Diagnostika palivových soustav spalovacích motorů
Péče o správnou funkci palivové soustavy je jednou z nejzávažnějších podmínek spolehlivého, ekonomického a ekologického provozu spalovacího motoru. Prakticky má malá odchylka od optimální funkce palivové soustavy větší vliv než například poměrně značná ztráta kompresního tlaku.
1
Poruchy a diagnostika palivové soustavy vznětového motoru Základní požadavek – dopravit do spalovacího prostoru motoru správnou dodávku paliva, ve správný čas a ve správné formě Na plnění tohoto požadavku se podílí: podílí:
• Nízkotlaká část • čistič paliva • dopravní čerpadlo • nízkotlaké potrubí •… • Vysokotlaká část • vstřikovací články • zpětné ventily • vstřikovací potrubí • vstřikovače •…
Významný vliv má také regulátor
Typické poruchy V1 – normální dodávka paliva (mm3/zdvih) V2 – dodávka paliva snížená v důsledku opotřebení vstřikovacího článku (mm3/zdvih) V3 – dodávka paliva zvýšená v důsledku nesprávného seřízení (mm3/zdvih) M1, M2, M3 – odpovídající průběhy točivého momentu v závislosti na otáčkách motoru (Nm (Nm)) V důsledku opotřebení vstřikovací jednotky čerpadla klesá dodávka paliva mnohem více při nižších otáčkách, kdy je k dispozici dostatek dostatek času na únik paliva. Ve jmenovitých otáčkách je změna točivého momentu zanedbatelná, ale výrazně je ovlivněna záloha točivého momentu a motor ztrácí na pružnosti.
2
Obdobně se projevuje opotřebení výtlačného ventilku. ventilku. V provozu dochází k opotřebení odlehčovací válcové plošky, což má nepříjemný nepříjemný dopad nejen na vznik dostřiků, ale též v tom, že se zvyšuje spotřeba paliva paliva (ve (ve výtlačném potrubí zůstává po vstřiku v tomto případě větší množství množství paliva pod větším tlakem a nově vytlačované palivo je při následujícím zdvihu více využito k vlastnímu vstřiku). vstřiku). Na změnu dodávaného paliva má vliv také otevírací tlak trysky (například snížením otevíracího tlaku ze 16 na 12 MPa se zvětší dodávka o 4 %). JeJe-li palivo vstříknuto do spalovacího prostoru motoru ve správný čas, čas, ve správném množství, ale v nevhodné formě, dochází k menšímu využití paliva a tím k poklesu točivého momentu (vstřik při částečně zacpaných tryskách, váznutí jehly vstřikovače …). Nesprávné seřízení dodávky paliva může být způsobeno neodborným zásahem do nastavení dorazu regulační tyče. tyče. Jde obvykle o zvýšení dodávky, jehož následkem je kouření motoru (20 % zvýšení dodávky zvýší výkon asi o 10 % avšak za cenu nepřípustného zvýšení kouřivosti a namáhání motoru) motoru) – nadbytečné palivo je spotřebováno velmi nehospodárně. Seřizovací podmínky vstřikovacích zařízení jsou uváděny v podobě tabulek a nebo grafických charakteristik.
Vstřikovací čerpadlo s výkonnostním regulátorem
Dorazem ovládací páky mohou být změněny maximální otáčky, otáčky, což vede k nebezpečí havárie motoru. Dorazem regulační tyče lze částečně zvýšit výkon, výkon, ovšem za cenu zvýšení kouřivosti motoru a nehospodárného zvýšení spotřeby paliva
3
Vstřikovací čerpadlo s omezovacím regulátorem
Dorazem ovládací páky může být částečně zvýšen výkon na úkor kouření a zvýšení spotřeby paliva motoru.
Podstatný vliv na činnost palivové soustavy, a tím i celého motoru, motoru, mají vstřikovače. vstřikovače. Poruchy chodu motoru způsobené vstřikovačem může mít tyto příčiny: příčiny: • špatný technický stav vstřikovače • nesprávné seřízení otvíracího tlaku trysky • špatná montáž na motor Nejčastěji je stejně jako u pístů a u válců způsobené opotřebení abrazívní z nečistot v palivu. Výrazně se také projevuje působení mechanických sil (velký počet zdvihů, vysoké tlaky a malá dosedací plocha). Další problémy způsobuje způsobuje koroze a karbon. karbon. Vůle mezi tělesem trysky a jehlou – palivo uniká kolem jehly do odpadové trubky a snižuje se tak výkon motoru Netěsnost jehly v sedle – působí špatné rozprášení palivo, odkapávání paliva, jež má za následek snížený výkon motoru a nehospodárný provoz. Zkoušení Zkoušení se provádí na zkoušečce, kdy se nesmí objevit palivo dříve než 1 MPa před otvíracím tlakem. Zadírání jehly – způsobí špatné rozprášení paliva (pozor na špatnou montáž, zkřížení, karbon na dosedací ploše (pokud je vše v pořádku tak přenosná přenosná zkoušečka odhalí charakteristický vrzavý zvuk při vstřiku) Prasklá pružina vstřikovače – ovlivní se kvalita rozprašování, motor ztrácí výkon a jeho chod je nepravidelný
4
Diagnostické signály dodávka paliva vstřikovacím čerpadlem měrná spotřeba paliva kouřivost motoru úhel předvstřiku paliva průběh vstřikovacího tlaku
Dodávka paliva vstřikovacím čerpadlem • důležité je posouzení význačných bodů dodávací charakteristiky • význačným bodem je dodávka paliva při 90 a 45 % jmenovitých otáček motoru
• pokud lze seřídit dodávku paliva v tolerančních mezích daných výrobcem, výrobcem, tak není nutná oprava čerpadla
Dodávka paliva vstřikovacím čerpadlem Jak by jste vytvořili diagnostický postup? 1. 2. 3. 4.
původní dodávka paliva při n2 seřízení dodávky při n2 kontrola dodávky při n1 toleranční meze
5
Měrná spotřeba paliva • užitečná měrná spotřeba paliva vztažená na jednotku užitečné práce • indikovaná spotřeba paliva vztažená na jednotku indikované práce • výhodnější je užití indikované měrné spotřeby paliva, paliva, protože: je méně ovlivněna teplotou
• měření probíhá tak, že se měří čas, palivo se odebírá ze zvláštní nádobky nádobky a •
výkon motoru (nepřesnost v nastavení otáček má za následek výraznou výraznou změnu výkonu motoru) vhodnější je měření a vztažení spotřeby paliva nikoliv za jednotku jednotku času, ale za určitý počet otáček motoru (při sledování otáček s přesností ± 5 % je chyba měření spotřeby paliva ± 0,5 % m=V/M m – měrná spotřeba paliva (g/W.s) V – spotřeba paliva (g/rad) M – točivý moment motoru (N.m = W.s/rad)
Kouřivost motoru
1.
zdroj světla
2.
měřící trubice
3.
ventil
4.
fotočlánek
5.
miliampérmetr
6.
potenciometr
7.
ventilátor
6
Úhel předvstřiku paliva Při požadavku menší přesnosti postačí překontrolovat úhel předvstřiku paliva
• • •
měření pomocí kapiláry (hladina v kapiláře) měření pomocí stroboskopické lampy (fázový posun) měření pomocí magnetické značky na setrvačníku (vzrůst tlaku)
Průběh vstřikovacího tlaku 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
mechanický stav čerpadla, vstřikovací jednotky činnost výtlačného ventilu stav potrubí – světlost stav vstřikovače, trysky a pružin oblast vstřikování paliva oblast poklesu na konci výtlaku stav výtlačného ventilu odlehčovací schopnost ventilu oblast oscilací po výstřiku
7
Poruchy a diagnostika palivové soustavy zážehového motoru • Musí plnit stejné podmínky jako palivová soustava vznětového motoru: motoru: dodání správného množství paliva, ve správném stavu a ve správný čas
• Palivová soustava: • s karburátorem (běžně Škoda Favorit a starší vozidla) • se vstřikováním (běžně Škoda Felicia a mladší vozidla)
Palivová soustava zážehového motoru s karburátorem Hlavní vliv na palivovou soustavu má správná funkce a správné nastavení nastavení součástí karburátoru: karburátoru: • těsné a správně nastavené škrtící klapky v celém rozsahu činnosti činnosti včetně jejich osiček (výměna karburátoru) • rovná dosedací plocha karburátoru dostatečně utěsněná (přetěsnění, (přetěsnění, přebroušení, výměna karburátoru) • správná hladina paliva v karburátoru • těsný jehlový ventil (výměna ventilu) • těsný a správně nastavený plovák (výměna plováku) • volný přepad paliva z karburátoru do palivové nádrže • správná funkce sytiče (kontrola jeho teploty – chladící soustava) • správná funkce a nastavení podtlakové regulace 2. stupně karburátoru karburátoru (obnovení těsnosti) • membrána akcelerační pumpičky (výměna) • čistota • trysky, emulzní trubice, odvzdušňovače • hřídelky, jehly • správné palivo podle ČSN
8
Kontrola těsnosti klapek 1. a 2. stupně • uvolní se dorazové šrouby klapek a • •
uzavřou šrouby běhu naprázdno a přídavného vzduchu uzavřená poloha 4,41 kPa (450 mm vodního sloupce) dorazovým šroubem klapky se nastaví požadovaná hodnota
Závady a jejich projevy • znečištění karburátoru (obtížné spouštění a studený běh motoru, špatné otáčky běhu naprázdno, nelze seřídit volnoběh, CO, nedostatečný výkon …)
• motor zahlcený palivem (nízké otáčky běhu naprázdno, špatně se seřizují otáčky běhu naprázdno a nelze seřídit CO, špatně se spouští teplý teplý motor)
• neseřízený nástřik akcelerační pumpičky (motor při prudké akceleraci škube, špatný přechod na druhý stupeň a špatný přechod u studeného studeného motoru)
• neseřízené otáčky běhu naprázdno (motor při akceleraci škube, vysoká spotřeba paliva)
• nefunkční odpojovač běhu naprázdno (nepravidelný běh studeného motoru, špatné spouštění motoru za studena i za tepla)
• špatné osazení karburátoru (škubání při akceleraci, špatný přechod na druhý stupeň, nedostatečný výkon, vysoká spotřeba)
• palivo není podle normy ČSN (snížený výkon motoru, při zvýšeném obsahu vody možné až zanesení odkalovací nádobky a z toho plynoucí plynoucí ucpání trysek, a celá řada dalších …)
9
Palivové čerpadlo • Elektrické – u motorů se vstřikováním, při nesprávné funkci se obvykle neopravuje, vymění se za nové • Jikov SH – při závadě se také obvykle neopravuje a vyměňuje za nové, je řešeno jako nerozebíratelné • Jikov OD – membránové pákové, možnost výměny membrány, vyčištění odkalovače Kontrola činnosti čerpadla • kontrola dodávky paliva na předurčený počet zdvihů a čas • kontrola minimálního a maximálního tlaku ve výtlaku • nasátí paliva za 15 s z hloubky 1,5 m při suchém čerpadle • ruční čerpání paliva při jakékoliv poloze vačkového hřídele
Vstřikování paliva Vstřikování paliva umožňuje snížení spotřeby paliva a zvýšení výkonu motoru při stejném objemu. Palivová soustava je poměrně jednoduchá složená ze čtyř hlavních částí (čerpadla, trysky, řídící jednotky jednotky a čističe). Řídící jednotka na základě údajů ze snímačů řídí množství paliva (většinou (většinou časem otevření vstřikovače) v předepsaný okamžik (předstih). Většina závad závad je spojena se špatnou funkcí některého ze snímačů provozního stavu.
10
Snímače • • • • • • •
snímač otáček klikového hřídele a vyhodnocení předstihu snímač teploty nasávaného vzduchu snímač množství nasátého vzduchu snímač teploty chladící kapaliny motoru snímač polohy jehly vstřikovače Lambda sonda eventuálně jejich sady snímač polohy palivového pedálu
11
