Совершенствование методов диагностирования бензиновых электромагнитных форсунок

Быков Владимир Михайлович

Совершенствование методов диагностирования бензиновых электромагнитных форсунок

Ключевые слова: электронная система упрапвления двигателем, датчики, техническое обслуживание, электромагнитная форсунка, впрыск топлива, топливная рампа, топливоподача

Механика

Диссертации

Вуз: Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева

ID: 6065e0dee010f800016c9431

UUID: 68f4e650-7529-0139-ab27-0242ac18000a

Язык: Русский

Опубликовано: около 3 лет назад

Просмотры: 31

Быков Владимир Михайлович

Источник: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва"

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 7,2 МБ

Поделиться работой

Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 1

Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 2

Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 3

Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 4

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 9 1 Состояние вопроса. Задачи исследования 14 1.1 Основные преимущества и тенденции развития систем впрыскивания бензина 14 1.2 Основные причины неисправностей бензиновых двигателей 20 1.3 Анализ причин, вызывающих нарушение работоспособности систем впрыскивания топлива бензиновых двигателей 21 1.4 Причины нарушения исправного состояния электромагнитных форсунок 24 1.5 Анализ способов диагностирования электромагнитных форсунок 33 1.6 Выбор диагностического параметра электромагнитных форсунок и способа его определения 36 1.7 Выводы по главе. Задачи исследования 42 2 Теоретические исследования процесса топливоподачи 43 2.1 Параметры электромагнитных форсунок 43 2.1.1 Временные параметры электромагнитных форсунок 43 2.1.2 Пределы продолжительности управляющих электрических импульсов, подаваемых на электромагнитные форсунки 48 2.1.3 Расход топлива через форсунку. Площадь эффективного проходного сечения клапана электромагнитной форсунки 51 2.2 Природа гидродинамических колебательных процессов волнового характера, происходящих в системе питания 52 2.3 Процессы, происходящие при топливоподаче 59 2.3.1 Процессы, происходящие при открытии клапана электромагнитной форсунки 59 2.3.2 Процессы, происходящие при закрытии клапана Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 5

электромагнитной форсунки 65 2.4 Предварительный эксперимент 74 2.5 Выводы по главе 79 3 Экспериментальные исследования процесса топливоподачи 80 3.1 Программа исследований 80 3.2 Датчик давления жидкости 80 3.3 Компьютерная программа «Сканматик-2» 82 3.4 Многофункциональный комплекс «SMC 3003 - NEW» 84 3.5 Обоснование критерия исследуемого параметра электромагнитной форсунки 86 3.6 Методика проведения исследований 89 3.6.1 Условия получения осциллограмм давления топлива в топливной рампе и их практическая реализация 89 3.6.2 Факторы, оказывающие влияние на исследуемый параметр 91 3.6.3 Оценка изменения величины давления топлива в системе 91 питания 3.6.4 Оценка изменения времени открытого состояния клапана ЭМФ (управляющего импульса) 92 3.6.5 Изменение и определение пропускной способности электромагнитной форсунки 93 3.7 Выводы по главе 96 4 Оценка и анализ результатов исследований. Предложения по реализации и эффективность предлагаемого способа 97 4.1 Оценка результатов исследований 97 4.1.1 Методика оценки полученных данных 97 4.1.2 Выделение полиномиального тренда зависимости давления топлива от времени 101 4.1.3 Выделение полезной составляющей исследуемой зависимости для одного рабочего цикла двигателя 105 Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 6

4.1.4 Анализ ошибок усреднения и определение необходимого количества измерений 107 4.2 Анализ результатов исследований 107 4.2.1 Зависимость падения давления в топливной рампе от пропускной способности электромагнитной форсунки 107 4.3 Рекомендации по оценке технического состояния ЭМФ 112 4.4 Предложения по реализации 114 4.5 Определение экономической эффективности предлагаемого 117 способа 4.6 Выводы по главе 120 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 121 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 123 Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 7

ВВЕДЕНИЕ С каждым годом становятся жестче требования, предъявляемые к автомобильному транспорту. Тенденции к увеличению литровой мощности двигателя, снижению расхода топлива, улучшению экологических показателей привели к необходимости более точного дозирования топлива и оптимизации приготовления топливно-воздушной смеси. Мировой опыт автомобилестроения показывает, что решение указанных задач возможно за счет применения систем впрыскивания топлива с электронным управлением [1 - 4]. В настоящее время более 95% выпускаемых автомобильных бензиновых двигателей оборудуются системами распределенного впрыска топлива (РВТ), широкое распространение которых обусловлено высокой точностью дозирования топлива как на установившихся, так и на переходных режимах. В основном благодаря этому качеству двигатели с РВТ, оснащенные нейтрализатором ОГ, удовлетворяют нормам токсичности EURO - 4-6, действующим сейчас в Европе [5 -12]. Системы питания двигателей с электроуправляемым впрыскиванием топлива используются практически всеми производителями автомобилей, включая Россию [13 - 16]. Двигатели, оснащенные распределенным впрыскиванием бензина, серийно выпускают ВАЗ, ЗМЗ, УМЗ. В эксплуатации система впрыскивания топлива имеет более высокий уровень надежности по сравнению с карбюраторной системой питания, однако требует квалифицированного автомобилей, оснащенных обслуживания системами [17]. Опыт впрыскивания эксплуатации топлива, показал недостаточную, готовность системы ТО и ремонта в условиях эксплуатации. Отсутствие необходимой распространенность квалификации средств персонала диагностирования и привели недостаточная к снижению эффективности использования автомобилей [18-22]. В процессе эксплуатации в системе питания, в том числе в электромеханических форсунках (ЭМФ), происходит отложение смол, что Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 8

приводит к изменениям в дозировании топлива. Интенсивность смолообразования зависит от многих факторов и может изменяться в процессе эксплуатации. Загрязненность ЭМФ смолистыми отложениями отражается на эксплуатационных факторах автомобиля: мощностных, экономических и экологических. Восстановление исходных значений рабочих параметров ЭМФ может быть достигнуто проведением работ по их очистке, а в некоторых случаях заменой на новые. В то же время, операции по очистке топливной системы и диагностика ее технического состояния не являются плановыми при проведении регламентных работ по обслуживанию автомобилей, предусмотренных в «Руководстве по эксплуатации» [23, 24]. Они выполняются, как правило, по необходимости. Значительные трудности при ТО представляет определение степени загрязненности способности) (пропускной ЭМФ. Всестороннее диагностирование работоспособности ЭМФ предполагает их демонтаж с двигателя и использование сложного стендового оборудования, имеющего высокую стоимость, что не всегда экономически оправдано. Таким образом, необходимостью проявляется достоверного противоречие (требуемой между точности) и существующей эргономичного (с минимальными трудозатратами) способа определения степени загрязненности (пропускной способности) ЭМФ и отсутствием научно обоснованной возможности достижения такого результата. Исходя из вышеизложенного, определена цель настоящего исследования разработка безразборного способа определения технического состояния (пропускной способности) ЭМФ двигателей с впрыскиванием бензина для повышения эффективности эксплуатации автотранспортных средств (AT). Цель исследования определила научную задачу - установление зависимости величины изменения давления топлива в системе питания от пропускной способности ЭМФ в процессе функционирования двигателя. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 9

Гипотеза проводимого исследования предполагает возможность регистрации и анализа процесса изменения величины давления топлива в системе питания в процессе функционирования двигателя с выводом о техническом состоянии (пропускной способности) ЭМФ. Объект исследования - топливопровод системы питания двигателя с впрыскиванием бензина. Предмет исследования - гидродинамические явления в процессах подачи топлива во впускной коллектор двигателя. Для достижения поставленных целей сформулированы частные задачи исследования: - анализ существующих способов оценки технического состояния ЭМФ двигателей с впрыскиванием бензина, выбор диагностического параметра; - обоснование возможности определения пропускной способности ЭМФ без их демонтажа с двигателя с проведением предварительного эксперимента; - разработка методики и проведение экспериментальных исследований гидродинамических явлений волнового характера, происходящих в топливопроводах системы питания двигателя в процессе подачи топлива во впускной коллектор двигателя (при срабатывании ЭМФ); - разработка математического аппарата для обработки и обобщения результатов эксперимента, позволяющего оценить значение диагностического параметра; - разработка рекомендаций и предложений для практической реализации предлагаемого способа. Основные методы исследования: - теоретический анализ (обобщение научной и специальной литературы); - расчетно-аналитические (с применением современного программного обеспечения ПЭВМ); - экспериментальные (с использованием высокочувствительной аппаратуры); Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 10

- статистическая обработка экспериментальных данных (с применением определенного математического аппарата). Научная новизна исследования заключается: - в установлении зависимости изменения приведенной величины давления топлива в системе питания при срабатывании ЭМФ от ее пропускной способности; - в разработке математического аппарата анализа и оценки значения выходного косвенного параметра (приведенной величины давления топлива), обеспечивающего необходимую степень достоверности значения диагностического параметра (пропускной способности ЭМФ). Практическая значимость работы определяется: - разработкой безразборного способа определения величины пропускной способности ЭМФ с использованием методики регистрации и анализа параметра исследуемого явления (изменения давления топлива) в процессе функционирования двигателя; - получением и исследованием функциональных зависимостей (давления топлива по времени), характеризующих гидродинамические явления волнового характера в системе питания при функционировании двигателя. На защиту выносятся: - результаты экспериментальных исследований гидродинамических явлений волнового характера, происходящих в топливопроводах системы питания двигателя при срабатывании ЭМФ; - методика определения пропускной способности ЭМФ двигателей с распределенным впрыском топлива (РВТ) с использованием разработанного математического аппарата для анализа диагностического параметра; - рекомендации и предложения по практической реализации предлагаемого способа. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11

Реализация результатов работы. Результаты работы реализованы при проведении испытаний систем впрыскивания бензина на станции технического сервиса машин ФГБОУ ВО «МГУ им. Н.П. Огарёва» Публикации. По результатам работы опубликована 1 печатная работа. Магистерская диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, изложенных на 127 страницах машинописного текста, содержит 40 рисунков, 9 таблиц, список источников из 65 наименований Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 12

1 Состояние вопроса. Задачи исследования 1.1 Основные преимущества и тенденции развития систем впрыскивания бензина Постоянно возрастающие требования к топливной экономичности и снижению токсичности ОГ двигателей внутреннего сгорания заставляют непрерывно совершенствовать топливные системы, использование которых позволяет оптимизировать процесс смесеобразования и улучшить характеристики сгорания. Двигатели с системами впрыскивания легкого топлива производятся во многих зарубежных странах. Ведутся работы по внедрению этих систем и в России. Из всех выпускаемых во всем мире легковых автомобилей, а это около 1800 моделей, впрыскивание топлива применяется на 80%, а с учетом дизельных двигателей, на 90% машин. Если не принимать во внимание выпускаемые до сих пор устаревшие типы двигателей (разработки 20 - 25 - летней давности), а взять только самые новые, выйдет, что почти 100% современных автомобилей имеют двигатели либо с впрыскиванием бензина, либо дизели [31]. Основными преимуществами систем впрыскивания бензина перед карбюраторными являются: - раздельное дозирование воздуха и топлива, в результате чего определенному количеству поступающего в цилиндры двигателя воздуха соответствует строго определенное количество топлива в зависимости от режима работы; - возможность оптимальной коррекции основной программы дозирования топлива на всех режимах работы двигателя с применением микропроцессорной техники; - возможность достаточно точного дозирования смеси для нейтрализации ОГ в системах с «обратной связью» (при наличии лямбда - зонда); Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 13

- улучшение мощностных и экономических показателей двигателя на 5... 15% вследствие исключения потерь части топлива при продувке цилиндров за счет лучшего наполнения; - наличие встроенной диагностики функционирования системы; - более равномерное распределение топлива по цилиндрам с целью поддержания одинакового состава смеси в каждом из них (при однородном составе смеси в цилиндрах снижается разброс эффективных показателей их работы, снижаются вибрации и износ деталей, появляется возможность повышения степени сжатия двигателя); - уменьшение сопротивления впуску воздуха вследствие отсутствия карбюратора, что способствует улучшению наполнения цилиндров; - исключение образования пленки топлива на стенках впускного трубопровода; - снижение пожароопасности из-за отсутствия достаточно большого объема (карбюратора), заполненного горючей смесью и имеющего связь с атмосферой; - упрощение конструкции впускного трубопровода из-за отсутствия необходимости его подогрева; - облегчение возможности исключения подачи топлива на режимах принудительного холостого хода при электронном управлении впрыскиванием. Таким образом, применение систем с впрыскиванием бензина позволяет более точно распределить топливо по цилиндрам. При распределенном впрыскивании состав смеси в разных цилиндрах может отличаться только на 6...7%, а при питании от карбюратора - на 11... 17%. Отсутствие добавочного сопротивления потоку воздуха на впуске в виде карбюратора и, вследствие этого, более высокий коэффициент наполнения цилиндров обеспечивает получение более высокой литровой мощности. Лучшая продувка и большая равномерность состава смеси по цилиндрам снижают температуру стенок цилиндра, днища поршня и выпускных клапанов, что в свою очередь позволяет снизить потребное октановое число топлива на Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 14

2...3 единицы, т.е. поднять степень сжатия без опасности детонации. Кроме того, снижается образование окислов азота при сгорании топлива и улучшаются условия смазки зеркала цилиндра [31]. В тоже время необходимо отметить, что система впрыскивания бензина сложнее, чем система питания карбюраторного двигателя. Наличие прецизионных деталей и высокочувствительных электронных устройств для регулирования и корректирования состава смеси обуславливает более высокую стоимость систем впрыскивания бензина по сравнению с карбюраторными. Эксплуатация данных систем сложнее, регулирование и устранение неисправностей должны производиться высококвалифицированным персоналом. В настоящее время системы впрыскивания бензина классифицируют по различным признакам [32-34], одноточечный («центральный а именно: впрыск», по месту подвода «распределенный топлива впрыск», «непосредственный впрыск» в цилиндры); по способу подачи топлива (непрерывное и прерывистое впрыскивание); по типу узлов дозирующих топливо (плунжерные насосы, распределители, форсунки, регуляторы давления); по способу регулирования количества смеси (пневматическое, механическое, электронное); по основным параметрам регулирования состава смеси (разрежению во впускной системе, углу поворота дроссельной заслонки, расходу воздуха). С точки зрения возможных перспектив развития бензиновых двигателей следует обозначить систему непосредственного впрыскивания бензина, в которой форсунки устанавливается в головке блока или блоке цилиндров так, что топливо подается непосредственно в камеру сгорания. Специфика процесса смесеобразования в этом случае зависит от формы камеры сгорания, расположения форсунки, закона подачи топлива и движения находящегося в камере воздушного заряда. При оснащении бензинового двигателя с искровым зажиганием и непосредственным впрыскиванием топлива расход последнего может быть Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 15

снижен не менее чем на 20% по сравнению с двигателем, оснащенным системой впрыскивания топлива, во впускной трубопровод; при этом может быть достигнут длительный эффект снижения выбросов двуокиси углерода (СО2) во время движения автомобиля. Получение высоких мощностных показателей и, одновременно с этим, низкого удельного расхода топлива для бензинового двигателя с непосредственным впрыскиванием топлива возможно при использовании сложной и дорогой системы управления его работой из-за неблагоприятных условий функционирования форсунки, трудности размещения ее в камере сгорания, а также требуемого высокого давления впрыскивания, что обуславливает ограниченное ее применение. Современными совершенствование исследованиями топливной показано, экономичности что при дальнейшее одновременном существенном снижении уровня токсичности двигателей с впрыскиванием топлива может быть достигнуто применением систем распределенного фазированного впрыскивания - впрыскивания с подачей топлива в строго-определенный момент рабочего цикла каждого цилиндра (рисунок 1.1). В системах с циклической подачей топливо подается на каждый цикл работы цилиндра, причем подача топлива приурочена к определенной фазе цикла. Такая подача является циклически-фазированной. Это, очевидно, единственный вариант топливоподачи для двигателей с непосредственным впрыскиванием. Он может быть применен и для впрыскивания топлива во впускной тракт, однако в этом; случае он не является единственно осуществимым. Свобода в выборе момента впрыскивания позволяет подавать топливо одновременно группой двух более) (или форсунок, что создает предпосылки для упрощения топливоподающей аппаратуры. Этот вариант является циклически - групповым. Применение электромагнитных форсунок позволило использовать в системах впрыскивания электронное управление. Современные системы впрыскивания с электронным управлением относятся к системам низкого давления с циклической подачей топлива и применяются для впрыскивания во Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 16

впускной тракт [34]. Дозирование цикловых подач осуществляется изменением Номера цилиндров длительности открытого состояния клапанов форсунок. @ - открытое состояние впускного клапана; - впрыск топлива; - момент зажигания; @ - угол поворота коленчатого вала Рисунок 1.1 - Циклограмма фазированного впрыскивания топлива В типичной рассматриваемой системе (рисунок 1.2) используется бензонасос, создающий давление в пределах 3,5 кПа. Давление поддерживается постоянным, для чего служит регулятор давления топлива (РДТ), перепускающий избыток топлива в бак. Электромагнитные форсунки (ЭМФ) являются быстродействующими клапанами, нормально находящимися в закрытом положении. При подаче тока на обмотку электромагнита форсунки якорь притягивается, открывая топливу выход из корпуса форсунки во впускную трубу. Количество топлива, поданного ЭМФ за одно срабатывание (цикловая подача), зависит от перепада давления на клапане форсунки и длительности управляющего импульса тока. Так как давление топлива и ход клапана поддерживаются постоянными, то при данном значении разрежения во впускном трубопроводе цикловая подача определяется длительностью управляющего импульса. Таким образом, вся программа топливоподачи может быть задана в виде Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 17

закономерностей изменения длительностей импульсов для каждой форсунки, формируемых ЭБУ. 1 - топливный бак; 2 - фильтр грубой очистки топлива; 3 - электробензонасос; 4 - фильтр тонкой очистки топлива; 5 - топливная рампа; 6 - форсунка; 7 - регулятор давления топлива; 8 - топливопроводы; 9 - сливная (обратная) магистраль Рисунок 1.2 – Схема системы топливоподачи Процесс смесеобразования улучшается за счет впрыскивания точно отмеренного количества топлива перед впускным клапаном (или клапанами) в строго установленный момент времени, что, в свою очередь, в значительной степени предотвращает попадание топлива на стенки впускного трубопровода, которое приводит к временным отклонениям коэффициента избытка воздуха от среднего значения в неустановившемся режиме работы двигателя. Так как через впускной трубопровод проходит только воздух, трубопровод может быть выполнен таким образом, чтобы в оптимальной степени соответствовать газодинамическим характеристикам наполнения цилиндров двигателя. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 18

1.2 Основные причины неисправностей бензиновых двигателей Диаграмма, характеризующая распределение неисправностей по причинам отказов систем и механизмов от общего числа случаев останова бензиновых двигателей, приведена на рисунке 1.3 [35]. Отказы % Распределение неисправностей по причинам отказов, % Рисунок 1.3 - Распределение неисправностей бензиновых двигателей по причинам отказов, % Таким образом, готовность и подвижность автопарка в значительной мере определяется техническим состоянием систем зажигания (45% отказов) и питания (18% отказов), представляющих собой сложные конструкции, параметры и техническое состояние которых оказывают существенное влияние Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 19

на протекание рабочего процесса двигателя и, следовательно, на его эксплуатационные характеристики. Следует отметить, что суммарное действие неисправностей систем зажигания и питания на этих режимах наиболее отрицательно сказывается на мощностных показателях двигателей. Они могут вызывать снижение мощности до 50% и увеличение удельного расхода топлива практически в два раза [19, 35]. Ограничение информационных возможностей штатных контрольно-измерительных и диагностических приборов не всегда и не в полной мере позволяют своевременно обнаружить развивающиеся отказы и неисправности системы питания в частности. Для реализации требований надежности и безотказности необходимо осуществлять проведение правильного и своевременного диагностирования и ТО указанной системы, что позволит предвидеть и предупреждать с определенной достоверностью отказы и неисправности и, тем самым, обеспечит повышение качества и эффективность эксплуатации транспортного средства [36]. Проведение технического диагностирования систем питания двигателей с впрыскиванием бензина позволит определить фактическое техническое состояние ее элементов (соответственно объем работ по ТО и ремонту) и обеспечит своевременное выявление отклонения эксплуатационных параметров с выдачей соответствующих рекомендаций. Одно из актуальных направлений в данной области - применение способов функционального диагностирования с использованием современных средств обработки данных. 1.3 Анализ причин, вызывающих нарушение работоспособности систем впрыскивания топлива бензиновых двигателей Несмотря на многообразие конструктивных и функциональных отличий, любую систему впрыскивания бензиновых двигателей можно разделить на три подсистемы [37 - 44]: Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 20

- подсистему подачи топлива, которая состоит из топливного бака, топливного насоса, фильтра и модуля впрыскивания, включающего в себя топливную рампу с форсунками и регулятором давления топлива; - подсистему определения рабочего режима двигателя, включающую в себя установленные на двигателе датчики, посылающие электрические сигналы блоку управления; - подсистему обработки данных (цифровой ЭБУ). С точки зрения ремонтопригодности целесообразно рассмотрение только подсистемы подачи топлива, так как остальные подсистемы, во-первых, мало подвержены механическому, химическому и термическому воздействию; во-вторых, состоят из электронных блоков и, следовательно, могут ремонтироваться их полной или частичной заменой; в-третьих, имеют достаточно большой ресурс. Как указывалось выше, системы впрыскивания более сложны в конструктивном отношении и в эксплуатации, чем системы с карбюраторами. Главная причина этого - технологическая. Ее суть позволяет раскрыть таблица 1.1. Системы впрыскивания бензина оснащены различными прецизионными подвижными (в том числе электронными) элементами, от исправности которых зависит качество протекания рабочего процесса двигателя. Таблица 1.1 – Вязкость жидкостей в сантистоксах (мм2/с) при 20 0С Дизельное топливо Керосин Вода Бензин 1,5-6,0 2,0-3,5 1,01 0,52-0,63 В гидравлических системах, где рабочим телом является масло, довольно просто решаются вопросы смазки деталей гидроаппаратуры и предотвращения утечек. Если дизельное топливо - это хоть и маловязкое, но все же масло, то бензин имеет Следовательно, кинематическую наличие вязкость элементов, в вдвое которых меньшую, чем предусмотрена вода. работа Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 21

сопряжений, выполненных с прецизионной точностью, определяет повышенные требования к чистоте топлива. Наибольшее распространение в четырехтактных двигателях получили системы с впрыскиванием бензина во впускной тракт ЭМФ под давлением 0,15...0,4 МПа [39]. Элементы систем распределенного впрыскивания бензина различных производителей по конструкции и принципу действия различаются незначительно, а в некоторых случаях - взаимозаменяемы. В подавляющем большинстве систем впрыскивания неразборный бензонасос (ЭБН) расположен непосредственно в топливном баке или вблизи него, что снижает возможность образования паровых пробок, т.к. топливо подается под давлением, а не под действием разрежения. Наиболее распространенными причинами выхода из строя ЭБН являются [1,4]: - межвитковое замыкание и обрыв электрических обмоток индуктивных узлов; - износ подшипников якоря электродвигателя; - негерметичность обратного клапана; - износ деталей нагнетательного узла. Топливный фильтр встроен в подающую магистраль между ЭБН и топливной рампой. При выходе из строя, засорении, фильтр заменяется новым. Регулятор давления топлива (РДТ) представляет собой мембранный предохранительный клапан. Он предназначен для поддержания постоянного перепада давления между давлением топлива и давлением воздуха во впускном трубопроводе. Величина давления топлива непосредственно определяет цикловые подачи, поэтому ее отклонение от заданного значения приводит к изменению состава смеси и может ощутимо влиять на мощностные и экономические показатели двигателя, а также на уровень токсичности отработавших газов. Неисправностями РДТ являются: - нарушение герметичности диафрагмы вследствие износа; Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 22

- уменьшение жесткости или поломка пружины мембраны регулятора; - негерметичность клапана слива топлива в обратную магистраль. ЭМФ предназначена для распыливания под давлением строго дозированных порций топлива, подаваемого во впускной коллектор непосредственно перед впускными клапанами. Регулирование количества подаваемого топлива осуществляется изменением длительности управляющих сигналов, подаваемых ЭБУ в зависимости от информации, выдаваемой датчиками положения коленчатого и распределительного валов двигателя, массового расхода воздуха, положения дроссельной заслонки, детонации, температуры охлаждающей жидкости и др. ЭМФ является конструктивно сложным неразборным узлом и требует отдельного подробного рассмотрения возможных неисправностей. Таким образом, системы топливоподачи двигателей с распределенным впрыскиванием топлива имеют следующие особенности, которые необходимо учитывать в эксплуатации: - функционируют при давлениях топлива величиной до 0,4 МПа, определяющих требования по обеспечению надежности (герметичности) соединений приборов и необходимости тщательного контроля при проведении ТО; - содержат элементы, в которых предусмотрена работа сопряжений, выполненных с прецизионной точностью, что предъявляет повышенные требования к чистоте топлива. Одним из сложных и наиболее подверженных отказам элементом системы топливоподачи является ЭМФ. 1.4 Причины нарушения исправного состояния электромагнитных форсунок Техническое состояние форсунок существенно влияет на работу двигателя. Основные признаки их неисправностей следующие [1]: - рывки и провалы при увеличении нагрузки на двигатель; Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 23

- недостаточная мощность, развиваемая двигателем; - неустойчивая работа в режиме минимально устойчивой частоты вращения коленчатого вала, вплоть до полного прекращения работы двигателя; - повышенный расход бензина; -повышенная токсичность отработавших газов. 1-корпус; 2- клапан; 3- электромагнит; 4- электрические контакты; 5- топливопровод; 6- фильтр; 7- пружина; 8- седло клапана Рисунок 1.4 – Конструктивная схема ЭМФ Для определения причин отказов ЭМФ (рисунок 1.4) рассмотрим возможные нарушения работоспособности их отдельных элементов. - статистическая производительность Q = 207-212 cм3/мин (при давлении PT = 0,35 МПа и напряжении питания Un = 13В); - сопротивление обмотки электромагнита R = 15,5 ± 0,5 Ом. Основные неисправности ЭМФ, связанные с загрязнениями, можно разделить на три типа [45]; - негерметичность клапана форсунки в закрытом положении вследствие образования углеродистых отложений на клапане или седле клапана; Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 24

- неправильная форма факела распыла вследствие загрязнения распылительных отверстий форсунки; - недостаточное количество топлива, проливаемое форсункой за единицу времени (отложения толщиной в 5 мкм внутри форсунки уменьшают удельный пролив на 25% от нормы) [46]. Таблица 1.2 – Условия обеспечения работоспособности и возможные неисправности элементов ЭМФ (на примере ЭМФ двигателя УМЗ - 4216) элемент электромагнитной форсунки условия обеспечения работоспособности возможные неисправности уплотнительное кольцо в рампе герметичность соединения форсунка-рампа утечка топлива через соединение уплотнительное кольцо во впускном коллекторе герметичность соединения форсунка-коллектор подсос воздуха через соединение фильтрующий элемент и каналы для подачи топлива требуемая пропускная способность* снижение количества подаваемого топлива отсутствие обрывов прекращение подачи топлива отсутствие замыканий** снижение количества подаваемого топлива якорь электромагнита соосность и необходимый зазор нелимитированная подача топлива игольчатый клапан герметичность прецизионных элементов подтекание топлива в закрытом состоянии клапана распылитель формирование конуса распыливаемого топлива с углом ≈ 30° ухудшение качества распыливания топлива электрический разъем надежный электрический контакт окисление контактов разъема (снижение количества подаваемого топлива) обмотка электромагнита Анализ случаев неисправного состояния ЭМФ позволил сделать вывод о том, что снижение производительности и ухудшение качества распыливания топлива форсунки являются основными причинами нарушения их работоспособности в эксплуатации. Как правило, подобные случаи [47,48] вызваны осмолением внутренних и наружных поверхностей форсунки. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 25

При использовании нефтяных топлив в системе топливоподачи, во впускном тракте, картере и камере сгорания двигателя происходят процессы накопления отложений. Характер отложений и интенсивность их образования зависят от физико-химических свойств топлив и воздействия на них внешних факторов (температуры, давления, каталитического действия металлов и др [49]). Бензины и дизельные топлива содержат значительное количество ненасыщенных углеводородов, которые легко окисляются в жидкой фазе. Непредельные углеводороды с сопряженными двойными связями, а также олефины при температуре выше 800 0С при окислении могут образовывать циклические и полимерные пероксиды [50]. Окисление непредельных углеводородов обычно сопровождается образованием продуктов полимеризации смолистых веществ [51]. Состав и строение самих смол не установлены, поскольку индивидуальные вещества трудно выделить из некристаллизующейся массы. О химическом составе смол, образующихся в бензине, можно ориентировочно судить по соотношению в них кислых и неомываемых продуктов. Так, в смолах, полученных выпариванием, содержалось 85,5% кислот и около 13% неомываемых продуктов, т.е. значительную часть структурного состава смол составляют кислоты или связанные эфиры и лактоны [52]. При длительном хранении бензинов и дизельных топлив в результате окисления образуются смолы, которые наряду с кислородом содержат серу и азот. Таким образом, в смолообразовании активно участвуют первичные гетероорганические примеси, содержащиеся в топливе и превращающиеся под действием кислорода в смолистые вещества. На окисление бензинов существенное влияние оказывает этиловая жидкость - тетраэтилсвинец. окислительный В распад этилированных тетраэтилсвинца бензинах с может образованием происходить нерастворимых свинецсодержащих продуктов [53]. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 26

Повышение температуры хранения топлива ускоряет их окисление и смолообразование. Так, бензины, хранимые в условиях жаркого климата, окисляются в 1,5 - 2 раза быстрее, чем в умеренном климате. При хранении бензина, содержащего компонент термического крекинга, в средней и южной климатических зонах количество смол в баках автомобилей за 1,5 месяца составляет соответственно 19 и 52 мг на 100 см3 [52]. Катализаторами, ускоряющими окисление бензинов и дизельных топлив при хранении, могут быть металлические поверхности резервуаров и трубопроводов, а также оксиды и соли, покрывающие эти поверхности. Ускорение окисления вызывается, кроме того, оксидами и солями металлов, которые могут находиться в топливах в виде тонко - дисперсной взвеси [54]. На поверхностях элементов системы топливоподачи, соприкасающихся с жидким топливом (стенках топливных баков и трубопроводов, фильтрах, топливных насосах и пр.), образуются смолистые отложения мазеобразной липкой консистенции. Количество отложений возрастает с повышением содержания смол в топливе и наличием в нем механических примесей. Отложения на стенках трубопроводов и фильтров вызывают ухудшение прокачиваемости топлива; накопление отложений в узлах, дозирующих расход топлива (жиклерах, прецизионных сопряжениях) приводит к изменению дозирования топлива и нарушению заданного состава горючей смеси [49]. Анализ статистических данных (применительно к системе впрыскивания топлива двигателя УМЗ - 4216) [55], показывает, что при соблюдении требований «Руководства по эксплуатации автомобиля» [16], отказов, связанных с загрязнением смолистыми отложениями топливных магистралей, фильтров очистки топлива, ЭБН, РДТ не наблюдалось [20]. Однако на работу ЭМФ смолистые отложения оказывали значительное влияние, так как большинство отказов, связанных с засорением топливной системы, было вызвано именно отложениями на элементах ЭМФ (рисунок 1.5). Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 27

Слева – загрязненная смолистыми отложениями ЭМФ; Справа – ЭМФ после очистки (пробег автомобиля 42000 км) Рисунок 1.5 – Электромагнитные форсунки В бензиновых двигателях топливо, попадая во впускной трубопровод, подвергается ускоренному окислению. Здесь при наличии воздуха, повышенной температуры и металла создаются благоприятные условия для окисления бензина, причем происходит энергичное радикально - цепное окисление не только углеводородной части бензина, но и ранее накопившихся смолистых веществ с образованием продуктов, не растворяющихся в бензине. Это относится ко всем типам бензиновых двигателей независимо от системы топливоподачи. Даже в системе распределенного впрыскивания топлива пары бензина могут распространяться во впускном трубопроводе (например, после остановки двигателя или при работе ЭМФ в режиме попарно-параллельного впрыскивания). Отложения во впускном трубопроводе легко определяются по темному налету на внутренней поверхности алюминиевого впускного коллектора. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 28

Все факторы, снижающие химическую стабильность бензина, повышают также его склонность к отложениям во впускной системе, что иллюстрируется экспериментальными данными, приведенными в таблице 1.3 [54]. ЭМФ расположены во впускном трубопроводе в непосредственной близости от впускных клапанов. Это приводит к воздействию температуры двигателя на элементы ЭМФ [56]. В системе распределенного впрыскивания бензина подача топлива ЭМФ осуществляется дискретно, то есть порциями, необходимыми для создания рабочей смеси требуемого состава при определенных условиях работы двигателя. При каждом прекращении ЭМФ подачи топлива его часть оседает на распылителе, подвергаясь воздействиям повышенной температуры и каталитического действия металла. Это способствует интенсивному окислению углеводородов и смолистых веществ с образованием уплотненных нерастворимых в бензине продуктов. Аналогичные процессы протекают и при остановке двигателя. При отложении смолистых продуктов на распылителе ЭМФ изменяются первоначальные параметры распыливания топлива, определяемые техническими условиями. Таблица 1.3 - Количество отложений во впускной системе бензинового двигателя при испытаниях лабораторным методом Количество образующих отложений, мг Показатели бензина концентрация фактических смол, мг на 100 см3 5 15 25 35 индукционный период, мин 1000 340 110 содержание непредельных углеводородов, % 0,7 2,0 4,0 40 90 150 200 8 22 43 2 20 31 Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 29

Под распыливанием топлива понимается процесс распада струи, вытекающей из распыливающего устройства (распылителя) на капли и дальнейшее дробление этих капель на более мелкие [37]. Средний диаметр капель, получающихся при распаде струи топлива, характеризует тонкость распыливания. В двигателях с принудительным воспламенением стремятся к получению капель минимального размера для наиболее быстрого их испарения [49]. Топливо впрыскивается под давлением порядка 0,35 МПа, при этом для каждого цилиндра смесь готовится с использованием одной ЭМФ. Это обуславливает малые геометрические размеры запорного клапана ЭМФ, что способствует значительному влиянию на пропускную способность пленки из смолистых отложений. Близкое расположение распылителей ЭМФ к впускным клапанам предъявляет повышенные требования к качеству распыливания топлива, так как промежуток времени, отводимый на процесс гомогенизации топливно-воздушной смеси, достаточно мал. Для уменьшения отложений смолистых веществ необходимо применять кондиционные топлива и обеспечивать эффективную очистку воздуха и картерных газов. Для двигателей с высокотемпературным подогревом впускного тракта на частичных режимах работы необходимо исключить возможность образования застойных зон и обратных вихревых потоков горючей смеси в теплообменном устройстве. Эти устройства должны проектироваться с достаточным запасом по теплопроизводительности, необходимым для того, чтобы компенсировать возможное уменьшение подогрева из-за увеличения термического сопротивления стенок теплообменника вследствие накопления на них отложений [49]. Влияние на интенсивность смолообразования может оказывать топливо, долго хранящееся в емкостях. Как правило, потребление топлива Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 30

автотранспортом относительно невелико, что сказывается на увеличении времени хранения топлива в емкостях, и как следствие, его окислению. При длительных стоянках автомобиля топливо, находящееся в топливной системе, не циркулирует. В этом случае также происходит окисление топлива с образованием смолистых отложений на внутренних полостях приборов системы топливоподачи. Топлива различного качества (бензин А-93, Аи-95) могут иметь в своем составе различные присадки - диспергенты (до 0,1%). Диспергенты представляют собой поверхностно-активные вещества, препятствующие выделению твердой фазы при окислении нефтепродуктов или изменяющие структуру и свойства образующих смолистых продуктов в сторону уменьшения их коагуляции. Диспергенты удерживают смолистые продукты в коллоидном состоянии, препятствуя их укрупнению и оседанию. Механизм действия диспергентов основан на том, что они адсорбируются на поверхностях микрочастиц смолистых веществ (блокируют эти поверхности), исключая возможность образования более крупных конгломератов. Диспергенты применяют совместно с антиокислителями или подбирают соединения, обладающие одновременно антиокислительными и диспергирующими свойствами. Обладающие подобного рода комплексными свойствами присадки называют стабилизаторами-диспергентами. Введение диспергирующих присадок значительно улучшает работу приборов системы топливоподачи двигателя (уменьшается количество отложений в топливных баках и фильтрах, толщина лаковой пленки, отлагающейся на поверхности игл распылителей форсунок и т.п.). Промышленные диспергирующие присадки, как правило, являются многофункциональными - они улучшают противоизносные свойства топлив, снижают их коррозионную агрессивность, повышают их химическую стабильность [49]. На сегодняшний день широко распространены различные добавки к топливу для очистки топливной системы. Применение таких добавок основано на введении в топливо различных растворителей (ацетон, толуол и т.п.). Смолистые Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 31

вещества под действием добавки растворяются в топливе и сгорают в двигателе. Однако данный метод обеспечения чистоты системы, впрыскивания топлива может иметь отрицательные последствия. При использовании присадок для очистки топливной системы при сильном загрязнении смолистыми веществами возможно отслоение частиц смолистых веществ с внутренних поверхностей элементов топливной системы. В случае появления достаточно крупных частиц (размером более 30* мкм) возможно засорение встроенного фильтра ЭМФ и ее отказ. Также могут интенсивно засориться и топливные фильтры. Кроме того, применение некоторых растворителей, не прошедших сертификационные исследования, может привести (повреждению эластичной к нарушению диафрагмы РДТ, герметичности резиновых системы уплотнительных элементов). Следовательно, причинами смолообразования в системе питания двигателя являются: различный химический состав бензинов, условия хранения топлив, характер эксплуатации автомобильной техники. Отложения смол во внутренних полостях ЭМФ, на сопрягаемых поверхностях запорного клапана и на рабочей поверхности распылителя приводят к значительному изменению (уменьшению) пропускной способности ЭМФ. Таким образом, снижение производительности и ухудшение качества распыливания топлива ЭМФ являются основными причинами нарушения их работоспособности в процессе эксплуатации. 1.5 Анализ способов диагностирования электромагнитных форсунок Нарушение работоспособности ЭМФ в эксплуатации является важным фактором, влияющим на эксплуатационные свойства автомобиля. Водители автомобилей, используя бортовые системы контроля, как правило, не могут определить неисправность в работе ЭМФ. Для выявления причин снижения показателей качества функционирования форсунок требуется проведение диагностических работ [57 - 60]. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 32

Вопросам проведения технической диагностики автомобилей уделяется достаточное внимание [61-65]. Система топливоподачи двигателя с впрыскиванием бензина является системой, содержащей восстанавливаемые и невосстанавливаемые объекты. Для диагностирования невосстанавливаемых объектов необходимо и достаточно знать критерий, по которому можно определить одно из двух состояний объекта: исправное или неисправное. Для восстанавливаемых объектов необходимо изначально определить отказавший элемент, который, в свою очередь, может быть невосстанавливаемым узлом. В зависимости от неисправности ЭМФ может рассматриваться и как невосстанавливаемый объект (например, обрыв или межвитковое замыкание обмотки электромагнита), и как восстанавливаемый (загрязнение ЭМФ). Практика эксплуатации показала, что в 90% случаев при возникновении неисправностей ЭМФ достаточно проведения работ по их очистке. Исходя из этого, применительно к настоящей работе, будем считать ЭМФ восстанавливаемым объектом. Важным условием обеспечения безотказной работы автомобиля является проведение диагностических работ по определению фактического технического состояния приборов и узлов. Практически для оценки данного показателя необходимо знать параметры начального и предельного состояний объекта. Обеспечить надлежащий контроль показателей работоспособности форсунок (как на этапе производства, так и при эксплуатации) без сложного стендового оборудования с микропроцессорным управлением достаточно сложно. В настоящее время имеется достаточное количество многофункциональных комплексов, предназначенных для диагностики и «промывки» ЭМФ всех типов. Типичными представителями данного оборудования являются стенды отечественно производства «ПЛАЗМА 600», «SMC – 3003». В ходе испытаний на стенде снимают характеристику управления (расходную характеристику) и определяют границы линейности и динамического коэффициента; измеряют электрическое сопротивление обмотки форсунки, статическое и динамическое Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 33

напряжение срабатывания, повторяемость точек расходной характеристики (при 30 испытаниях в каждой точке), стабильность работы форсунки при управлении одиночными импульсами, статический расход (при постоянно открытом клапане форсунки); определяют утечку воздуха через запорное устройство (клапан) в закрытом состоянии [66]. Диагностические стенды зарубежного производства, применяемые для подобных испытаний, отличаются большим набором параметров и высокой стоимостью (Launch CNC602A). Проведение полного комплекса работ по определению технического состояния ЭМФ с применением рассмотренных диагностических стендов предполагает: - демонтаж ЭМФ с автомобиля; - высокую квалификацию и обученность специалистов; - значительную трудоемкость выполняемых работ. Вышеперечисленные факторы затрудняют и делают дорогостоящим процесс диагностирования ЭМФ при эксплуатации автомобиля. Необходим способ получения данных о состоянии ЭМФ, не требующий значительных затрат времени и средств. Существует методика, позволяющая оценить пропускную способность ЭМФ без снятия с автомобиля. Для этого в систему питания подключается устройство контроля давления топлива (механический манометр), в системе создается рабочее давление и в течение определенного промежутка времени подается напряжение питания, открывающее клапан ЭМФ. Определив величину падения давления в системе питания, можно косвенно оценить пропускную способность ЭМФ, а также сравнить пропускную способность различных форсунок. Реализовать данную методику возможно, к примеру, при помощи тестера давления топлива 19198510 AIST. Недостатки данного метода следующие: Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 34

- для получения достоверных результатов измерений необходимо использовать приборы высокого класса точности (возможно, с компьютерным управлением); - работы проводятся на остановленном двигателе, при этом топливо попадает в жидком виде в масляный картер, смешивается с маслом, изменяя его вязкостные свойства; - при диагностике не учитывается качество распыливания топлива ЭМФ, что не позволяет определить причину ухудшения работы двигателя, связанную с данным показателем; - обратный клапан ЭБН не всегда герметичен, что может сказаться на результатах измерений. Анализ имеющихся способов диагностирования ЭМФ [21] позволяет сделать следующие выводы: 1. Существующие способы определения работоспособности ЭМФ являются либо дорогостоящими, а потому малодоступными, либо не дают достоверной информации о ее техническом состоянии. 2. При обслуживании систем впрыскивания бензина необходим недорогой способ диагностирования ЭМФ, требующий незначительных трудозатрат и обеспечивающий достаточную достоверность значений диагностического параметра. 1.6 Выбор диагностического параметра электромагнитных форсунок и способа его определения Появление более чувствительных измерительных средств дает новый импульс развитию традиционных методов моторной диагностики. Наиболее многообещающим с точки зрения получения информации о состоянии двигателя видится измерение и анализ физических параметров, изменяющихся синхронно с циклограммой его работы. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 35

Выбор диагностических параметров для оценки технического состояния автомобилей осуществляют из номенклатуры, рекомендуемой государственными стандартами [67,68], а также другой нормативно-технической документацией [69]. Однако в указанных выше нормативно-технических документах не предусмотрены параметры для диагностики элементов системы впрыскивания топлива. Номенклатура структурных параметров, применение которой целесообразно при диагностировании систем впрыскивания бензина [70], является исходной информацией, на основе которой выявляется номенклатура косвенных диагностических параметров [71,72]. Для определения связей между структурными и диагностическими параметрами разрабатываются структурно-следственные схемы. Разработка блок-схем структурно-следственных связей осуществляется по цепи: агрегат (узел) - элемент - структурный параметр - неисправность внешний признак (симптом) - диагностический параметр [69] (рисунок 1.6). Каждое звено определяет уровень поиска или технологического шага, направленного на выявление неисправности: - первый (высший) уровень, включает в себя агрегаты или узлы, из которых состоит диагностируемая система (в данном случае - ЭМФ); - второй уровень содержит элементы и сопряжения (агрегатов) узлов, имеющие в процессе эксплуатации наиболее ощутимые изменения и отклонения структурных параметров; - третий уровень включает в себя структурные параметры элементов и сопряжений; состав структурных параметров определяется на основе анализа взаимодействия элементов и сопряжений с учетом критериев эксплуатационной надежности; - четвертый уровень содержит набор возможных неисправностей объекта (как следствие изменения состояния структурных параметров элементов); Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 36

1 - ЭМФ; 2.1 - клапан форсунки; 2.2 - обмотка электромагнита; 2.3 - встроенный фильтр; 2.4 - распылитель форсунки; 3.1 -герметичность закрытия клапана форсунки; 3.2 - сопряжение деталей запирающего элемента; 3.3 - величина электрического сопротивления обмотки электромагнита; 3.4 - пропускная способность встроенного фильтра; 3.5 - пропускная способность распылителя форсунки; 4.1 - подтекание топлива через закрытый клапан; 4.2 - нарушение фиксации клапана в закрытом положении (залипание); 4.3 - изменение пропускной способности клапана; 4.4 - обрыв обмотки электромагнита; 4.5 уменьшение пропускной способности фильтра; 4.6 - некачественное распыливание топлива; 5.1 - работа двигателя с калильным зажиганием; 5.2 - затруднение пуска двигателя в прогретом состоянии; 5.3 - повышенный расход топлива; 5.4 - снижение вязкости масла из-за попадания в него топлива; 5.5 - неустойчивая работа двигателя в режиме минимально устойчивой частоты вращения коленчатого вала; 5.6 - потеря мощности; 5.7 - ухудшение приемистости двигателя; 6.1 герметичность форсунки; 6.2 - содержание в отработавших газах окислов азота (NOx); 6.3 время разгона двигателя в режиме свободного ускорения (txx); 6.4 - расход топлива через ЭМФ (qф); 6.5 - контрольный расход топлива (Qs); 6.6 - расход воздуха на определенном режиме (Gв); 6.7 - содержание в отработавших газах окиси углерода (СО); 6.8 - содержания в отработавших газах углеводородов (СН). Рисунок 1.6 - Блок-схема структурно-следственных связей ЭМФ Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 37

- пятый уровень определяет перечень внешних признаков (симптомов), характеризующих конкретную неисправность объекта; - шестой уровень - предварительный набор диагностических параметров, из которых впоследствии удовлетворяют выбирают требованиям те, которые однозначности, в наибольшей стабильности, степени доступности, эргономичности, информативности и технологичности. В условиях реальной эксплуатации наиболее частыми неисправностями ЭМФ являются загрязнение фильтра, клапана и распылителя, приводящие к уменьшению количества и ухудшению качества распыливания топлива. Эти неисправности можно диагностировать следующими параметрами: 6.2 - содержание в отработавших газах окислов азота (NOx) (увеличение); 6.3 - время разгона двигателя в режиме свободного ускорения (txx) (увеличение); 6.4 - расход топлива через ЭМФ (qф) (уменьшение); 6.5 - контрольный расход топлива (Qs) (увеличение); 6.6 - расход воздуха на определенном режиме (Gв) (увеличение); 6.7 - содержание в отработавших газах окиси углерода (СО) (увеличение); 6.8 - содержание в отработавших газах углеводородов (CH) (увеличение). Данные о соответствии выбранных параметров требованиям, предъявляемым к диагностическим параметрам [73], приведены в таблице 1.4. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 38

однозначность стабильность доступность эргономичность информативность технологичность Таблица 1.4 – оценка диагностических параметров NOx + + - + + - txx + - + + + + qф + + - - + - Qs + + - - + - Gв + + + + + + CO + + + + - - CH + + + + + - Измерение содержания NOx в отработавших газах затруднительно вследствие малой распространенности таких газоанализаторов. Параметр времени разгона двигателя в режиме свободного ускорения (txx) зависит от большого числа факторов: качества топлива, состояния системы зажигания, регулировки минимальных оборотов холостого хода и т.п. Измерение расхода топлива через ЭМФ связано с необходимостью демонтажа форсунок с автомобиля, что занимает значительное время. Кроме этого необходимо дополнительное оборудование для осуществления такой проверки для подачи устройство для (устройство электронно-управляемое испытательной открытия жидкости, запорного клапана, измерительные принадлежности и т.п.). Измерение содержания СО и СН в отработавших газах несложно и доступно, но требует применения газоанализаторов. Определение контрольного расхода топлива также требует специального оборудования. Расход воздуха на определенном режиме (Gв) есть косвенный показатель качества работы двигателя, на который оказывают влияние Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 39

такие факторы, как температура охлаждающей жидкости, состояние системы зажигания, подсос воздуха через неплотности впускного трубопровода и т.д. [74]. Использование всех рассмотренных параметров в качестве диагностических, за исключением расхода топлива через ЭМФ (qф), не требует снятия форсунок с автомобиля, позволяя минимизировать время диагностического воздействия. Однако сделать вывод о техническом состоянии каждой из форсунок системы топливоподачи по результатам анализа не представляется возможным. Таким образом, расход топлива через ЭМФ (qф) является наиболее достоверным и информативным параметром из рассмотренных выше. Для снижения трудоемкости и повышения эргономичности процесса диагностирования необходим безразборный способ, позволяющий оценивать, (возможно, косвенно) указанный параметр без демонтажа ЭМФ с двигателя. Расход топлива через ЭМФ в первом приближении может быть определен по формуле [75]: ф = ц ц , (1.1) где QЦ - цикловая подача; tц - время открытого состояния клапана. Учитывая, что tц есть величина постоянная на определенном установившемся режиме работы двигателя, а цикловая подача QЦ есть величина, зависящая от пропускной способности ЭМФ, выдвинута гипотеза о том, что реализовать предлагаемый способ возможно посредством определения и сравнения параметров величины изменения давления топлива в системе топливоподачи при срабатывании ЭМФ в процессе работы двигателя [76 - 80]. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 40

1.7 Выводы по главе. Задачи исследования Анализ проведенных исследований и состояния вопроса диагностирования, ТО и ремонта систем впрыскивания бензина показал, что в настоящее время отсутствуют способы безразборной оценки технического состояния механической части ЭМФ, а также четкие нормативы и рекомендации по срокам, содержанию и методике работ по диагностированию и очистке топливной системы в целом и ее составных элементов (ЭМФ, РДТ и др.) в частности. Существующие методы диагностирования ЭМФ, в одном случае, позволяют получить в комплексе точные данные об их техническом состоянии, но требуют значительных затрат времени на диагностирование и материальных затрат на приобретение оборудования; ввиду этого мало распространены. В другом случае, определение параметров загрязненности не является комплексным [70], то есть, учитываются не все факторы, оказывающие влияние на работу двигателя; следовательно, данные методы не дают достоверных результатов и не могут быть рекомендованы для использования. Для реализации цели работы необходимо решить следующие задачи: - обосновать возможность определения пропускной способности ЭМФ по величине изменения давления топлива в системе питания при их срабатывании в процессе функционирования двигателя; - провести предварительный эксперимент с целью исследования процесса топливоподачи при срабатывании ЭМФ; - разработать методику и провести экспериментальные исследования; - обработать и обобщить результаты эксперимента с использованием определенного математического аппарата, позволяющего оценить значение диагностического параметра; - разработать предложения по практической реализации предлагаемого способа. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 41

2 Теоретические исследования процесса топливоподачи Исследуемый процесс функционирования системы топливоподачи при срабатывании ЭМФ предлагается разделить на два этапа, оказывающих непосредственное влияние на характер изменения давления топлива: - открытие клапана ЭМФ; - закрытие клапана ЭМФ; Каждый из указанных этапов характеризуется определенными физическими закономерностями и временными показателями, изменение которых позволяет произвести анализ исследуемого процесса. 2.1 Параметры электромагнитных форсунок 2.1.1 Временные параметры электромагнитных форсунок Большинство ЭМФ имеют конструктивную схему, показанную на рисунке 1.4 [37,39,43]. В общем корпусе 1 размещены клапан 2 и электромагнит 3. В обесточенном состоянии электромагнита клапан прижат пружиной 7 к седлу клапана 8. Концы обмотки электромагнита выведены наружу через изолированные от корпуса электрические контакты 4. Топливо подводится к корпусу по топливопроводу 5 через фильтр 6, предохраняющий внутреннюю полость форсунки от загрязнения. В идеальном с точки зрения регулирования случае время открытого состояния клапана должно быть равным продолжительности электрического управляющего импульса, подаваемого на обмотку электромагнита. Однако в реальной форсунке клапан открывается и закрывается не одновременно с началом поступления и окончанием управляющего импульса, а с запаздыванием. Это обусловлено тем, что магнитный поток в магнитопроводе форсунки достигает своего максимального значения не мгновенно, а через промежуток времени, практически равный (4-5)L/r, где L - индуктивность обмотки электромагнита, а r - ее активное сопротивление. С нарастанием магнитного потока увеличивается Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 42

сила, с которой якорь клапана притягивается к сердечнику магнитопровода. По прошествии некоторого времени усилие достигает величины, достаточной для трогания с места якоря, и клапан открывается. Таким образом, время срабатывания tср состоит из времени трогания tmp и времени перелета t´пер якоря. После окончания управляющего импульса магнитный поток исчезает также не сразу. Следовательно, усилие, с которым якорь притягивается к сердечнику, уменьшается постепенно. Через промежуток времени, который обычно называют временем «залипания» tзал якоря, усилие падает до значения отпускания и клапан закрывается. Время «залипания» и время обратного перелета якоря в сумме составляют время отпускания tomn клапана. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 43

На рисунке 2.1 [40] представлены осциллограммы тока 1, напряжения 2 электромагнита и «время-сечение» временные характеристики 3 и даны параметры все клапана форсунки: точки а и b - начало и конец движения якоря, с - конец импульса тока, d и е - начало и конец обратного движения якоря, oa и ab время трогания tтр и движения якоря t'nep, ob - время срабатывания якоря tcp, ос - продолжительность управляющего импульса, cd и de 1 – осциллограмма тока в обмотке форсунки, 2 – осциллограмма напряжения на обмотке форсунки, 3 – характеристика «время-сечение» клапана Рисунок 2.1 - Временные параметры ЭМФ время «залипания» tзал и обратного перелета якоря t"nep, се - время отпускания якоря tomn. Как время срабатывания, отпускания так не и время зависят от продолжительности управляющего электрического импульса, т.е. для данной конструкции электромагнитной форсунки являются неуправляемыми временными параметрами характеристики «время-сечение» клапана. При соизмеримых значениях продолжительности управляющих импульсов и неуправляемых временных параметров неуправляемые параметры следует отнести к нежелательным явлениям, отрицательно сказывающимся на точности дозирования. Так, например, минимальное управляемое время открытого состояния клапана определяется временем его отпускания. Также этим временем определяется минимальная цикловая подача, при которой возможно управляемое Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 44

дозирование. Естественно, что чем короче время срабатывания и время отпускания, тем выше быстродействие электромагнитной системы, тем меньше вносится погрешностей при дозировании топлива и тем шире могут быть диапазоны используемых длительностей управляющих импульсов. На величину неуправляемых временных параметров оказывают значительное влияние конструкция и материалы магнитопровода, масса подвижных деталей форсунки, наличие трения при перемещении этих деталей, амплитуда импульса тока, управляющего работой форсунки, противодействующее усилие, а также соотношение между индуктивным и активным сопротивлениями цепи форсунки. Одной из основных причин повышенных значений неуправляемых временных параметров электромагнита являются вихревые токи в материале магнитопровода, которые препятствуют нарастанию магнитного потока при включении и поддерживают магнитный поток при выключении тока. Неуправляемые временные параметры зависят также и от ряда побочных факторов, таких как точность обработки деталей магнитопровода, качество их рабочих поверхностей, состояние магнитопровода после механической обработки и др [40]. Применяемые в современных системах впрыскивания с электронным управлением электромагнитные принципиальной схеме, но форсунки отличаются выполнены значительным по единой разнообразием конструктивного оформления основных элементов [81]. В ЦНИТА были проведены испытания форсунок фирмы «BOSCH» [75]. На рисунке 2.2,а представлены осциллограммы тока и напряжения электромагнита форсунки. Из приведенных осциллограмм видно, что время трогания якоря tmp равно примерно 1,5 мс; время прямого перелета t'nep около 0,6 мс. следовательно, полное время срабатывания tcp равно 2,1 мс. Время «залипания» tзал равно 1,3 мс, время обратного перелета t"nep - 0,6 мс. Кроме того, характер осциллограммы позволяет установить, что в процессе закрытия имеют место повторные отрывы иглы от седла клапана общей продолжительностью 0,4 мс. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 45

а - осциллограммы тока и напряжения; б - зависимость цикловой подачи от длительности управляющего импульса; в - зависимость цикловых подач от напряжения источника питания Рисунок 2.2 – Характеристики электромагнитной форсунке фирмы «BOSCH» Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 46

Таким образом, полное время отпускания tomn равно примерно 2 мс. Существование повторных отрывов иглы подтверждается также фотографированием струи топлива. На рисунке 2.2б показана рабочая характеристика форсунки - зависимость величины цикловой подачи QЦ от длительности управляющего импульса τ. На графике показано поле разброса характеристик комплекта, состоящего из четырех форсунок. Отклонения значений цикловых подач при малых длительностях импульса составляют ± 3,5%, при больших длительностях ± 2,5%. На рисунке 2.2в приведен график зависимости цикловых подач от напряжения источника питания U. Зависимость дана для двух значений цикловых подач, соответствующих длительностям импульсов τ = 10мс и τ = 4 мс. Как видно, кривые QЦ = f(U) при различных длительностях электрического импульса смещаются эквидистантно. Это свидетельствует о том, что основной причиной изменения характеристик является изменение неуправляемых временных параметров форсунки при изменении напряжения питания. При изменении U от 10 до 15В цикловая подача независимо от τ увеличивается примерно на 4 мм3, что при малых цикловых подачах составляет более 30%. Такая зависимость является нежелательным явлением для ЭМФ. В связи с этим в программу регулирования топливоподачи вводят дополнительную коррекцию длительности электрических импульсов, обеспечивающую необходимую стабильность цикловых подач при изменении напряжения питания. 2.1.2 Пределы продолжительности управляющих электрических импульсов, подаваемых на электромагнитные форсунки Электромагнитные форсунки устанавливаются на двигателе обычно в количестве, равном числу цилиндров, и каждый цилиндр получает топливо от своей форсунки. Поскольку подача топлива производится во впускной тракт двигателя, возможны различные варианты включения форсунок. Команду от электронного устройства формирования импульсов форсунки могут получать все Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 47

одновременно или могут быть разделены на равные группы, включаемые поочередно, или каждая форсунка может срабатывать отдельно в порядке работы цилиндров. Во втором и третьем случаях управляющие импульсы могут следовать один за другим без перекрытия или с перекрытием во времени. Кроме того, возможны одноразовая и многоразовая подачи топлива каждой форсункой за цикл работы двигателя. Пределы продолжительности открытого состояния клапана форсунки, при которых возможно осуществлять управляемое дозирование, зависят от варианта включения и кратности работы форсунок [82]. Если управляющие импульсы следуют друг за другом без перекрытия во времени, то максимально возможное время открытого состояния клапана для впрыскивания топлива на мощностных режимах ограничивается периодом следования подач при максимальной частоте вращения KB двигателя. В этом случае период следования цикловых подач может быть определен по формуле: Тцп = 10 , (2.1) где Тцп - период следования цикловых подач, с (мс); kТ - коэффициент тактности двигателя (для четырехтактного двигателя kТ = 2); n - частота вращения KB двигателя, мин-1; i - число групп форсунок; j - кратность впрыскивания. При групповом впрыскивании, когда импульсы разных групп форсунок следуют друг за другом с перекрытием во времени, период Тцп не зависит от числа групп форсунок: Тцп = Т 10 , (2.2) (в этом случае обычно j = 1). Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 48

Эти формулы показывают, что период следования цикловых подач зависит от варианта чередования работы форсунок и будет минимальным при применении фазного впрыскивания без перекрытия на многоцилиндровом двигателе. Так, например, для четырехцилиндрового двигателя с верхним пределом частоты вращения KB двигателя, равным 6000 мин-1, максимально возможное время открытого состояния клапана форсунки на мощностных режимах ограничивается 5 мс. Учитывая, что цикловая подача топлива на режимах холостого хода и глубоких дросселей примерно в 4...5 раз меньше максимальной, и принимая линейную зависимость между величиной цикловой подачи и длительностью открытого состояния клапана, получим, что в этом случае минимальное время открытого состояния клапана должно быть порядка 1 мс. Такие короткие временные интервалы требуют чрезвычайно высокого быстродействия клапана, что практически труднодостижимо. Существующие конструкции форсунок могут обеспечить минимальное время открытого состояния клапана не менее 2 мс. Это и является одной из причин того, что «фазированный впрыск» без перекрытия в настоящее время практически не применяется [75]. Для определения пределов продолжительности электрических импульсов нужно принимать во внимание еще и следующее. Чтобы форсунки не потеряли управляемости при максимальных цикловых подачах и максимальных оборотах двигателя, между управляющими импульсами одной и той же форсунки должна быть пауза продолжительностью не менее времени отпускания клапана tomn. Реально продолжительность паузы не может быть менее 2 мс. Следовательно, максимальная продолжительность управляющих импульсов определится из уравнения: τmax ≤ TЦПmin – tomn. (2.3) Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 49

Чтобы форсунки не потеряли управляемости при минимальных цикловых подачах, минимальная продолжительность управляющих и импульсов τmin должна быть равна или более времени срабатывания клапана tcp: τmin ≥ tср. (2.4) Следовательно, для четырехцилиндрового двигателя с верхним пределом частоты вращения 6000 мин1, если имеются четыре форсунки, работающие поочередно «фазированный впрыск», пределы длительности управляющих импульсов составят от 4 до 20 мс. 2.1.3 Расход топлива через форсунку. Площадь эффективного проходного сечения клапана электромагнитной форсунки Обычно расход топлива через ЭМФ определяют по максимальной цикловой подаче и по максимальной продолжительности управляющих импульсов τmax, принимая τmax ≈ tцmax, q0 = QЦ max / τmax. Подставляя значение τmax из выражения (2.3) в выражение (1.1), получим: ф = Ц . (60 / ) − "# (2.5) Выражение (2.5) показывает, что расход топлива через форсунку может быть уменьшен в случае применения фазированного или группового впрыскивания с перекрытием во времени. Уменьшение производительности благоприятно сказывается на повышении быстродействия клапана [75]. Зная расход топлива через форсунку и перепад давления на ее клапане, можно определить площадь эффективного сечения клапана из выражения: Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 50

%ф &ф = ф , '2/р'р (2.6) где %ф &ф – площадь эффективного сечения клапана форсунки; р- плотность топлива; р- перепад давления топлива на клапане форсунки. 2.2 Природа гидродинамических колебательных процессов волнового характера, происходящих в системе питания Как указывалось выше, точность и стабильность дозирования топлива в системе впрыскивания с электронным управлением в значительной мере определяется показателями электромагнитной форсунки, в первую очередь быстродействием ее клапана. Систему топливоподачи можно рассматривать как упругую напряженную систему, состоящую из ряда емкостей и трубопроводов, заполненных жидкостью под давлением. Каждая форсунка на двигателе срабатывает один раз за цикл его работы. Импульсное открытие и закрытие клапана форсунки является возмущающей причиной, выводящей упругую систему из равновесия. В результате вынужденных возмущений в системе возникают гидродинамические колебательные процессы волнового характера, затухающие во времени. Если колебания давления, возникающие после срабатывания форсунки, не успевают затухнуть к моменту последующего открытия ее клапана, то истечение топлива из форсунки произойдет при измененном от номинального значении давления и цикловая подача будет зависеть от того, с какой фазой колебания давления топлива совпадает очередное открытие клапана. Вследствие этого на основную рабочую характеристику форсунки, представляющую длительности управляющих собой зависимость импульсов, цикловой накладывается подачи от дополнительная зависимость от частоты вращения коленчатого вала двигателя (частоты следования импульсов). Эксперимент показывает [75], что в системе, в которой не приняты меры по гашению колебаний, отклонения цикловой подачи вследствие Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 51

нестабильности давления могут достигать величины 20%. В этом случае реализация программы топливоподачи становится практически невозможной. В качестве примера таких явлений на рисунке 2.3. представлены две осциллограммы давления топлива в системе питания. а – при низкой частоте вращения КВ двигателя; б – при повышенной частоте вращения КВ двигателя Рисунок 2.3 – Осциллограммы пульсаций давления топлива в корпусе форсунки Верхние графики отражают электрические импульсы, управляющие работой форсунок, нижние - колебания давления топлива в корпусе форсунки. Пульсации давления после срабатывания форсунки могут либо затухать до прихода следующего импульса (рисунок 2.3, а), либо импульс приходится на еще незатухающие пульсации давления (рисунок 2.3, 6). Во втором случае цикловая подача будет зависеть от амплитуды фазы колебаний. Для более наглядного ознакомления с явлениями, происходящими в системе топливоподачи, следует предварительно рассмотреть структурную схему системы, имеющей одну форсунку, трубопровод и напорный бак с постоянным давлением топлива (имитация давления топлива, создаваемого ЭБН, работающим с РДТ). Такая схема показана на рисунке 2.4. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 52

Рисунок 2.4 - Элементарная структурная схема системы топливоподачи К напорному баку 1, в котором давление р0 поддерживается постоянным, присоединена трубопроводом 3 с постоянной площадью сечения f и длиной l ЭМФ 2. При малых скоростях топлива в трубопроводе (что имеет место в системах топливоподачи) можно не учитывать потери скоростного напора. Также можно пренебречь гидравлическими потерями давления вязкостного трения в трубопроводе. Тогда допустимо считать, что при установившемся режиме течения давление топлива по всей длине трубопровода будет равно давлению в баке р0. Предварительно условно примем, что в трубопроводе отсутствуют силы сопротивления, обусловливающие затухание волн, и что клапан ЭМФ при поступлении на ее обмотку импульса тока открывается мгновенно и при прекращении импульса тока закрывается также мгновенно. В начальный момент времени клапан форсунки закрыт и топливо в системе неподвижно, скорость течения топлива равна нулю, давление равно р0. В момент открытия клапана давление в форсунке падает от значения р0 до значения р, при котором и начинается истечение топлива. Резкое падение давления возбуждает волну разрежения, которая будет перемещаться по трубопроводу от форсунки к баку со Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 53

скоростью а. Топливо перед фронтом волны будет оставаться неподвижным, а за фронтом приобретет некоторую скорость v, обеспечивающую расход через клапан форсунки. Дойдя до бака, волна отразится от него и начнет возвращаться к форсунке. Перед фронтом волны параметры топлива останутся те же, что и в форсунке (р, v), а за фронтом волны топливо с давлением р0 приобретет добавочную скорость. Эта волна, подойдя к форсунке, вновь отразится от нее в сторону бака в виде волны сжатия. При этом давление в форсунке несколько повысится, соответственно увеличив расход. Волна сжатия, отразившись от бака, возвращается к форсунке, причем перед волной параметры топлива остаются прежними, с повышенным давлением, а за фронтом волны - с давлением р0 и несколько пониженной скоростью. После этого весь цикл повторяется. Такой затухающий колебательный процесс с периодом, равным 41/а, будет продолжаться до тех пор, пока не установится стационарный режим истечения с давлением в форсунке, равным р0. Расход топлива через клапан форсунки в стационарном режиме определяется по общеизвестной формуле: ф = %ф &ф '2/р'р − рк . (2.7) где pλ - противодавление впрыскиванию топлива. Средняя скорость топлива в сечении топливопровода будет равна: , = . & (2.8) где f - площадь сечения топливопровода. Рассмотрим картину колебательных явлений, происходящих после закрытия клапана. В начальный момент времени клапан форсунки открыт, режим истечения в системе установился стационарный с давлением р0, со скоростью потока топлива в трубопроводе u0 и с расходом топлива через форсунку q0. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 54

В момент закрытия клапана происходит торможение массы топлива, и в трубопроводе у форсунки, вследствие действия инерционных сил, резко повышается давление (гидравлический удар). Волна сжатия с давлением p>p0 начинает перемещаться по трубопроводу от форсунки к баку со скоростью а. Дойдя до бака, волна отразится от него к форсунке, причем перед фронтом волны параметры жидкости останутся те же, что и у форсунки (р > р0, v = 0), а за фронтом волны топливо с давлением р0 приобретает отрицательную скорость v = - v1, т.е. будет вытекать из трубопровода в бак. Эта волна, подойдя к форсунке, клапан которой остается закрытым, вновь отразится от нее в сторону бака в виде волны разрежения, перед фронтом которой (со стороны бака) параметры жидкости будут: р = р0, v = - v1, за фронтом (со стороны форсунки): р < р0, v = 0. Волна разрежения, отразившись от бака, возвращается к форсунке, причем перед волной параметры остаются р<р0 и v = 0, а за фронтом волны р = р0 и с некоторой скоростью v = - v2. После этого весь цикл повторяется. Такой колебательный процесс с периодом, равным 41/а, в случае отсутствия противодействующих сил трения, будет продолжаться бесконечно. В реальном же случае он будет продолжаться до полного затухания, т.е. пока в трубопроводе и в форсунке не установится начальный режим, при котором параметры будут равны р = ро, v = 0 [75]. Приведенные случаи колебательных явлений, возникающих в системе при открытии и закрытии клапана форсунки, наглядно показывают, что в процессе дозирования топлива большое значение имеют характеристики топливных трубопроводов системы. Поэтому процесс дозирования должен рассматриваться как совокупность явлений, происходящих во всей системе топливоподачи, и в расчете дозирования должна учитываться вся система [83]. Обычно нестационарное движение жидкости в системах с трубопроводами описывается известными дифференциальными уравнениями в частных производных. В системах топливоподачи аппаратуры впрыскивания наряду с металлическими трубопроводами применяются также и шланги из нежесткого Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 55

упругого материала. В связи с этим при расчете неустановившегося режима необходимо учитывать затухание колебаний волн давления и скорости, вызываемое противодействующими силами не только вязкостного трения жидкости, но также и внутреннего трения в материале стенок трубопровода, являющегося следствием его деформации. Приближенное решение уравнений нестационарного движения жидкости в системе топливоподачи аппаратуры впрыскивания может быть представлено системой уравнений в форме прямых и обратных волн, имеющей вид [75]: . = . + 01 2 1 1 ;=; + 0 7. 6 6 34 5" − 8 − 9 5" + 8: , . 7 7 < 6 6 2 34 5" − 8 − 9 5" + 8: , 7 7 (2.9) где p, v - средние в сечении значения давления и скорости; р0, v0 - средние в сечении значения давления и скорости до возмущения; а - скорость распространения волн возмущения; р - плотность топлива; х, t - координаты расстояния и времени; F, W - функции соответственно прямых и обратных волн давления аргументов [t-(x/a] и [t+(x/a], kn - фактор гидравлического сопротивления, учитывающий противодействующие силы вязкостного трения и трения в материале стенок топливопровода. Расчет по этим уравнения проводят совместно с уравнениями начальных и граничных условий в рассматриваемом сечении методами численного интегрирования или конечных разностей с применением ЭВМ. В уравнениях (2.9) коэффициент kn учитывает затухание колебаний; он определяет интенсивность затухания волн, вызываемую как силами вязкостного трения, так и внутренними силами трения в материале трубы. Величины а и kn могут быть определены экспериментально. Программа электронным регулирования управлением топливной строится на аппаратуры базе основной впрыскивания с характеристики электромагнитной форсунки, которая представляет собой зависимость цикловой Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 56

подачи ц от продолжительности электрического импульса τ, подаваемого на обмотку форсунки [81]: Ц = &(=) = ̄ =, (2.10) где q̄ - средняя производительность форсунки за импульс. Величина q̄ при этом принимается постоянной, не зависящей от режима работы двигателя, а зависимость QЦ от τ - однозначной. Такие условия дозирования могли бы быть осуществлены только в идеальной системе, в которой форсунка должна открываться и закрываться мгновенно; соответственно с приходом и прекращением электрического импульса расход топлива через форсунку q должен оставаться постоянным в продолжение всего времени открытого состояния клапана, не изменяться от цикла к циклу и не зависеть от режимов работы двигателя. Цикловая подача реальной форсунки равна: @ Ц = ? (")A", (2.11) где q(t) - производительность форсунки, - величина непостоянная как во времени, так и от цикла к циклу, во многом зависящая от перепада давления на клапане. Рассмотренные осциллограммы двух характерных случаев неустановившегося движения жидкости в простейшей системе топливоподачи при резком открытии и закрытии клапана подтверждают, что давление топлива в форсунке во время открытого состояния клапана не только существенно отличается от стационарного, но также изменяет свое значение в широких пределах и по различным закономерностям. Это объясняется тем, что время открытого состояния клапана tц соизмеримо со временем прохождения волны по Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 57

трубопроводу. Так, например, tц может иметь значения от 2 до 20 мс, а период колебательного процесса в зависимости от длины, материала и площади сечения трубопровода может быть от 1 до 200 мс. Кроме того, в соответствии с частотой следования цикловых подач, момент открытия клапана может приходиться на разные фазы подошедшей к форсунке отраженной волны предыдущей цикловой подачи, поскольку период повторения цикловых подач также соизмерим (Т= 240 ÷ 20 мс) с периодом колебательного процесса. Следовательно, давление в форсунке и расход топлива через нее будут изменяться с изменением частоты вращения KB двигателя. Установить строгую закономерность зависимости производительности форсунки от частоты следования импульсов и затем вводить соответствующую коррекцию в программу регулирования топливной аппаратуры практически не представляется возможным, поскольку эта зависимость в основном диктуется параметрами топливопроводов, которые на различных типах автомобилей могут значительно отличаться друг от друга. По этой причине одна и та же форсунка в различных топливных системах не будет иметь одну и ту же основную характеристику QЦ = f(τ) [75]. 2.3 Процессы, происходящие при топливоподаче 2.3.1 Процессы, происходящие при открытии клапана электромагнитной форсунки Конструктивно ЭМФ изготавливаются таким образом, что в неразборном корпусе имеются различные каналы, проточки, дросселирующие отверстия, клапаны и т.д., работающие по типу отверстий в тонкой или толстой стенке. Седло клапана ЭМФ и распылитель можно рассматривать как отверстия в тонкой стенке, так как в этих случаях толщина стенки B не превышает диаметра отверстия d и поэтому не влияет на характер истечения топлива (рисунок 2.5). При истечении топлива из отверстия в тонкой стенке имеют место только местные потери напора [84, 85]. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 58

Вытекающая из отверстия струя претерпевает сжатие, и ее размер меньше размера отверстия. Сжатие обусловливается непараллельным движением частиц топлива в непосредственной близости перед отверстием. На расстоянии 0,5d от стенки формируется так называемое сжатое сечение С - С, в котором заканчивается резкое сжатие струи и течение практически параллельноструйное. При истечении из малого отверстия в сжатом сечении имеет место практически равномерное распределение скоростей. Вследствие трения о кромку отверстия слегка заторможенным является наружный слой струи. В сжатом сечении давление в струе практически равно давлению среды, в которую происходит истечение. За сжатым сечением наблюдается свободное движение струи, причем размер ее при равных условиях истечения практически не меняется. р - давление перед отверстием в сечении 1- 1; dс - размер струи в сжатом сечении С - С; vu - скорость в центре вытекающей струи; δ - толщина стенки Рисунок 2.5 - Схема свободного истечения жидкости (топлива) под давлением из отверстия в тонкой стенке диаметром d в газообразную среду с давлением р2 Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 59

При полном (всестороннем) сжатии происходит сдавливание струи со всех сторон. Поскольку в нашем случае сжатие является совершенным (расстояние то стенок канала до центра отверстия значительно больше диаметра самого отверстия), ограничивающие поверхности не влияют на условия сжатия струи. Для оценки степени сжатия струи используют коэффициент сжатия ε, равный отношению площади струи в сжатом сечении Sc к площади отверстия S: ε = Sc/S. Если отверстие малое, коэффициент сжатия е не зависит от напора перед отверстием и его размера [86]. Рассмотрим случай свободного истечения топлива, т.е. истечения в газообразную среду с давлением р2. Можно считать, что во всех точках сжатого сечения струи давление одинаково и равно р2. Формулу для определения скорости истечения топлива v в сжатом сечении получим с помощью уравнения Бернулли, составленного для точек в сечениях 1-1 и С - С, расположенных на оси струи относительно плоскости сравнения, проходящей через эти точки: ED 7D GDH EI 7I GIH CD + + = CI + + + ℎK(D1I) , .g 2g .g 2g (2.12) где z1, zc - геометрическая высота в сечениях 1- I и С - С соответственно; p1/(pg),pc/pg) - пьезометрическая высота в сечениях 1 - 1 и С-С соответственно; 7D GDH /(2g), 7I GIH /(2g)- скоростной напор в сечениях 1- 1 и С - С соответственно; ℎK(D1I) - потери полного напора на участке между сечениями 1- 1 и С - С. Учитывая, что z1=zc=0; p1=p; pc=p2;vc=v; a1=ac=a; ℎK(D1I) =ζm.cm v2/(2g), где ζm.cm – коэффициент сопротивления в тонкой стенке и обозначив получим: . − .H ∆. ∆. 7GDH ∆. = ; + = , .g .g .g 2g .g (2.13) Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 60

Тогда ∆p vH = + (a + ζS.TS ). pg 2g G = U'2∆. /., где 1/'7 + V.I = U – коэффициент скорости. (2.14) (2.15) Отметим, что при истечении идеальной жидкости ζm.cm= 0, а учитывая, что а=1, получим φ= 1. Можно утверждать, что коэффициент скорости φ есть отношение действительной скорости истечения топлива к скорости истечения идеальной жидкости. Действительная скорость истечения топлива v всегда несколько меньше идеальной из-за сопротивления, следовательно, коэффициент скорости всегда меньше единицы. Распределение скорости по сечению сжатой струи является равномерным лишь в средней части сечения (в ядре струи), наружный же слой топлива несколько заторможен из-за трения о стенку. Как показывают эксперименты, скорость в ядре струи практически равна идеальной, поэтому введенный коэффициент скорости φ следует рассматривать как коэффициент средней скорости. Определим расход топлива из отверстия: = GWI = UXW'2∆. /.. (2.16) Учитывая, что φε=µ – коэффициент расхода, получим формулу: = %W'2∆. /.. (2.17) Действительный расход всегда меньше теоретического и, следовательно, коэффициент р всегда меньше единицы вследствие влияния двух факторов: сжатия струи и сопротивления. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 61

Введенные в рассмотрение коэффициенты сжатия ε, скорости φ и расхода µ зависят от действия сил вязкости, тяжести и поверхностного натяжения. Для маловязких жидкостей (вода, бензин, керосин и др.), истечение которых обычно происходит при достаточно больших числах Рейнольдса (Re > 105), коэффициенты истечения практически не меняются. При полном и совершенном сжатии ε = 0,64; φ = 0,97; µ = 0,62; ζm.cm = 0,065. Таким образом, расход жидкости Q при условии постоянства величин p и ∆p0 прямо пропорционален площади определенного сечения клапана форсунки. Внутренние полости ЭМФ имеют достаточно сложную форму. Это обстоятельство является причиной образования местных сопротивлений истечению жидкости, обусловленных изменением размеров, формы живого сечения, направления потока (из-за наличия всякого рода расширений, сужений, различных препятствий). Местные сопротивления вызывают преобразование механической энергии потока в тепловую - потери энергии (напора) вследствие преодоления касательных напряжений, которые распределяются в потоке весьма неравномерно в отличие от потерь по длине и могут превосходить их на участках той же длины. Местные потери напора вычисляются по формуле Вейсбаха: Vмс G H ℎY = , 2g (2.18) где ζмс - коэффициент местного сопротивления; v- средняя скорость течения жидкости. Коэффициент местного сопротивления ζмс учитывает факторы, влияющие на местное сопротивление, и в общем случае зависит от вида местного Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 62

сопротивления, степени стеснения потока (относительно исходного размера проходного сечения) [86]. Если через τ обозначить время запирания клапана форсунки, то от момента начала закрытия клапана за время τ скорость v будет выражаться некоторой функцией времени v = f(t) зависящей от способа закрывания клапана. Проанализировав «время - характеристику сечение» управления клапана, 2.12-2.18, осциллограмму напряжения на обмотке форсунки и учитывая, что истечение топлива через открытый клапан возбуждает волну разрежения 1 - осциллограмма напряжения на обмотке форсунки, 2 - характеристика "время-сечение" клапана и предполагаемая зависимость изменения давления топлива Р от времени t в рампе (3,а - при срабатывании "чистой" форсунки, 3,6 при срабатывании загрязненной форсунки) во время открытого состояния клапана ЭМФ (при условии постоянства величин плотности жидкости и перепада давления на клапане форсунки) Рисунок 2.6 - Временные в рампе, предположим, что графическая зависимость P(t) будет иметь вид, представленный на рисунке 2.6, при этом на участках осциллограммы оа и bd зависимость линейная, а на участках ab и de полиномиальная. параметры ЭМФ При засорении площадь отдельных проходных сечений внутренних каналов ЭМФ уменьшается, в результате при движении жидкости возникают дополнительные силы сопротивления и частицы жидкости, прилегающие к поверхности засоренных участков, тормозятся. Такое торможение благодаря Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 63

наличию вязкости передается следующим слоям, причем скорость движения частиц жидкости постепенно уменьшается. Равнодействующая сил сопротивления направлена в сторону, противоположную движению, параллельна направлению движения и является силой гидравлического трения (силой сопротивления движению). Для преодоления указанной силы необходимо затрачивать энергию. При условии постоянства давления на входе в форсунку с уменьшением площадей проходных сечений внутренних каналов местные потери напора hM увеличиваются (причем пропорционально квадрату скорости истечения жидкости), а, следовательно, расход жидкости из отверстия форсунки при неизменном времени открытого состояния клапана уменьшается. 2.3.2 Процессы, происходящие при закрытии клапана электромагнитной форсунки В момент закрытия клапана ЭМФ происходит торможение массы топлива, и в топливопроводе у форсунки, вследствие действия инерционных сил, резко повышается давление (наблюдается явление гидравлического удара). Гидравлический удар представляет собой колебательный процесс, возникающий в упругом топливопроводе при резком изменении скорости течения топлива. При этом процесс является затухающим, с чередованием резкого повышения и понижения давления [85, 86]. Положим, что по топливопроводу течет поток со скоростью v. Если резко преградить путь топливу закрытием клапана, то оно остановится не сразу во всем топливопроводе. Сначала остановятся передние слои топлива, находящиеся непосредственно около клапана. Следующие слои, не имея возможности продолжать движение, будут давить на передние, сжимать их и тоже останавливаться. В слоях, следующих друг за другом, образуется область повышенного давления (за счет превращения кинетической энергии частиц жидкости в потенциальную), которая в виде ударной волны отразится от закрытого клапана со скоростью λ в направлении, обратном движению жидкости. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 64

Ударная волна, достигнув начального сечения топливопровода, может (в определенных условиях) начать обратное движение к закрытому клапану с той же скоростью, но уже с пониженным давлением. Достигнув сечения преграды, ударная волна (с меньшим давлением) опять вернется к начальному сечению топливопровода. Таким образом, при гидравлическом ударе в топливе возникает чередующийся процесс резкого повышения и понижения давления, который благодаря вязкости топлива затухает через некоторый определенный промежуток времени, определяемый соотношением [86]: ∆" = \ , ] (2.19) где l - длина топливопровода, м; λ - скорость распространения ударной волны (близкая по значению к скорости распространения звука в топливе), м/с. Все явления гидравлического удара объясняются возникновением и распространением в трубопроводах ударной волны, происходящей от сжатия жидкости и от расширения стенок топливопровода. Теоретические исследования о распространении гидродинамического давления вдоль труб с упругими стенками возникли при объяснении физиологических (распространение импульса) и звуковых явлений и впервые были выполнены профессором Н. Е. Жуковским [87]. Скорость λ распространения ударной волны вдоль топливопровода выражается формулой: _0g ]=^ , 2`a (2.20) где Е - модуль упругости материала топливопровода, е - толщина стенок топливопровода, g - ускорение свободного падения, 2R - диаметр топливопровода, γ - плотность жидкости (весовая). Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 65

Рассмотрим элементарный участок топливопровода (рисунок 2.7). Направим ось Ох вдоль оси топливопровода навстречу текущему топливу, скорость которого будем считать положительной в направлении, обратном оси Ох. Рисунок 2.7 - Элементарный участок топливопровода Предположим, что вследствие быстрого закрытия проходного сечения (клапана ЭМФ), которому принадлежит точка О, топливо останавливается и эта остановка постепенно передается по топливопроводу, причем топливо сжимается, а стенки трубы расширяются. Выделим мысленно массу топлива М, заключенную между двумя смежными перпендикулярными сечениями топливопровода А и В, и напишем для этой массы теорему об изменении количества движения во времени: b`H . − b` ˊH .ˊ + 2b ? . d` AG `d6 = −e , d6 A" (2.21) где R и R' - внутренние радиусы топливопровода в сечениях А и В, р и р' гидродинамические давления в этих сечениях, v - скорость центра тяжести массы топлива М. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 66

Предположив, что сечения А и В бесконечно близки, и заменив массу М через πR2 pdx, где р — плотность топлива, найдем, что d. AG =. , d6 A" (2.22) где v - скорость топлива в рассматриваемом сечении, р0 - плотность топлива до удара (величина, рассматриваемая в данном случае вместо р вследствие достаточно малой сжимаемости жидкости). Тогда полная производная по времени имеет следующее значение: A d d = −G , A" d" d6 (2.23) Определим количество жидкости, вошедшей в продолжение элемента времени dt в объем, заключенный между смежными сечениями А и В: b`ˊH .ˊGˊ − b` H .G − 2b ? . d` e dG `d6 = , d6 . d" (2.24) откуда, переходя к бесконечно близким сечениям, получим: d 1 A. 2 A` = + , d6 . A" ` A" (2.25) где R0 – значение R до удара. Определим величину k как модуль упругости жидкости (отношение увеличения давления к уменьшению объема, отнесенное к единице объема), величину ро как давление до удара и получим: Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 67

.−. = .−. . . (2.26) Вообразим бесконечно тонкое полукольцо ab (рисунок 2.7), представляющее половину части топливопровода, отрезаемой сечениями А и В при их бесконечно близком расположении друг к другу, и выразим, что силы упругости, развивающиеся в сечениях а и b этого полукольца, равны сумме проекций сил давления жидкости на средний радиус топливопровода: 2A60_ `−` = 2`A6(. − . ), ` (2.27) где е - толщина стенок топливопровода, Е - модуль упругости материала топливопровода. Вследствие малой изменяемости величины R написанное равенство может быть представлено в виде: .−. = 0_ (` − ` ). `H (2.28) Из формул (2.26) и (2.28) определяем величины р и R и подставляем их в формулу (2.25): Положим, что dG 1 2` A. =f + g . d6 0_ A" ]= 1 h. + 2` . 0_ , (2.29) (2.30) тогда написанная выше формула представится в следующем виде: Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 68

]H . dG A. = . d6 A" (2.31) Формулы (2.22) и (2.31) решают вопрос о распространении ударной волны в топливопроводе. Раскрывая в них полные производные по времени, получим: d. =. d6 dG ]H . d6 Согласно способу dG dG − G g; d" d6 < d. d. = −G . d" d6 f исследования, предложенному (2.32) Н.Е. Жуковским, умножаем первое из этих уравнений сначала на λ, потом на -λ и оба раза складываем со вторым. Получаем: d d (. + . ]G) = (] + G) (. + . ]G); d6 < - d" d d (. − . ]G) = −(] − G) (. − . ]G). d" d6 (2.33) Введем для сокращения обозначения: 2j = . − . ]G;< i 2k = . + . ]G. (2.34) и заметим, что на основании формулы (2.27) dj dj dj lA6 − (] − G)A"m; Aj = A6 + A" = d6 d" d6 < dk dk dk lA6 + (] + G)A"m. Ak = A6 + A" = d6 d" d6 (2.35) Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 69

Эти уравнения показывают, что значение функции s переносится вдоль трубы в положительную сторону оси Ох со скоростью волны λ - v, а значение функции r переносится в прямо противоположную сторону со скоростью λ + v. Обе эти скорости не равны между собой и переменны вследствие изменяемости v. Таким образом, имея достаточно малую ошибку, можно положить, что значения функций s и r переносятся: одна в положительную сторону по оси Ох, а другая - в противоположную (отрицательную) сторону с постоянной скоростью λ. Зная s и r на основании формулы (2.33) можно определить в любой точке топливопровода и в любое время значения v и р. Эти функции будут иметь вид: G = 4(6 − ]") − 4D (6 + ]"); .< i . − . = lG − 4(6 − ]") − 4D (6 + ]")m. ] (2.36) Входящие в систему уравнений произвольные функции F и F1 должны быть определены по начальному состоянию течения топлива и по граничным условиям в концах топливопровода. Скорость распространения ударной волны λ определена формулой (2.30). Если бы стенки топливопровода были нерастяжимы, то необходимо положить Е = ∞ и получить для скорости ударной волны величину: g ]D = ^ = ^ , . a (2.37) Если же, наоборот, иметь несжимаемую жидкость, то надо положить к = ∞ и получить формулу для скорости распространения изменения давления несжимаемой жидкости вдоль упругого топливопровода: Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 70

0_ 0_g ]H = ^ =^ . 2` . 2` a (2.38) В предположении сжимаемости жидкости и расширяемости стенок топливопровода получаем преобразованную формулу (2.30), имеющую вид: ]= ]D ]H n H ']D + ]HH (2.39) В данном случае величина λ1 представляет скорость распространения звука в свободной жидкости (топливе). Что касается скорости λ2, то она выходит различной для трубопроводов различных диаметров, потому что дробь 0 , 2` входящая в упомянутую формулу, по правилам, установленным в практике, берется тем менее, чем более диаметр топливопровода. Определим максимальную величину давления во время гидравлического удара. После момента закрытия проходного сечения (клапана ЭМФ), которому принадлежит точка О (рисунок 2.7), вдоль топливопровода будет (как показано выше) передаваться со скоростью λ фаза, соответствующая нулевой скорости и наибольшему подъему давления р - р0. Пусть сечения А и В в данный момент времени расположены так, что в сечении А скорость топлива v равна нулю и давление имеет наибольшее значение р, а в сечении В скорость топлива есть v0 и давление есть давление до удара р0 (при этом давление до удара одинаково во всем топливопроводе). Количество жидкости, прошедшее через сечение В и равное Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 71

b`H G A" поместится в пространстве между сечениями В и А, так как за время dt точка, с которой начинаются деформация трубы и изменение плотности р, подвинется вправо на пространство λdt. Освободившийся по этой причине объем определится следующим образом: ∆o = b(` H − ` H )]A" + b` H ( .−. )]A" . (2.40) Пользуясь соотношениями (2.26) и (2.28), найдем, что G = (. − . ) f 2` 1 + g ]. 0_ (2.41) Из этой формулы определяется искомая величина p-p0 приращения давления от удара, которую обозначим через ∆Pуд: ∆Epq = G . 2` 1 ]5 + 0_ 8 (2.42) На основании формулы (2.24) это равенство преобразуется так: ∆Epq = Таким образом, что G ] . g приращение (2.43) давления в топливопроводе от гидравлического удара прямо пропорционально скорости, потерянной на ударе, и скорости распространения волны в топливопроводе. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 72

Величина входящая G ] g в формулу выражает 2.43, высоту столба жидкости, соответствующую определенному давлению ∆Pyd [87]. Проводя анализ вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что после закрытия клапана ЭМФ давление ∆Pyd будет нарастать по линейной зависимости, причем амплитуда этого показателя будет тем больше, чем выше скорость v0. При этом значения функции P(t) переносится вдоль оси топливной рампы и топливопроводов с неравными между собой по значению и противоположными по направлению скоростями λ-v и λ+ v. Таким образом, при срабатывании ЭМФ должны наблюдаться явления распространения прямых и обратных волн в топливопроводе. 2.4 Предварительный эксперимент Цель эксперимента (безмоторного): выявление формы осциллограммы изменения давления топлива в рампе при срабатывании ЭМФ, проведение анализа полученной зависимости. Условия проведения эксперимента: топливо в рампе (закрытом объеме) находится под рабочим давлением (0,28 МПа) в состоянии покоя; импульс на ЭМФ подается величиной 4,9 мс (что соответствует длительности при работе прогретого до рабочей температуры двигателя в режиме минимально устойчивой частоты вращения KB); ДД установлен на входе в топливную рампу на расстоянии 0,5 м от ее начала (рисунок 2.8). Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 73

Рисунок 2.8 – Установка для исследования волновых процессов в топливной рампе На рисунке 2.9 представлена искомая осциллограмма. По горизонтальной оси отложены значения времени t, по вертикальной - напряжения U, которое пересчитывается в давление Р при помощи формулы в соответствии с характеристикой датчика давления. В данном случае получена искомая зависимость для четвертой форсунки, канал выхода топлива из рампы блокирован заглушкой. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 74

*-числовое значение по оси ординат Рисунуок 2.9- осциллограмма изменения давления топлива в рампе при срабатывании 4-ой ЭМФ Время, прошедшее от начала поднятия давления Р в момент закрытия клапана форсунки до начала его падения, равно двойному времени пробега ударной волной расстояния стояния от индикатора (ДД) до начала топливопровода [87]. Таким образом, определим скорость распространения ударной волны λ для рассматриваемого случая случая. При времени от начала поднятия давления до начала его падения порядка 5 мс и длине топливопровода при проведении роведении эксперимента 1,7 м будем иметь: λ= 1,7м 680м/с 0,5 ! 0,005с (2.44) Данная величина скорости распространения ударной волны вполне приемлема и объяснима достаточно высокой эластичностью материала топливопровода. Определим время запаздывания осциллограммы относительно электрического импульса τ, подаваемого на ЭМФ. ДД установлен от четвертой форсунки на расстоянии 0,5 м. Это расстояние наведенная в топливе волна преодолеет за время порядка 0,7 мс. При удалении датчика от рампы на Лист ÌÄ-02069964-23.04. .04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 75

расстояние до 0,25 м запаздывание сигнала, характеризующего изменение давления топлива составит порядка 1 мс для наиболее удаленной форсунки, что приемлемо для оценки результатов измерений применительно к сравнению временных показателей. Вертикальные линии на поле графика осциллограммы определяют ширину электрического импульса, подаваемого на ЭМФ. Начало резкого падения давления топлива происходит после полного открытия клапана форсунки, что соответствует промежутку времени срабатывания клапана форсунки порядка 1,5 2,0 мс от момента подачи импульса на открытие клапана. Завершение истечения топлива определяется моментом времени порядка 2 мс после окончания подачи электрического импульса на форсунку, что соответствует времени отпускания клапана для данного типа форсунки. Линия, описывающая изменение давления топлива при открытии клапана ЭМФ, имеет форму, согласующуюся с полученной при проведении теоретических исследований. Процесс резкого нарастания давления вследствие быстрого закрытия клапана ЭМФ характеризуется линейной зависимостью, что подтверждает теоретические выводы. Рассмотрим осциллограмму изменения давления топлива при срабатывании 2-ой форсунки, расположенной на расстоянии 0,2 м от заглушки, установленной на выходе из топливной рампы (рисунок 2.10). В данном случае наблюдается появление волн разрежения и ударных волн, которые, отражаясь от заглушки в рампе, возвращаются и суммируются с волнами, породившими данные в моменты открытия и закрытия клапана форсунки. Данный эксперимент показывает, что величины изменения давления топлива как при резком истечении, так и при явлении гидроудара, соизмеримы по абсолютному значению. Этот факт объясним тем, что временные промежутки t'nep и t"nep (рисунок 2.1) составляют примерно одинаковую величину. Учитывая достаточно сложную природу формирования и распространения ударных волн, Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 76

анализировать расход топлива через ЭМФ целесообразно по величине падения давления топлива в рампе при открытии клапана ЭМФ. *-числовое значение по оси ординат Рисунок 2.10 – Осциллограмма изменения давления топлива в рампе при срабатывании 2-ой ЭМФ Проводимый эксперимент показал, что в процессе функционирования ЭБН и РДТ (как совместно, так и по раздельности) волновые процессы в топливопроводе имеют место, причем величины амплитуд перепадов давлений соизмеримы с подобными амплитудами при срабатывании клапана ЭМФ. Принимая во внимание тот факт, что работа указанных приборов не синхронизирована по времени, осциллограммы изменения давления топлива в данном случае не являются информативными. При проведении экспериментальных исследований необходимо создать условия, исключающие влияние указанных приборов при исследовании волновых процессов в топливопроводе в процессе функционирования двигателя. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 77

2.5 Выводы по главе В результате проведения теоретических исследований, подтвержденных предварительным экспериментом, установлено: - в ЭМФ клапан открывается и закрывается не одновременно с началом поступления и окончанием управляющего импульса, а с некоторым запаздыванием, при этом, как время срабатывания, так и время отпускания не зависят от продолжительности управляющего электрического импульса, т.е. для конкретной конструкции электромагнитной форсунки являются неуправляемыми временными параметрами характеристики «время-сечение» клапана; - пределы продолжительности открытого состояния клапана форсунки, при которых возможно осуществлять управляемое дозирование, зависят от варианта включения и кратности работы форсунок; для 4-х цилиндрвого двигателя при применении фазированного впрыскивания продолжительность управляющих импульсов в режиме минимально устойчивой частоты вращения KB составляет 4...5 мс (при этом форсунки работают без перекрытия по времени); - во время открытого состояния клапана ЭМФ понижение давления в топливной рампе происходит по линейной зависимости (от момента полного открытия до момента начала закрытия клапана), при этом абсолютная величина изменения давления топлива в рампе пропорциональна расходу топлива через ЭМФ; - после полного закрытия клапана ЭМФ давление в топливной рампе нарастает по линейной зависимости, причем амплитуда приращения давления будет тем больше, чем выше скорость истечения топлива через открытый клапан форсунки; при срабатывании ЭМФ наблюдаются явления распространения прямых и обратных волн в топливопроводе; - анализировать расход топлива через ЭМФ целесообразно по величине падения давления топлива в рампе при открытии клапана форсунки. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 78

3 Экспериментальные исследования процесса топливоподачи 3.1 Программа исследований Исследования проводились на базе станции технического сервиса машин ФГБОУ ВО МГУ им. Н.П. Огарёва с использованием топливоподающей аппаратуры четырехтактного двигателя с впрыскиванием бензина УМЗ - 4216 АО "Уфимский моторный завод". В соответствии с задачами, поставленными ранее, программа предусматривала: - проверку гипотезы, выдвинутой при проведении теоретических исследований; - исследование процесса изменения давления топлива в рампе при срабатывании ЭМФ в процессе функционирования двигателя; - исследование влияния изменения пропускной способности ЭМФ (а, следовательно, и расхода топлива через форсунку) на характер осциллограммы давления топлива в рампе. 3.2 Датчик давления жидкости В качестве приемника давления топлива использовался ДД с токовым выводом ДИДЖ - 10 ТМ. Перед проведением исследований датчик оттарирован и испытан в соответствии с прилагаемой нормативно-технической документацией. Датчик выдерживает вибрацию в диапазоне частот 4 - 2000 Гц, амплитудой ускорения 20g и обеспечивает основную погрешность измерения в нормальных климатических условиях не более 1%. Основные технические данные датчика приведены в таблице 3.1. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 79

Таблица 3.1 – основные технические данные датчика ДИДЖ – 10 ТМ Наименование параметра Значение 1.Напряжение питания (постоянный ток), В 12÷24 2.Тип выходного интерфейса токовая петля 3.Диапазон выходного сигнала, мА 4÷20 4.Диапазон измеряемых давлений жидкости, МПа 0÷1 5.Диапазон рабочих температур, 0С -50 ÷ +90 6.Погрешность измерения давления, % не более 1 7.Масса датчика, кг 0,152 8.Габаритные размеры, мм 67x28 Схема подключения датчика в электрическую цепь показана на рисунке 3.1, характеристика датчика - на рисунке 3.2. Рисунок 3.1 – Принципиальная схема подключения ДИДЖ – 10 ТМ Рисунок 3.2 – Зависимость изменения выходного напряжения датчика от давления Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 80

3.3 Компьютерная программа «Сканматик-2» Компьютерная программа-сканер «Сканматик-2» предназначена для диагностики электронных систем управления двигателем и других систем (трансмиссия, АБС и др.) автомобилей отечественного и импортного производства через последовательный диагностический интерфейс ЭБУ. Рисунок 3.3 – Базовый комплект прибора «Сканматик-2» Технические характеристики программы-сканера «Сканматик-2»: o Напряжение питания 5 ... 35В от бортовой сети а/м или USB; o Потребляемый ток, рабочий 100 … 300мА; o Ток срабатывания защиты 700мА; o Поддерживаемые шины данных 13 x ISO-9141/ISO-14230 (KLINE); o 1 x J1850 VPW; o 1 x J1850 PWM; o 1 x High Speed CAN (ISO-15765); o 1 x Medium Speed CAN (GMLAN); o 1 x Single Wire CAN (GMLAN); o Дальность действия Bluetooth, не менее 10 м; o Размеры адаптера SM-2 (Д x Ш x В), не более 970 мм x 750 мм x 220 мм; o Длина главного кабеля 1.8 м; o Длина кабеля USB 1.8 м. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 81

Параметр А Параметр Б Рисунок 3.4 – Набор одновременно отображаемых параметров программы «Сканматик-2» «Сканматик-2» состоит из базовой программы и набора модулей (рисунок 3.3), каждый из которых предназначен для диагностики определенного семейства автомобилей. «Сканматик-2» работает с персональным компьютером, планшетом или смартфоном. При установке соответствующего драйвера работает со сторонним диагностическим программным обеспечением, сделанным под стандарты SAE J2534 и RP1210, а также с загрузчиками, подавая напряжения разрешения программирования на различные контакты диагностического разъема. Подключение компьютера к диагностическому разъему автомобиля осуществляется с помощью адаптера типа OBD II или соответствующих диагностических кабелей. Имеется более продвинутая версия сканера под названием «Сканматик-2-Pro», работает под управлением операционной системы Windows ХР/7/8. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 82

3.4 Многофункциональный комплекс «SMC 3003 - NEW» Многофункциональный комплекс «SMC 3003 - NEW» (рисунок 3.5) предназначен для диагностики и промывки до 8-ти бензиновых ЭМФ всех типов. Рисунок 3.5 – Многофункциональный комплекс «SMC 3003 - NEW» Подробное функциональное назначение установки: - автоматическое определение сопротивления обмотки электромагнита форсунки; - визуальный контроль факела распыла топлива форсунками при работе на различных режимах (в динамике с помощью стробоскопа); - имитация различных частот вращения KB и «нагрузки» на двигатель; - проверка герметичности клапанов форсунок в закрытом состоянии; - диагностика обмоток электромагнитов форсунок при работе на различных режимах; - измерение статической и динамической производительности форсунок; - ультразвуковая промывка форсунок. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 83

Таблица 3.2 –Технические характеристики комплекса «SMC 3003 - NEW» Модель «SMC 3003 - NEW» Количество обслуживаемых инжекторов, шт до 8 Типы диагностируемых инжекторов любые Адаптация под рабочее напряжение автоматическая Контроль работы стенда автоматический Автоматические программы, шт 9 Изменяемые программы, шт 5 Имитация числа оборотов, об/мин 500-6300 Создаваемое давление, бар 0…10 Объем УЗ ванны, л 1,3 Питание, В 220 Габаритные размеры, мм, не более 900х610х330 Масса (без жидкостей), кг, не более 29,5 Светодиодная подсветка отдельной смотровой камеры с использованием стробоскопического эффекта позволяет наблюдать и точно определять форму факела распыла, что обеспечивает объективность оценки работы форсунки. Установка позволяет одновременно диагностировать или промывать от 1 до 8 форсунок любого типа: «моновпрыск» (SPI); «распределенный (многоточечный) впрыск» (MPI); «непосредственный впрыск2 (GDI, TSI). Диапазон имитируемых оборотов KB при диагностировании составляет 600...9000 мин-1 при длительности впрыскивания 1...20 мс. Электронная регулировка давления подачи тестовой жидкости контролируется с помощью встроенного механического манометра. Комплекс обеспечивает различные режимы работы, как заранее предустановленные, так и задаваемые оператором с возможностью занесения исходных данных в память. Установка оснащена индикатором поплавкового типа, обеспечивающего точный контроль уровня тестовой жидкости и сольвента в соответствующих емкостях. Промывка ЭМФ сопровождается приведением в Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 84

действие их электромагнитных клапанов с переменной частотой и скважностью управляющих импульсов, что повышает эффективность дробления и удаления твердых отложений. Для диагностики и ультразвуковой промывки используются специальные жидкости, разработанные компанией «unisov-service», не содержащие химически активных веществ, что обеспечивает сохранность ЭМФ, эффективность их очистки и экологичность. 3.5 Обоснование критерия исследуемого параметра электромагнитной форсунки При работе двигателя процесс формирования электрического импульса, подаваемого на ЭМФ и определяющего величину дозирования топлива, осуществляется по схеме, представленной на рисунке 3.6. В каждый момент времени ЭБУ получает информацию от датчиков (параметры GB, п, ТB, ТОЖ, β), обрабатывает ее и посылает управляющие сигналы к исполнительным механизмам [32, 93-95]. В том случае, когда параметры ЭМФ соответствуют нормативно-технической документации, фактически реализуется расчетный коэффициент избытка воздуха ар [96]. ЭБУ двигателем задает длительность впрыскивания ЭМФ τ. При заданном и поддерживаемом регулятором давления топлива перепаде давления р в цилиндр должно поступить фактическое количество топлива QЦФ., равное расчетной цикловой подаче QЦ. При появлении смолистых отложений на внутренних полостях ЭМФ пропускная способность ЭМФ уменьшается. В этом случае, при условии постоянства давления и плотности топлива, за время τ цикловая подача уменьшится пропорционально понижению величины пропускной способности ЭМФ; при этом фактический коэффициент аф увеличится. Кроме того, наличие отложений на распылителе ЭМФ влияет на геометрию факела распыливания топлива - изменяется угол конуса, увеличивается средний размер капель топлива. Как следствие этого, ухудшается процесс гомогенизации топливовоздушной Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 85

смеси, что приводит к неполному сгоранию топлива и ухудшению параметров работы двигателя (снижению мощности, увеличению расхода бензина, ухудшению показателей токсичности). GВ - массовый расход воздуха двигателем; п - частота вращения коленчатого вала двигателя; ТВ - температура воздуха; Т0ж - температура охлаждающей жидкости; β- величина, характеризующая положение (степень открытия) дроссельной заслонки; ар- расчетный коэффициент избытка воздуха; QЦ- расчетная цикловая подача топлива; τ- длительность впрыскивания ЭМФ; р - давление топлива в системе; QЦФ - фактическая цикловая подача топлива; аф - фактический коэффициент избытка воздуха Рисунок 3.6 – Схема процесса формирования и подачи электрического импульса на ЭМФ Таким образом, на работу двигателя с ЭМФ оказывают влияние два фактора [70]: 1 - снижение пропускной способности ЭМФ и увеличение вследствие этого коэффициента избытка воздуха; 2 - ухудшение качества распыливания топлива. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 86

Предлагается эти два фактора учитывать с помощью следующих показателей: КС - показатель, учитывающий пропускную способность ЭМФ, Кр - показатель, учитывающий качество распыливания топлива ЭМФ. Показатель Кс определяется следующим образом: КС ф · 100% ч (3.1) где qф — фактическая пропускная способность форсунки, см3/мин; qɥ- пропускная способность исправной («чистой») форсунки, см3/мин. Этот показатель может изменяется от 100 до 0%. 100% соответствует пропускная способность исправной («чистой») ЭМФ, а 0% - такая степень загрязнения ЭМФ, которая ведет к полному прекращению подачи топлива. На практике при величине Кс порядка 85...88% (при уменьшении пропускной способности ЭМФ на 12...15%) показатели работы двигателя резко ухудшаются. Kр - показатель, учитывающий качество распыливания топлива ЭМФ. Он может изменяется от 100 до 0 % (100% - соответствует качеству распыливания топлива исправной («чистой») ЭМФ, а 0% соответствует отсутствию какого-либо распыливания). В процессе эксплуатации автомобиля эти показатели обязательно будут уменьшаться вследствие появления загрязнений на элементах ЭМФ. Теоретически возможно появление таких загрязнений, которые вызовут только уменьшение пропускной способности ЭМФ и не повлияют на качество распыливания топлива (Кс ≠ 100%, Кр = 100%), или наоборот, которые вызовут только ухудшение качества распыливания топлива и не вызовут уменьшения пропускной способности ЭМФ (Кс = 100%, Кр ≠ 100%). Однако на практике подобное практически не встречается. Указанные два последствия появления загрязнений на элементах ЭМФ, как правило, проявляются совместно, и Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 87

происходит одновременное уменьшение пропускной способности ЭМФ и ухудшение качества распыливания топлива. Сделано предположение (гипотеза), что в конкретных условиях эксплуатации (качество бензина, характер поездок, условия движения и т.д.) соотношение показателей КС и КР остается постоянным, т.е. при уменьшении пропускной способности ЭМФ распыливания топлива: пропорционально ухудшается качество КС {|j". Кр (3.2) Показатель Кс определяется достаточно просто путем определения пропускной способности ЭМФ, а показатель Кр определить проблематично. Поэтому предлагается, учитывая постоянство соотношения между этими показателями, оценивать загрязненность ЭМФ только с помощью показателя Кс. 3.6 Методика проведения исследований 3.6.1 Условия получения осциллограмм давления топлива в топливной рампе и их практическая реализация Условия получения осциллограммы изменения давления топлива в рампе при срабатывании ЭМФ [97]: — наличие определенного давления топлива в системе топливоподачи; — исключение работы ЭБН; — исключение работы РДТ; — наличие дополнительного объема (резервуара) для топлива; — наличие демпфирующего устройства; — установка ДД на определенном расстоянии от топливной рампы «проходным» способом для исключения явлений формирования обратных волн (отраженных от рабочего элемента датчика). Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 88

Исследования предполагали исправное техническое состояние системы зажигания, топливопроводов (обеспечение требований герметичности), топливных фильтров (обеспечение требуемой пропускной способности), ЭБН (обеспечение требуемой производительности и герметичности обратного клапана), РДТ (поддержание требуемого давления и обеспечение герметичности запорного клапана) и электрической части ЭМФ. Указанные технические состояния приборов топливоподачи оценивались перед проведением исследований. 1 - топливный бак; 2 - электробензонасос; 3 - фильтр грубой очистки топлива; 4 - фильтр тонкой очистки топлива; 5 - топливная рампа; 6 - форсунка; 7 - регулятор давления топлива; 8 - топливопроводы; 9 - датчик давления; 10 - резервуар для топлива с демпферным устройством Рисунок 3.7 - Схема установки для проведения исследований При снятии осциллограмм изменения давления топлива функционирование двигателя осуществляется за счет топлива, находящегося в резервуаре. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 89

3.6.2 Факторы, оказывающие влияние на исследуемый параметр Исследуемый параметр - расход топлива через каждую ЭМФ за один цикл работы двигателя. Факторы, от которых зависит расход топлива через ЭМФ: - величина давления топлива в системе топливоподачи; - время открытого состояния клапана ЭМФ, определяемое длительностью электрического импульса, формируемого ЭБУ; - пропускная способность форсунки. Перечисленные факторы являются независимыми и управляемыми применительно к проводимым исследованиям [98 - 100]. Рассмотрим процессы изменения параметров указанных факторов при проведении исследований. 3.6.3 Оценка изменения величины давления топлива в системе питания При проведении измерений зависимость усредненной величины давления топлива от времени представляет собой экспоненту, близкую к прямой, изображенную на рисунке 3.8. Величина изменения давления топлива за данный промежуток времени составляет 0,05 МПа. Поскольку расход топлива через ЭМФ определяется по общеизвестной формуле ф %ф &ф '2/р '. − . , (3.3) где pk - противодавление впрыскиванию, получим максимальное изменение расхода топлива через каждую из форсунок при измерениях в течение 5 с на 6,4% (за 37 циклов работы двигателя). Изменение (уменьшение) производительности от цикла к циклу составляет порядка 0,17 %, что вполне приемлемо для обеспечения чистоты эксперимента. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 90

P,МПа t, мс Рисунок 3.8 - Зависимость усредненной величины давления топлива от времени в течение одного измерения при значении показателя Кс , равном для всех форсунок 100 % 3.6.4 Оценка изменения времени открытого состояния клапана ЭМФ (управляющего импульса) Управляющий сигнал формируется ЭБУ. В процессе работы прогретого до рабочей температуры двигателя без нагрузки частота вращения KB в режиме минимально устойчивых оборотов холостого хода остается постоянной. Однако, осциллограммы (рисунок 3.9), снятые при работе двигателя в указанном режиме показывают, что происходит варьирование в определенных пределах таких параметров, как длительности впрыскивания, а соответственно частоты вращения и коэффициента избытка воздуха. Это объясняется свойством двигателей с впрыскиванием бензина самоприспосабливаться в определенном диапазоне граничных условий к поддержанию параметров на заданных уровнях. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 91

30 35 40 время, с Рисунок 3.9 - Фрагмент осциллограммы изменения параметров при работе двигателя в режиме минимально устойчивой частоты вращения холостого хода KB 3.6.5 Изменение и определение пропускной способности электромагнитной форсунки При уменьшении напряжения питания ЭМФ ее быстродействие снижается, следовательно, за время, определяемое ЭБУ, форсунка пропустит топлива меньше. Таким образом искусственно имитировалось снижение пропускной способности ЭМФ. Фактический расход топлива через ЭМФ замерялся при подаче на нее импульсов с электрического канала 2-ой (исследуемой) форсунки при работе двигателя на 1-ом, 3-ем и 4-ом цилиндрах в режиме минимально устойчивой частоты вращения KB в течение 10 минут (рисунок 3.10). Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 92

Рисунок 3.10 - Установка для измерения фактического расхода топлива через «вынесенную» ЭМФ при работе двигателя Таблица 3.3- Результаты исследований фактического расхода топлива через ЭМФ при работе двигателя в режиме минимально устойчивой частоты вращения KB Дополнительное сопротивление в обмотки ЭМФ, Ом 0 1,5 3 4,5 6 7,5 9 10,5 12 13,5 15 16,5 18 19,5 21 22,5 24 Динамическая цепи производительность, см3/мин 4,8 4,8 4,7 4,55 4,4 4,3 4,2 4,15 4,1 4,05 4,0 3,95 3,9 3,8 3,55 3,1 2,5 Показатель КС,% 100 100 98 95 92 90 86 86 85 84 83 82 81 79 74 65 52 Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 93

Напряжение питания ЭМФ изменялось посредством добавления в управляющую форсункой электрическую цепь резистивного элемента, имеющего сопротивление определенной величины. Результаты исследований фактического расхода топлива через ЭМФ указанным способом приведены в таблице 3.3. Зависимость, характеризующая изменение фактического расхода топлива через форсунку при уменьшении напряжения ее питания, изображена на рисунке 3.11. Рисунок 3.11 - Зависимость динамической производительности форсунки от величины дополнительного сопротивления в цепи обмотки электромагнита Таким образом, полученная зависимость является кусочно-полиномиальной и с достаточной точностью описывается следующими уравнениями: у = (47,6215-0,51747x) при х < 21; у= - 1,265 (х-21)2 + 36,0769 при х ≥ 21. (3.4) Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 94

3.7 Выводы по главе В настоящей главе рассмотрены применяемые при проведении эксперимента оборудование и аппаратура; обоснован критерий, учитывающий пропускную способность ЭМФ; предложена методика проведения исследований, а именно: - определены условия получения и снятия осциллограммы изменения давления топлива в рампе при срабатывании ЭМФ; - выявлены и проанализированы факторы, от которых зависит расход топлива через ЭМФ; - предложен механизм изменения и определения фактической пропускной способности ЭМФ для оценки адекватности результатов исследования. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 95

4 Оценка и анализ результатов исследований. Предложения по реализации и эффективность предлагаемого способа 4.1 Оценка результатов исследований 4.1.1 Методика оценки полученных данных Типичный набор данных, наблюдаемых в результате эксперимента по исследованию гидравлических процессов, происходящих при функционировании системы питания двигателей с впрыскиванием бензина, представлен на рисунке 4.1. Графическая зависимость наблюдаемой величины (давления топлива) по времени представляет сумму медленно меняющейся монотонной компоненты периодического колебательного процесса изменения давления, импульсных выбросов определенной амплитуды и некоторых случайных возмущений [101, 102]. Практический интерес представляют первые две компоненты. Монотонно убывающая кривая (среднее значение или тренд) - следствие установления определенных процессов в системе питания двигателя. Периодический колебательный процесс - результат функционирования приборов топливоподачи, отражающий установившиеся процессы открытия и закрытия клапанов ЭМФ. Анализ этой составляющей позволит сделать вывод о качестве функционирования ЭМФ. Случайные хаотические возмущения, малые по сравнению с полезным сигналом (помехи), и импульсные выбросы (промахи) — следствие влияния внешних неучтенных факторов и достаточно высокой частоты регистрации сигнала при использовании АЦП. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 96

P,МПа t, мс Рисунок 4.1 - Типичный вид сигнала (осциллограммы изменения давления топлива) при каждом наблюдении Исходя из вышеизложенного, наблюдаемый сигнал } , = \ … может быть представлен в следующем аддитивном виде [103, 104]: у = j + X + G = k + 6 + X + G , = \… (4.1) … – сумма тренда k , = \ … и полезной (периодической) где j , = \ составляющей 6 , = \ … , X , = \ … – помехи, G , = \ … – промахи; индекс = \ … определяет номер и интервал наблюдения. Данные jD , jH , … , j представляют собой эквидистантный (с равномерными интервалами наблюдения) временной ряд: j = k + 6 = j(" ) = k(" ) + 6(" ), " = " + ∆" ∙ ( − \), = \… (4.2) Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 97

величина j , = \ … , а возмущенная аддитивной помехой и промахами величина Поскольку каждое наблюдение отягощено помехой, то наблюдается не … , где X , = \ … - случайная величина, распределенная } = j + X + G , = \ по нормальному закону с нулевым математическим ожиданием (отсутствием систематических ошибок наблюдения) и конечной дисперсией. Амплитудные значения напряжения переводятся в амплитудные значения давления по формуле: E= − 0,8 , 0,32 (4.3) где U — значение выходного напряжения ДД, В; Р - значение давления, МПа. Наблюдаемый сигнал характеризуется монотонно убывающим трендом от 2,03 вольта до 1,87 вольт и значительной импульсной помехой (промахом) до 0,15 вольт. Сигнал содержит 25000 отсчетов. Количество промахов не слишком велико, однако пренебрегать ими нежелательно; необходимо принять специальные меры, чтобы исключить (или хотя бы ослабить) их влияние на конечный результат. Большая протяженность по времени наблюдаемых данных (ввиду значительного количества отсчетов) и определенный уровень помех не позволили провести обработку всех данных измерения одновременно с заданной точностью. Оценивание тренда полиномом второго порядка привело к большим ошибкам, а многочлен третьего порядка оказался чувствительным к ошибкам наблюдения [105]. Исходя из этого, вся наблюдаемая последовательность была разделена на отдельные части (периоды). Начало каждого периода совпадало с передним фронтом электрического импульса на срабатывание четвертой форсунки, формируемого ЭБУ; конец периода - с передним фронтом следующего управляющего импульса на срабатывание этой же форсунки (принципиально Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 98

началом периода может являться любая точка, характеризующая циклический процесс функционирования двигателя по времени). Подобное разделение на периоды позволило жестко привязать по времени диапазоны работы форсунок и, следовательно, диапазоны падений давления топлива в рампе. На рисунке 4.2 приведена зависимость изменения давления топлива в рампе от времени и варианта исследования за один цикл работы двигателя. В зависимости от условий (имитации изменения величины пропускной способности исследуемой, в данном случае второй, форсунки) каждое наблюдение содержало до 38 периодов разной длины. В дальнейшем вся обработка для каждого из 16 наблюдений выполнялась по следующей схеме: - определялось количество периодов в каждом измерении; - определялись длительности периодов (по числу отсчетов) и находилась средняя длительность периода; - определялись длительности импульсов управления, подаваемых на четвертую форсунку (по числу отсчетов) и находилась средняя длительность импульса управления; - определялось положение импульсов управления на вторую, первую и третью форсунки (поскольку указанные импульсы не регистрировались с целью максимального использования частотного диапазона АЦП, то предполагалось, что их положение делит период на четыре равные части с длительностью импульса управления, подаваемого на четвертую форсунку); - находился квадратичный тренд для каждого периода, который вычитался из наблюдаемого сигнала в течение одного периода; - нормировалась длительность каждого периода (проводилось масштабирование по длительности); - выполнялось усреднение (фильтрация, сглаживание) по всем выделенным и усредненным периодам. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 99

4.1.2 Выделение полиномиального тренда зависимости давления топлива от времени Целью математической обработки данных является оценивание (выделение) полезной составляющей сигнала. Для достижения этого выделен тренд: медленно меняющаюся составляющая сигнала [106]. На рисунке 4.2 показан сигнал в течение одного периода и его квадратичный тренд. P, МПа t, мс Рисунок 4.2 - Вид сигнала, снимаемого с датчика давления топлива в течение одного цикла работы двигателя и его квадратичный тренд Положим, что тренд описывается многочленом второй степени. Тогда одним из способов выделения тренда является метод наименьших квадратов [107]. Для показанного на рисунке 4.2 сигнала оценка тренда описывается выражением: ȓ(t) = 2,0228 – 4,5076·10-5t + 8,1783·10-8t2. (4.4) Вычитая из наблюдаемых данных оценку тренда, получим периодическую составляющую сигнала, отягощенную «шумами» (рисунок 4.3). Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 100

напряжения выходного сиганала ДД, В Относительная амплитуда t, мс Рисунок 4.3 - Полезная составляющая сигнала датчика давления с «шумами» в течение одного периода (цикла работы двигателя) Повторяя эту процедуру на каждом периоде, и приводя периоды к средней длительности, получаем сигнал без тренда. В табл. 4.1 приведены характеристики процесса обработки наблюдаемых данных по периодам. На рисунках 4.4 и 4.5 представлены изменения длительности периода и импульса управления работой форсунок для различных наблюдений. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 101

включено в среднюю СКО «шума», мВ средняя «шума», ˣ10-22 средняя длина, отсчетов Средняя длина, мс импульс управления характеристики периодов средняя длина, мс отсчетов наблюдение средняя длина, количества целых за дискретность отчета, мс обмотки форсунки, Ом дополнительное сопротивление в цепи электрической наблюдение Таблица 4.1 - Состав и структура исходных данных 1 0 0,02 38 6493 129,86 218 4,36 -7,2 0,000788 0,889565 2 3 0,02 38 6585 129,7 219 4,38 -1,6 0,000768 0,88849 3 4,5 0,02 38 6564 131,28 222 4,44 5,07 0,000766 0,889619 4 6 0,02 38 6568 131,36 220 4,40 1,66 0,000765 0,889923 5 7,5 0,02 37 6686 133,72 221 4,42 -4,3 0,000786 0,889585 6 9 0,02 36 6778 135,56 221 4,42 -3,1 0,000772 0,886464 7 10,5 0,02 36 6823 136,46 222 4,44 4,52 0,000767 0,887206 8 12 0,02 36 6894 137,88 223 4,46 -7,8 0,000791 0,889012 9 13,5 0,02 35 6990 139,80 224 4,48 6,32 0,000776 0,886642 10 15 0,02 35 7055 141,10 229 4,58 -7,3 0,000801 0,890249 11 16,5 0,02 34 7174 143,48 235 4,7 -2,8 0,000778 0,887668 12 18 0,02 34 7206 144,12 242 4,84 7,19 0,00084 0,887547 13 19,5 0,02 34 7337 156,74 244 4,88 2,15 0,00083 0,885555 14 21 0,02 33 7379 147,58 247 4,94 -1,4 0,00088 0,887773 15 22,5 0,02 32 7623 152,46 255 5,10 2,17 0,000867 0,885309 16 24 0,02 32 7707 154,14 257 5,14 2,3 0,000927 0,887469 Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 102

Длительность периода, мс наблюдение Длительность импульса управления, мс Рисунок 4.4 – Изменение длительности периода (цикла цикла работы двигателя) в процессе исследований наблюдение Рисунок 4.5 – Изменение длительности импульса управления форсунками в процессе исследований Лист ÌÄ-02069964-23.04. .04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 103

4.1.3 Выделение полезной составляющей исследуемой зависимости для одного рабочего цикла двигателя В результате выделения тренда и усреднения длительности периода для одного наблюдения получаем данные, которые могут быть представлены в виде матрицы [103]: 6DD 6DH … 6HD 6HH … … … … 6 6 H… 6D 6H … ,. 6 (4.5) где i- ый столбец содержит данные i - го периода, а i - ая строка состоит из i го наблюдения (отсчета) в каждом периоде. В зависимости от условий измерений в периоде присутствовало до 7000 отсчетов, а в самом наблюдении до 38 периодов. Проведем усреднение для каждого отсчета. Наблюдения в каждом периоде производились с одной и той же точностью. Предварительный анализ показал, что расчет по формуле средней арифметической приводит к заведомо неверным результатам. Промахи, как правило, расположены в одних и тех же отсчетах каждого периода. Поэтому они должны быть исключены из нахождения средней. Рассмотрим процедуру усреднения. Пусть (x11,x12,…,xnp) - вектор-строка i - го отсчета. Найдем его среднее значение и дисперсию по формулам 1 6̅D = 6p , DH = (6p − 6̅D ) . . . D . (4.6) Предполагая, что отсчеты распределены нормально, включим в число величин, относительно которых рассчитывается среднее значение только те, для которых выполняется равенство (условие однородности) [108]: Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 104

6 ! 6̅ < 7 · . (4.7) Параметр а управляет критерием, согласно которому отсчеты, не слишком удаленные от средней, считаются составленными из полезной составляющей и «шума», а значительно отклоняющиеся - промахами, не имеющими никакого отношения к исследуемому процессу. Для данного случая экспериментально выбиралось а = 1,5. При таком выборе параметра в формирование средней включалось не менее 20 отсчетов в каждом случае: 6̑ 1 Eэф 1̅ 6p , (4.8) где рэф - количество отсчетов удовлетворяющих условию однородности. Результат представлен на рисунке 4.6. Рисунок 4.6 - Осциллограмма сглаженного сигнала одного периода (цикла работы двигателя) с прибавленным квадратичным трендом Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 105

Приведенная методика исключения промахов позволила значительно увеличить точность (см. таблицу 4.1). Включение всех наблюдений приводит к увеличению точности в четыре раза (до 0,002 В), что сопоставимо с амплитудой наблюдаемого сигнала. 4.1.4 Анализ ошибок усреднения и определение необходимого количества измерений Исследуем, как влияет процедура усреднения на ошибки оценивания. При переходе к средним значениям математическое ожидание средней не меняется, а дисперсия уменьшается в n раз, где n — объем выборки (количество периодов в выборке). Предметный анализ показал, что для того чтобы иметь возможность зафиксировать изменение падения давления в топливной рампе, напряжение с выхода АЦП должно превышать σx = 0,01 В. Все что имеет амплитуду меньшую, чем эта величина, следует рассматривать как "шум. Порядок СКО отчетов составляет σx = 0,06 В. В силу справедливости формулы = √ между СКО наблюдения и средней, определяется количество наблюдений (периодов) которые следует провести для получения заданной точности. Это число периодов n равно 35. Именно на эту величину и были ориентированы аппаратные средства. Вывод: для достижения приемлемой точности, которая позволит обнаружить эффект изменения давления в рампе, необходимо выполнить порядка 35 измерений (периодов). 4.2 Анализ результатов исследований 4.2.1 Зависимость падения давления в топливной рампе от пропускной способности электромагнитной форсунки Представим на одном графике построенные зависимости (рисунок 4.7) падения давления на исследуемой (второй) форсунке. На графике явно прослеживается тенденция запаздывания переднего фронта импульса и Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 106

монотонное уменьшение его амплитуды в зависимости от искусственного изменения пропускной способности ЭМФ (посредством изменения сопротивления обмотки электромагнита форсунки). Целью настоящего исследования является построение функциональной зависимости падения давления от показателя Кс, который характеризует степень засоренности форсунки. Отношение падения давления топлива при срабатывании засоренной форсунки к падению давления топлива при срабатывании исправной («чистой») представляет большой интерес и является информационным параметром, свидетельствующим о пропускной способности ЭМФ [109]. (приведенная) Амплитуда давления, Показатель пропускной способности второй ЭМФ Кс = 100% Время, мс Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 107

(приведенная) Амплитуда давления, Показатель пропускной способности второй ЭМФ Кс = 92% Время, мс (приведенная) Амплитуда давления, Показатель пропускной способности второй ЭМФ Кс = 85% Время, мс Рисунок 4.7 – Периодограммы изменения давления топлива в рампе за один цикл работы двигателя при различных значениях показателя Кс Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 108

Значения показателя Кс исследуемой форсунки: 1-100% 5-90% 9-84% 13-79% 2-98% 6-86% 10-83% 14-77% 3-95% 7-86% 11-82% 15-67% 4-92% 8-85% 12-81% 16-52% Рисунок 4.8 - Тенденция изменения давления в рампе при различных значениях показателя Кс исследуемой форсунки Поскольку в данном случае форсунки 4, 1 и 3 исправны и, как показывают полученные периодограммы, максимумы падения давления топлива при их срабатывании одинаковы по амплитуде (разброс амплитудных значений составляет 3%), примем за единицу приведенного давления топлива среднее значение максимума падения давления топлива на этих форсунках (произведем нормировку). Поделим сигнал периодограммы на эту величину. Теперь все периодограммы можно сравнивать между собой. При этих условиях найдем амплитуды падения давления топлива на исследуемой (второй) форсунке как функцию искусственного изменения показателя Кс (рисунок 4.9). Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 109

амплитуда давления Относительная приведенная Имитируемый показатель пропускной способности Кс, % Рисунок 4.9- Зависимость изменения относительной амплитуды падения давления (по модулю значения) от пропускной способности исследуемой ЭМФ Построим функциональную зависимость, соответствующую этому графику (регрессию) [103]. Показанная зависимость с достаточной точностью описывается линейной зависимостью: } !1,218 + 0,0225 · 6. (4.12) В интересующей области исследований совпадение значений регрессии и результатов измерения удовлетворительное. Исследуем полученную регрессию на значимость. Найдем остатки v1 - v̑ (r1). Среднее значение остатков равно 0,009402. СКО составляет 0,107307 (около 10%). Значение статистики Колмогорова - Смирнова 0,31172, что обеспечивает уровень значимости меньше 0,01. Последнее означает, что с высокой степенью вероятности ошибки регрессии можно считать нормально распределенными и независимыми. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 110

Зависимость изменения относительной приведенной амплитуды падения давления топлива от пропускной способности ЭМФ во времени приведена на рисунке 4.10. В данном случае значение показателя Кс для 1-ой форсунки равно 100%, для 4-ой форсунки - 98%, для 3-ей форсунки - 95%; для 2-ой форсунки значение показателя Кс искусственно изменялось в пределах 50 - 92%). Рисунок 4.10- Зависимость изменения относительной приведенной амплитуды падения давления топлива от пропускной способности ЭМФ во времени при различных вариантах исследований 4.3 Рекомендации по оценке технического состояния ЭМФ Анализ диагностируемого параметра с использованием разработанной математической модели для обработки и обобщения результатов позволяет дать рекомендации по очистке или замене ЭМФ. Алгоритм работы программного обеспечения ЭБУ двигателей с впрыскиванием бензина выполнен таким образом, что при функционировании Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 111

двигателя при полностью закрытой дроссельной заслонке без нагрузки частота вращения KB поддерживается на определенном заданном уровне. Для определения влияния ЭМФ с различными показателями пропускной способности на характер работы двигателя в указанном режиме при использовании диагностической программы-сканера и органолептически оценивались такие показатели, как время открытого состояния клапана форсунки (время впрыска) и равномерность частоты вращения КВ. При снижении пропускной способности ЭМФ на величину до 4 - 5% не наблюдается значительных изменений в характере работы двигателя, соответственно при значении показателя КС = 96 — 100% эксплуатация форсунки допустима. При значении показателя Кс = 89 - 96% при функционировании двигателя наблюдаются отдельные пропуски воспламенения горючей смеси в цилиндре двигателя, соответствующего ЭМФ, работа двигателя на оборотах, соответствующих минимально устойчивой частоте вращения KB становится нестабильной, ухудшается разгонная характеристика в режиме холостого хода, увеличивается время впрыска. В данном случае необходимо произвести очистку ЭМФ с последующим контролем полученного результата. При значении показателя Кс = 85% и ниже состав горючей смеси выходит за пределы воспламенения, при этом значительно увеличивается время впрыска ЭМФ; при отключении цилиндра, соответствующего форсунке с указанным значением показателя Кс, характер работы двигателя не изменяется. В данном случае форсунку рекомендуется заменить на новую. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 112

4.4 Предложения по реализации Предлагаемый способ оценки технического состояния ЭМФ обеспечивает снижение трудозатрат на проведение диагностических работ (по сравнению с трудоемкостью имеющихся способов), является безразборным (не требует снятия приборов топливоподачи с двигателя) и универсальным (применим ко всем существующим схемам топливоподачи). Для реализации предлагаемого способа необходимо следующее оборудование: - высокочувствительный ДД жидкости; - резервуар для топлива с демпферным устройством; - набор унифицированных штуцеров и переходников для монтажа вышеперечисленного оборудования; - устройство регистрации получаемого сигнала (с использованием АЦП либо USB-осциллографа); - устройство обработки, анализа и вывода на дисплей получаемых данных с соответствующим программным обеспечением. Требования к приборам системы питания: исправное техническое состояние системы зажигания, топливопроводов (обеспечение требований герметичности), топливных фильтров (обеспечение требуемой пропускной способности), ЭБН (обеспечение требуемой производительности и герметичности обратного клапана), РДТ (поддержание требуемого давления и обеспечение герметичности запорного клапана) и электрической части ЭМФ. Порядок выполнения операций по определению пропускной способности ЭМФ предлагаемым способом (для системы питания с фазированным впрыскиванием топлива): 1. Произвести сброс давления топлива в системе питания двигателя. 2. Подключить высокочувствительный ДД и резервуар для топлива с демпферным устройством при помощи набора унифицированных штуцеров Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 113

согласно схем (рисунки 4.11 - 4.13) в зависимости от компоновки системы питания двигателя. Рисунок 4.11 - Компоновочная схема для осуществления способа при системе питания с возвратом топлива в бак с размещением РДТ на выходе из топливной рампы* 3. Подключить устройства регистрации получаемого сигнала, обработки, анализа и вывода данных согласно предлагаемых схем. 4. В топливопроводах системы питания, схема которой изображена на рисунке 4.11, создать давление большее, чем рабочее, на 0,06 МПа (давление регистрируется ДД и выводится на дисплей). В топливопроводах систем питания, схемы которых изображены на рисунках 4.12 и 4.13, создать рабочее давление. 5. Пустить двигатель, вывести обороты KB в режим минимально устойчивой частоты вращения (выждать после пуска 3 - 4 секунды), активировать устройство регистрации сигнала на 5 - 6 секунд, после чего завершить регистрацию сигнала. 6. Обработать полученный сигнал при помощи пакета прикладных программ. 7. Произвести анализ полученных данных. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 114

Рисунок 4.12 - Компоновочная схема для осуществления способа при системе питания с возвратом топлива в бак с размещением РДТ на входе в топливную рампу* Рисунок 4.13 - Компоновочная схема для осуществления способа при системе питания без возврата топлива в бак* Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 115

* - пояснения к рисункам 4.11-4.13: 1 - топливный бак; 2 - электробензонасос; 3 - фильтр грубой очистки топлива; 4 - фильтр тонкой очистки топлива; 5 - топливная рампа; 6 - форсунка; 7 - регулятор давления топлива; 8 - топливопроводы; 9 - датчик давления; 10 - резервуар для топлива с демпферным устройством; 11 - сливной топливопровод; 12 - штуцер для контроля давления топлива 4.5 Определение экономической эффективности предлагаемого способа Экономическая эффективность определяется путем сопоставления эффекта от внедрения предлагаемого способа с затратами, обеспечивающими его достижение. В свою очередь, эффект может быть выражен как экономией трудозатрат, так и в денежном исчислении. Методика оценки экономической эффективности предполагает определение срока окупаемости нового оборудования, используемого при осуществлении предлагаемого способа, по отношению к ранее используемому. Из перечисленного выше необходимого для реализации предлагаемого способа оборудования экспериментальными устройствами являются высокочувствительный ДД жидкости и резервуар для топлива с демпферным устройством. В таблице 4.2 приведены данные по стоимости датчика давления. Таблица 4.2 – Определение цены датчика давления (2019 г.) Наименование изделия Датчик давления ДИДЖ-10 ТМ Цена единицы в рублях с учетом НДС в условиях объемов производства Цена единицы Цена единицы Цена единицы изделия, руб изделия, руб изделия, руб (партия до 50 шт.) (партия до 100 шт.) (партия до 500 шт.) 8400 7800 4600 Резервуар для топлива с демпферным устройством является несложным (с точки зрения технического исполнения) устройством и при массовом производстве будет иметь стоимость, примерно равную 5% от стоимости ДД, т.е при изготовлении партии в 50 шт. цена изделия составит около 420 рублей. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 116

Набор унифицированных штуцеров и переходников, устройство регистрации получаемого сигнала (с использованием АЦП либо USB-осциллографа) и персональный компьютер с соответствующим программным обеспечением являются стандартным автомобильной оборудованием техники. При постов необходимости диагностирования приобретения ЭБУ данного оборудования затраты составят порядка 25000 рублей. Трудоемкость описанных операций (с монтажом и демонтажом диагностического оборудования) составляет от 0,3 до 0,5 чел-ч в зависимости от исследуемой системы питания двигателя. Для сравнения: трудоемкость определения пропускной способности ЭМФ (со снятием форсунок) двигателя УМЗ-4216 с использованием многофункционального комплекса «SMC 3003 – NEW» составляет 1,5 чел-ч. [110]. Средняя стоимость одного нормо-часа при выполнении диагностирования составляет 500 рублей. Расчет экономического эффекта [111 - 112] от применения новых технологических процессов производится по формуле: Эᴐф ЗD ! ЗH А, (4.13) где З1 и З2 — стоимостные приведенные затраты единицы работы по диагностированию, производимому при помощи базового и нового оборудования соответственно, руб.; А — установленный определенными условиями объем производства работ по диагностированию при помощи нового оборудования, в натуральных единицах. Срок окупаемости (Ток) на модернизацию определяется следующим образом: Ток = где С- стоимость диагностирования. ЗH А + С , Эᴐф затрат на (4.14) приобретение оборудования для Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 117

Учитывая тот факт, что объем производства работ по диагностированию при помощи нового оборудования заранее не задан, целесообразно решить задачу оптимизации по установлению максимально возможного срока окупаемости при максимально возможных затратах на приобретение диагностического оборудования (при минимальных партиях единиц экспериментальных изделий) и трудоемкости. В данном случае срок окупаемости будет определен объемом производства работ при помощи нового оборудования. Общая максимальная стоимость затрат на приобретение оборудования для диагностирования составляет примерно 32000 рублей. Из выражения ЗH А + С 1 ЗH ! ЗH А (4.15) определим величину А, равную 85. Это означает, что предлагаемый способ с использованием указанного оборудования полностью окупается после проведения диагностирования ЭМФ систем впрыскивания двигателей 85 автомобилей. Предлагаемый способ диагностирования ЭМФ [113]: — позволяет в 3...3,2 раза снизить трудоемкость (с получением экономии трудозатрат в размере 1...1,2 чел·ч на единицу техники) выполняемых работ по сравнению с имеющимися способами оценки технического состояния ЭМФ за счет применения новых технических решений и современных средств обработки данных; — является безразборным (не требует снятия приборов топливоподачи с двигателя) и универсальным (применим ко всем существующим схемам топливоподачи) двигателей с впрыскиванием бензина, которыми комплектуются образцы AT; — применим как для стационарных, так и для подвижных средств ТО и ремонта (при использовании мобильного персонального компьютера). Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 118

4.6 Выводы по главе В настоящей главе выполнено следующее: - разработана экспериментальных методика исследований оценки данных полученных по при определенной проведении схеме с использованием предложенного математического аппарата; - произведены проверка гипотезы о законе распределения ошибок наблюдения полученных данных и анализ ошибок усреднения, при этом сделан вывод о том, что гипотеза о нормальном законе ошибок измерений с нулевым средним не отвергается на уровне значимости 0,005; - оценена относительная погрешность (3%) разброса максимальных амплитудных значений величины падения давления топлива в рампе при срабатывании ЭМФ одинаковой производительности; - выявлена и проанализирована зависимость падения давления топлива в рампе от пропускной способности ЭМФ с представлением осциллограмм при значениях показателя КС, характеризующего пропускную способность форсунки, в пределах от 52% до 100%; - проведен регрессионный анализ зависимости амплитуды падения давления топлива при срабатывании ЭМФ от показателя ее пропускной способности с заключением о том, что в интересующей области исследований совпадение значений регрессии и результатов измерения удовлетворительное и с высокой степенью вероятности (СКО составляет около 10%) ошибки регрессии можно считать нормально распределенными и независимыми; - выработаны рекомендации по оценке технического состояния ЭМФ и предложения по реализации предлагаемого способа с описанием необходимого оборудования, порядка выполнения операций и приведением компоновочных схем осуществления способа для систем питания двигателей с впрыскиванием бензина различных компоновок; - определена экономическая эффективность предлагаемого способа. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 119

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В настоящей работе отражены результаты анализа состояния вопроса, проведенных теоретических и экспериментальных исследований, направленных на решение научно-технической задачи, имеющей существенное значение для совершенствования систем диагностирования тепловых двигателей - установления зависимости величины изменения давления топлива в системе питания от пропускной способности ЭМФ в процессе функционирования двигателя с впрыскиванием бензина, а именно: 1. Проанализированы причины нарушения исправного состояния ЭМФ и существующие способы их диагностирования, выбран наиболее достоверный и информативный диагностический параметр для оценки технического состояния форсунки. 2. Проведены теоретические исследования гидродинамических процессов, происходящих в топливопроводах и топливной рампе системы питания, с обоснованием возможности определения пропускной способности ЭМФ по величине изменения давления топлива при их срабатывании в процессе функционирования двигателя. 3. Реализован и описан предварительный эксперимент с целью исследования физики процесса топливоподачи при срабатывании ЭМФ и выводом о том, что анализировать расход топлива через ЭМФ целесообразно по величине падения давления топлива в рампе при открытии клапана форсунки. 4. Разработана методика и изложен порядок проведения экспериментальных исследований. 5. Обработаны и обобщены результаты экспериментальных исследований с использованием определенного математического аппарата, позволяющего достоверно с погрешностью не более 3% оценивать значение диагностического параметра, при этом представлены осциллограммы зависимости падения давления топлива в рампе от пропускной способности ЭМФ при различных Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 120

значениях показателя, характеризующего пропускную способность форсунки, в пределах от 52% до 100%. 6. Выработаны рекомендации по очистке или замене ЭМФ. При снижении пропускной способности ЭМФ на величину до 4 - 5% не наблюдается значительных изменений в характере работы двигателя, эксплуатация форсунок допустима. При снижении пропускной способности ЭМФ на величину 5 - 12% необходимо произвести очистку ЭМФ с последующим контролем полученного результата. При снижении пропускной способности ЭМФ на величину более 15% состав горючей смеси выходит за пределы воспламенения, форсунку рекомендуется заменить на новую. 7. Выработаны предложения по реализации с описанием необходимого оборудования, порядка выполнения операций и приведением схем осуществления способа для систем питания двигателей с впрыскиванием бензина различных компоновок. 8. Определена экономическая эффективность предлагаемого способа, при этом показано, что его реализация позволяет в 3 ... 3,2 раза снизить трудоемкость (с получением экономии трудозатрат в размере 1 ... 1,2 чел-ч на единицу техники) выполняемых работ по сравнению с имеющимися способами оценки технического состояния ЭМФ за счет применения новых технических решений и современных средств обработки данных. Таким образом, проведенные оценка и анализ полученных данных позволяют сделать вывод о том, что решена задача научного обоснования и целесообразности внедрения нового нетрадиционного безразборного способа определения технического состояния (пропускной способности) ЭМФ двигателей с впрыскиванием бензина с целью повышения эффективности эксплуатации автотранспортных средств. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 121

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1 Ерохов, В.И. Системы впрыска легковых автомобилей: эксплуатация, диагностика, техническое обслуживание и ремонт / В. И. Ерохов. - М. : ООО «Издательство Астрель», 2003. - 159 с. : ил. 2. Сенин, П.В. Методы диагностики дизельной топливной аппаратуры / П.В. Сенин [и др.] // Сельский механизатор. – 2015. – №10. – С. 32–33 3. Галин, Д.А. Изменение программного обеспечения электронного блока управления бензинового двигателя автомобиля для оптимальной работы на сжиженном нефтяном газе / Д.А. Галин, П.А. Ионов, А.С. Назаркин // Вестник Мордовского ГУ. – 2016. – №3.3 Система управления двигателем ВАЗ-2112 (1,5 л, 16 кл.) с распределенным последовательным впрыском топлива под нормы токсичности ЕВРО - 2: техническое описание - М.: Третий Рим, 1999. - 160 с. 4 Драгомиров, С.Г. Некоторые тенденции развития автомобильных двигателей на пороге XXI века: материалы VII Междунар. науч.-практ. конф. «Совершенствование мощностных, экономических и экологических показателей ДВС» / С. Г. Драгомиров, М. С. Драгомиров. - Владимир, Владим. гос. ун-т, 2001.с. 124-128. 5. Галин, Д.А. Диагностика форсунок топливной системы Common rail / Д.А. Галин, П.В. Сенин // Нива Поволжья. – 2016. – №4. 6. Галин, Д.А. Использование сканеров электронных блоков управления для диагностики автомобилей / Д.А. Галин, А.С. Назаркин // Сб. науч. тр. Межд. науч.-практ. конф. «Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии и системы». – Саранск, 2016. – С. 231–235 7 Шакирова, К.С. Современный рынок легковых автомобилей в России. Состояние, проблемы и вероятные перспективы развития: науч.-техн. журнал «Автомобильная промышленность» / К. С. Шакирова. - М. : «Машиностроение», 2008. - №21- ISSN 0005-2337, с. 1 - 2. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 122

8 Пашков, В.И. Автомобильная промышленность России в 2007 году: науч.-техн. журнал «Автомобильная промышленность» / В. И. Пашков. - М. : «Машиностроение», 2008. - №3- ISSN 0005-2337, с. 5 - 8. 9 ГОСТ 17.2.2.03.06 - 99. Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерения содержания СО и СН газобаллонных автомобилей. - М. : Изд-во стандартов, 1999. - 60 с. 10 ГОСТ Р 52033 - 2003. Автомобили с бензиновыми двигателями. Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния. - М. : Изд-во стандартов, 2003.-34 с. 11 Шапран, В.Н. Диагностирование топливоподающей аппаратуры бензиновых двигателей для оценки уровня токсичности отработавших газов [Текст] : материалы научно-практической конференции МГТУ «Станкин» / В. Н. Шапран, А. Ю. Вереютин, Д. И. Петляков. - М. : ПРОТЭК, 2005. 12 Шапран, В.Н. Метод снижения токсичности отработавших газов двигателей с впрыском топлива: сборник научных трудов МГТУ «Станкин» / В. Н. Шапран, А. Ю. Вереютин, Д. И. Петляков, Д. С. Бондарев. - М. : ПРОТЭК, 2005. 13 Системы впрыска топлива: справочник AUTODATA - М. : Copyright Autodata Limited, 2006. - 211 с. 14 Двигатель ЗМЗ - 4062.10: руководство по ремонту - г. Заволжье, Заволжский моторный завод, 1995. 15 Певнев, Н.Г. Особенности конструкции и эксплуатации двигателя УМЗ 4216: труды / Н. Г. Певнев, В. И. Рудских, И. П. Залознов. Омск.: СибАДИ, 1998. Вып. 2, ч. 1. - с. 33 - 40. 16 Дмитриевский, А.В. Впускные каналы и мощностные показатели двигателей с впрыскиванием бензина: науч.-техн. журнал «Автомобильная промышленность» / А. В. Дмитриевский. — М.: «Машиностроение», 1993.-№1.-с. 17-19. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 123

17 Дмитриевский, А.В. Топливная экономичность бензиновых двигателей / А. В. Дмитриевский, Е. В. Шатров. - М. : Машиностроение, 1985. -208 c. 18 Киндеев, Е.А. Диагностирование систем впрыска бензина автомобильных двигателей с электронным управлением: дис... канд. техн. наук / Киндеев Е. А. — Владимир, Владимир, гос. ун-тет. — 1998. - 190 с. - Библиогр. :с. 174- 190. 19 Покровский, Г.П. Электронное управление автомобильными двигателями: учеб. пособие / Г. П. Покровский. - М. : Машиностроение, 1994.-336 с.26 20 Баннов, А.М. Руководство по техническому обслуживанию и ремонту системы управления двигателем УМЗ - 4216 с распределенным впрыском МИКАС 10.3 / А. М. Банов, П. Г. Теремякин. - М. : Стройиздат,1997. 154с.27-45. 21 Шмелев, А.П. О конкурентоспособности двигателей Ульяновского моторного завода: науч.-техн. журнал «Автомобильная промышленность» / А. П. Шмелев, М. Г. Гусев. - М.: «Машиностроение», 2008. - №31SSN 0005-2337, с. 9-11. 22 Сыркина, П.Э. Двигатели ЗМЗ. Создание и развитие конструкций, технологий и производства, 1958-1998 гг. / П. Э. Сыркин. - Н. Новгород. : Изд-во НГУ им. Н. И. Лобачевского, 1998. 23 Твег, Р. Системы впрыска бензина. Устройство, обслуживание, ремонт: практ. пособ. / Р. Твег. - М. : Изд. "За рулем", 1999. - 144 с. : ил. ISBN 5-85907-117-5. 24 Драгомиров, С.Г. Автоматическое электронное управление автомобильными двигателями : Моногр. / С. Г. Драгомиров. - Владимир, 1987. 64 с. 25 Чарльз, У. Системы управления и впрыск топлива / У. Чарльз. - СПб.: Алфамер Паблишинг, 2003. - 320 с. 26 Сергеев, А.Г. Диагностирование электрооборудования автомобилей / А. Г. Сергеев, В. Е. Ютт. - М.: Транспорт, 1987. - 159 с. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 124

27 Подчинок, В.М. Эксплуатация военной автомобильной техники: учебник для ВУЗов / В. М. Подчинок. - 3-е изд., перераб. и доп. - Рязань: Русское слово, 2006. - 696 с.: ил. 28 Автомобильный справочник «Бош» [пер. с англ.] - М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», 2004. - 992 с. : ил. - ISBN 5-85907-327-5. 29 Акопян, С.И. Двигатели внутреннего сгорания с впрыском топлива и электрическим зажиганием / С. И. Акопян. - М.: Машгиз, 1945. - 120 с. 30 Ерохов, В.И. Системы впрыска топлива легковых автомобилей: учеб. пособие / В. И. Ерохов. - М. : Транспорт, 2002. - 174 с. 31 Будыко, Ю.И. Современные системы впрыска легкого топлива с электронным управлением: журн. «Двигателестроение» / Ю. И. Будыко. -1979.-№7.-с. 32-34. 32 Вишневский, Н.В. Тенденции развития топливных систем бензиновых двигателей / Н. В. Вишневский. - Л.: Тр. ЦНИТА, 1985. - вып. № 85.-е. 36-51. 33 Коганер, В.Э. Впрыскивание топлива в бензиновые двигатели: журн. «Двигателестроение» / В. Э. Коганер, К. М. Маскенсков, В.М. Мочалов.-1986.-№ 12.-е. 9- 11. 34 Чапчаев, А.А. Системы питания с впрыском бензина для автомобильных двигателей/ А. А. Чапчаев, Г. С. Исавнин. - М., 1995. - 76 с. 35 Двигатель ВАЗ - 21124 с системой распределенного впрыска топлива (контроллер BOSCH М7.9.7) : руководство по техническому обслуживанию и ремонту - М.: ЗАО «КЖИ» «За рулем», 2013. - 104 с. : ил. . - ISBN 585907-323-2(2). 36 Ермаков, В.И. Гидравлическая прочистка распылителей форсунок: науч.-техн. журн. «Автомобильная промышленность» / В. И. Ермаков. - М.: «Машиностроение», 1991. - № 8. - с. 19. 37 Приходько, В.М. Ультразвуковые технологии при производстве и ремонте техники / В. М. Приходько. - М. : Изд-во «Техполиграфцентр», 2000.-253с. 38 ГОСТ 27.310 - 95. Анализ видов, последствий и критичности отказов. Основные положения. - М. : Изд-во стандартов, 1995. - 14 с. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 125

39 Обельницкий, А.М. Топливо и смазочные материалы: учеб. для втузов / А. М. Обельницкий. - М. : Высш шк., 1982. — 208 с: ил. 40 Саблина, 3.А. Состав и химическая стабильность моторных топлив / З.А. Саблина. - М. : Химия, 1972. - 279 с. 41 Папок, К.К. Моторные, реактивные и ракетные топлива / К. К. Папок, Е. Г. Семенидо. - 4-е изд. - М. : Гостоптехиздат, 1992. - 741 с. 42 Братков, А.А. Теоретические основы химмотологии / А. А. Братков, Г. С. Шимонаев, А. Ф. Горенков и др. - М. : Химия, 1985. 320 с: ил. 43 Петрова, Е.В. Статистика автомобильного транспорта: учебник / Е.В. Петрова, О. И. Ганченко. - М. : Финансы и статистика, 1997. 239 с: ил. 44 Певнев, Н.Г. Техническая эксплуатация газобаллонных автомобилей: учеб. пособие СибАДИ / Н. Г. Певнев, А. П. Елгин, Л. Н. Бухаров и др. - Омск: изд-во СибАДИ, 2000. - 182 с. 45 ГОСТ 25044 - 81. Диагностирование автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных, строительных и дорожных машин. Основные положения. - М. : Изд-во стандартов, 1982. - 9 с. 46 ГОСТ 25176 - 82. Средства диагностирования автомобилей, тракторов и дорожных машин. Классификация. Общие технические требования. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 15 с. 47 ГОСТ 20911 - 89. Техническая диагностика. Термины и определения. - М. : Изд-во стандартов, 1989. - 13 с. 48 Болбас, М. Комплексное диагностирование: журн. «Автомобильный транспорт» / М. Болбас, Я. Сурма. - 1990. -№ 11. - с. 34 - 35. 49 Мирошников, Л.В. Диагностирование технического состояния автомобилей на автотракторных предприятиях: учеб. Пособие / Л. В. Мирошников, А. П. Болдин, В. И. Пал. - М. : Транспорт, 1982. - 365 с. 50 Мороз, С.М. Контроль диагностирования автомобиля: учеб. пособие / С. М. Мороз. - М. : Знание, 1987. - 62 с. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 126

51 Твег, Р. Диагностика электронной системы управления двигателя автомобиля: руководство по техническому обслуживанию и ремонту / Т. Росс. М. : ООО «Издательство Астрель», 2003. - 144 с. : ил. . - ISBN 5-27105883-2. 52 ГОСТ Р 1709 - 2003. Автотранспортные средства. Требования к техническому состоянию. - М. : Изд-во стандартов, 2003. - 23 с. 53 Залознов, И.П. Повышение эффективности эксплуатации автомобилей за счет обоснования периодичности обслуживания электромагнитных форсунок: дис. канд. техн. наук : 05.22.10 / Залознов И. П. - Омск, 2003. 115 с.-Библиогр. : с. 101 - 112. 54 Певнев, Н.Г. Определение диагностических параметров элементов системы комплексного управления зажиганием и впрыском топлива (на примере двигателя УМЗ-4216): тезисы докл. II Междунар. науч.-техн. конф. «Автомобильные дороги Сибири»/ Н. Г. Певнев, В. И. Рудских. - Омск. : Си6АДИ, 2006.-с. 494-495. 55 Вереютин, А.Ю. Стенд для изучения конструкции и исследования параметров двигателя с впрыскиванием бензина: сб. статей "Научнопедагогическая деятельность профессорско-педагогического состава в высшем военно-техническом учебном заведении" / А. Ю. Вереютин. - М. : «Компания «Спутник +», 2007. - Вып. 3 - ISBN 5-364-00191-1. 56 Вереютин, А.Ю. Методика диагностирования систем топливоподачи двигателей с впрыскиванием бензина: сборник научных трудов /А. Ю. Вереютин. -Рязань. : РВАИ, 2006. -Вып. 16. 57 Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий: программированное введение в планирование эксперимента / Ю. П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. - М. : Наука, 1971. - 286 с. 58 Вереютин, А.Ю. Оценка технического состояния приборов системы питания двигателей с впрыскиванием бензина: сборник научных трудов по материалам Международной конференции «Двигатель – 2007» / А. Ю. Вереютин, Ю. А., Заяц. - М. : МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007 - 572 с. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 127

59 Вереютин, А.Ю. Программно-аппаратный комплекс регистрации изменения давления в системе впрыска топлива: межвузовский сборник научных трудов "Математические методы в научных исследованиях"/ А. Ю. Вереютин, М. Е. Ильин. - Рязань: РГРТУ, 2008 - с. 11 - 20. 60 Завадский, Ю.В. Статистическая обработка эксперимента в задачах автомобильного транспорта: учеб. пособие / Ю. В. Завадский. - М. : МАДИ, 1982.-132 с. 61 Прохоров, Ю.В. Вероятность и математическая статистика. Энциклопедия / Ю. В. Прохоров. - репр. изд. - М. : Большая Российская энциклопедия, 2003. - 912 с. 62 Гмурман, В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике : учеб. пособие / В. Е. Гмурман. - М.: Высшая школа, 1998. - 400 с. 63 Венецкий, И.Г. Теория вероятностей и математическая статистика учеб. пособие / И. Г. Венецкий, Г. С. Кильдишев. - М. : Статистика, 1975.-267 с. 64 Ильин, С.А. Системы компьютерной диагностики инжекторных двигателей. Материалы межвузовской научно-технической конференции аспирантов, магистрантов и студентов «Молодые ученые - развитию текстильной и легкой промышленности». Ильин С.А., Душин В.К. ИГТА, Иваново, 2001г. 65 Ильин, С.А. Диагностика и ремонт электронных блоков управления. Журнал «Известия ВУЗов» серия «Электротехнический комплекс информационной системы» №1, МГУС, - М.:, 2005 г. Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 128

Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 129

Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 130

Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 131

Лист ÌÄ-02069964-23.04.03-01-20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 132

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв