WST P

Analiza danych uzyskanych podczas eksploatacji pojazdów dowodzi, e w

70...80% przypadków przyczyn niewła ciwego funkcjonowania silników

wysokopr nych s niesprawno ci układu zasilania. W zwi zku z tym ocena

stanu technicznego elementów tego układu jest bardzo wa n składow

programu diagnostycznych bada silnika wysokopr nego.

Do oceny poprawno ci funkcjonowania układu zasilania silników

wysokopr nych s wykorzystywane informacje uzyskane podczas obserwacji

pracy silnika oraz wyniki pomiarów poszczególnych parametrów. Ogl dziny

zewn trzne elementów układu zasilania umo liwiaj na ogół wykrycie

wszelkiego rodzaju nieszczelno ci wyst puj cych na zł czach lub na skutek

przetarcia (p kni cia) przewodów paliwowych.

Szczelno układu zasilania silników wysokopr nych ma bardzo istotne

znaczenie, poniewa zassane przez nieszczelno ci powietrze mo e utrudni

dopływ paliwa do sekcji tłocz cych zespołu wtryskowego i zakłóci prac

silnika.

I. NIEDOMAGANIA UKŁADU ZASILANIA SILNIKA z ZS

Szczelno elementów układu mo na sprawdzi , tłocz c paliwo za

pomoc r cznej pompy zasilaj cej i poszukuj c miejsc wycieku lub obserwuj c

układ zasilania podczas pracy silnika na biegu jałowym.

Podczas ogólnych bada stanu technicznego silnika s wykonywane

sprawdzenia, których celem jest ocena poprawno ci funkcjonowania silnika. Do

tej grupy sprawdze nale :

• kontrola łatwo ci uruchomienia silnika,

• pomiar mocy silnika,

• pomiar zu ycia paliwa,

• kontrola równomierno ci pracy silnika,

• ocena hała liwo ci pracy,

2

• ocena zadymienia spalin.

STRUKTURALNY SCHEMAT DIAGNOSTYCZNY

UKŁADU ZASILANIA SILNIKÓW WYSOKOPR

NYCH.

zbiornik paliwa

filtry paliwa

zasilajaca

pompapaliwa

filtry

powietrza

pompa

wtryskowa

wtryskiwacze

ukladzasilaniasilnika

wysokopreznego

sk

or

od

ow

a

n

ie

za

ni

e

cz

ys

z

cz

e

n

ie

s

z

cz

e

ln

o

sc

p

ol

ac

z

en

s

zc

z

e

ln

os

c

p

ol

ac

z

e

n

z

an

ie

cz

y

s

zc

z

e

ni

e

w

k

la

do

w

s

z

cz

e

ln

o

sc

po

la

cz

en

z

u

zy

ci

e

sk

o

ja

rz

e

n

tl

o

cz

e

k

-c

y

li

nd

e

r

k

rz

yw

ka

-

ro

lk

a

pe

k

ni

e

ci

e

w

g

ni

ec

e

n

ie

z

a

n

ie

cz

y

sz

cz

en

ie

w

k

la

d

o

w

zu

z

y

ci

e

:t

lo

cz

k

ow

cy

lin

d

er

k

o

w

z

aw

o

rk

ow

u

kl

a

du

st

er

o

w

a

ni

a

zu

z

yc

ie

:ig

lic

y

ro

z

py

la

cz

a,

zm

ia

n

a

s

p

re

z

y

st

o

s

ci

sp

re

-

zy

ny

,z

a

ko

k

s

ow

a

ni

e

cy

li

nd

e

rk

ow

wycieki

paliwa

opory

przeplywu

cisnienie

halas,drgania

kat

wyprzedzenia

wtrysku,wartosc

dawki

paliwa,charakterystyka

przebiegu

wtrysku,stopien

rozrzutu

dawkowania,katy

rozrzutu

dawkowania

przebieg

zmian

cisnienia

w

przewodach

wysokiego

cisnienia

jakosc

rozpylenia

paliwa

cisnienie

wtrysku,wycieki

paliwa

rozruchsilnika,zuzyciepaliwa,mocsilnika,stancieplny silnika,wahaniapredkosci obrotowej,halasliwa

praca,dymieniesilnika

3

1.

Łatwo uruchomienia silnika jest uzale niona od takich czynników jak:

• stopie zu ycia elementów układów tłokowo-korbowego i rozrz du,

• stan techniczny układu rozruchowego,

• temperatura otoczenia (w niskich mo e nast pi nadmierne zg stnienie

paliwa lub zamarzanie wody znajduj cej si w paliwie)

• stan techniczny układu zasilania.

2.

Utrudnione uruchomienie silnika mo e by spowodowane:

• zapowietrzeniem układu zasilania na skutek nieszczelno ci poł cze ,

• niedostatecznym dopływem paliwa do pompy wtryskowej

(niesprawno pompy zasilaj cej, zanieczyszczenie filtrów paliwa itp.),

• zu yciem elementów pompy wtryskowej,

• niewła ciwym działaniem wtryskiwaczy (zawieszanie si iglicy,

p kni cie spr yny, zu ycie rozpylacza itp.),

• niewła ciwym k tem wyprzedzenia wtrysku.

Moc silnika jest diagnostycznym parametrem, którego warto zale y od

stanu technicznego wszystkich układów i mechanizmów silnika.

3.

Zmniejszenie mocy silnika mo e by mi dzy innymi spowodowane:

• podawaniem niedostatecznej ilo ci paliwa na skutek zanieczyszczenia

filtrów paliwa lub zbyt mał wydajno ci pompy zasilaj cej,

• zu yciem elementów pompy wtryskowej,

• niewła ciw regulacj pompy wtryskowej,

• niewła ciwym działaniem wtryskiwaczy.

4.

Zu ycie paliwa jest ogólnym parametrem diagnostycznym, którego

warto ci zale od wielu czynników. Przyczynami nadmiernego zu ycia

paliwa przez silnik, mi dzy innymi mog by :

• zu ycie elementów pompy wtryskowej i wtryskiwaczy,

• niewła ciwa regulacja pompy wtryskowej (zbyt du a dawka paliwa) i

wtryskiwaczy (nierozpylenie paliwa),

• niewła ciwy k t wyprzedzenia wtrysku.

4

5.

Nierównomierna praca silnika jest najcz ciej spowodowana:

• niewła ciwym działaniem pompy zasilaj cej (zanieczyszczenia

zaworków, zakleszczenie tłoczka itp.),

• zu yciem elementów pompy wtryskowej,

• zu yciem elementów nap du pompy wtryskowej,

• niesprawno ci regulatorów,

• uszkodzeniem przewodów wysokiego ci nienia,

• niesprawno ci wtryskiwaczy.

O stanie technicznym silnika wysokopr nego mo na równie

wnioskowa na podstawie barwy spalin. Mlecznobiałe zabarwienie spalin mo e

by spowodowane stosowaniem paliwa o zbyt małej liczbie cetanowej,

niewła ciwym stanem technicznym pompy wtryskowej lub wtryskiwaczy oraz

zbyt nisk temperatur silnika. Przyczyn takiej barwy spalin mo e by równie

przenikanie do komory spalania wody z układu chłodzenia.

6.

Stalowo-bł kitna barwa spalin mo e by skutkiem:

• przedostawania si do komory spalania nadmiernej ilo ci oleju,

spowodowanego zu yciem elementów mechanizmów tłokowego i

rozrz du lub za wysokiego poziomu oleju w misce olejowej,

• przechłodzenia silnika,

• złego rozpylenia paliwa wywołanego niesprawno ciami wtryskiwaczy.

7.

Czarno-brunatne zabarwienie spalin wskazuje na to, e w spalinach

znajduj si cz stki sadzy, które s produktami niezupełnego spalania

paliwa. Spaliny s nieprzejrzyste. Przyczynami czarno-brunatnego

zabarwienia spalin s :

• za mały k t wyprzedzenia wtrysku (wadliwa regulacja k ta, zu ycie

elementów nap du pompy wtryskowej).

• za du a dawka paliwa dostarczanego przez pomp wtryskow

(niewła ciwa regulacja sekcji tłocz cych),

• niewła ciwe rozpylenie paliwa przez wtryskiwacz (za niskie ci nienie

wtrysku, zapowietrzenie lub p kni cie przewodów wysokiego

ci nienia, zu ycie kanalików wylotowych rozpylacza, nieszczelno

rozpylacza)

5

• niewła ciwe luzy zaworów lub ustawienie faz mechanizmu rozrz du,

powoduj ce zmniejszenie napełnienia cylindrów powietrzem,

• zanieczyszczenie filtrów powietrza, wywołuj ce wzrost oporów

przepływu i niedostateczne napełnienie cylindrów,

• przeci enie silnika,

• stosowanie paliwa o zbyt małej liczbie cetanowej.

Metody te mo na podzieli na dwie grupy:

a)

metody umo liwiaj ce ocen stopnia zadymienia spalin na podstawie

zmniejszenia ich przezroczysto ci (pomiary bezpo rednie). Słu do tego

dymomierze firmy: Schweitzer Brown, Volvo, Hartridge.

b)

metody pomiaru stopnia zadymienia spalin polegaj ce na okre laniu

zawarto ci cz stek sadzy w spalinach (pomiary po rednie). Stosowane s przy

tym dymomierze firm: Saurer, Bosch, von Brand, JaMZ, PAL-NC112 itp.

8.

Ocena stanu technicznego silnika na podstawie wyników pomiaru stopnia

zadymienia spalin polega na porównaniu ich z warto ciami

dopuszczalnymi. Jednak e dla wi kszo ci typów silników warto ci te nie

s ustalone. Na ogół producenci dymomierzy podaj orientacyjne

warto ci dopuszczalne stopnia zadymienia spalin. Na przykład wg Boscha

s one podane w zale no ci od mocy silnika

Moc silnika

[kW]

22...51

51...88

88...125

125...162

162...198

Granica

dymienia

[%]

70...60

65...55

62...52

60...50

55...45

Wszystkie omówione dotychczas parametry s ogólnymi diagnostycznymi

parametrami stanu technicznego silnika.

6

9.

Wła ciwe działanie układu zasilania w du ym stopniu zale y od

poprawnego funkcjonowania pompy zasilaj cej. W procesie eksploatacji,

na skutek zu ycia cz ci i utraty szczelno ci, nast puje zmniejszenie

wydajno ci pompy zasilaj cej. Jednocze nie w wyniku zanieczyszczenia

si wkładów filtruj cych, a zwłaszcza filtrów dokładnego oczyszczania

oraz przewodów paliwowych, wzrastaj opory przepływu. Jest to

przyczyn spadku ci nienia tłoczenia pompy.

Rys. 2 SCHEMAT SPRAWDZENIA WSKA NIKÓW STANU

TECHNICZNEGO UKŁADU NISKIEGO CI NIENIA.

60

0

Mm

Rys. 2

1 – pompa zasilaj ca,

2 – filtr dokładnego oczyszczania,

3 – pompa wtryskowa,

4 – zawór przelewowy,

5 – ruba do odpowietrzania,

6, 14 – przewody kontrolne,

7, 10 – naczynia pomiarowe,

8, 9 – manometr,

11 – paliwowy przewód zasilaj cy,

12 – paliwowy przewód tłoczenia,

13 – przewód paliwowy odprowadzaj cy nadmiar paliwa.

7

10.

Wła ciwe funkcjonowanie silnika wysokopr nego w znacznym stopniu

zale y od jako ci rozpylenia dawki paliwa, to znaczy od prawidłowej

pracy wtryskiwaczy. Stan techniczny wtryskiwaczy mo na okre li na

podstawie:

-

obserwacji ich pracy,

-

pomiaru ci nienia wtrysku,

-

próby ich szczelno ci,

-

kontroli jako ci i k ta rozpylenia strugi paliwa.

Do pomiaru ci nienia wtrysku bez wymontowania wtryskiwaczy z silnika

słu y przyrz d Iniectester firmy Dunedin, wł czany mi dzy sekcj tłocz c

pompy wtryskowej i badany wtryskiwacz.

Rys. 3 PRZYRZ D INIECTESTER FIRMY DUNEDIN

Do najcz stszych przyczyn nieprawidłowej pracy wtryskiwaczy nale

niesprawno ci rozpylaczy:

Podczas eksploatacji, w wyniku procesów tarciowych, cieplnych i

hydrodynamicznych, nast puje stopniowe zmniejszenie szczelno ci rozpylaczy.

Nieszczelno cz ci prowadz cej iglicy rozpylacza powoduje zwi kszenie strat

szczelinowych. Na skutek tego zmniejsza si dawka wtryskiwanego paliwa.

Efektywno pracy silnika wysokopr nego zale y od doprowadzenia do

wtryskiwacza w okre lonym czasie i pod odpowiednim ci nieniem dokładnie

odmierzonych dawek paliwa. Wynikaj ce st d zadania wypełnia pompa

wtryskowa.

12. Stan techniczny pompy wtryskowej ocenia si na podstawie:

ogl dzin zewn trznych,

8

kontroli szczelno ci sekcji tłocz cych i zaworków odcinaj cych,

sprawdzenia k ta wyprzedzenia wtrysku (chwili pocz tku wtrysku),

pomiaru wydatku sekcji tłocz cych,

sprawdzenia działania regulatora pr dko ci obrotowej,

kontroli stanu zespołów pomocniczych (przestawiacza pocz tku wtrysku,

regulatora k ta wyprzedzenia wtrysku itp.).

Stosowane metody oceny stanu technicznego pompy wtryskowej umo liwiaj

wykonanie tych sprawdze cz ciowo bezpo rednio na poje dzie.

Rys. 4 SCHEMAT PODŁ CZENIA PRÓBNIKA CI NIENIA

SZCZYTOWEGO DO KONTROLI CI NIENIA TŁOCZENIA.

(bez zdejmowania pompy wtryskowej z kadłuba silnika; wtryskiwacz pozostaje

nadal przył czony do ko ca przewodu wysokiego ci nienia)

13. K t wyprzedzenia wtrysku mo na mierzy ró nymi metodami. Jedna z nich

polega na natryskiwaniu paliwa na wieniec koła zamachowego. Ta metoda

okre lania k ta wyprzedzenia wtrysku mo e by zastosowana w tych silnikach,

które maj łatwo dost pne koło zamachowe o du ej rednicy.

Rys. 5 SCHEMAT KONTROLI CHWILI WTRYSKU METOD

NATRYSKU NA WIENIEC KOŁA ZAMACHOWEGO.

9

Rys. 5

1. koło zamachowe,

2. wska nik,

3. pompa wtryskowa,

4. wtryskiwacz.

Inn konstrukcj przyrz du do pomiaru k ta wyprzedzenia wtrysku i

pr dko ci obrotowej pokazuje (rys. 4). Jest to przyrz d Monoflach – Dieseltester

austriackiej firmy AVL.

Rys. 6 SCHEMAT PRZYRZ DU DO POMIARU K TA

WYPRZEDZENIA WTRYSKU BEZPO REDNIO NA SILNIKU.

Rys. 6

1. blok pr dowo – pomiarowy,

2. piezokwarcowy czujnik ci nienia,

3. lampa stroboskopowa.

10

Pomiar warto ci dawek paliwa, odmierzanych przez poszczególne sekcje

tłocz ce pompy wtryskowej, mo na wykona bez jej wymontowywania z

silnika. W tym celu przy okre lonej pr dko ci obrotowej wału korbowego i w

okre lonym przedziale czasu nale y zmierzy ilo paliwa wypływaj c z

wykr conego wtryskiwacza do naczynia pomiarowego.

II. ZAPOBIEGANIE NIEDOMAGANIOM UKŁADU ZASILANIA

SILNIKA WYSOKOPR

NEGO.

• Zasadnicze czynno ci wchodz ce w zakres obsługi technicznej układu

zasilania silników wysokopr nych mo na okre li nast puj co:

• zapewnienie bezwzgl dnej czysto ci paliwa. Paliwo nale y nalewa do

zbiorników dopiero po odstaniu i przez filtr,

• wkłady filtruj ce nale y przemywa w benzynie lub nafcie, a

nast pnie przedmuchiwa spr onym powietrzem (nie u ywa do

czyszczenia wkładów szczotek drucianych),

• zbiornik paliwa powinien by zawsze napełniony przynajmniej do

połowy (przy pobieraniu paliwa ze zbiornika opró nionego ju w

2

/

3

do układu zasilania zaczynaj przenika zanieczyszczenia osadzaj ce

si na dnie zbiornika),

• zwraca uwag na mo liwe przecieki paliwa (szczelno ) we

wszystkich poł czeniach układu zasilania. Nie nale y wygina zbyt

silnie przewodów paliwa, zwłaszcza wysokiego ci nienia. Uszczelki

zł cz powinny by prawidłowo zało one. Nie nale y stosowa

uszczelek zu ytych, lecz mie zawsze odpowiedni zapas nowych,

• w okre lonym czasie (co 350

÷

400 godzin pracy) wymieni olej w

kadłubie pompy wtryskowej i regulatorze. Okresowo sprawdza

poziom oleju w tych podzespołach i w razie potrzeby uzupełnia

ubytek oleju,

• okresowo (dla nowych wtryskiwaczy nie rzadziej ni co 100

÷

120

godzin pracy) sprawdza regularno pracy wtryskiwaczy (pompo –

wtryskiwaczy), w razie potrzeby przeprowadzi regulacj lub

wymian ,

11

• okresowo sprawdza urz dzenie wtryskowe na wytwarzane przez nie

najwi ksze ci nienie,

• okresowo sprawdza wielko skoku z batki steruj cej pompy (pompo

– wtryskiwaczy) i prac regulatora,

• zwraca uwag na zabarwienie gazów spalinowych (dymienie).

WNIOSKI:

Najbardziej skomplikowanymi i jednocze nie precyzyjnymi elementami

układu zasilania silnika wysokopr nego s pompa wtryskowa i wtryskiwacze.

Pompa wtryskowa i wtryskiwacz pracuj przy bardzo wysokich ci nieniach,

dlatego te dokładno ich wykonania jest bardzo wysoka. Aby zapobiec

przedwczesnemu zu yciu tak dokładnie wykonanych cz ci, olej nap dowy

dostarczany do pompy wtryskowej powinien by bezwzgl dnie czysty, bez

jakichkolwiek zanieczyszcze mechanicznych.

Z uwagi na potrzeb ochrony rodowiska atmosferycznego przed

toksycznymi w glowodorami zaadsorbowanymi przez sadz wprowadzono

przepisami dopuszczaln granic stopnia zadymienia spalin. W zwi zku z tym,

obok wizualnej oceny spalin silnika wysokopr nego, nale y dokonywa

pomiaru zadymienia w celu skontrolowania wielko ci emisji sadzy.

Obecnie w najnowszych rozwi zaniach układów zasilania silników

wysokopr nych d

c do mniejszej emisji spalin oraz jeszcze lepszego spalania

mieszanki stosuje si system wtryskowy COMMON RAIL.