива и обычно составляет от 11: 1 до 17: 1 (объемное соотношение ближе к 9000: 1 воздух: топливо). ATDC — используется для определения угла опережения зажигания, относится к положению коленчатого вала (в градусах) после верхней мертвой точки на рабочем ходе. Boost — Это относится к искусственному увеличению давления в коллекторе выше барометрического давления на основе какого-то механического компрессора или насоса. Обычно это турбокомпрессор (с приводом от выхлопа), центробежный или корневой нагнетатель (с ременным приводом). наддув может варьироваться от довольно низких уровней (от 3 до 5 фунтов на квадратный дюйм, или примерно от 20 до 30 кПа) до очень высокого наддува (стандартный датчик MAP MegaSquirt ограничен примерно 21 фунтов на квадратный дюйм, или примерно на 150 кПа выше баро наддува). BTDC — используется для определения угла опережения зажигания, это относится к положению коленчатого вала (в градусах) перед верхней мертвой точкой на такте сжатия.Большинство событий опережения зажигания происходят до верхней мертвой точки, обычно в диапазоне от 5 до 40 до н.э. CLT — Для контроллера MegaSquirt ® EFI это относится к температуре охлаждающей жидкости (антифриз + вода ) и является важным фактором при определении обогащения при прогреве и запуске. Детонация — Обычно горение (также известное как «горение») начинается у свечи зажигания и распространяется плавно (но очень быстро) оттуда. Если горение начинается во втором месте камеры сгорания из-за горячей точки в цилиндре, то каждый из двух «фронтов пламени» поднимает давление в цилиндре, возможно, до разрушительного уровня. EGO — относится к кислороду выхлопных газов. Количество кислорода, оставшегося в выхлопе, может быть хорошим показателем соотношения воздух / топливо во всасываемой смеси. Есть несколько типов датчиков EGO, которые могут напрямую измерять оставшийся кислород. Датчик одного типа, «узкополосный», измеряет только одну смесь, называемую стехиометрической (которая является химически правильной смесью для «идеального ожога»). Второй тип — это «широкополосный» датчик, который в сочетании с платой контроллера способен измерять коэффициенты AFR от 10: 1 до 20: 1 (другими словами, все интересующие нас отношения). EGT — относится к температуре выхлопных газов. Иногда это используется для настройки, но об этом трудно сделать обобщения, и это не часто используется в настройке MegaSquirt ® . Это может быть полезно, если вы знаете, что нормально для вашего двигателя. IAT — Температура воздуха на впуске или температура воздуха, поступающего в цилиндр. Это важно, потому что мы, зная температуру и давление определенного объема газа, можем рассчитать массу этого газа и определить количество топлива, которое нам нужно добавить.Таким образом, мы измеряем IAT, MAP, а затем используем объемный КПД (VE), чтобы оценить, сколько соответствующих значений будет в цилиндре. Связь между давлением, температурой и объемом газа (в нашем случае воздуха) называется «законом идеального газа». MegaSquirt ® использует этот физический закон для определения количества добавляемого топлива. Knock — он же «детонация», «пинг» или «розовый». Обычно горение (также известное как «горение») начинается на свече зажигания и распространяется плавно (но очень быстро) оттуда.Если горение начинается во втором месте камеры сгорания из-за горячей точки в цилиндре, то два «фронта пламени» сталкиваются. Давление в цилиндре становится очень высоким, потенциально разрушительно высоким. кПа (килопаскали) — это метрическая мера давления. В приложениях EFI он обычно используется для измерения вакуума во впускном коллекторе, наддува или барометрического давления. Как правило, шкала кПа начинается с нуля для полного вакуума, увеличивается до 101.3 кПа для типичного атмосферного давления и выше для «наддува». Например, значение 50 кПа примерно эквивалентно 15 дюймам рт.ст. вакуума, 100 кПа — типичному барометрическому давлению, а 250 кПа — примерно 21 фунт / кв.дюйм наддува. MAP — ( M anifold A bsolute P ressure) Измерение абсолютного давления во впускном коллекторе (связанного с вакуумом двигателя) для определения нагрузки на двигатель и соответствующих требований к заправке топливом. Стандартный датчик MAP в MegaSquirt ® — MPX4250 (2.50 бар, или 15 фунтов на кв. Дюйм (вакуум) + 21 фунт / кв. Дюйм (наддув)). MAPdot — Скорость, с которой изменяется выходной сигнал датчика MAP (и, следовательно, скорость, с которой изменяется сама MAP). миллисекунда — 1/1000 секунды. Для человека это очень короткий срок. Для ЭБУ EFI это очень много времени (контроллеры MegaSquirt ® EFI выполнят до 24000 вычислений за это время! NB-O2 — узкополосный кислородный датчик выхлопных газов.Узкополосные датчики способны очень точно определять стехиометрические смеси воздух / топливо, но не другие соотношения воздух / топливо. Ping — он же. «детонация», «стук» или «розовый». Обычно горение (также известное как «горение») начинается на свече зажигания и распространяется плавно (но очень быстро) оттуда. Если горение начинается во втором месте камеры сгорания из-за горячей точки в цилиндре, то два «фронта пламени» сталкиваются. Давление в цилиндре становится очень высоким, потенциально разрушительно высоким. Retard — Процесс уменьшения времени опережения зажигания, часто во избежание детонации. Это может быть отдельная настройка или это может быть достигнуто путем уменьшения значений в таблице опережения зажигания при определенных оборотах и нагрузках. об / мин — оборотов в минуту — мера вращения; обороты двигателя в любой момент. Стехиометрическая смесь — химически правильная смесь топлива и воздуха, которая при сгорании приводит к полному расходу всего топлива и всего кислорода, и дается достаточно времени для полного сгорания.Для бензина это часто указывается как 14,7: 1 (воздух: топливо), но на практике может варьироваться на несколько десятых в зависимости от состава топлива и присадок (особенно оксигенатов, таких как этанол или МТБЭ). Точка переключения — напряжение, при котором узкополосный датчик переходит с низкого напряжения на высокое, что указывает на стехиометрическую смесь. TPSdot — Скорость, с которой изменяется выходной сигнал датчика TPS (и, следовательно, скорость, с которой изменяется само положение дроссельной заслонки). Вакуум — Это то же физическое явление, что и абсолютное давление в коллекторе. Однако, в то время как MAP кПа начинается с 0 для идеального вакуума и увеличивается до ~ 101,3 при атмосферном давлении, измерение вакуума начинается с 0 при атмосферном давлении, а давление ниже этого значения измеряется как «вакуум», обычно в дюймах рт. ртуть (и изменяется от 0 при атмосферном давлении до 29,92 дюйма ртутного столба для идеального вакуума). Мы всегда используем кПа. Объемный КПД — это отношение массы воздуха, поступающего в цилиндр за цикл, к объему этого цилиндра.На VE влияет легкость, с которой воздух может проходить через впускную систему и мимо впускного клапана, а также время открытия и закрытия клапана и ряд других тонких факторов. WB-O2 — Датчик кислорода в выхлопных газах, который сигнализирует о соотношении воздуха и топлива во всасываемой смеси на основе содержания образующихся выхлопных газов. Для работы этих датчиков требуется сложный контроллер. Для получения дополнительной информации см .: www.megamanual.com/PWC/LSU4.htm. WOT — ( w ide o pen t hrottle). X-Tau Enrichment — форма ускоренного обогащения, моделирующая изменения топливной пленки на стенках портов для оценки воздействия на топливо, поступающее в цилиндр. Здесь есть гораздо больше информации: www.megamanual.com/ms2/xtau.htm Щелкните здесь, чтобы просмотреть полный глоссарий MegaSquirt ® Контроллеры MegaSquirt ® и MicroSquirt ® — экспериментальные устройства, предназначенные для образовательных целей. Контроллеры MegaSquirt ® и MicroSquirt ® не предназначены для продажи или использования на транспортных средствах с контролируемым загрязнением окружающей среды.Ознакомьтесь с действующими в вашем регионе законами, чтобы определить, является ли использование контроллера MegaSquirt ® или MicroSquirt ® законным для вашего приложения. © 2006, 2010 Брюс Боулинг и Эл Гриппо. Все права защищены. MegaSquirt ® и MicroSquirt ® являются зарегистрированными товарными знаками. Этот документ предназначен исключительно для поддержки плат MegaSquirt ® от Bowling и Grippo. Top 5 EFI Installation Failures & Mistakes Когда вы открываете программное обеспечение, выберите « System Parameters » (3-й значок в строке меню, симпатичное изображение ЭБУ рядом с изображением «Датчики»), а затем выберите «» Параметры зажигания «.Вверху вы можете увидеть «Датчик кривошипа». Обратите внимание на раскрывающиеся меню для « Тип » и « Тип датчика »? Насколько это удобно ?! Под Тип вы можете увидеть, что выбрано « 1 импульс / огонь ». Это означает, что на каждые 90 градусов вращения коленчатого вала нашего V8 приходится 1 импульс сигнала. Выпадающее меню предлагает множество вариантов для вашего удобства. Справа в разделе «Типы датчиков» можно увидеть, что выбран МАГНИТНЫЙ .В раскрывающемся списке вы можете выбрать «Цифровой подъем» или «Цифровое падение», если у вас есть датчик Холла или оптический датчик (оба цифровых типа датчиков) и независимо от того, являются ли они датчиками с активным высоким или активным низким уровнем. После того, как вы выбрали правильный тип, вы должны запрограммировать ЭБУ с правильным значением индекса. Вы можете увидеть, что это обозначено как « Опорный угол зажигания » выше, чуть ниже «Тип датчика». Обратите внимание, что он установлен на 60,0 градус. Это потому, что датчик кривошипа на этом 427 расположен на 60 градусов перед ВМТ.У нас нет датчика CMP, поэтому в разделе Cam Sensor выбрано значение «Not Used», а затем для OUTPUT SETUP , вы можете видеть, что Points Output выбран в качестве этого Автомобиль оборудован программируемым усилителем зажигания MSD 7 и обычным распределителем зажигания (подробнее об этом позже). Если вы используете обычный модуль зажигания (или «воспламенитель», как его называют в мире спортивных компактных устройств) и хотите, чтобы ваш ECU контролировал угол опережения зажигания, вы должны выбрать « EST Output » и подключить соответствующий провод к входу сигнала вашего модуля зажигания.Это так просто. Теперь, когда мы определили и исправили самую частую ошибку №1 в нашей пятерке лучших, давайте перейдем к №2. Ниже вы можете увидеть фото дистрибьютора Fastback. Заметили что-нибудь необычное? В нем все еще установлена механическая опора! Это частая ошибка. Те из вас, кто хорошо разбирается в способах настройки распределителя MSD, знают, что серебряные пружины приводят к механическому смещению на 25 градусов. Подумайте об этом на мгновение … top 5 Неудачи и ошибки при настройке и установке EfiИзбегайте этих 5 распространенных ошибок при установке EFI…для победы! требуется ЭБУ — это индексная точка . Другими словами, где находится ВМТ ? Вот что мы подразумеваем под индексированием датчика CKP. Вы должны установить датчик правильно и в пределах соответствующего допуска (используя щуп или подобное измерительное устройство … да, мы даже использовали канцелярскую скрепку, когда в крайнем случае), а затем вы должны указать в системном программном обеспечении EFI где индексная точка. На приведенном выше рисунке датчик расположен вертикально вверх, что должно выглядеть как 0 или 360 градусов.Это было бы верно для рядного четырехцилиндрового двигателя, который сидел прямо, а не наклонился в сторону. Помните, что ЭБУ должен понимать ВМТ для цилиндра №1. В этом случае, на иллюстрации выше, если бы двигатель был малоблочным Chevy (90 градусов V8), этот датчик был бы на 45 градусов впереди ВМТ (потому что цилиндры развернуты на 90 градусов друг от друга и на 45 градусов от ВМТ). вертикальный). Имеет смысл, правда? Теперь, когда вы знаете, что такое индексирование CKP, посмотрите ниже, как это делается в системе Holley Dominator EFI. Мощность, производительность, изысканность, эффективность и надежность. Это причины, по которым большинство из нас устанавливает системы EFI на свои хот-роды. Углеводы хороши для ностальгического фактора, но ничто не сравнится с хорошей системой EFI для получения максимальной отдачи от вашего двигателя и для развлечения. Но что происходит, когда вы просто не можете понять это правильно? Разочарование? Что ж, не берись пока за молотком. Мы все это видели и можем сказать вам, что если у вас возникли проблемы с настройкой и запуском новой системы EFI, скорее всего, вы допустили одну из этих 5 ошибок.Хорошая новость в том, что все они легко решаются. Плохая новость в том, что вам, возможно, пришлось мириться с блеском от ваших друзей, любящих углеводы. Не бойся. Мы покажем вам 5 основных ошибок, которые мы видим при установке EFI, и покажем вам исправление. Что в карте угла опережения зажигания? Это еще не наступило? Прежде чем перейти к этой потенциальной бомбе, давайте еще раз взглянем на этого дистрибьютора. Обратите внимание на то, что механическая подача есть, но подача вакуума заблокирована. Это НЕ заблокированный дистрибьютор! Часто вы увидите, что дистрибьютор помечен как «Заблокировано», и заблокирована только часть подачи вакуума.По-настоящему заблокированный распределитель, который можно использовать с системой EFI с компьютерным управлением опережения зажигания, не имеет никаких средств управления или регулировки опережения времени. Он должен быть надежно заблокирован, чтобы ротор и вал распределителя не имели люфта и вращались вместе неподвижно. Возвращаясь к нашему предыдущему вопросу о том, что есть на временной карте, ответ — значение опережения зажигания! Взгляните на таблицу на следующей странице … колесо). Обычно это 58 зубьев (иногда их называют 60 минус 2 колеса или «кодировщики», или 60-2) или 34 (36-2), 24 и 18 зубцов.Практически все, что можно равномерно разделить на 360, чтобы упростить вычисления для ЭБУ. В случае традиционного распределителя или 4-кратного летающего магнита это 4 импульса на оборот коленчатого вала или 1 импульс каждые 90 градусов поворота коленчатого вала. Колесо с 58 зубьями (энкодер 60-2) будет подавать импульс каждые 6 градусов (360, деленное на 60 = 6), что, конечно, в 15 раз больше точности, чем обеспечивает 4-кратный летающий магнит. Два недостающих зубца в 58-зубцовом кодировщике — это индексирующие импульсы .Та же теория верна для всех колес энкодера. Вот почему они называются кодировщиками; профиль, включая отсутствующие зубья, позволяет блоку управления двигателем с невероятной точностью определять, когда происходит разделение ВМТ на 360 градусов. Теперь, независимо от того, закодирован ли датчик CKP или нет, что Моторный отсек, который вы видите выше, взят от абсолютно великолепного Mustang Fastback 1968 года со встроенным 427. И да, это симпатичный Procharger F1 висит на передней части двигателя. . Эта установка работает на одной из наших любимых автономных систем EFI, Holley Dominator EFI.Но, к сожалению, установка этой системы несколько отсутствовала, и независимо от того, насколько хороша система EFI (а Holley Dominator просто потрясающая!), Она не может исправить некоторые ошибки, которые может сделать установщик. Итак, распространенная ошибка № 1: Самый важный сигнал, который требуется ЭБУ (любой ЭБУ, от любого типа системы EFI), исходит от датчика положения коленчатого вала (CKP). Чтобы выполнить свою работу по приведению в действие катушек зажигания и топливных форсунок, ЭБУ должен знать, где находится коленчатый вал в пространстве угла поворота коленчатого вала.Как мы можем ожидать, что ЭБУ обеспечит опережение искры, скажем, на 20 градусов до ВМТ, если он не знает, когда произойдет 20 градусов до ВМТ? Просто: мы не можем. Мы должны убедиться, что блок управления двигателем точно определяет, где находится коленчатый вал при его вращении на 360 градусов и когда цилиндр №1 находится в ВМТ. Это отлично работает для одноцилиндровых двигателей или многоцилиндровых двигателей, использующих распределитель или систему зажигания с отработанной искрой и либо впрыск дроссельной заслонки, либо многоточечный впрыск топлива. Чтобы запустить систему зажигания типа «катушка на свечу» (или «катушка на свечу») или последовательный впрыск топлива, ЭБУ должен определить не только, когда цилиндр №1 находится в ВМТ, но также и на такте впуска или рабочий ход. Наверх | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||