Глава 5 использование результатов исследований и их технико-экономическая оценка

5.1 Результаты эксплуатационных испытаний

5.2 Разработка технологии и алгоритмов диагностирования микропроцессорных систем управления с использованием догружателя

Экспериментально при помощи догружателя нами были исследованы взаимосвязи технического состояния систем ДВС и изменения баланса мощности индикаторной и мощности механических потерь. В результате получен алгоритм диагностирования ДВС по тестовому контролю правильности функционирования систем ДВС. Который представлен на рисунках 3, 4, 5.

Рисунок 3 - Первая часть алгоритма диагностирования ДВС

На рисунках 3, 4, 5 имеются условные обозначения: ИФ - индикатор форсунок; К=0 – все цилиндры в работе; К=1 – один цилиндр выключен из работы; К^рег – необходимо отключить для 4-х цилиндрового ДВС три цилиндра (4-3), (6-4), (8-6); Д=0 – дроссельная заслонка полностью открыта; Д→min – дроссельная заслонка во время теста должна быть открыта полностью; Д=100% - дроссельная заслонка закрыта полностью; ИС - индикатор синхронизации; К^рег2 – нагрузка, которая определяется опытным путем на эталонном двигателе; t^а - время включения форсунок электронным блоком управления (ЭБУ); t^р - время включения форсунок прибором – догружателем [1].

В ромбе - представлены тесты, которые задаются условиями: степенью открытия дроссельной заслонки, частотой вращения коленчатого вала ДВС, числом выключенных цилиндров, либо действиями оператора-диагноста.

В прямоугольнике – представлены возможные неисправности систем ДВС. В треугольнике – представлены действия, необходимые для устранения неисправностей.

Стрелки показывают последовательность выполнения алгоритма.

Рисунок 4 - Вторая часть алгоритма диагностирования ДВС

При исправности всех систем ДВС диагностирование осуществляется только по вертикальной цепочке и происходит контроль на соответствие исправного состояния.

При какой-либо неисправности используются горизонтальные цепи диагностирования. Алгоритм также представляет собой направления дальнейших исследований при разработке данной темы.

Последовательность диагностирования по алгоритму

1. Подключить догружатель в соответствие со схемой и методикой [1]. Включить зажигание. Не запуская двигатель проверить, светятся ли индикаторы – желтый и зеленый в месте подсоединения сетевого провода к прибору (рисунок 5).

Рисунок 5 - Индикаторы – желтый и зеленый в месте подсоединения сетевого провода к прибору

Включите зажигание. Запустите диагностическую программу на рабочей панели рисунок 6.

Рисунок 6 – Ярлык запуска диагностической программы

При запуске диагностической программы появится интерфейс рисунок 7.

Рисунок 7 – Интерфейс диагностической программы

Снизу видно «статус ЭБУ» – «Не подключено». Для подключения связи прибора с компьютером необходимо в верхней части интерфейса нажать на иконку «Связь с ЭБУ» рисунок 7. В результате появится две команды: «Подключить» и «Отключить». Выбираем команду «Подключить» рисунок 8.

Рисунок 8 – Выбор команды «Подключить»

После подключения должны появиться контрольные параметры работы двигателя:

Обороты – частота вращения коленчатого вала двигателя, мин^-1

Температура – температура охлаждающей жидкости, ⁰С

Дроссель – процент открытия дроссельной заслонки, %

Поправка УОЗ – поправка угла опережения зажигания, град

Положение РДВ – положение регулятора добавочного воздуха, шагов

Расход топлива – л/ч

Расход воздуха – кг/ч

Коррекция топливоподачи

УОЗ – град

Также в нижнем углу интерфейса, напротив «Статуса ЭБУ» высветится команда – «Подключено» рисунок 9.

Рисунок 9 – Команда «Подключено»

Запустить двигатель и установить чвкв двигателя в соответствие с требованиями нормативно-технической документации для режима холостого хода, чвкв должна соответствовать 800-880 мин^-1. После чего начинают процесс диагностирования.

1. Начинают процесс диагностирования с общей проверки цилиндров на холостом ходу. Проводят испытания цилиндрового баланса. Для чего мышкой нажимают на команду «Испытания» и выбирают «Баланс» рисунок 10.

Рисунок 10 – Проведение теста «Баланс»

После нажатия на команду «Баланс» появляется иконка рисунок 11. На иконке имеются кнопки «Старт» и «Закрыть».

Рисунок 11 – Иконка, высвечивающаяся при выборе команды «Баланс»

Нажимаем кнопку «Старт». Тест «Баланс» при этом проводится автоматически рисунок 12. Внимание! В момент проведения теста «Баланс» нельзя нажимать на педаль газа, иначе результат проверки будет недостоверен.

Рисунок 12 – Автоматическая реализация теста «Баланс»

После полного завершения теста «Баланс» появляются полученные результаты рисунок 13. Из представленных данных видно: 1 цилиндр – 74,07%, 2 цилиндр – 100,00%, 3 цилиндр – 100,00%, 4 цилиндр – 74,07%. Отклонение между отдельными цилиндрами не должно превышать 5%. Как видно из проведенного теста на данном двигателе – 1 и 4 цилиндры показали отклонение в 26%. Данный результат существенно превышает минимально допустимое отклонение. Можно сделать вывод: 1 и 4 цилиндры неисправны. Однако причин неисправности цилиндров может быть четыре: 1. система зажигания; 2. цилиндропоршневая группа и газораспределительный механизм; 3. подсос воздуха; 4. неравномерность подачи топлива (подтекание форсунки или засорение ее канала).

Рисунок 13 - Полученные результаты после полного завершения теста «Баланс»

Сравнить показания отклонения чвкв ДВС при отключении каждого цилиндра (эффективность работы цилиндров ДВС) между собой. У исправных цилиндров падение чвкв происходит на одну и ту же величину. Максимальный разброс падения чвкв не должен превышать 25%. Если чвкв отдельных цилиндров снизилась менее чем на 25% по отношению к цилиндру, дающему самое высокое отклонение чвкв, то этот цилиндр считается не работоспособным на режиме холостого хода. Причины, которые привели данные цилиндры в неработоспособное состояние, приведены в прямоугольнике 2 алгоритма. Для оценки неравномерности пропускной способности форсунок необходимо провести тест IV. Для этого необходимо нагрузить регламентированной нагрузкой неработоспособный (тестируемый) цилиндр. Регламентированная нагрузка обеспечивается полным отключением части цилиндров двигателя (например, для 4-х цилиндрового двигателя отключить 3 цилиндра кроме тестируемого) рисунок 14. Необходимая чвкв ДВС 3600 мин^-1 обеспечивается степенью открытия дроссельной заслонки.

Рисунок 14 – Проведение теста на определение пропускной способности форсунок

Выключить из работы тестируемый цилиндр и вместо него включить в работу один из работоспособных цилиндров рисунок 15.

Рисунок 15 – Включение в работу второго цилиндра

Если чвкв ДВС при заданной нагрузке у работоспособного цилиндра осталась такой же, как и у тестируемого (отличия не превышают 200 мин^-1), то причины неработоспособности тестируемого цилиндра указаны в прямоугольнике 3. В противном случае неработоспособность тестируемого цилиндра связана и с неравномерностью пропускной способности форсунок этих цилиндров.

11. После промывки форсунок проводят тест III для ранее неработоспособных цилиндров. При низкой эффективности работы тестируемых цилиндров переходят к оценке качества изоляции элементов системы зажигания.

12. Качество изоляции высоковольтных цепей системы зажигания оценивается тестем V. Для этого необходимо отключить 3 цилиндра кроме тестируемого для 4-х цилиндрового двигателя, открыть при этом дроссельную заслонку на угол, соответствующий минимально устойчивой частоте вращения коленчатого вала двигателя. Резко полностью открыть дроссельную заслонку. Если при этом ДВС начинает повышать чвкв, то качество изоляции удовлетворительное. Если же ДВС останавливается, то нарушена изоляция элементов системы зажигания, обеспечивающих работу тестируемых цилиндров. Неисправный элемент находится методом последовательной замены или перестановки подозреваемых элементов системы зажигания на заведомо исправные. После замены или перестановки каждого подозреваемого элемента проводят тест V. Этот тест позволяет оценить целесообразность замены или перестановки конкретного элемента системы зажигания (катушки, свечи, свечного провода). При удовлетворительном качестве изоляции элементов системы зажигания, но низкой эффективности работы цилиндров ДВС возможны неисправности указанные в прямоугольнике 4 алгоритма (рисунок 4).

13. Для выявления подсосов воздуха за дроссельное пространство системы питания необходимо выполнить тест VI. Для этого необходимо выключить из работы три цилиндра кроме тестируемого и установить чвкв ДВС 1600 мин^-1 (положением дроссельной заслонки).

14. Обогатить топливно-воздушную смесь установкой «ТВС» (например, как показано на рисунке 16, значение ТВС соответствует 0,15) до достижения чвкв ДВС 1400 мин^-1.

Рисунок 16 – Проведение теста на определение подсоса воздуха

15. Выключить из работы цилиндр с предполагаемым подсосом воздуха. Для этого необходимо соответствующую ему кнопку перевести в положение «вкл», кнопка с номером отключенного цилиндра загорится красным цветом рисунок 16.

16. Запомнить значение снижения чвкв ДВС и включить в работу отключенный цилиндр.

17. Операции 15 и 16 повторить для работоспособного цилиндра. Если падение чвкв ДВС у тестируемого цилиндра оказалось больше, чем у работоспособного, то имеет место подсос воздуха во впускной коллектор тестируемого цилиндра.

18. Для проверки форсунок на герметичность необходимо провести тест VII (рисунок 4). Для этого необходимо установить чвкв ДВС 1600 мин^-1 (положением дроссельной заслонки).

19. Обеднить топливно-воздушную смесь установкой «ТВС» (например, как показано на рисунке 17, значение ТВС соответствует -0,10) до достижения чвкв ДВС 1400 мин^-1.

Рисунок 17 – Проведение теста на определение герметичности форсунок

20. Выключить из работы цилиндр, у форсунки которого предполагается нарушение герметичности. Для этого необходимо соответствующую ему кнопку перевести в положение «вкл», кнопка с номером отключенного цилиндра загорится красным цветом рисунок 17.

21. Запомнить снижение чвкв ДВС и включить в работу отключенный цилиндр.

22. Операции 20 и 21 повторить для работоспособного цилиндра. Если падение чвкв ДВС у тестируемого цилиндра оказалось больше, чем у работоспособного, то у форсунки тестируемого цилиндра нарушена герметичность (прямоугольник 6). В противном случае неисправность связана с негерметичностью камеры сгорания этого цилиндра (прямоугольник 7).

23. Для проверки качества изоляции элементов системы зажигания работоспособных цилиндров, прошедших тест III, необходимо для каждого из них провести тест V (рисунок 4).

24. Для проверки работоспособности датчика кислорода необходимо провести тест VIII. Для этого необходимо установить чвкв ДВС 1600 мин^-1.

25. Обогатить топливно-воздушную смесь установкой «ТВС» до максимально возможной чвкв ДВС. Если прирост чвкв ДВС составит 150-200 мин^-1, то датчик кислорода исправен (рисунок 4).

Рисунок 5 - Третья часть алгоритма диагностирования ДВС

28. Проверка работоспособности системы впрыска на режиме холостого хода осуществляется тестом Х (рисунок 5). На режиме холостого хода необходимо отключить половину цилиндров ДВС. Если чвкв ДВС изменится более чем на 10%, то система холостого хода ДВС неисправна. Необходимо проверить техническое состояние ЭБУ и (или) шагового двигателя.

29. Тест XI проводится для выявления неисправностей, ограничивающих максимальную мощность ДВС. Перед проведением этого теста необходимо предварительно определить опытным путем в процессе испытания исправного (эталонного) ДВС регламентированную нагрузку ( ), при которой его коленчатый вал ДВС, при полном открытии дроссельной заслонки, вращается с чвкв ДВС равной 0,8 номинальной чвкв ДВС, установленной для него заводом изготовителем (рисунок 5).

30. При проведении теста XI последовательно отключают цилиндры двигателя (полностью и частично), кроме тестируемого цилиндра и одновременно увеличивают степень открытия дроссельной заслонки. Выходят на режим регламентированной нагрузки с полностью открытой дроссельной заслонкой. Если ДВС развивает установленную для этого теста чвкв, то ДВС находится в технически исправном состоянии и его диагностирование на этом заканчивается. Если же ДВС не развивает установленную чвкв (0,8 номинальных) при тестировании какого-то цилиндра ДВС, то возможная неисправность указана в прямоугольнике 9. Если же все цилиндры ДВС не смогли обеспечить в ходе их последовательного тестирования установленную чвкв, то возможные неисправности указаны в прямоугольнике, обозначенном цифрой 8 (рисунок 5).

31. Для оценки пропускной способности воздушного фильтра необходимо выполнить тест XII для любого цилиндра ДВС. Этот тест аналогичен тесту XI, но проводится со снятым воздушным фильтром рисунок 18.

Рисунок 18 - Оценка пропускной способности воздушного фильтра

Разница в чвкв ДВС, полученная при сравнении результатов тестирования цилиндра без снятого и со снятым воздушным фильтром не должна превышать 200 мин^-1.

32. Работоспособность системы впрыска топлива при работе ДВС на номинальном режиме оценивается тестом XIII. Для его проведения необходимо вывести любой из цилиндров ДВС на тестовый режим XI. Обогатить топливно-воздушную смесь установкой «ТВС» до максимально возможной чвкв ДВС.

33. Поменять длительность времени включения в сторону уменьшения и увеличения. Если при этой операции чвкв ДВС превысит достигнутое первоначально значение, то система впрыска топлива неисправна (рисунок 5).

34. Тест XIV аналогичен тесту XI, но проводится после отсоединения приемной трубы от выпускного коллектора двигателя. Если при проведении теста XIV для одного из цилиндров двигателя была получена большая чвкв ДВС, чем при проведении теста XI для этого же цилиндра, то тракт системы выпуска имеет повышенное сопротивление. В противном случае неисправен газораспределительный механизм (рисунок 5).

Испытания ЭБН. Для испытания ЭБН (на определение пониженной подачи топлива) необходимо выключить топливоподачу полностью во все цилиндры кроме одного (на рисунке 19 – второго цилиндра). И максимально нажать и удерживать педаль газа. Запомнить чвкв. Для данного ДВС на рисунке 19 чвкв составила 3320 мин^-1.

Рисунок 19 - Испытания ЭБН при выключении топливоподачи

Далее необходимо выключить искрообразование полностью во все цилиндры кроме одного (на рисунке 20 – второго цилиндра). И максимально нажать и удерживать педаль газа. Запомнить чвкв. Для данного ДВС на рисунке 20 чвкв составила 3920 мин^-1.

Рисунок 20 - Испытания ЭБН при выключении искрообразования

Для исправного ДВС значение чвкв при выключении подачи топлива (рисунок 19) всегда меньше, чем для случая выключения искрообразования (рисунок 20). Объясняется это тем, что во втором случае топливо поступает во впускной коллектор от четырех работающих форсунок и его хватает в избытке для роста чвкв. При выключении топливоподачи топлива соответственно меньше и роста чвкв не наблюдается.

Однако с понижением подачи ЭБН (износ ЭБН) наблюдается обратная ситуация. При отключении топливоподачи ДВС развивает большую чвкв, т.к. работает только одна форсунка. При отключении искрообразования все четыре форсунки обеспечивают подачу топлива и быстро опустошают топливную рампу, что приводит к снижению чвкв, относительно отключения топливоподачи.

Испытания на время выбега. При проведении данного теста оставляют в работе все цилиндры. Устанавливают «Нижний порог» чвкв на уровне 1000 мин^-1 и «Верхний порог» на уровне 3500 мин^-1 рисунок 21.

Рисунок 21 – Установка значений «Нижнего порога» и «Верхнего порога» чвкв

Далее нажимают кнопку «Старт» рисунок 22. Появляется надпись «Поднимите обороты двигателя выше верхнего порога».

Рисунок 22 – Надпись «Поднимите обороты двигателя выше верхнего порога»

При достижении значения чвкв «Верхнего порога» оно загорается красным цветом и появляется надпись «Отпустите педаль газа» рисунок 23.

Рисунок 23 - Надпись «Отпустите педаль газа»

После того, как отпускается педаль газа, программа в автоматическом режиме подсчитывает время выбега и оно появляется на экране рисунок 24.

Рисунок 24 – Окончание теста «Выбег» с фиксацией времени

Таблица 3.4 – Технология диагностирования ДМРВ

№ Операции	Выполняемая операция	Трудоемкость, мин	Оборудование
1.	Прогрев блока	10	-
2.	Снятие датчика с контролируемого автомобиля	1	отвертка
3.	Установка датчика на стенд	-	отвертка
3.1	Присоединение патрубков	0,5	отвертка
3.2	Присоединение разъема	0,5	-
4.	Включение электродвигателя вентилятора	0,1	-
5.	Испытания	-	-
5.1	10% открытия заслонки, снятие показаний	0,5	-
5.2	20% открытия заслонки, снятие показаний	0,5	-
5.3	30% открытия заслонки, снятие показаний	0,5	-

Продолжение таблицы 3.4

5.4	30% открытия заслонки, снятие показаний	0,5	-
5.5	50% открытия заслонки, снятие показаний	0,5	-
5.6	60% открытия заслонки, снятие показаний	0,5	-
5.7	70% открытия заслонки, снятие показаний	0,5	-
5.8	80% открытия заслонки, снятие показаний	0,5	-
5.9	90% открытия заслонки, снятие показаний	0,5	-
5.10	100% открытия заслонки, снятие показаний	0,5	-
6	Принятие решения о техническом состоянии ДМРВ	-	-
7 Общая трудоемкость		17,1