ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции

_______________________________________________________________________________________

УДК 629.3

МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ТОПЛИВНОЙ ФОРСУНКИ АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

А. В. Пузаков, кандидат технических наук, доцент

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет», Оренбург, России

Аннотация.В статье рассмотрены неисправности, возникающие в процессе работы электромагнитных топливных форсунок. Для моделирования неисправностей обмотки форсунки последовательно или параллельно ей включается регулируемое активное сопротивление. Представлены результаты изменения напряжения на обмотке в процессе моделирования неисправностей и определены критические значения электрического сопротивления. Полученные результаты могут быть использованы для диагностирования электромагнитных топливных форсунок с помощью индуктивного датчика без снятия с автомобиля.

Ключевые слова: электромагнитная топливная форсунка, неисправность, физическое моделирование, электрическое сопротивление

MODELING OF FAULTS IN THE ELECTROMAGNETIC FUEL INJECTOR OF AN AUTOMOBILE ENGINE

A. V. Puzakov,candidate of technical sciences, associate Professor

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education

«Orenburg State University», Orenburg, Russia

Abstract.The article considers faults that occur during the operation of electromagnetic fuel injectors. To simulate faults in the nozzle winding, an adjustable active resistance is switched on in series or parallel to it. The results of changing the voltage across the winding during the simulation of faults are presented and the critical valuesof the electrical resistance are determined. The results can be used to diagnose electromagnetic fuel injectors using an inductive sensor without removing from the vehicle.

Keywords: electromagnetic fuel injector, fault, physical simulation, electrical resistance.

На долю неисправностей топливной системы приходится около 30% от всех неисправностей электронной системы управления двигателем (ЭСУД)[1, 2, 3, 4, 5, 6]. Отказы ЭМФ приводят к увеличению расхода топлива и токсичности отработавших газов. Существующие способы оценки технического состояния электромагнитных форсунок предполагают проверку их работоспособности на стендах, что связано с повышенной трудоемкостью. Таким образом совершенствование метода диагностирования форсунок непосредственно на двигателе является актуальной задачей.

На рисунке 1 представлена диаграмма распределения неисправностей электромагнитных топливных форсунок автомобильных двигателей.

Рисунок 1 – Распределение неисправностей электромагнитных топливных форсунок автомобильных двигателей

147

Направление 2. Проблемы и перспективы развития транспортного комплекса

_______________________________________________________________________________________

Целью статьи является моделирование неисправностей обмотки электромагнитной топливной форсунки с целью установления критических значений электрического сопротивления, соответствующих исправному состоянию, а также обрыву и замыканию обмотки. Величина выходного напряжения, определенная в процессе эксперимента двумя способами может выступать в роли диагностического параметра технического состояния электромагнитной топливной форсунки.

Экспериментальные исследования производились на специализированном стенде, электрогидравлическая схема которого представлена на рисунке 2 [7, 8, 9].

M1 – электробензонасос; S1, S2 – выключатель; MH1 – манометр; Р1 – ротаметр; ВН1 – вентиль; Ф1, Ф2 – фильтры; PA1 – амперметр; R1, R2 – реостаты; Б1 – бак открытого типа;

Б2 – измерительные емкости; К1 – электромагнитная форсункаSIEMENSVAZ 62; B1 – индуктивный датчик; pS1 – осциллограф; А1 – тестер форсунок ТФ-6.

Рисунок 2 – Электрогидравлическая схема стенда

Эксперимент проводился в следующей последовательности: форсунки соединялись с тестером ТФ-6 с помощью комплектного разъема, далее при помощи топливного насоса создавалось давление в системе, контролируемое по манометру, причем жидкость начинала циркулировать по замкнутому контуру, который включает в себя: насос, рампу с форсунками, регулятор давления, шланги, бак.

Затем на тестере форсунок выбирался необходимый режим проверки, при этом на форсунку поступают тестовые импульсы: 100 импульсов в секунду, 200 импульсов в секунду или непрерывная подача топлива за 1 секунду. Качество распыла и наличие утечек определялось визуально. Объём впрыснутого топлива измерялся по шкале, нанесенной на измерительную ёмкость.

Для моделирования обрыва обмотки электромагнитной топливной форсунки последовательно с ней включается регулируемое активное сопротивление, увеличение которого приводит к снижению потребляемой форсункой силы тока, а так же к снижению её производительности [10].

Измерение параметров работы форсунки диагностировалось индуктивным датчиком и непосредственно цифровым осциллографом (при помощи осциллографических щупов).

148

ОБРАЗОВАНИЕ. ТРАНСПОРТ. ИННОВАЦИИ. СТРОИТЕЛЬСТВО

Сборник материалов III Национальной научно-практической конференции

_______________________________________________________________________________________

Рисунок 3 – Результаты моделирования обрыва обмотки электромагнитной топливной форсунки

При достижении сопротивлением реостата величины кр = 21 Ом форсунка переставала открываться, то есть ее производительность стала равной нулю.

Рисунок 4 – Результаты моделирования замыкания обмотки электромагнитной топливной форсунки

Для моделирования замыканий внутри обмотки электромагнитной топливной форсунки параллельно ей включается регулируемое активное сопротивление, увеличение которого приводит к

открываться, то есть ее производительность стала равной нулю.

149

Направление 2. Проблемы и перспективы развития транспортного комплекса

_______________________________________________________________________________________

Анализируя зависимости, представленные на рисунках 3 и 4, можно сделать вывод что линии тренда имеют одинаковый характер, следовательно оба способа (с помощью датчика и напрямую осциллографом)дают похожие результаты.

Однако следует отметить, что метод с применением индуктивного датчика менее трудоёмкий, и не требует никаких вмешательств в электропроводку автомобиля, так как для подключения осциллографического щупа приходится зачищать проводку, подходящую к электромагнитной форсунке.

Отказы ЭМФ приводят к увеличению расхода топлива и токсичности отработавших газов. Существующие способы оценки технического состояния электромагнитных форсунок предполагают проверку их работоспособности на стендах, что связано с повышенной трудоемкостью. Таким образом совершенствование метода диагностирования форсунок непосредственно на двигателе является актуальной задачей. Одним из диагностических параметров электромагнитной топливной форсунки является величина выходного напряжения, соответствующая моменту открытия. Установлено, что возникновение неисправностей обмотки форсунки приводит к снижению выходного напряжения. Следовательно, с помощью измерения выходного напряжения на автомобиле с помощью индуктивного датчика можно оценить техническое состояние обмотки электромагнитной топливной форсунки.

Библиографический список

1. Плаксин, А.М. Диагностирование электромагнитных форсунок по изменению качественного состава топливной смеси / А.В. Гриценко, К.В. Глемба, Д.Д. Бакайкин, С.П. Хвостов, Д.А. Абросимов, К.А. Цыганов, Д.Б. Власов // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 11 (11). – С. 2380-2384.

2.Березюков, Д.С. Совершенствование диагностирования электромагнитных форсунок бензиновых двигателей на основе оценки их динамической производительности / Д.С. Березюков, А.В. Васильев // Технические инновации. –2012. – № 10 (6). – С. 11-15.

3.Грицай, А.В. Исследование работы инжекторного двигателя с электромагнитными форсунками различного технического состояния / А.В. Грицай // XXI междунар. студ. науч.-практ. конф. – 2014. –№ 6 (21). – С. 109-114.

4. Малахов, А.Ю. Исследование причин выхода из строя топливных форсунок современных автомобилей / А.Ю. Малахов, П.А. Юрин, Т.Е. Лихачева, В.М. Зинченко, О.Н. Трифонов // Вестник Московского автомобильнодорожного государственного технического университета. – 2017. – № 4 (51).– С. 38-47.

5.Бакайкин, Д.Д. Диагностирование электромагнитных форсунок бензиновых двигателей автомобилей, эксплуатируемых в сельском хозяйстве: дис. ... канд. техн. наук: 05.20.03 / Д.Д. Бакайкин. – Челябинск, 2013. –

124с.

6.Исследование влияния загрязнений электромагнитных форсунок на параметры бензиновых двигателей / М.В. Красота, И. В. Шепеленко, А. А. Матвиенко, СооданиСалем М. Муташаир Аль // Конструювання, виробництво та експлуатаціясільськогосподарських машин. – 2013. - Вип. 43(2). – С. 125-134.

7.Насретдинов, Х.Ф. Разработка метода диагностирования элементов топливной системы автомобиля / Д.А. Чернышов, Х.Ф. Насретдинов // Наземные транспортно-технологические средства: проектирование, производство, эксплуатация: материалы II Всерос. науч.-практ. конф. – Чита :ЗабГУ, 2018. – С.146-150.

8.Насретдинов, Х.Ф. Методы оценки технического состояния электромагнитных форсунок бензиновых двигателей / Х.Ф. Насретдинов // Управление качеством в транспортной и социальной сферах: сборник научных трудов транспортного факультета по материалам XL студенческой научной конференции ОГУ. Под редакцией В.И. Рассохи. – Оренбург: ОГУ, 2018. – C. 36-39.

9.Насретдинов, Х.Ф. Исследование параметров электромагнитных форсунок на стенде /Х.Ф. Насретдинов // Управление качеством в транспортной и социальной сферах: сборник научных трудов транспортного факультета по материалам XLI студенческой научной конференции ОГУ. Под редакцией В.И. Рассохи. – Оренбург: ОГУ,

2019. – C. 37-41.

10.Пузаков, А.В. Результаты физического моделирования неисправностей автомобильного электробензонасоса / А.В. Пузаков // Вестник Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета. – 2019. – Т.16. – № 5 (69). – С. 592-604.

150