На рис. 4.6 приведен импульс давления топлива, записанный при помощи зажимного пьезоэлектрического датчика ПД-6.
С |
|
давления |
|
|
Р с. 4.6. Импульс давления топлива |
б |
|
Для определен я |
в системах питания возможно применение |
преобразователя давлен |
ПД-100 ДИ (тензопреобразователь, датчик для |
замера избыточного давления) с верхним пределом измерения от 0,1 до
100 МПа (р с. 4.7). Датч к прео разует избыточное давление топлива в электрический сигнал постомАянного тока (4 – 20 ).
Д И
Рис. 4.7. Общий вид датчика давления серии ПД-100
46
На рис. 4.8 приведён разрез датчика ПД-100.
С |
|
сследования |
|
|
Рис. 4.8. Разрез датчика ПД-100 |
бА |
|
Рассмотр м друг |
виды датчиков, которые могут быть использова- |
ны в процессе |
или диагностирования ТА. |
На р с. 4.9 показана конструкция комбинированного датчика [9], по- |
|
зволяющего одновременно записывать изменение давления в штуцере на- |
|
соса высокого давления |
перемещение нагнетательного клапана. |
|
Д |
|
И |
Рис. 4.9. Датчик комбинированный:
1 – корпус датчика; 2 – вытеснитель; 3 – стакан с упругим элементом; 4 – крышка; 5 – рабочий и компенсационный тензорезисторы; 6 – катушки
индуктивности; 7 – корпус датчика перемещения нагнетательного клапана; 8 – прокладка; 9 – винт; 10 – разъем
Корпус 1 является одновременно штуцером насоса. Объем полости датчика должен соответствовать внутренним размерам штуцера. К нагне-
47
тательному клапану припаивается шток из немагнитной стали со стальным сердечником в верхней части. При установке клапана в штуцер длина штока должна быть равна расстоянию до центра между катушками 6. Катушки выполнены из провода ПЭЛ диаметром 0,15 мм с числом витков 100. Площадь отверстия корпуса 7 должна быть не менее площади сечения трубопровода.
СКорпус 7 выполнен из немагнитной стали Х18Н9Т. Стакан 3 с упругим элементом изготовлен из стали 45ХНМФА. Мембрана имеет диаметр 20 мм с толщ ной 1 3 мм в зависимости от величины максимального давления топл ва.
иЧастота собственных колебаний датчика должна быть в три раза больше частот сследуемого процесса и должна соответствовать не менее
50 кГц.
На р с. 4.10 пр ведены основные виды нагнетательных клапанов. Внутренн е размерыбАкорпуса датчика 1 (см. рис. 4.9) соответствуют для нагнетательного клапана перьевого типа (рис. 4.10, в).
Рис. 4.10. НагнетательныеДклапаны:
а – клапан с обратным дросселем; б – клапан с корректирующим отверстием; в – клапан перьевого типа; 1 – корпус штуцера; 2 – обратныйИдроссель (отверстие диаметром 0,6 мм); 3 – пружина; 4 – клапан нагнетательный; 5 – поясок разгрузочный; 6 – корпус клапана; 7 – корректирующее отверстие; 8 – подводящее отверстие
Для исследования процесса подачи топлива возможно использование пьезоэлектрических датчиков. На рис. 4.11 показана конструкция пьезоэлектрического датчика для измерения давления на входе в форсунку. При повышении давления мембрана деформируется и через опорный диск 10 передает усилие на кварцевые пластины 8. Электрический заряд, создаваемый при деформации кварцевой пластины, передается от медной пластины с проводником на контакт 5 и поступает к усилителю.
48
Для записи перемещения иглы распылителя форсунки рекомендуется индуктивный датчик в виде «проставки» [10]. На рис. 4.12 приведен разрез форсунки дизеля с установкой индуктивного датчика 3, при помощи которого записывается движение иглы и тензометрического датчика 8 для оценки изменения давления в полости форсунки. Корпус датчика 3 и штанга 4 выполнены из немагнитной стали Х18Н9Т. Рабочая катушка 10 изготовлена из провода ПЭЛ диаметром 0,13 мм с числом витков 35. Компенсационная катушка имеет те же параметры и размещается вне форсунки. Принц п работы датч ка основан на изменении индуктивного сопротивления рабочей катушки в зависимости от зазора между торцом иглы и
корпусом |
. |
|
|
С |
|
|
|
форсунки |
|
|
|
|
бА |
||
Рис. 4.11. Датчик давления пьезоэлектри- |
Рис. 4.12. Установка датчиков в фор- |
||
|
ческий: |
|
сунке для записи перемещения иглы и |
1 – корпус датчика; 2 – сильфон; 3 – ста- |
давления: 1 – игла распылителя; |
||
кан с измерительной мембранной; |
Д |
||
|
2 – корпус распылителя; 3 – датчик пе- |
||
4 – изолятор; 5 – контакт; 6 – корпус мо- |
ремещения иглы; 4 – штанга; 5 – кор- |
||
дуля; 7 – контргайка; 8 – кварцевые пла- |
пус форсунки; 6 – пружина; 7 – регу- |
||
стины; 9 – медная пластина с проводни- |
лировочный винт; 8 – датчик давле- |
||
ком; 10 – опорный диск |
|
ния; 9 – «проставка» с проточкой |
|
|
|
|
И |
|
|
|
для катушки 10 |
В условиях эксплуатации двигателя применение индуктивного датчика, расположенного между корпусом форсунки и распылителем, связано с определенными трудностями установки и малой долговечностью. В данной работе рассмотрена возможность записи хода иглы датчиком давле-
49
ния, который устанавливается в линии отвода утечек топлива из форсун-
ки [10].
В момент подъема иглы 1 (рис. 4.12) в полости корпуса форсунки 5, заполненной топливом, давление повышается и может быть зафиксировано датчиком давления 8. Упругим элементом датчика является мембрана с наклеенным проволочным тензорезистором.
На рис. 4.13 приведены осциллограммы процесса впрыска топлива, зафиксированные при работе дизеля 4ЧН13/14 на номинальном режиме с частотой вращен я вала насоса 875 мин-1 и цикловой подачей 103 мм3. На
представленных осц ллограммах показаны отметка времени 1 (0,001 с), |
|
давление топл ва в штуцере насоса 2, ход нагнетательного клапана 3, дав- |
|
ление в замкнутом объеме форсунки 4 (полости пружины), ход иглы 5, |
|
С |
|
давление перед сопловыми отверстиями 6. Сравнение осциллограмм из- |
|
менения давлен я в замкнутом о ъеме форсунки (4) и хода иглы (5) пока- |
|
зывает |
дент чность [10]. |
их |
|
|
бА |
|
Рис. 4.13. Осциллограммы процесса впрыска топлива |
Таким образом, закономерность движения иглы распылителя фор- |
|
|
Д |
|
И |
сунки для топливных систем с низким остаточным давлением можно определить при помощи датчика давления, установленного в дренажную ма-
гистраль. На рис. 4.13 при помощи комбинированного датчика
(см. рис. 4.9) записаны осциллограммы изменения давления в штуцере насоса (2) и движения нагнетательного клапана (3). Перемещение иглы (5) записан датчиком в виде «проставки», изменение давления в замкнутой полости корпуса форсунки 5 зафиксировано датчиком давления 8
(см. рис. 4.12).
Движение иглы распылителя форсунки может фиксироваться индуктивным выносным датчиком, корпус которого изготовлен из немагнитной стали (рис. 4.14). В корпусе датчика 5 расположены две катушки 4. К
50