Проверка и регулировка угла опережения впрыска

Установка угла опережения впрыска топлива проводится для обеспечения правильного соотношения между положением плунжера ТНВД и поршня в цилиндре двигателя во время такта сжатия. Внешними признаками неправильно установленного угла опережения впрыска являются определенные отклонения в работе двигателя: при раннем впрыске двигатель запускается резко, но работает жестко, а при остановке двигателя наблюдается обратный удар; при позднем впрыске двигатель заводится плохо, работает мягко, слабо набирает обороты и не развивает необходимой мощности, дымность отработавших газов увеличивается.

Различают статические и динамический методы установки угла опережения впрыска.

Один из статических методов — установление угла опережения впрыска по определенным меткам. Чтобы определить угол опережения впрыска топлива для многоплунжерных насосов, к штуцеру первой нагнетательной секции вместо трубопровода высокого давления подсоединяют моментоскоп и проворачивают коленчатый вал двигателя до появления в моментоскопе топлива. Моментоскоп представляет собой короткий отрезок топливопровода 3 (рис. 2), соединенный резиновой или пластмассовой трубкой 2 со стеклянной трубкой 1 диаметром 1,0…1,5 мм.

Рис. 2. Схема подключения моментоскопа к ТНВД двигателя: 1 — стеклянная трубка; 2 — трубка; 3 — топливопровод; 4 — гайка

Затем, медленно вращая коленчатый вал, определяют положение, в котором уровень топлива в стеклянной трубке моментоскопа начнет подниматься. После этого вал останавливают и определяют, какая риска с цифрой на маховике совпадает со стрелкой на картере маховика. Метки и риски для определения оптимального угла опережения впрыска топлива находятся на поверхности переднего шкива коленчатого вала (по его окружности, на передней крышке или корпусе двигателя и т.д.), обычно рядом с метками, указывающими положение поршня первого цилиндра в ВМТ. Зафиксированная таким образом величина и будет определять угол опережения впрыска топлива. Если этот угол не совпадает с паспортными данными, в легковых автомобилях отпускают болты крепления насоса высокого давления и проворачивают насос в направлении вращения коленчатого вала.

Другой статистический метод регулировки угла опережения впрыска топлива — изменение положения муфты привода. Он применяется в основном для грузовых автомобилей. Правильность установки угла опережения впрыска топлива проверяют еще раз путем проворачивания коленчатого вала и вторичного контроля совпадения всех меток.

Для двигателей с ТНВД распределенного впрыска наиболее точным методом установки угла опережения впрыска топлива является метод, основанный на использовании индикатора. Для проверки угла опережения проворачивают коленчатый вал двигателя до установки поршня первого цилиндра в положение ВМТ в такте сжатия, выворачивают центральную пробку на распределительной головке ТНВД и вместо нее устанавливают индикатор с удлинительным стержнем (рис. 3).

Рис. 3. Установка индикатора для проверки момента начала впрыска для ТНВД фирмы Bosch: 1 — отверстие вывернутой центральной пробки; 2 — индикатор

Для установки плунжера насоса в крайнее положение поворачивают коленчатый вал двигателя против часовой стрелки на 25…30°, ориентируясь по канавке на шкиве коленчатого вала (поршень при этом устанавливается в положение 25…30° перед ВМТ по углу поворота коленчатого вала двигателя). Стрелку индикатора устанавливают на нуль. Проворачивают коленчатый вал двигателя в ту и другую сторону на небольшие углы. Если плунжер насоса действительно установлен в крайнее положение, то при повороте коленчатого вала на небольшие углы стрелка индикатора отклоняться не будет. Далее проворачивают коленчатый вал двигателя по часовой стрелке (поршень перемещается в направлении ВМТ) до установки канавки на шкиве напротив метки ВМТ на передней части двигателя (метки на маховике напротив прилива на картере сцепления) и по показаниям индикатора определяют величину хода плунжера, которая для большинства топливных насосов составляет 0,75…1,00 мм. Если величина хода плунжера не соответствует указанному значению, ослабляют болты крепления топливного насоса и поворотом его в ту или другую сторону регулируют ход плунжера, затем затягивают болты крепления насоса и повторяют проверку.

Величина хода плунжера соответствует определенному углу опережения начала впрыска, поэтому иногда в технических характеристиках указывается угол опережения (запаздывания) впрыска. Динамический метод является самым точным методом определения угла опережения впрыска топлива. При работающем двигателе угол опережения впрыска изменяется за счет срабатывания корректирующих автоматов, поэтому проверка и регулировка угла опережения впрыска более точно проводится в динамике, т.е. при работающем двигателе, с помощью специальных приборов — стробоскопов (рис. 4, а). Стробоскопы используются как в комплектах с мотор-тестерами, так и самостоятельно.

Перед динамической проверкой угла опережения впрыска нужно убедиться, что двигатель прогрет до нормальной рабочей температуры и работает на регламентированной частоте вращения минимального холостого хода.

Импульс для включения стробоскопа может быть получен от следующих источников:

· от трубки высокого давления первого цилиндра 6 или посредством установки последовательно с этой трубкой датчика давления 1 (рис. 4, б), а чаще с помощью зажима с индуктивным импульсным датчиком (рис. 4, в);

· светочувствительного датчика, реагирующего на первую вспышку при воспламенении топлива в цилиндре;

· датчика начала впрыска в рядных ТНВД; в этом случае требуется установка специального электронного блока.

Запустив двигатель на минимальной частоте вращения коленчатого вала, луч от неоновой лампы стробоскопа, вспыхивающий синхронно с вращением коленчатого вала, направляют на шкив (маховик). Если угол опережения впрыска установлен правильно, то вследствие стробоскопического эффекта подвижная метка будет казаться неподвижной и находиться напротив неподвижной метки.

Рис. 4. Внешний вид стробоскопа (а) и методы получения импульсов от датчика давления (б) и индуктивного импульсного датчика (в): 1 — датчик давления; 2 — зажим «массы»; 3 — трубопровод высокого давления; 4 — индуктивный импульсный датчик-зажим; 5 — электрический разъем; 6 — трубка высокого давления

Отсчет угла опережения впрыска при этом ведется по шкиву или маховику.

В случае использования индуктивного импульсного датчиказажима он обязательно должен быть установлен в определенном, регламентированном техническими условиями фирмы-изготовителя месте на трубке высокого давления, в противном случае полученные результаты окажутся неправильными. Некоторые фирмыизготовители дают корректирующую таблицу, связывающую значение динамического угла опережения впрыска с местом установки зажима вдоль трубки высокого давления, что особенно полезно в тех случаях, когда, например, точное место установки зажима для измерения на режиме холостого хода недоступно.

Использование индуктивного импульсного датчика позволяет также определить работоспособность муфты опережения впрыска на различных частотах вращения коленчатого вала.

Осциллографические методы диагностирования топливной аппаратуры дизельных двигателей широко распространены в случае применения мотор-тестеров с индуктивными импульсными датчиками. Примерный вид осциллограммы давления топлива на разных режимах работы дизельного двигателя показаны на рис. 5. В точке 1 начинается повышение давления в результате движения плунжера насоса, в точке 2 срабатывает нагнетательный клапан и при малой скорости движения плунжера давление несколько падает. В точке 3 соответствующей иглы форсунки давление падает, поскольку высвободившийся объем не успевает заполниться топливом. Точка 4 характеризует максимальное давление установившегося процесса впрыска. В точке 5, соответствующей посадке иглы форсунки, впрыскивание заканчивается, после чего происходит посадка в седло нагнетательного клапана плунжера. Импульсы остаточного давления (точка 6) появляются из-за недостаточной герметичности нагнетательного клапана.

Рис. 5. Осциллограммы давления топлива у штуцера форсунки в режиме холостого хода двигателя (а) и в режиме полной подачи топлива и максимальной мощности дизеля (б)

Величина сигнала S₁ определяет затяжку пружины форсунки и статическое давление начала впрыскивания. Перепад давления Äр характеризует подвижность иглы форсунки. Максимальное давление впрыска S₃ определяет эффективное проходное сечение сопел распылителя, а путем интегрирования на периоде впрыскивания t_в можно оценить цикловую подачу топлива. Время задержки впрыскивания S₂ характеризует зазор в плунжерной паре, вызывающий утечку топлива между гильзой и плунжером.

При появлении отдельных неисправностей вид осциллограмм изменяется (рис. 6).

Дублирование осциллограмм при диагностировании топливной аппаратуры дизельных двигателей может быть осуществлено в виде цифровой информации по основным параметрам (рис. 7).

Рис. 6. Вид осциллограмм при наличии неисправностей износа нагнетательного клапана (а) или плунжерной пары (б), одновременного износа нагнетательного клапана и плунжерной пары (в)

Рис. 7. Панель основных параметров впрыска топлива дизельного двигателя: Р_max — максимальное давление впрыска топлива; P_ост — остаточное давление в топливопроводе высокого давления; ДЛИТ — длительность подачи топлива