Определение момента начала впрыска топлива при помощи прибора КИ-4890-ГОСНИТИ

Стробоскопический прибор КИ-4890 предназначен для определения момента начала и продолжительности впрыска топлива форсунками на работающем двигателе, частоты вращения коленчатого вала и производительности насосных элементов. Кроме того, им определяют степень пробуксовки муфты сцепления при испытании двигателя на тормозной установке. Действие прибора основано на стробоскопическом эффекте (восприятии человеческим глазом в неподвижном виде отдельных фаз движущейся среды или вращающейся системы).

Прибор КИ-4890 смонтирован на полупроводниковых элементах и состоит из главного блока, блока датчика, блока вспышки, камеры впрыска и секундомера.

Главный блок служит для усиления и формирования сигналов, поступающих с датчика. На лицевой панели главного блока расположены: тумблер 2 «сеть»-«выкл.» для включения питания, тумблер 4 «скорость»-«фаза» для переключения прибора при измерении соответствующего параметра, сигнальная лампочка 1 «сеть» и стрелочный индикатор 3 для регистрации измеряемого параметра. На задней панели имеются штепсельные разъемы для подключения блока вспышки и блока датчика.

Блок датчика предназначен для получения сигнала, синхронного с частотой вращения коленчатого вала, и для совмещения задающего сигнала с в. м. т. поршня проверяемого цилиндра. Он включает в себя неподвижный корпус 1  и подвижной корпус 2 с риской, лимб 5, индуктивную катушку 3, ось 7, внутренний диск 8 с закрепленным на нем магнитом 4 и внешний диск 5 с риской 9. Блок датчика соединяется с главным блоком штепсельным разъемом 1L

Для совмещения задающего сигнала с в. м. т. поршня на лимбе нанесена нулевая отметка, а на подвижном корпусе имеется риска, расположенная относительно оси индуктивной катушки под углом 25°. При сборке блока датчика на заводе-изготовителе нулевую отметку лимба совмещают с риской подвижного корпуса и закрепляют лимб на корпусе двумя винтами.

Привод датчика прибора осуществляется с помощью кулачкового вала топливного насоса. Для установки блока датчика на двигатель имеется набор переходных колец, на каждом из которых обозначена марка двигателя.

Блок вспышки служит для получения стробоскопического эффекта. Он снабжен окном с линзой для освещения нужного объекта (в данном случае камеры впрыска), ручкой управления, предназначенной для нахождения фазового сдвига исследуемого сигнала, и штепсельным разъемом для соединения данного блока с главным блоком прибора.

Камера впрыска включает в себя цилиндр 1 для наблюдения за фазами впрыскиваемого топлива и мерный стакан 2 с двумя рисками (нижней — «начало отсчета» и верхней — «конец отсчета») для определения производительности насосных элементов. Цилиндр 1 и стакан 2 выполнены из прозрачного материала и закреплены между основаниями 4 и 8. В основании 4 имеется отверстие для установки форсунки 5 и заполнения цилиндра 1 дизельным топливом (перед началом измерения параметров впрыска топлива). Форсунка крепится к основанию 4 на двух стержнях 6 гайками 7. В нижней части камеры впрыска имеется кран 3, предназначенный для подачи топлива в мерный стакан при измерении производительности насосных элементов (положение /) и для слива топлива из стакана.

Прибор работает следующим образом.

При вращении диска 8 с магнитом в моменты прохождения магнита мимо индуктивной катушки в ее обмотке возбуждаются синусоидальные электрические (э. д. с. самоиндукции) сигналы, которые подаются на вход усилителя главного блока. Усиленные сигналы далее поступают на вход ждущего мультивибратора, преобразующего синусоидальные сигналы в сигналы прямоугольной формы. При измерении частоты вращения коленчатого вала мультивибратор вырабатывает сигнал постоянной длительности и амплитуды. При этом показание стрелочного индикатора зависит только от частоты входных импульсов, т. е. прибор регистрирует частоту вращения кулачка датчика.

При измерении фазовых параметров, в частности момента начала впрыска топлива, длительность импульсов ждущего мультивибратора регулируется резистором, находящимся в блоке вспышки. Меняя длительность импульсов ждущего мультивибратора и одновременно просвечивая лампой вспышки камеру впрыска, можно фиксировать как начало, так и конец впрыска топлива форсункой. Началу впрыска соответствует неподвижное изображение части струи топлива (высотой 1—1,5 мм) около донышка распылителя, а концу впрыска — изображение струи, как бы оторванной от распылителя (между донышком распылителя и концом струи виден зазор в 1—1,5 мм). При совмещении задающего импульса с в. м. т. поршня проверяемого цилиндра прибор позволяет определять фазовые параметры относительно любого положения коленчатого вала. Задающий импульс совмещают с в. м. т. поршня любого из цилиндров проверяемого двигателя, поворачивая при помощи рукоятки 10 корпус 2 датчика относительно корпуса 1.

Техническая характеристика прибора КИ-4890

Пределы измерения:

частоты вращения коленчатого вала, об/мин ....................................0—2000

фазовых параметров, град................0—720

производительности, сма/мин..............0—100

Погрешности измерения:

частоты вращения коленчатого вала, % 2,5

фазовых параметров, град................2

производительности, % ..................1»5

Напряжение питания, В........................220

Частота, Гц......................................50

Потребляемая мощность, Вт....................20

Габариты футляра, мм..........................500x320x200

Масса, кг .........................19

При помощи описанного устройства момент начала впрыска топлива определяют в таком порядке.

Соединяют кабелями блок вспышки прибора и блок датчика с главным блоком. Устанавливают ручки управления главным блоком в исходное положение: ручку тумблера «сеть»-«выкл.» в положение «выкл.»; ручку тумблера «скорость»-«фаза» в положение «скорость». Устанавливают ручку на блоке вспышки в крайнее положение, повернув ее против хода часовой стрелки. Включают вилку прибора в сеть переменного тока напряжением 220 В.

Устанавливают блок датчика на двигатель, для чего выполняют следующие операции.

1. Открывают люк крышки шестерен распределения; у двигателей СМД-14, СМД-14А снимают счетчик мото-часов, отсоединяют скобу привода счетчика, не нарушая установки угла опережения впрыска топлива. Для этого сначала вывертывают один болт крепления шли-цевого фланца к ступице шестерни привода топливного насоса, ослабляют крепление другого конца скобы и, отведя скобу в сторону, ввертывают болт на место.

2. Устанавливают поршень первого цилиндра в в. м. т., вращая коленчатый вал по ходу часовой стрелки, и соединяют блок датчика с приводом кулачкового вала топливного насоса так, чтобы риска на диске 5 была хорошо видна.

3. Закрепляют блок датчика с переходным кольцом на крышке шестерен распределения болтами и вращением лимба с корпусом 2 против хода часовой стрелки при помощи рукоятки 10 совмещают нулевую отметку первого цилиндра на лимбе с риской 9 диска 5.

При установке датчика на двигатели типа Д-50 и Д-48 лимб устанавливают в такое положение, чтобы нулевая отметка на лимбе отстояла вправо от риски 9 на диске 5 на 7°30', т. е. чтобы между осью индуктивной катушки и риской 9 был угол 17°30' (25° — 7°30')- Это обусловлено тем, что при совмещении отверстия в маховике с установочной шпилькой поршень первого цилиндра у указанных типов двигателей находится в положении, соответствующем 15° до в. м. т. по углу поворота коленчатого вала или 7°30' по углу поворота кулачкового вала топливного насоса.

Устанавливают камеру впрыска на двигатель в таком порядке.

1. Заполняют стакан камеры впрыска дизельным топливом через отверстие в основании для установки форсунки.

2. Устанавливают в отверстие основания форсунку, отрегулированную на 170 кгс/см2 — при проверке двигателя с непосредственным впрыском или на 125 кгс/см2 — при проверке двигателя с разделенной камерой сгорания.

3. Ручку крана устанавливают в положение 1.

4. Отсоединяют топливопровод высокого давления от 1-й секции топливного насоса и с помощью топливопровода присоединяют к ней камеру впрыска.

Запускают двигатель. Устанавливают номинальную частоту вращения коленчатого вала, для чего ручку тумблера «сеть»-«выкл.» переводят в положение «сеть» и, наблюдая за показаниями прибора, при помощи рычага управления двигателем устанавливают необходимую частоту вращения коленчатого вала.

Определяют момент начала впрыска топлива проверяемой секцией топливного насоса в такой последовательности.

1. Устанавливают ручку тумблера «скорость»-«фаза» в положение «фаза».

2. Освещают камеру впрыска лампой блока вспышки и, плавно поворачивая ручку на блоке вспышки, добиваются такого момента, при котором в центре торца распылителя будет видно начало струи впрыскиваемого топлива.

3. По показанию прибора фиксируют угол начала впрыска топлива.

Переводят ручку тумблера «сеть»-«выкл.» в положение «выкл.», а ручку тумблера «скорость»-«фаза» в положение «скорость».

Определяют момент начала впрыска топлива 4-й секцией топливного насоса. Для этого выполняют следующие операции.

1. Останавливают двигатель, отсоединяют камеру впрыска от 1-й секции и присоединяют ее к 4-й секции.

Проверка момента начала впрыска топлива форсункой прибором КИ-4890: 1 — блок датчика; 2 — камера впрыска; 3 — блок вспышки.

Номинальные и допустимые в эксплуатации значения углов опережения впрыска топлива (по данным Ю. К. Бобкова)

Марка двигателя

Марка топливного иасоса

Углы опережения впрыска топлива, град, до в. м. т. поршня

номинальные j допустимые

СМД-14, СМД-14А

Л4ТН-8,5Х10

5-7

4—8

Д-54А

4ТН-8.5Х10Т

4-6

3—7

Д-50, Д-50Л

УТН-5

3-5

2-6

Д-48Л, Д-48М

48М-4ТН-8,5хЮ

3—5

2-6

Д-37М

УТН-5

15-17

14—18

Д-20

1ТН-8,5хЮА

16-19

15-20

Д-16

Л2ТН-8,5х Ю

6-8

5-9

2. Запускают двигатель и, установив номинальную частоту вращения коленчатого вала, проверяют момент начала впрыска топлива (описано выше).

Если разница углов начала впрыска топлива 1-й и 4-й секциями превышает 4° по углу поворота коленчатого вала, то насос следует отправить в мастерскую. Если же она окажется менее 4°, а абсолютные значения углов начала впрыска выходят за допустимые пределы, приведенные в таблице, необходимо отрегулировать угол начала впрыска (подачи) топлива на тракторе (описано ранее).

При установке на трактор нового или отрегулированного в мастерской топливного насоса момент начала впрыска топлива проверяют лишь по 1-й секции.

К недостаткам описанного устройства относятся неуниверсальность, большая трудоемкость установки и сиятия датчика с трактора, ограниченная область применения. Взамен данного устройства в ГОСНИТИ разрабатывается прибор, при помощи которого можно определять основные параметры технического состояния топливных насосов тракторов всех марок отечественного производства.